В нынешнем году исполнилось 125 лет со дня рождения дизельного двигателя. Официальная дата гениального изобретения — 28 февраля 1892 года. Именно в этот день немецкий инженер Рудольф Дизель подал заявку в императорское патентное бюро в Берлине на право собственности на теоретическое обоснование и конструкцию «рационального теплового двигателя».
Через пять лет широкой публике был представлен агрегат высотой в три метра, который развивал скорость 172 оборота в минуту. Мощность мотора составляла от 17,8 до 19,8 лошадиных сил (л.с.), термический коэффициент полезного действия (КПД) был вдвое выше, чем у паровой машины — 26,2%. В сфере мирового моторостроения грянула сенсация.
Эмигранты поневоле
Рудольфа Дизеля в некотором роде можно считать космополитом. Судите сами, родился он в Париже в семье немецких эмигрантов Теодора и Элис Дизелей в 1858 году. Отец, по профессии переплетчик, после женитьбы на дочке состоятельных торговцев, организовал собственное производство кожгалантереи, был владельцем небольшой мастерской. Жизнь казалась размеренной и спокойной до того момента пока в 1870 году не началась франко-прусская война. Гражданам с немецкой фамилией стало опасно находиться во Франции. Предприятие Теодора Дизеля было реквизировано, а семья вместе с тремя детьми вынуждена бежать в Великобританию.
Для тех, кто знаком с судьбой Рудольфа Дизеля, этот факт может показаться неслучайным и даже мистическим, но об этом позже.
В Лондоне мигранты из‑за отсутствия средств, не имея возможности обеспечить самым элементарным троих своих детей, приняли непростое решение: одного из ребят отправить в Германию к родне. Выбор пал на Рудольфа.
Студенческие будни
Брат отца Кристоф Барникель и его жена Барбара с радостью согласились принять племянника. В новой семье к парню отнеслись как к родному сыну. Рудольф быстро выучил немецкий язык, стал учиться в Королевском ремесленном училище, где преподавал его дядя. Уже через год он четко определил для себя, что его профессия будет связана с техникой и механикой. Благодаря усидчивости и постоянному стремлению к знаниям он стал лучшим учеником училища и в 1873 году поступил в Индустриальную школу Аугсбурга. Через два года в ранге самого одаренного студента он подал документы в Королевский Баварский политехнический институт. И поступил, как теперь говорят, на «бюджет», то есть обучение в этом престижном учреждении оплачивалось государством. Ему назначили приличную по тем временам стипендию, на которую он мог не только вести нормальную студенческую жизнь, но даже помогал деньгами родителям в Лондоне.
Одним из преподавателей в политехническом институте был профессор Карл Линде, который разрабатывал холодильное оборудование. Этот профессор обратил внимание на дотошного и целеустремленного студента, более того, он стал его любимчиком. Карл Линде недолго занимался преподавательской деятельностью, поскольку решил посвятить себя прикладным исследованиям в организованной им компании «Хладогенераторы Линде». И как только Рудольф защитил диплом, Линде пригласил его в свою компанию, предложив должность директора.
«По циклу Карно»
В течение 10 лет Дизель занимался холодильными установками. Параллельно, при полном одобрении и содействии профессора, он пытался воплотить в жизнь идею французского инженера Карно, который еще в 1824 году описал последовательность процессов, происходящих в тепловой машине с самовоспламенением топлива от сжатия. Создание идеального двигателя, работающего по «циклу Карно», было мечтой молодого немецкого инженера.
Известно, что поршневые двигатели, многие разновидности которых существовали в конце XIX века, по экономичности практически не отличались от паровых машин. Их КПД составлял 10–15%. Сгорание топлива осуществлялось непосредственно в их цилиндрах, а воспламенение горючей смеси, как правило, производилось при помощи электрической искры.
Как считал Рудольф Дизель, в цилиндре двигателя нужно сжимать чистый воздух, чтобы достичь давления в 90 атмосфер, потом распылить в нем угольный порошок. В процессе горения образуются газы, которые при расширении будут двигать поршень. Благодаря такому решению, КПД двигателя значительно вырастет, к тому же не требуется система зажигания.
Дизель подготовил все необходимые чертежи, составил теоретическое обоснование и в 1892 году подал заявку в императорское патентное бюро в Берлине, назвав свое изобретение «рациональным тепловым двигателем». В следующем году патент был получен. В ожидании документа изобретатель не сидел сложа руки, он опубликовал работу «Теория и конструкция рационального двигателя, призванного заменить паровую машину и другие существующие в настоящее время двигатели». Эта публикация должна была привлечь внимание к открытию потенциальных производителей и потребителей. Задумка сработала, брошюра не осталась незамеченной. Появились критики, в частности, один из разработчиков газовых двигателей Келер заявил, что получить высокий КПД в новой машине невозможно, поскольку в ней будут высоки потери мощности на сжатие воздуха до температуры воспламенения, и вся полезная работа по такой схеме будет расходоваться только на поддержание его собственного движения.
Это не остановило молодого ученого, он стал настойчиво предлагать свое изобретение различным немецким фирмам. Многие отвечали отказом, но, похоже, Рудольфа это только подзадоривало — он продолжал переписываться, добивался аудиенций, спорил, доказывал до тех пор, пока не добился своего: фирма Круппа в Эссене согласилась финансировать проект, а Аугсбургский завод должен был изготовить пробный образец.
В июле 1893 года первый одноцилиндровый двигатель был готов, правда, по ходу пришлось все же вносить коррективы, согласившись с критикой Келлера. Чтобы снизить потери мощности на сжатие, Дизель уменьшил давление в цилиндре до 35–40 атмосфер и заменил угольный порошок бензином. Испытание едва не закончилось трагедией — произошел взрыв. Только чудом никто не пострадал. Несмотря на, казалось бы, плачевный результат, инвесторы проекта остались в целом удовлетворены, поскольку были подтверждены принципиальные утверждения — сильное сжатие рабочей смеси ведет к повышению КПД, кроме того, оказалось, что топливо можно воспламенять путем сжатия, не пользуясь дорогостоящей системой зажигания. Таким образом, Дизель получил возможность продолжить эксперименты.
В июне 1894 года был создан второй двигатель, главным достижением которого стала устойчивая работа на холостом ходу с частотой вращения 80 оборотов в минуту. Третий образец опробовали в начале 1895 года. Здесь для цилиндра имелось водяное охлаждение, а топливом служил керосин, который распыляли сжатым воздухом.
И только четвертый двигатель был испытан под нагрузкой. Это произошло 16 июня 1897 года. Коэффициент полезного действия оказался далек от заявленных поначалу 75%, но полученных 28% было достаточно, что вдвое превысить КПД моторов других типов.
На волне триумфа
С этого момента началось триумфальное шествие дизелей по миру. Уже в 1897 году первый двигатель мощностью 56 кВт был установлен на фабрике «Унион» (Кемтен, Бавария). Производством новой продукции в промышленных масштабах занялся Аугсбургский завод, предшественник знаменитой фирмы «МAН».
В феврале 1898 года Рудольф Дизель договорился о производстве своих моторов в России. Договор на $500 тыс. был подписан с руководителем фирмы «Товарищество нефтяного производства братьев Нобель» Эммануилом Нобелем. Многие компании, которые не хотели помогать немецкому ученому в создании экспериментальных образцов, теперь выстраивались в очередь, чтобы заполучить право на производство новых двигателей.
В результате уже в 1898 году Дизель стал миллионером. Нужно заметить, что наладить серийное производство оказалось непростым делом — дизели часто выходили из строя. Чтобы довести до совершенства производственный процесс, Рудольфу пришлось прилагать большие усилия для разработки новых станков, поиска подходящих сплавов, подготовки специалистов. К началу XX века основные трудности удалось преодолеть, и моторная продукция Дизеля постепенно завоевывала новые сферы применения в промышленности и транспорте.
В 1900 году на Всемирной выставке в Париже изобретение Рудольфа Дизеля получило Гран-при. Этому достижению способствовала информация о том, что завод Нобеля в Петербурге наладил выпуск двигателей, которые работали на сырой нефти.
Быстро разбогатев (состояние ученого достигало $6 млн), Дизель стал заниматься чем угодно, только не дальнейшими исследованиями. Он основал предприятие по строительству электропоездов, финансировал католические лотереи, покупал и продавал фирмы и заводы, спекулировал нефтеносными участками, которые приобрел по совету Эмануэля Нобеля. Он потратил 900 тыс. марок на строительство роскошного особняка, его содержание обходилось в 90 тыс. в год.
Конкретное дело и метафизика
Но, как показывает жизнь, изобретатель и коммерсант редко уживаются в одном человеке. Поэтому неудивительно, что практически все его предприятия оказались на грани банкротства. К тому же активизировались конкуренты. Стали появляться сообщения о том, что Рудольф Дизель на самом деле ничего не изобрел. Так, трое немецких инженеров Эмиль Капотайн, Юлиус Зонляйн и Отто Кёллер обратились в суд о нарушении их патентов «принципов конструкции двигателя внутреннего сгорания с автоматическим воспламенением». Причем, как позже выяснилось, Дизель был вынужден выплатить им 20 тыс. марок в качестве компенсации.
С другой стороны, по репутации ученого и его изобретению готовились ударить угольные магнаты Германии, ведь повсеместное применение новых двигателей привело к тому, что нефть подорожала в два раза, а цены на уголь стремительно падали.
Как рассказали Рудольфу знакомые, кто‑то из олигархов нанял одного профессора, который написал книгу о моторах Дизеля, обвиняя изобретателя в некомпетентности и технических просчетах. И этот пасквиль уже готовится к изданию. Находясь в состоянии постоянного стресса, Дизель понимал, что не сможет защитить себя, а это повлечет за собой крах карьеры. Его душевное состояние ухудшилось, по настоянию жены он стал лечиться у психотерапевта.
Как отмечают историки, во время поездки в Америку на одном из банкетов Рудольф встретился с американским ученым Эдисоном. В этом шуме и гаме он тихо спросил у Эдисона:
— Вы думаете когда‑нибудь о смерти? — спросил его Дизель.
— Я занимаюсь делом, а не метафизикой, — ответил американец.
В последний год на оставшиеся деньги Рудольф Дизель путешествовал по странам, посещая старых друзей, знакомых, учителей. Практически у каждого из них создалось потом впечатление, что великий изобретатель прощается…
Без вести пропавший
В начале осени 1913 года Рудольф получил приглашение из Лондона от английского Королевского автомобильного клуба провести несколько лекций. По другой версии, он должен был открыть в Англии новый завод по производству его двигателей, и предстоящая поездка могла бы поправить финансовые дела Дизеля.
29 сентября 1913 года немецкий изобретатель взошел на борт парохода «Дрезден», который направлялся из Антверпена в Лондон. Как следует из свидетельских показаний инженеров Георга Грейса и Альфреда Люкмана, находившихся с Дизелем на судне, он был в хорошем настроении, рассказывал о новых модификациях своего двигателя и о перспективах сотрудничества с англичанами. Вечером, после ужина в кают-компании Рудольф Дизель спустился в свою каюту и больше его никто никогда не видел. Тайна исчезновения не раскрыта до сих пор. Кто‑то предполагает, что произошел несчастный случай, кто‑то считает, что выдающийся инженер покончил с собой из‑за финансовых трудностей. Не исключено, что это было убийство по заказу кого‑то из магнатов, или его устранили агенты тайной службы Германии, чтобы он не передал свои открытия английским властям — все‑таки предчувствие Первой Мировой войны тогда ощущалось явственно.
Как бы там ни было, в германской полиции Рудольф Дизель и по настоящее время числится как пропавший без вести.
Высочайшая честь
Еще при жизни немецкого изобретателя в России на заводе «Людвиг Нобель» в период с 1903 года по 1911 год были построены дизели для 43 теплоходов. Впоследствии в 1920‑х годах это предприятие будет названо «Русский Дизель». Со временем Рудольф Дизель будет удостоен высочайшей для ученого чести: его изобретение — поршневой двигатель внутреннего сгорания — назовут его именем и будут писать с маленькой буквы.
