суббота, 6 августа 2011 г.

Electric Incandescent Lamp – история электрической лампочки (расширенная версия)

Дополнения и комментарии  к статье:  
Кто же изобрел электрическую лампочку?
Часть 3.

Первая лампа накаливания – и все-таки Лодыгин !

Первая лампа Лодыгина - Первая
электрическая лампочка накаливания.


Обсудив в предыдущей части моего повествования возможных претендентов на звание изобретателя лампы накаливания, должен констатировать, что первенство, скорее всего, следует отдать русскому изобретателю Александру Николаевичу Лодыгину.


Александр Николаевич Лодыгин (6 октября (18 октября) 1847, с. Стеньшино, Липецкий уезд, Тамбовская губерния, Российская империя — 16 марта 1923, Бруклин, Нью-Йорк, США) — русский электротехник, изобретатель лампы накаливания (11 июля 1874).
Первенство за Лодыгиным в изобретении лампы накаливания признают, например, французы. Вот что написано в изданной еще в 19-м веке в Париже книге Чудеса науки, или популярные описание современных изобретений (Les merveilles de la science, ou Description populaire des inventions modernes)



Comme on l'a vu, dans la partie historique de cette Notice l'éclairage par l'incandescence d'un fil parcouru par un courant électrique, fut réalisé d'abord par M. de Changy en France, en se servant d'un fil de platine qui rougissait à l'air libre, mais sans faire emploi du vide.
Les premières lampes électriques à fil placé dans le vide, furent les lampes dites russes construites par Lodyguine, en 1872.
Указывая, что хотя первые опыты по накаливанию платиновой проволоки были сделаны господином де Changy (и конечно это произошло во Франции), все же первая лампа накаливания с проводником, помещенным в вакуум, была изготовлена Лодыгиным в 1872 году.

Великий русский ученый и изобретатель Александр Николаевич Лодыгин является известной личностью не только в России, но и во всем мире. Поэтому, материалов о его жизни и деятельности можно найти достаточно много. В связи с этим, не буду повторяться с подробным описанием истории изобретения русской лампы накаливания, а приведу лишь несколько ссылок, где с этой историей можно познакомиться подробно.
Это, прежде всего, книга из серии жизнь замечательных людей (Лодыгин. Автор: Людмила Жукова. Издательство: Молодая гвардия, 1989 г.), которую и сейчас можно приобрести в каком-нибудь интернет-магазине. Если желания или (и) возможности прочитать эту книгу нет, то для краткого ознакомления с биографией и деятельностью Лодыгина можно воспользоваться вот этими ссылками:
На основании этих двух ссылок я в хронологическом порядке кратко изложу его жизненный путь.
Александр Николаевич Лодыгин родился в 1847 году в селе Стеньшино Липецкого уезда Тамбовской губернии (ныне Петровский район Тамбовской области), в семье небогатых, но знатных дворян, имевших общих предков с Романовыми, Шереметьевыми и другими известными дворянскими фамилиями.
Происходя из семьи кадровых военных, Лодыгин, продолжая эту традицию, в 1859 году поступает в неранжированную роту («подготовительные классы») Воронежского кадетского корпуса. В 1865 году Лодыгин выпущен из Кадетского корпуса юнкером, а с 1866 по 1868 годы учится в Московском юнкерском пехотном училище. К счастью для мировой электротехники, карьера военного у молодого Александра Лодыгина не удалась, и в 1870 году он в возрасте 23 года выходит в отставку и переезжает в Санкт-Петербург. В сентябре того же года Лодыгин подал прошение военному министру России: «Опыты, произведенные комиссиею над применением воздушных шаров к военному делу, дают мне смелость обратиться к Вашему превосходительству с просьбою обратить Ваше внимание на изобретенный мною электролет - воздухоплавательную машину, которая может двигаться свободно на различных высотах и в различных направлениях и, служа средством перевозки груза и людей, может удовлетворить в то же время специально военным требованиям…». Министра сей проект не заинтересовал, что, впрочем, может и к лучшему, т.к. в то время, при том уровне науки и техники, реализовать его было невозможно.
Получить деньги на сомнительные (или даже авантюрные) проекты гораздо проще во время войны. А так как Россия на тот момент войны не вела, Лодыгину удалось найти средства на строительство своего электролета во Франции, где война с Пруссией была в самом разгаре. Проехав с большими приключениями всю Европу, Лодыгин добрался до Франции и приступил к реализации своей идеи, но воплотить ее не успел, т.к. война закончилась.
Вернувшись в Россию, в 1871 - 1874 годах проводил опыты и демонстрации электрического освещения лампами накаливания в Адмиралтействе, Галерной гавани, на Одесской улице, в Технологическом институте. Первоначально Лодыгин использовал в качестве нити накала железную проволоку, однако потерпев неудачу, стал экспериментировать с угольным стержнем, помещённым в стеклянный баллон.
В 1872 году Лодыгин подал заявку на изобретение лампы накаливания, и в 1874 году - получил патент (привилегия № 1619 от 11 июля 1874), а также Ломоносовскую премию от Петербургской академии наук. Патенты на лампу накаливания были получены и во многих других странах: Австро-Венгрии, Испании, Португалии, Италии, Бельгии, Франции, Великобритании, Швеции, Саксонии и даже в Индии и Австралии. Для организации производства и сбыта была основана компания «Русское товарищество электрического освещения Лодыгин и К°». Именно патенты (особенно первый русский), премия и публичные демонстрации являются самыми весомыми аргументами в споре «Так кто же изобрел лампу накаливания?» в пользу Лодыгина. Ни кто до него изготовлял реально работавших электрических лампочек с публичной демонстрацией их работы. Ну, или, по крайней мере, у приверженцев других ответов на этот вопрос нет убедительных доказательств, что другие лампочки были изготовлены до 1872 года.
Ну а дальше случается странное. Впрочем, может и не странное, а закономерное, извечно русское «горе от ума». В 1870-х годах Лодыгин сблизился с народниками. 1875 - 1878 годы он провёл в туапсинской колонии-общине народников. И это в то время, когда идея уже доказала свою работоспособность, когда её надо развивать и совершенствовать, заниматься производством, рекламой, сбытом. А главный идеолог проекта исчезает на несколько лет. Вот это по-нашему. А потом будут говорить, что это царские чиновники виноваты в том, что приоритет в изобретении электрической лампочки остался за Эдисоном. Вот они-то делали много - продвигали и пиарили Лодыгина как могли. Кроме уже вышеупомянутой премии от Академии наук, за участие в Венской электротехнической выставке Лодыгин был награждён орденом Станислава III-й степени. Позже получил звание Почетный инженер-электрик ЭТИ (1899).
Неудачи с электрическим освещением в России в 1870-х годах, кроме увлечения революционными идеями Лодыгина, можно также объяснить не очень хорошими отношениями между компаньонами (инвесторами, акционерами) в созданном для практического применения ламп накаливания «Товариществе электрического освещения А. Н. Лодыгин и К°». Прямо как по Крылову: “ Когда в товарищах согласья нет , на лад их дело не пойдет”. Вот что писал по этому поводу журнал «Электричество»: «Изобретение Лодыгина вызвало большие надежды и восторги в 1872-1873 гг. Компания, составившаяся для эксплуатации этого совершенно невыработанного и неготового способа, вместо энергичных работ по его усовершенствованию, на что надеялся изобретатель, предпочла заняться спекуляциями и торговлей паями в расчете на будущие громадные доходы предприятия».
А компаньонов, надо сказать, у Лодыгина было не мало. Вокруг него складывается целый круг электротехников - изобретателей, молодых и не очень. Молодые это: мичман Ахиллес Хотинский, артиллерийский инженер Владимир Флоренсов, впоследствии председатель электротехнического отдела Русского технического общества, Василий и Карл Дидрихсоны, опытные механики и владельцы собственной механической мастерской, и еще - Владимир Висковатов, аристократ, меценат и личный друг Великого Князя Константина, начальника Морского Ведомства Российской империи. Сразу по знакомству с Лодыгиным Висковатов выдает ему 3000 рублей на производство опытов, огромные по тем временам деньги. Из более старших - Николай Булыгин, начальник электрической части Адмиралтейства, и Василий Петрушевский, генерал-лейтенант, изобретатель, профессор Михайловской артиллерийской академии, и Федор Петрушевский, известнейший уже тогда ученый, завкафедрой физики Петербургского университета. Благодаря Висковатову, им покровительствует вышеупомянутый Великий князь, предоставляя для опытов казенное оборудование и лаборатории. Так сказать public relations обеспечивает Терпигорев-Атава, популярнейший в то время журналист и писатель. Так что утверждение о том, что в России у Лодыгина не было поддержки это тоже миф, сотворенный уже в советское время.
Думаю, что кроме перечисленных выше причин неудач Лодыгина в России, основной является все же неразвитость на тот момент капиталистических отношений, готовых воспринять  и реализовать это революционное изобретение. Попытка принести (реализовать) высокие, по тем временам, технологии в отсталую, прежде всего в социально-политическом плане, страну не могла быть удачной. В стране, которая чуть больше десяти лет назад была в феодализме, не было  ни достаточного количества энергичных людей (предпринимателей) для организации производства, ни развитой инфраструктуры, ни даже необходимого количества покупателей этой продукции. А в политическом плане еще хуже – абсолютная монархия. Налицо, как сказали бы марксисты, противоречие между производительными силами и производственными отношениями, но не в глобальном масштабе, а на локальном уровне.
Но на судьбе Лодыгина отразилась именно глобальное противоречие - в 1884 году начались  преследования и аресты революционеров, среди которых были его знакомые и друзья. А сам Лодыгин оказался под надзором полиции, что вынудило его уехать из России. Эта поездка растянулась на целых 23 года. Думаю, однако, что это обстоятельство (вынужденное расставание с родиной) сыграло, как ни странно, положительную роль как в судьбе самого Александра Николаевича, так и в развитии электротехники. Лодыгин реализовался, как успешный инженер-электрик, работая во Франции и США в известных фирмах, создавая новые лампы накаливания, изобретая электропечи, электромобили, строил заводы и метрополитен.
По прибытию в Париж, в 1884 году организовал производство ламп накаливания. В 1893 начал экспериментировать с нитями накала из тугоплавких металлов. В 1894 в Париже организовал компанию «Лодыгин и де Лиль» по производству лампочек. Утверждается также, что в 1906 году он продал патент на лампы с нитями из тугоплавких металлов фирме организованной самим Эдисоном - «Дженерал электрик компани».
В 1907 году, по окончании Русско-японской войны, вернулся в Россию, но по политическим соображениям и из-за финансовых проблем в 1917-м вернулся в США. Через несколько лет получил приглашение из Советской России принять участие в плане ГОЭЛРО, но из-за болезни отказался.
Вот такая краткая история жизненного пути действительно выдающего ученого и электротехника Александра Николаевича Лодыгина. Остались, правда, не выясненными вопросы о лампочках: какие они были, сколько произведено, их характеристики, где использовались, ... Для ответа на эти вопросы, а также для полноты картины, позволю себе процитировать словарь Брокгауза и Эфрона выпущенный в начале 20-го века. Думаю, что он заслуживает большего доверия, чем все вышедшие позже книги советского периода.
§5. История угольной лампочки накаливания.
Первые попытки применить накаливание проводников током для целей освещения были сделаны в 1844 г. английским инженером де-Молейном (de Moleyns), который накаливал платиновую проволоку, помещенную внутри стеклянного шара. Попытки того же рода были сделаны позже Петри (Petrie, 1847) и де-Шанзи (de Chanzy, 1858), но все они не давали желаемых результатов, так как платиновая проволока при белом калении слишком быстро переплавлялась. В 1845 году Кинг и Старр пробовали заменить платину палочками из реторнаго угля, сгоравшими, однако, довольно быстро. В 1874 году А.Н.Лодыгин в СПб начал свои опыты по Э. освещению. Первая его лампа изображена на фиг.15: между массивными медными стержнями АА, входившими в герметически закрытый стеклянный шар, зажата была тонкая палочка, выпиленная из реторнаго угля; герметическая укупорка уголька несколько замедляла его сгорание. Не смотря на несовершенство этой лампы, в 1874 году банкиром Козловым в товариществе с Лодыгиным основано было общество для эксплуатации лампы Лодыгина; в том же году академия наук, по докладу Вильда, присудила Лодыгину Ломоносовскую премию в 1000 рублей. В 1875 году во главе товарищества стал г. Кон, выпустивший под своим именем усовершенствованную лампу Лодыгина, спроектированную В.О.Дидрихсоном. В этой лампе (фиг.16) угольки помещались в безвоздушном пространстве и перегоревший уголек автоматически заменялся другим. Ток проходил из изолированного зажима N по стержню D в уголек E и из него по пружинящей пластинке J к стержню C выходил через корпус лампы в другой зажим. Когда правый уголек перегорал, пластинка J опускалась и включала в цепь следующий уголек; таких угольков в лампе было пять; когда перегорал последний, пластинка J касалась стержня H и вводила его в цепь; таким образом перегорание всех углей не прекращало прохождение тока через другие лампы, соединенные с данною последовательно. Воздух выкачивался ручным насосом через трубку K. Тремя такими лампами в течении 2-х месяцев освещался в 1875 году магазин белья Флорана в СПб., а также, по предложению Струве, освещались под водой кессоны при постройке Александровского моста через Неву. За границей в 1875 году производили опыты над описанной лампой, построенной в мастерских Дюбоска, в Париже – Грамм, Фонтен и Дю-Монсель на заводе Сотера и Лемонье, в Берлине – Гефнер фон-Альтенек на заводе Сименса. По словам Дю-Монселя, пять угольков одной лампы хватало на один вечер, а свет лампы равнялся 20 карселям (?). В 1875 году Дидрихсон начал приготовление угольков из дерева, обугливанием деревянных цилиндриков без доступа воздуха в графитовых тиглях, засыпанных угольным порошком. В 1876 году за смертью Кона, товарищество распалось и из дальнейших усовершенствований угольной лампы накаливания в России можно еще только лампу Н.П.Булыгина (1876), в которой накаливался конец длинного уголька, выдвигавшегося автоматически по мере обгорания конца его.

Электрическая лампа накаливания производства Кона, конструкции Дидрихсона.
С русским следом в истории электрического освещения следует также связать еще одно имя, которое часто встречается в историях об изобретении лампы накаливания. Не раз упоминал его и я. Это  - Ахиллес Матвеевич Хотинский.
Отправил в Америку патентную заявку на угольную лампу накаливания, но не смог уплатить патентных сборов. В итоге американский патент на лампу накаливания с угольной нитью в 1879 году получил Эдисон, который, по сути, лишь усовершенствовал лампу Лодыгина. Эдисон воспользовался изобретением Лодыгина, ознакомившись с образцами ламп накаливания, привезенных из России в Америку морским офицером А.М. Хотинским, командированным Морским министерством для приемки крейсеров.
В конце 70-х годов того же века на одной из Северо-Американских верфей строили корабли для России, и когда настало время их принимать, туда поехал лейтенант русского флота А. М. Хотинский. Он взял с собой несколько ламп накаливания Лодыгина. Изобретение уже тогда было запатентовано во Франции, России, Бельгии, Австрии и Великобритании. Он показал русские лампы изобретателю по имени Томас Эдисон, который в то время также работал над проблемой электрического освещения.

Кто вы мистер Хотинский?
Вся эта история с поездкой Хотинского в Америку и демонстрацией ламп Лодыгина самому Эдисону выглядит, мягко говоря, странно. Начать хотя бы с того, а была ли в действительности такая встреча? Если она не выдумана советскими мифотворцами, то тогда Хотинский предстает не в самом лучшем свете. Патента в Америке на эти лампочки нет, а человек из окружения Лодыгина, стоявший у истоков создания этих ламп, привозит их, и даже не продает, а просто сдает все секреты основному потенциальному конкуренту. А затем, через несколько лет, возвращается в США и сам организовывает производство электрических лампочек.
Хотя, с другой стороны, обвинять его в чём-то противоправном нельзя, а возможные нехорошие с моральной точки зрения моменты, легко поддаются оправданию и объяснению. Товарищество (команда), которое существовало в середине 1870-х годов, распалась, а дело, которым они занимались и не смогли в полной мере реализовать, было очень перспективным. Почему бы не попытаться самому этим заняться и довести начатое дело до конца? И Хотинскому удалось достичь довольно значительных успехов в этом направлении. Лампочки и система освещения (генераторы, выключатели, патроны и т.д.) созданные им были востребованы на рынке Европы и Америки, даже не смотря на противодействие Эдисона и Свана, связанное с их действующими патентами.
Добился Хотинский успехов и в других направлениях своей изобретательской деятельности. Думаю, что он заслуживает более подробного описания о его жизни и творчестве, что я возможно когда-то и сделаю. А пока, вот что о нем пишут американцы.
Achilles Khotinsky first visited the United States in early 1878; he was sent to supervise the construction of three battle cruisers for the Imperial Russian Navy. He returned to Europe in 1879. He resigned from the Navy in 1881 and returned to the United States in early 1881. The broad range of his work experiences includes experimenting with torpedoes, construction of secondary batteries, development of constant temperature devices, as well as the construction of a precision machine for making diffraction gratings. His cements were well known by physicists. The amount of time devoted to incandescent lamps was limited but the name of Khotinsky deserves to be included in the history of the lamp.
Ахиллес Хотинский впервые посетил Соединенные Штаты в начале 1878, он был направлен руководить строительством трех крейсеров для Императорского русского флота. Он вернулся в Европу в 1879 году. Он ушел в отставку из состава ВМФ в 1881 году и сразу вернулся в Соединенные Штаты. Широкий спектр его исследовательских работ включает в себя эксперименты с торпедами, конструирование аккумуляторных батарей, разработка устройств постоянной температуры (например, инкубаторов), а также конструирование прецизионных (точных) машин для изготовления дифракционных решеток. Его цементы были хорошо известны физикам. Количество времени, затрачиваемого на лампы накаливания был ограниченным, но имя Khotinsky заслуживает того, чтобы быть включены в историю лампы.

Ахиллес Матвеевич Хотинский / Achilles Matveevitch (de) Khotinsky
Lamp van De Khotinsky uit het Nederlands Electiciteits Museum, speciaal vaar de fotograaf ontstoken. (1493_4 Khotinsky NEM)
И наконец, еще один очень распространенный и часто упоминаемый факт (заблуждение, миф), подтверждение которого я не нашел.
В 1890 году Лодыгин запатентовал в США лампу с металлической нитью из тугоплавких металлов - осьмия, иридия, родия, молибдена и вольфрама. Лампы Лодыгина с молибденовой нитью были выставлены на парижской выставке 1900 года и имели такой большой успех, что в 1906 году американская компания "General Electric" купила у него этот патент. Самое интересное, что компания "General Electric" была организована самим Томасом Эдисоном. На этом заочный спор великих изобретателей был закончен.

Alexander de Lodyguine vs. Thomas Edison – а было ли противостояние?
Начать хотя бы с того, что патентов Лодыгина за 1890 год я не нашел. Думаю, что их не существует. Вот список американских патентов Александра Николаевича Лодыгина, которые мне удалось найти.
  • 347164. Manufacture of incandescents. Patented August 10, 1886.
  • 494149. Process of manufacturing filaments for incandescent lamps. Patented Mar. 28, 1893.
  • 494150. Process of manufacturing filaments for incandescent lamps. Patented Mar. 28, 1893.
  • 494151. Filament for incandescent lamps. Patented Mar. 28, 1893.
  • 498901. Incandescent electric lamp. Patented June 6, 1893.
  • 575002. Illuminant for incandescent lamps. Patented Jan. 12, 1897.
  • 575668. Illuminant for incandescent lamps. Patented Jan. 19, 1897.
Только последние два из них (№575002, 575668) касаются металлических нитей для ламп накаливания. Но что это за нити? Вот рисунок одного из этих патентов (№575668), но он идентичен рисунку из другого патента, различаются только подписями.


Патент США №575668. Illuminant for incandescent lamps. Patented Jan. 19, 1897.

Если обратить внимание на увеличенный фрагмент нити внизу рисунка, можно заметить, что это платиновая проволока покрытая слоем молибдена. В патенте №575002 вместо молибдена платиновая проволока покрыта слоем, который подписан как Non Ductile Metal as Chromium. Очевидно, что платина, молибден и хром это никак не вольфрам, который применяется в современных лампах накаливания. И даже если General Electric купила патент Лодыгина, он не был использован в производстве ламп. Думаю, что когда стал очевиден факт скорой замены углеродных нитей, компания General Electric просто начала скупать патенты на перспективные изобретения по этому направлению. Возможно, среди других, был куплен и патент Лодыгина. Так что и в этом случае нет повода для противопоставления двух великих изобретателей – Лодыгина и Эдисона.
А сам процесс перехода от углеродных нитей к тугоплавким металлам двигался в нескольких направлениях, породив несколько типов ламп, и был достаточно интересный, но …, как говорится – это уже другая история.

Продолжение следует.

2 комментария:

  1. Супер. Ваш материал о Лодыгине самый полный и обоснованный. Живу недалеко от родины А.Н. Лодыгина. Спасибо.

    ОтветитьУдалить
  2. Спасибо за хороший отзыв.
    Лодыгин действительно выдающийся инженер и изобретатель. Но не думаю что я изложил здесь много новой информации, кроме пожалуй лодыгинских патентов, которые нашел действительно сам. Сейчас только в интернете о его жизни и деятельности можно найти много интересного. Меня же он интересовал в контексте истории лампы накаливания,его участие в её создании и противостоянии с Эдисоном, которое было, вероятно, придумано советскими историками. Впрочем, этот вопрос я до конца не "раскопал", и если найду еще материалы, обязательно их здесь опубликую.
    Еще раз спасибо!

    ОтветитьУдалить