среда, 31 августа 2011 г.

Wonderful inventions 1868

Выдающиеся изобретения: от морского компаса до океанского телеграфа.
Wonderful inventions: from the mariner's compass to the electric telegraph cable.
Создание и публикация различных списков (TOP10, TOP100, The BEST, и т.д.) самых лучших, ярких, выдающихся, … изобретений является в наше время достаточно модным (популярным) увлечением, которым занимаются все кому не лень. Но, оказывается, что это увлечение достаточно давнее, Подтверждение этому утверждению, я недавно нашел, благодаря замечательному сервису Google Книги.



В 1868 году в Лондоне вышла книга Wonderful inventions: from the mariner's compass to the electric telegraph cable, в которой была предпринята попытка проанализировать движение человечества по пути технического прогресса в виде составления списка самых замечательных, изумительных, удивительных, … (wonderful одним словом) изобретений всех времен и народов. На тот момент времени, разумеется.

Вот список изобретений, на языке оригинала, вошедших в эту книгу.

1. The Mariner's Compass
2. Lighthouses and Lifeboats
3. The Barometer
4. The Thermometer
5. Printing
6. The Telescope
7. The Microscope
8. Clocks and Watches
9. Gunpowder and Gun-cotton
10. Gas-lighting
11. Artesian Wells
12. The Steam-engine
13. The Cotton Manufacture
14. Steam Navigation
15. The Railway and the Locomotive Steam-engine
16. Iron Ships of War, Guns, and Armour
17. The Electric Telegraph
18. Ocean Electro-Telegraphy. – The Electric Cables
Попытаюсь перевести и представить этот список на русском языке, исходя при этом не из точности перевода, а из общепринятых русских эквивалентов этих английских названий. Итак …

Список самых выдающихся изобретений сделанных человечеством к 1868-му году.

1. Морской компас / The Mariner's Compass
2. Маяки и спасательные шлюпки / Lighthouses and Lifeboats
3. Барометр / The Barometer
4. Термометр / The Thermometer
5. Книгопечатание / Printing
6. Телескоп / The Telescope
7. Микроскоп / The Microscope
8. Часы / Clocks and Watches
9. Порох и бездымный порох (Черный порох и пироксилин) / Gunpowder and Gun-cotton
10. Газовое освещение / Gas-lighting
11. Артезианская скважина / Artesian Wells
12. Паровая машина / The Steam-engine
13. Хлопчатобумажное производство / The Cotton Manufacture
14. Пароход / Steam Navigation
15. Железная дорога и Паровоз /The Railway and the Locomotive Steam-engine
16. Военные железные корабли (броненосцы), пушки и броня / Iron Ships of War, Guns, and Armour
17. Электрический телеграф / The Electric Telegraph
18. Океанский электрический телеграф / Ocean Electro-Telegraphy. – The Electric Cables
Список весьма интересный, однако, для многих наших современников удивительный, а по некоторым позициям, возможно, и непонятный (неизвестный). В связи с этим придется дать некоторые комментарии, как по всему списку, так и по отдельным его пунктам.

Какими критериями руководствовался автор этой книги Джон Тимбс (John Timbs) при отборе изобретений, можно только догадываться. Человеку, живущему в начале 21-го века, трудно понять живущего в веке 19-м. Однако кое-что объяснить можно. Например, под номером 2 в этом списке стоит Lighthouses and Lifeboats, т.е. маяки и спасательные шлюпки. Не знаю с чем связана такая нумерация в этой книге: по степени значимости, по древности изобретения, либо по другим неведомым мне причинам, но отчасти второе место маяков и спасательных шлюпок можно объяснить тем, что книга издана в Великобритании, а для владычицы морей безопасность мореплавания всегда была важна. Стоящие на первом месте компас и на третьем барометр, только подтверждают это мое предположение. С мореплаванием также связаны пункты 8, 14 и 16 из этого списка. С пароходами и броненосцами все ясно, здесь прямая связь, а вот о часах, возможно, не все знают, что без них нельзя точно определить свои координаты на поверхности земного шара.
Каждое изобретение в этом списке вполне заслуживает отдельного рассказа, что мне когда-нибудь и удастся сделать. В этом же сообщении лишь кратко остановлюсь на каждом изобретении.

1. Морской компас / The Mariner's Compass
В данном случае, речь идет, прежде всего, о магнитном компасе. Других в то время, вероятно, еще не знали.
Принцип действия основан на взаимодействии поля постоянных магнитов свободно вращающейся стрелки компаса с магнитным полем Земли. В результате этого взаимодействия, стрелка компаса располагается параллельно линиям магнитного поля, т.е. указывает на магнитный полюс Земли.
В наше время существуют и другие виды компасов (например, гирокомпас), но они работают на других принципах, и к морскому компасу середины 19-го века отношения не имеют.
Компас был изобретен, как предполагают, в Китае на рубеже первого и второго тысячелетия нашей эры, и первоначально служил для указания направления движения по пустыням, а не по морям. В Европе компас появился в XII—XIII вв., однако устройство его было простым - намагниченная стрелка, укрепленная в пробке, плавала в сосуде с водой и ориентировалась нужным образом.
В дальнейшем компас значительно усовершенствовали. Магнитную стрелку надели на вертикальную шпильку, а к стрелке был прикреплен лёгкий круг, разбитый по окружности на 16 румбов. В XVI в. ввели деление на 32 румба, а коробку со стрелкой стали помещать в карданном подвесе, чтобы устранить влияние качки корабля. В XVII в. компас снабдили пеленгатором - вращающейся диаметральной линейкой с визирами на концах, укрепленной на крышке коробки над стрелкой. К середине 19-го века морские компасы выглядели так.

Морские компасы середины 19-го века.
Gowland’s mariner’s compasses. The mechanic’s magazine. October 27, 1855
Нактоуз (ящик для судового компаса). Brown’s “gravity binnacle”.  The mechanic’s magazine. July 3rd – December 25th,  1858. Vol. LXIX.
Ritchie’s liquid ship’s compass. Scientific American, 1864

2. Маяки и спасательные шлюпки / Lighthouses and Lifeboats
Маяки в этом списке самых замечательных изобретений человечества были изобретены раньше всех. Достаточно вспомнить самый знаменитый маяк всех времен и народов – Александрийский маяк. В середине 19-го века маяки в техническом оснащении шли в ногу со временем. Вот как выглядела в то время осветительная установка маяка.

Gilliland’s dioptric crystal lenses. Scientific American, may 14, 1853
Кому интересно, более подробно о маяках и их истории можно узнать и посмотреть вот в этой статье: Самые красивые маяки.

Что касается спасательных шлюпок, точно указать время, когда обыкновенные лодки, обычно всегда имеющиеся на любом судне, превратились в спасательные, я не могу. Вероятно, у них есть своя давняя история, но она мне пока неизвестна. А в середине 19-го века спасательные шлюпки уже присутствовали на судах, и выглядели примерно так.

The Fareham life-boat. The mechanic’s magazine. July 1st – December 30th, 1854. Vol. LXI
 Современные спасательные средства, конечно, далеко ушли от представленной выше шлюпки. Вот какими спасательными шлюпками оснащены сейчас нефтяные танкеры.

Шлюпка. Фото Александр Потёмка
Черное море. Шлюпочные учения танкера NS Champion. Все танкера оборудованы шлюпками закрытого типа, в которых экипаж должен после оставления судна преодолеть полосу горящей разлившейся нефти.

3. Барометр / The Barometer
Прибор для измерения атмосферного давления – ртутный барометр, изобрел итальянский ученый Эванджелиста Торричелли (итал. Evangelista Torricelli; 15 октября 1608 - 25 октября 1647).
В ртутном барометре давление измеряется высотой столба ртути в трубке, запаянной сверху, а нижним концом опущенной в сосуд все с той же ртутью. Такие барометры являются наиболее точными и поэтому даже сейчас используются на метеостанциях.
Как можно заметить, изобретение это достаточно давнее.  К середине 19-го века был придуман более безопасный вид барометра – механический, т.н. Анероид, который показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой создан вакуум.
В повседневной жизни современного человека барометр не играет практически никакой роли. Даже анероид уже трудно найти в современном жилище. А все дело в том, что он перестал играть роль предсказателя погоды, как это было раньше. Прогноз погоды мы узнаем из интернета или телевизора, и потому барометр на бытовом уровне оказался невостребованным.
А вот в 19-м веке в каждом приличном доме должен был быть подобный прибор.

The Royal polytechnic barometer из книги English Mechanic and mirror of science. (March 25, 1870)
А если дом очень хороший, то можно себе позволить и такое произведение искусство - предмет зависти любого современного антиквара.

Барометры с Иллюстрированного каталога Парижской Промышленной Выставки 1867 года.
4. Термометр / The Thermometer
Термометр, как известно, это прибор для измерения температуры.
Изобретение это также достаточно давнее. И настоящее время известно несколько видов термометров: жидкостные, механические, электрические и др. Но первые термометры были жидкостные, и их изобретение обычно связывают с именем Галилея и его учеников (Нелли и Вивиани), которые утверждали, что уже в 1597 году проводились эксперименты с прибором для измерения степеней тепла, названным впоследствии термобароскоп или термоскоп.
Изобретение термометра также приписывают лорду Бэкону, Роберт Фладду, Санкториусу, Скарпи, Корнелию Дреббелю (Cornelius Drebbel), Порте и Саломону де Каус. Но все эти первые термометры были далеки от совершенства и от термометров в современном понимании этого слова, т.к. это были не жидкостные, а скорее воздушно-жидкостные термометры.
Шло время. Совершенствовались технологии. Человечество стало больше понимать природу тепла. Все это привело к совершенствованию термометра. Наиболее значительные изменения в конструкции термометра связаны с именами Фаренгейт, Цельсий и Кельвин
Современную форму термометр приобрел благодаря Фаренгейту, который описал свой способ его изготовления в 1723 году. Фаренгейт придумал также свою шкалу, в которой температура замерзания воды была 32°, а кипения - 212°. Этой шкалой до сих пор продолжают пользоваться в США.
В 1742 году шведский физик Цельсий создал свою шкалу, в основе которой лежали две постоянные точки - тающего льда и кипящей воды, разделенные на 100 градусов. Такие термометры получили самое широкое распространение.
В 1848 г. английский физик Вильям Томсон (лорд Кельвин) создал абсолютную шкалу температур. Точкой отсчета в шкале Кельвина является значение абсолютного нуля: −273,15° С. Этой шкалой пользуются, в основном, в научной среде, а в повседневной жизни распространение получила шкала Цельсия.

5. Книгопечатание / Printing
Для человека, учившегося в советской школе, изобретение книгопечатания обычно связано с именем Ивана Федорова. Ни в коем случае не умаляя достижений первопечатника Федорова в развитии славянской культуры, все же следует заметить, что первая русская книга Апостол вышла в 1564 году, а искусство печатать книги было изобретено Иоганном Гутенбергом из г. Майнц в 1440 г., т.е. более чен на сто лет раньше. 
Вообще то, как любой другой сложный технологический процесс или устройство, книгопечатание развивалось не на пустом месте. Вероятно были предшественники. Кто-то работал параллельно и независимо от Гуттенберга, что дает поводы оспаривать у него приоритет. Кроме того, Гутенберг работал не сам - у него были ученики и последователи. Это, в конце концов, привело к устоявшему  мнению, что изобретателями книгопечатания (Printing) являются Иоганн Гутенберг (John Gutenberg), Иоганн Фуст (Johannes Faust или Fust) и Петер Шеффер (Peter Schoeffer). Так, по крайней мере, утверждает Джон Тимбс (John Timbs) - автор книги Wonderful inventions: from the mariner's compass to the electric telegraph cable.

Иоганн Гутенберг, Иоганн Фуст и Петер Шеффер – изобретатели книгопечатания.
Основными элементами этого изобретения были наборной шрифт и пресс, хотя понятно, что даже в то время технология была достаточно сложной. А к середине 19-го века книгопечатание уже превратилось в полиграфию, вернее в полиграфическую промышленность, с технологией не сравнимой со средневековой. Вот как выглядело рабочее место (машина) наборщика и печатный пресс, согласно журналу Scientific American из 1864 года, найденному мною благодаря сервису Google Книги.

Alden’s type-setting and type-distributing machine. Scientific American. September 3, 1864.
Potter’s improved printing press. Scientific American. January 7, 1866.
6. Телескоп / The Telescope
7. Микроскоп / The Microscope

Эти два оптических прибора действительно являются великими изобретениями человеческого гения. Появились они благодаря развитию области физики – оптики, а также оптической промышленности, которая появилась в Голландии в виде производства очков. Поэтому и появились Телескоп и Микроскоп в Голландии на рубеже 16-го и 17-го веков благодаря стараниям голландских очковых дел мастеров Иоанна Липперсгея и Захария Янсена. Хотя исследователи до сих пор спорят, кому из них отдать приоритет на эти изобретения, мне представляется спор этот несколько бессмысленный, хотя бы в силу давности этих событий.
И, тем не менее, микроскоп появился к 1590 году, а телескоп, вернее подзорная труба – в 1608 году.
А вот дальнейшее усовершенствование, а главное практическое использование, связано с именем Галилео Галилея. Он первый догадался в 1609 году направить зрительную трубу в небо, тем самым превратив её в телескоп. В дальнейшем Галилей активно занимался совершенствованием телескопов, создав инструмент с 32-кратным увеличением и сделав с помощью его ряд научных открытий в области астрономии. В 1611 году греческий математик Джованни Демизиани для одного из новых приборов Галилея предложил название телескоп.
К развитию микроскопа Галилей также приложил свои усилия. В 1624-м году он представил свой новый составной микроскоп, который назывался occhiolino, что по-итальянски означает - маленький глаз. Однако, через год, его друг по Академии Джованни Фабер предложил для нового изобретения термин микроскоп.

Вот так выглядел телескоп в середине 19-го века.
Гравюра из книги: Les grandes inventions scientifiques et industrielles: chez les anciens et les modernes. Автор:    Louis Figuier. Издатель: Hachette, 1859
8. Часы / Clocks and Watches
В английском языке часы выражаются разными словами. Слово Clocks обозначают обычно большие часы, т.е. настенные, настольные, башенные. А слово Watches – карманные, наручные. В контексте описываемой книги, в данном случае имеется в виду изобретение механических часов. До них были известны другие виды часов, а именно: солнечные, водяные, песочные и др. К настоящему времени известны также другие виды часов: электронные, атомные и т.д..
Отличие механических Clocks и Watches между собой, кроме естественно размеров, заключается в  приводе, которым в карманных (наручных) часах является только пружина - важное изобретение в часовом механизме, сделанное в 15-м веке.
Как ни странно, одним из видов Watches является  хронометр - механические часы с особо точным ходом (погрешность ±5 секунд в сутки), размер которых, обычно, не позволяет их носить в кармане. Хронометр долгое время служил, чуть ли не единственным, способом определения долготы, которую можно было вычислить по разнице между местным временем астрономического события (например, восхода Солнца), и временем данного астрономического события на долготе Гринвичской обсерватории. Поэтому, после своего изобретения в период между 1734 - 1768 годами английским часовщиком-самоучкой Гаррисоном (John Harrison), хронометр стал неотъемлемой частью оборудования морского судна.

9. Порох и бездымный порох (Черный порох и пироксилин) / Gunpowder and Gun-cotton
16. Военные железные корабли (броненосцы), пушки и броня / Iron Ships of War, Guns, and Armour
К изобретению пороха, как и к изобретению других взрывчатых  веществ, в современном обществе отношение неоднозначное. Пережив две кровопролитные мировые войны, и не раз стояв на пороге третей, которая могла бы уничтожить современную цивилизацию, человечество весьма осторожно в оценке любых нововведений в военной сфере. В 19-м веке еще было не так очевидно, к каким ужасам войны могут привести усовершенствования средств и орудий войны, вызванные развитием науки и техники. Потому и попали в список самых замечательных изобретений порох и железные корабли войны с их новыми, на тот момент, пушками и защитной броней.

Существует устойчивое мнение, что порох, вернее дымный или черный порох, представляющий собой механическую смесь калиевой селитры, угля и серы в соотношении 15:3:2 (75 % KNO3, 15 % C и 10 % S), изобрели в древнем Китае. Однако, калиевая селитра, которая необходима для получения стабильных составов пороховых смесей, в природе не встречается, и для её получения требуется химическая технология, появившаяся только в XV—XVI веках. Получение древесного угля с высокой удельной поверхностью требует технологий получивших распространение лишь с развитием металлургии железа. Поэтому, приоритет в изобретении пороха, следует отдать Европе, причем его можно считать плодом коллективного труда многих европейских исследователей и ученых. Все что было до того в Китае, на Востоке и в самой Европе, можно назвать пиротехническими составами из природных селитросодержащих смесей и органики, и считать их порохами, в современном понимании, все же не следует.
Что касается бездымного пороха (англ. Smokeless powder или nitro powder), то упоминаемый в книге Gun-cotton им не является.
Настоящий бездымный порох изобрел в 1884 году Поль Вьель (Paul Vieille). Получивший название Poudre B, этот порох был смесью желатинизированного пироксилина с эфиром и спиртом, с последующей грануляцией и сушкой.
Пироксилин это вид нитроцеллюлозы - продукт полной этерификации целлюлозы азотной кислотой.
Способ получения стабильной нитроцеллюлозы разработал швейцарский химик Кристиан Фридрих Шёнбейн (Christian Fridrich Schönbein), который заключался в обработке одной части хлопковых волокон в пятнадцати частях смеси серной и азотной кислот в соотношении 50:50. После такой обработки хлопок удалялся из раствора, промывался и высушивался. Полученный новый материал стал применяться в производстве т.н. ружейного хлопка (Guncotton, Gun-cotton) о котором и идет речь в книге. Нитроцеллюлоза давала в 6 раз больший объем продуктов горения, чем дымный порох, намного меньше дыма и меньше нагревала оружие. Исследованиями пироксилина с 1862 года занимался английский химик Фредерик Август Абель, которому в 1868 году удалось получить прессованный пироксилин. Однако производство, хранение и использование пироксилина было крайне опасным и сопровождалось многочисленными взрывами. Эти взрывы привели к практически полному отказу от применения пироксилина в течении 20 лет, пока в 1884 году не был изобретен Poudre B – первый вариант настоящего бездымного пороха.

Что касается бронированных кораблей и артиллерии к ним, то в 1868 году всё ещё только начиналось, хотя огромные перспективы уже просматривались, раз Iron Ships of War, Guns, and Armour попали в список Wonderful inventions.
Развитие металлургии привело к появлению высококачественной стали, способы обработки которой уже позволяли изготовлять орудия, заряжающиеся с казенной части. Такие орудия привели к  появлению новых снарядов, что вынудило кораблестроителей защищать военные суда броней. Началось, шедшее с переменным успехом, противостояние брони и снаряда, которое не закончилось и сейчас. А в то время, все это выглядело так:

Корабельное орудие образца 1855 года.
Maudslay’s patent brech-loading cannon.
The mechanic’s magazine. July 7th – December 29th, 1855. Vol. LXIII.
Французский, покрытый железом, фрегат “La Gloire”
The French iron-plated frigate “La Gloire”.
Scientific American. Vol.IV.-No.7. February 16, 1861.
Способ бронирования (plating ships) деревянных кораблей.
Improvement in plating ships of war with iron.
Scientific American. Vol.IV.-No.3. January 19, 1861.

Продолжение следует.

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.

среда, 22 июня 2011 г.

Incandescent Lamp – история лампы накаливания (расширенная версия)

Дополнения и комментарии  к статье:
Кто же изобрел электрическую лампочку?
 Часть 2.

Электрическая лампа накаливания – кто был первым?
Кто первым начал проводить эксперименты, пропуская ток через различные материалы, сказать сейчас, по прошествии стольких лет, невозможно. Такой эксперимент является одним из самых простых, и он первым придет в голову любому исследователю, получившему в свои руки такой инструмент для исследований, как Вольтов столб - единственно возможный в то время  источник электрического тока. Поэтому, приводимая ниже цитата из моей статьи, является правдивым утверждением, но это лишь часть правды.
Первые опыты с накаливанием проводников электрическим током проводились еще в начале XIX века английским ученым Деви (Humphry Davy). Одни из первых попыток применить накаливание проводников током, именно с целью освещения, проводились в 1844 году инженером де-Молейном, который накаливал платиновую проволоку, помещенную внутрь стеклянного шара. Эти эксперименты не приносили желаемых результатов, т.к. платиновая проволока слишком быстро переплавлялась.
В 1845 году в Лондоне Кинг заменил платину палочками угля и получил патент "Применение накаленных металлических и угольных проводников для освещения".

А вот кого приводит в качестве первых исследователей и изобретателей ламп накаливания портал About.com: Need. Know. Accomplish. в статье The History of the Incandescent Lightbulb
  • 1820 - Warren De la Rue enclosed a platinum coil in an evacuated tube and passed an electric current through it. His lamp design was worked but the cost of the precious metal platinum made this an impossible invention for wide-spread use.
  • 1835 - James Bowman Lindsay demonstrated constant electric lighting system using a prototype lightbulb.
  • 1850 - Edward Shepard invented an electrical incandescent arc lamp using a charcoal filament. Joseph Wilson Swan started working with carbonized paper filaments the same year.
  • 1854 - Henricg Globel, a German watchmaker, invented the first true lightbulb. He used a carbonized bamboo filament placed inside a glass bulb.
Опять есть новые имена, ранее мною не упоминавшиеся: Warren De la Rue, James Bowman Lindsay, Edward Shepard. Однако, есть и старые знакомые: Генрих Гебель (Henricg Globel) и сер Джозеф Вильсон Сван (Sir Joseph Wilson Swan).
В 1954 году, за 25 лет до Эдисона германский часовщик Генрих Гебель представил в Нью-Йорке первые, подходящие для практического применения, лампы накаливания с угольными нитями со сроком горения около 200 часов. В качестве нити он применил обугленную бамбуковую нить толщиной 0,2 мм, помещенную в вакуум. Вместо колбы Гебель из соображений экономии использовал сначала флаконы от одеколона, а позднее - стеклянные трубки. Вакуум в стеклянной колбе он создавал путем заполнения и выливания ртути, то есть с помощью метода, применявшегося при изготовлении барометров.
По другую сторону Атлантического океана, в Англии, примерно в тоже время что Лодыгин и Эдисон, над электрической лампочкой работал сер Джозеф Вильсон Сван (Sir Joseph Wilson Swan). В качестве элемента накала он использовал обугленную хлопковую нить и также выкачивал из колбы воздух.
Думаю, что при большом желании, список первых исследователей в области электрического освещения посредством ламп накаливания, можно было продолжить, однако, я на этом остановлюсь. Приведу только небольшой фрагмент из фундаментального исследования американцев об Эдисоне - Menlo Park Reminiscences, Часть 1, в котором перечисляются его предшественники в области электрического освещения:
The annals of research show that among the men who strove without avail for this discovery were De la Rive in 1820, Grove and Jacobi in 1840, De Moleyns in 1841, Starr in 1845, Staite in 1848, Roberts in 1859, Adams in 1865, Lodyguine in 1872, Osborn and Kosloff in 1874, Khotinsky and Konn in 1875, and Bouliguine and Woodward in 1876. Draper, Fountain, Sawyer, Lane-Fox, Swan, Van Choate, Childern, Du Moncel, Ruhmkorff, Jablochkoff and Maxim complete the list up to 1879. All of these investigators toiled in the same field and tramped the same treadmill.

Лампочка Генриха Гебеля (Henry Goebel) – миф или реальность?
А все-таки, кто изготовил первую лампу накаливания? Можно было бы сказать, что это Генрих Гебель, но информации о нем и его лампе до последнего времени было мало, и часто она была противоречива, начиная даже с имени изобретателя. Тем не менее, многие именно его считают изобретателем лампы накаливания. Вот изображение немецкой марки (открытки), чей выпуск приурочен к 150-летию лампы накаливания, которую с точки зрения немцев изобрел Гебель. Кстати, чем не подтверждение моих слов о мифотворчестве и сотворении легенд в разных странах на основе, так сказать, «местечкового» патриотизма. И в результате у немцев свой изобретатель лампочки.
Открытка с маркой выпущенные в Германии к 150-летию лампы накаливания.
Но вот недавно, в Википедии появилась статья Heinrich Göbel, которая разрешила некоторые противоречия и ответила на многие непонятные вопросы. Вот эта цитата объясняет неразбериху с именем и местом проживания Генриха Гебеля.
Heinrich Göbel, later Henry Goebel (April 20, 1818 – December 4, 1893), born in Springe, Germany, was a precision mechanic. He emigrated in 1848 to New York City and lived there until his death. In 1865 he changed his nationality.
Heinrich Göbel (Генрих Гебель), позже Henry Goebel (20 апреля 1818 - 4 декабря, 1893), родился в Шпринге, Германия, занимался точной механикой. Он эмигрировал в 1848 году в Нью-Йорк и жил там до самой смерти. В 1865 году он изменил свое гражданство.
Сама статья достаточно информативна, поэтому рекомендую, кому интересно, самому прочитать её и составить свое собственное мнение об утверждении, что именно Гебель первым изготовил реально работающую электрическую лампочку накаливания. Я лишь кратко перескажу факты, изложенные там, касающиеся изобретения электрического освещения.
Поселившись в Нью-Йорке, Гебель открыл магазин на Monroe Street под названием Jewelry, Horology and Optician's Store. Чтобы заработать больше денег, Генрих Гебель построил телескоп, и в 1850-х - 1860-х годах в вечернее время передвигался с ним на лошадиной повозке по Юнион-сквер (Union Square), и за плату люди могли наблюдать за звездами.
1872 Гебель перенес свой магазин на Гранд-стрит.
В 1881 году Генрих Гебель работает своего рода консультантом по точной механике в компании American Electric Light Co, которая была организована великими изобретателями Elihu Thomson и Edwin Houston, и позднее переименованную в Thomson-Houston Electric Company. Кроме того, в своем магазине он производил углеродные нити для этой компании. По окончания контракта, уже имея достаточный опыт и обладая необходимыми технологиями, он вместе со своим другом John Kulenkamp попытался начать свой собственный бизнес в области ламп накаливания. В своем магазине компаньоны организовал выставку своей новой продукции, где в апреле 1882 года побывал корреспондент газеты The New York Times. И 30 апреля 1882 года в газете был опубликован репортаж об этой выставке ламп накаливания в магазине Гебеля, где также сообщалось следующее:
Mr. Goebel has been experimenting for the past 30 years in electricity. He states that he invented an electric light 29 years ago, which he exhibited on the roof of his house, № 271 1/2 Monroe-street, this City. On the first evening that he did so, he says, the fire alarm was sounded, and the engines came around to his house, and he was arrested and taken to the Police station on a charge of disorderly conduct. He was, however, discharged an hour later by Justice Wood, to whom he explained the origin of the light, and that he had merely exposed it for the purpose of experimenting with it in the open air. Since that time he has frequently become impoverished by his electrical experiments, and has more than once given up his attempts in this direction in despair. He says that the electric light is by no means as new an invention as it is popularly supposed to be, and that 44 years ago he knew of a Professor in Hanover, Germany, who invented a good electric light, but who died while striving to overcome the difficulty of producing it upon a commercial basis. Mr. Goebel has a number of patents covering all the points necessary to the production of his light.
Г-н Гебель экспериментирует с электричеством в течение последних 30 лет. Он утверждает, что изобрел электрический свет 29 лет назад, который он выставил на крыше своего дома № 271 1 / 2 на Монро-стрит. В первый же вечер, когда он сделал это, по его словам, сработала пожарная сигнализация, и пожарные машины собрались воеруг его дома, и он был арестован и доставлен в полицейский участок по обвинению в хулиганстве. Через час, однако, он был отпущен судьей Вудом, которому он объяснил происхождение света, и что он просто выставил его с целью экспериментировать с ним на свежем воздухе. С тех пор его электрические опыты не раз доводили его до обнищания, и не один раз он в отчаянии пытался отказаться от опытов в этом направлении. Он говорит, что электрический свет отнюдь не новое изобретение, как это обычно предполагается, и что 44 года назад он знал Профессора из Ганновера, Германия, который изобрел хороший электрический свет, но который умер, стремясь преодолеть трудности получения его на коммерческой основе. Г-н Гебель имеет ряд патентов, охватывающих все ключевые моменты, необходимые для производства его света.

Что это было? Простое хвастовство, хитрый рекламный ход, пример черного пиара или действительно, правда? Этого, вероятно, из-за давности лет, мы уже никогда не узнаем.
Генрих Гебель, первое опубликованное фото, январь 1893 г.
Goebel lamp No 05 из судебного процесса 1893 Boston
Что касается патентов, которые covering all the points necessary to the production of his light, то они действительно были. Гебелю удалось решить две важные на тот момент проблемы в технологии производства ламп накаливания: был создан вакуумный насос для откачивания воздуха из ламп и найден способ соединения углеродной нити с токоподводящими проводниками - достаточно сложной технологической задачи соединения несоединяемых материалов, таких как углерод и метал. Думаю, что при этом ему очень пригодился опыт точного механика (часовщика) и ювелира.
Патенты Генриха Гебеля:
US252658 – Vacuum pump (Вакуумный насос)
US266358 – Electric incandescent lamp
Судя по всему, большого коммерческого успеха в производстве ламп накаливания Гебелю и его компаньону добиться, не удалось. Неудача эта вполне объяснима, если учесть, сколько игроков в то время было на этом рынке. А также то, что к 1890 году произошла монополизация этого рынка с образованием т.н. большой тройки ("Big 3" - Edison, Thomson-Houston, and Westinghouse) американской осветительной индустрии. Шансов закрепиться в этом сегменте рынка, в таких условиях, у небольшой фирмы было мало.
Небольшая и заурядная, по сути, заметка в газете New York Times, неожиданно "выстрелила" в 1893 году во время судебных разбирательств по иску компании Эдисона против нескольких производителей электрических лампочек. Сам иск был подан за несколько лет до этого, и все обвинения в нарушении патентных прав ссылались на самый первый патент Эдисона по этой теме - No223898 – Electric Lamp. Последняя линия защиты обвиняемых (ответчиков), которую выстроили патентные поверенные Виттер и Кеньон (Patent attorneys Witter & Kenyon), как раз и была построена на статье в New York Times.
Линия защиты, при подобных исках, у ответчиков может быть разная. Можно, вдаваясь в технические тонкости, доказывать, что нарушений не было, можно ссылаться на свои патенты, а можно попытаться патент, вокруг которого и ведутся споры, объявить недействительным. Как известно, одним из критериев патентоспособности изобретения является новизна. Если доказать, что изобретение во время подачи заявки на получение патента было уже не новым, т.е. не отвечала критериям новизны, то это изобретение, может быть аннулировано с даты подачи заявки. Это и попытались сделать патентные поверенные Виттер и Кеньон, доказывая, что к моменту изобретения лампы накаливания Эдисоном в 1879 году, она уже не отвечала критерию новизны, ибо за 25 лет до этого подобную лампу изготовил Гебель. На этом предположении они и построили защиту, вошедшую в историю как Гебель-Защита (Goebel-Defense).
Убедительных доказательств этого утверждения, кроме статьи и слов самого Гебеля,  приведено не было, но время удалось потянуть. А дальше …, это разбирательство уже не имело смысла. Срок действия патента Эдисона заканчивался в 1894 году, а на смену углеродной нити уже шли совсем другие технологии. Поэтому, итоговое судебное заседание по этому вопросу даже не состоялось (или итоговое решение не было вынесено, что для Истории не так важно).
Из всего выше сказанного, можно сделать вывод, что лампочка накаливания Генриха Гебеля это тоже миф, который сотворили Гебель и представители одной из древнейших профессий – журналисты, сначала маленький в 1882 году, а затем сенсационно раздули его в 1893 году.

Итак, мы имеем, что в России считают изобретателем электрической лампочки Яблочкова или Лодыгина, в США – Эдисона, в Германии – Гебеля. Есть ли еще претенденты в других странах? Конечно, есть.

Сер Джозеф Вильсон Сван (Sir Joseph Wilson Swan) и его лампочка.
По другую сторону Атлантического океана, в Англии, примерно в тоже время что Лодыгин и Эдисон, над электрической лампочкой работал сер Джозеф Вильсон Сван (Sir Joseph Wilson Swan). В качестве элемента накала он использовал обугленную хлопковую нить и также выкачивал из колбы воздух. Сван получил Британский патент на свое устройство в 1878 году, примерно за год до Эдисона. Начиная с 1879 года, он начал устанавливать электрические лампы в английских домах. Организовав в 1881 году компанию "The Swan Electric Light Company" начал коммерческое производство ламп. Позднее Сван объединился с Эдисоном для коммерческой эксплуатации единой торговой марки "Edi-Swan".
Так может быть Сван изобрел лампу накаливания. Тот же портал About.com: Need. Know. Accomplish. продолжая список первых исследователей и изобретателей электрического освещения в статье The History of the Incandescent Lightbulb утверждает следующее:
1878 - Sir Joseph Wilson Swan (1828-1914), an English physicist, was the first person to invent a practical and longer-lasting electic lightbulb (13.5 hours). Swan used a carbon fiber filament derived from cotton.
Энциклопедия Британика в статье Sir Joseph Wilson Swan, рассказывает  о нем немного больше. Сван не только физик, который изобрел лампочку накаливания, но и химик, сыгравший заметную роль в развитии фотографии:
Sir Joseph Wilson Swan,  (born Oct. 31, 1828, Sunderland, Durham, Eng.—died May 27, 1914, Warlingham, Surrey), English physicist and chemist who produced an early electric light bulb and invented the dry photographic plate, an important improvement in photography and a step in the development of modern photographic film.
А дальше утверждается, что в 1860-х годах Сван разработал примитивный электрический свет (primitive electric light), используя при этом нить из обугленной бумаги в вакуумированной стеклянной колбе. Отсутствие хорошего вакуума и адекватного источника тока послужило причиной короткого срока службы лампы и неэффективного света. Дизайн его лампы в значительной степени был использован Томасом A. Эдисоном 20 лет спустя. В 1880 году, после усовершенствования вакуумной техники, оба, Эдисон и Сван изготовили настоящую электрическую лампочку. Или вот в оригинале: His design was substantially the one used by Thomas A. Edison nearly 20 years later. In 1880, after the improvement of vacuum techniques, both Swan and Edison produced a practical light bulb.
Кто бы сомневался, что Британика напишет именно так, поставив Сера Джозефа Свана впереди Эдисона. Других изобретателей лампы накаливания даже упоминать не стоит. Вот еще одна полуправда, еще один миф (легенда).
Вызывает большое сомнение информация об экспериментах из 1860-х годов. О том, что в 1870-х годах проводились опыты с электрическим освещением, в том числе и публичные, информации больше. Есть даже рисунок одной из первых лампочек Свана.

Экспериментальная лампа Джозефа Свана.
Но это действительно экспериментальная, а я бы даже сказал, лабораторная лампа, которой очень далеко до промышленного образца. Однако к концу 1870-х годов, Сван усовершенствовал лампу настолько, что даже начал мелкосерийное производство и применил их для освещения своего дома в Гейтсхеде (Gateshead), Англия. Характерной особенностью лампочки Свана, впрочем, как и большинства других первых лампочек, было низкое сопротивление нити. В результате, использовать их можно было только сразу несколько в последовательном соединении. Узнав о появлении ламп Эдисона с высоким сопротивлением, Сван быстро модернизировал свои лампы под такое же напряжение, и организовал Swan Electric Light Company.
В 1878 году он получил свой первый патент Великобритании на электрическую лампу накаливания, а затем, в период до первого патента Эдисона, еще несколько. Благодаря этим патентам, позиция Свана на ранке Великобритании была очень сильна, и Эдисон не мог пробиться на этот рынок со своими лампочками. Чтобы решить эту проблему, была организована, путем слияния, новая компания, получившая название Edison & Swan United Company (Ediswan).

Итак, в России считают изобретателем электрической лампочки Яблочкова или Лодыгина, в США – Эдисона, в Германии – Гебеля, а в Великобритании - Свана. Думаете это все претенденты? До недавнего времени, я думал, что все. Так, нет же. Недавно нашел еще одного претендента, или если быть точнее - претендентов. Или, если хотите, вот еще одна легенда (миф) локального масштаба.

Генри Вудворд (Henry Woodward) и Мэттью Эванс (Matthew Evans) – изобретатели лампы накаливания из Канады.
А если серьезно, то это не миф - изобретатели и изобретение конечно были. Просто статья на сайте Mysteries of Canada имеет претенциозное название - The First Electric Light Bulb, и как нельзя лучше подходит к теме развенчания мифов, связанных с изобретением первой лампочки. И первые строки, как раз подходят для сотворения легенды.
Think back.  Who invented the light bulb?  Thomas Edison?  Right?
WRONG!
In 1875, Edison purchased half of a Toronto medical electrician's patent to further his own research.  That researcher was named James Woodward.
А вот и сама история.
В 1875 году Эдисон купил права на половину патента у Генри Вудворда, электрика из Торонто, с целью использовать его позже в своих исследований.
Вудворд и его коллега по имени Мэтью Эванс, описанный в патенте как "джентльмен", но на самом деле смотритель отеля, подали патент на свет Вудворда и Эванса (Woodward and Evan's Light) 24 июля 1874 года.
Работая в литейном цеху Morrison's Brass Foundry в Торонто, они построили первую лампу со стержнем из углерода, удерживаемый между электродами в стеклянной колбе, заполненной азотом.
Вудворд и Эванс считались чудаками и объектами общественных насмешек. "Кому нужен светящиеся кусок металла!" Они пытались, с очень небольшим успехом, сформировать компанию, чтобы собрать деньги для усовершенствования и продавать свои изобретения. (Где находится федеральное правительство, когда вы действительно в нем нуждаетесь?)
В 1876 году Вудворд получил американский патент на его электрическую лампочку, а в 1879 году Эдисон посчитал достаточно важными полностью выкупить патент от Вудворда, Эванса и их канадских партнеров. Оставшуюся часть своего канадского патента Вудворд продал Томасу Эдисону в 1885 году.
Таким образом, электрическая лампочка стала американской.
Вот такая печальная для Канады история. Не удивлюсь, если в каком-нибудь канадском школьном учебнике появится утверждение, что электрическую лампочку накаливания изобрели канадцы Вудворд и Эванс.
Американский патент Генриха Вудворда
Американский патент Генриха Вудворда

Если проанализировать этот патент, то даже по внешнему виду видно, что это не лампа (light bulb) в привычном понимании, а скорее прибор, созданный из лабораторного оборудования. Поэтому и называется патент не электрическая лампа, а электрический свет. Можно сказать, что это не устройство для освещения, а способ освещения. А факт покупки патента Эдисоном, вполне объясним. Вероятно, Эдисон видел перспективу электрического освещения, и потому, при первой возможности выкупил права на патент, чтобы устранить конкурента и избежать судебных разбирательств в будущем.

Продолжение следует.


четверг, 16 июня 2011 г.

Electric light bulb – история электрической лампочки (расширенная версия)

Дополнения и комментарии  к статье: 
Кто же изобрел электрическую лампочку?
Часть 1

Создание лампы накаливание является, пожалуй, вторым по значимости событием после изобретения паровой машины, определившим лицо современной цивилизации. Кроме того, что люди впервые реально увидели применение электричества в повседневной жизни, именно благодаря внедрению электрического освещения, электротехника из области науки стала целой отраслью промышленности. Именно на электрической лампочке разрабатывались и оттачивались приемы высокотехнологичного массового производства. Немало поучительного из истории ее создания вынесли маркетинг, менеджмент, public relations, реклама и другие, в то время только зарождающиеся, инструменты современного бизнеса.
В научных экспериментах и исследованиях связанных с созданием электрической лампочки принимало много ученых и инженеров в разных странах мира. В этом нет ни чего удивительного, т.к. электротехника в то время была самая быстро развивающая наука, к тому же ищущая пути своего практического применения. Так как обмен научно-технической информацией в начале и середине 19-го века был не на самом высоком уровне, то впоследствии это породило споры и различные взгляды на приоритет тех или иных открытий и изобретений в этой области. Как следствие этого, появились различные версии истории и предистории создания электролампы. В дальнейшем это все усугубилось идеологическим (или, если хотите, патриотическим) мифотворчеством в разных странах, в результате чего все эти истории превратились в сильно отличающиеся друг от друга мифы. В результате, для одних изобретатель электрической лампочки – Эдисон, для других Яблочков или Лодыгин, для третьих … Нельзя сказать, что все эти истории неправда - в них не вся правда.
Советская версия истории электрической лампочки отражена вот в этих книгах:
  • Н.А.Капцов, Павел Николаевич Яблочков 1894-1944. ОГИЗ. Государственное издательство технико-теоретической литературы. Москва, Ленинград, 1944.
  • Н.А.Капцов, Яблочков – слава и гордость русской электротехники (1847-1894). Военное издательство Министерства Вооруженных Си  Союза ССР. Москва, 1948.
  • М.А.Сидоров, От лучины до электричества. Под редакцией проф. Н.А.Капцова. Государственное издательство технико-теоретической литературы. Москва, 1953.
  • М.Я.Лапиров-Скобло, Эдисон. Серия ЖЗЛ. Молодая гвардия. Москва, 1960
Electric Arc Light – начало.
А уже в 1801 году профессору Петербургской медико-хирургической академии Василию Петрову удалось уговорить начальство приобрести для своего физического кабинета мощнейшую по тем временам электрическую батарею, состоящую из 4200 пар гальванических элементов. Проводя опыты с этой батареей, Петров в 1802 году открыл электрическую дугу - яркий разряд, который возникает между сведенными на определенное расстояние угольными стержнями-электродами. Он же и предложил использовать дугу для освещения.
Авторы всех этих книг, начало работ по электрическому освещению связывают с именем профессора Петербургской медико-хирургической академии Василием Петровым. Все это правильно, вот только во всем мире первооткрывателем электрической дуги считают английского химика Хамфри Дэви (Humphry Davy), который, то ли в 1809, то ли в 1811 году connected two wires to a battery and attached a charcoal strip between the other ends of the wires. У нас же это противоречие объяснили так:
Открытие В.В.Петрова было очень скоро незаслуженно забыто. Этому в немалой степени способствовали ученые-иностранцы, занимавшие тогда все начальственные места в русской Академии Наук.
Когда через девять лет, в 1811 году, английский ученый Дэви снова получил в своей лаборатории ослепительное пламя электрической дуги, он был сразу же признан первооткрывателем этого явления.
М.А.Сидоров, От лучины до электричества. Москва, 1953.
Идеологически правильный выпад против царской Академии Наук понятен, но не объясняет причин, почему об открытии Петрова знали только в России. Ведь им была даже издана книга о результатах опытов, которая носила длинное, как было принято в то время, название: «Известие гальвани-вольтовских опытах, которые производил профессор физики Василий Петров, посредством огромной наипаче батареи, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков и находившейся при Санкт-Петербургской Медико-хирургической Академии». За неимением достаточной информации не буду разбираться в этих причинах и я, однако если сказать по-простому – публиковать свои научные работы надо не только на русском языке.
Что касается практического применения электрической дуги для освещения, то все рассказанное об этом в предыдущей статье не подлежит сомнению:
Требовался механизм-регулятор для поддержания постоянного расстояния между электродами. Изобретатели предлагали разные решения. Но все они имели тот недостаток, что нельзя было включить несколько ламп в одну цепь. Приходилось использовать для каждого светильника свой источник питания. Эту проблему решил в 1856 году изобретатель А.И.Шпаковский, создав осветительную установку с одиннадцатью дуговыми лампами, снабженными оригинальными регуляторами. Эта установка освещала Красную площадь в Москве во время коронации Александра II. В 1869 году еще один русский изобретатель В.И.Чиколев применил к дуговой лампе дифференциальный регулятор и использовал его в мощных морских прожекторах.
Однако следует также упомянуть имя французского физика Жан Берна́р Лео́н Фуко́ (Jean Bernard Léon Foucault; 1819 – 1868), известного тем, что он: впервые измерил скорость света; продемонстрировал при помощи маятника (маятник Фуко) вращение Земли вокруг оси; обнаружил нагревание проводящего материала вихревыми индукционными токами (токи Фуко); изобрел гироскоп; и первым применил электрическую дугу для целей освещения, создав при этом практический регулятор электрического света.
Можно также вспомнить известного русского академика Б.С. Якоби, который в 1849 году установил первую дуговую лампу на башне Адмиралтейства в Петербурге. Лампа Якоби была названа «электрическим солнцем» - такой сильный свет она излучала.
Электрическая дуговая лампа Б.С.Якоби, установленная на Адмиралтействе в Петербурге в 19-м веке.
Было немало и других ученых и изобретателей, работавших в то время над дуговыми лампами и регуляторами для них. Вот, например, рисунок из книги Cyclopadic science simplified (автор - John Henry Pepper), изданной в 1869 году.
Mr. Browning's new and cheap Electric Lamp.
Serrin’s Automatic Regulator of the Electric Light.
Как можно заметить, Browning и Serrin - новые имена, ранее мною не упоминавшиеся. А вот и применение дуговой лампы для освещения торжественных событий, но это уже не Петербург или Москва, а Лондон.

Illumination of the Ball and Cross and Dome of St.Paul’s by the Electric Light.
With a number of Serrin’s lamps, Captain Bolron and the writer illuminated Trafalgar Square and St.Paul’s Cathedral, on the occasion of the festivities connected with the nuptials of H.R.H the Prince of Wales.
Яблочков и его электрические свечи.
Решающую роль в переходе от опытов по электричеству к массовому электрическому освещению сыграл русский электротехник Павел Николаевич Яблочков.
Лампы Яблочкова появились в самых посещаемых местах Парижа, на улице - Авеню де ль'Опера и на площади Оперы, а также в магазине "Лувр" тусклое газовое и жидкостное освещение заменили матовые шары, которые светились белым, мягким светом. Началось триумфальное шествие "La lumiere russe" (Русского света) по миру.
Все правильно. Успех действительно был огромный. Ко времени появления свечей Яблочкова, кроме дуговых фонарей, существовали и лампы накаливания Лодыгина, которые, однако, были достаточно сложны в производстве и в конструктивном плане. Здесь же в конструкции свечи не было никаких движущихся частей, и её производство было достаточно простое, без вакуумных насосов и сложной технологии изготовления углеродных нитей. Все это позволило организовать действительно массовое производство свечей и оборудования для их подключения.
Портрет Павла Николаевича Яблочкова в парижский период его жизни.
Свеча и светильник Яблочкова.
Рисунки из книги Les merveilles de la science, ou Description populaire des inventions modernes.
Вот еще цитата, показывающая действительно триумфальное шествие «русского света».
В феврале 1877 года электрическим светом были освещены фешенебельные магазины Лувра. Затем свечи Яблочкова вспыхнули и на площади перед зданием оперного театра. Наконец, в мае 1877 года они впервые осветили одну из красивейших магистралей столицы — Avenue de l’Opera. Жители французской столицы, привыкшие к тусклому газовому освещению улиц и площадей, в начале сумерек толпами стекались полюбоваться гирляндами белых матовых шаров, установленных на высоких металлических столбах. И когда все фонари разом вспыхивали ярким и приятным светом, публика приходила в восторг. Не меньшее восхищение вызывало освещение огромного парижского крытого ипподрома. Его беговая дорожка освещалась 20 дуговыми лампами с отражателями, а места для зрителей — 120 электрическими свечами Яблочкова, расположенными в два ряда.
Примеру Парижа последовал Лондон. 17 июня 1877 года свечи Яблочкова осветили Вест-Индские доки в Лондоне, несколько позже — часть набережной Темзы, мост Ватерлоо, отель «Метрополь», Гатфильдский замок, Вестгейтские морские пляжи. Успех освещения по системе Яблочкова вызвал среди акционеров могущественных английских газовых компаний панику. Они пустили в ход все средства, вплоть до явных обманов, клеветы и подкупов, чтобы дискредитировать новый способ освещения. По их настоянию английский парламент учредил в 1879 году даже специальную комиссию с целью рассмотрения вопроса о допустимости широкого использования электрического освещения в Британской империи. После длительных дебатов и выслушивания свидетельских показаний мнения членов комиссии разделились. Были среди них и сторонники электрического освещения, нашлось и немало ярых противников его.
Почти одновременно с Англией свечи Яблочкова вспыхнули в помещении торговой конторы Юлия Михаэлиса в Берлине. Новое электрическое освещение с исключительной быстротой завоёвывает Бельгию и Испанию, Португалию и Швецию. В Италии им осветили развалины Колизея, Национальную улицу и площадь Колона в Риме, в Вене — Фольскгартен, в Греции — Фалернскую бухту, а также площади и улицы, морские порты и магазины, театры и дворцы в других странах.
А вот и рисунки (гравюры) тех времен с примерами использования свечей Яблочкова для освещения различных общественных мест.
Ипподром, освещённый свечами Яблочкова.
The Paris Hippodrome was lit with with 128 Yablochkov candles, with approximately one Gramme generator required per 20 lights.
Проспект Оперы в Париже, освещённый фонарями Яблочкова.
Магазин, освещенный фонарями Яблочкова.
Eclairage electrique de la net des Grands Magasins du Printemps, a Paris.
Добрался «русский свет» и до Америки. Были в США у Яблочкова и патенты, и фирма, созданная для продвижения продукта на местный рынок – The Jablochkoff Electric Lighting Company.
Патент США №190864. Improvement in carbons for electric lights.
Патент США №257776 - Electric Candle, посвященный проблеме неравномерного сгорания электродов, связанной с полярностью тока.
К сожалению для Яблочкова, этот грандиозный успех продлился не долго. У всякого нового товара, пусть даже созданного на основе самого передового изобретения и научных достижений, имеется жизненный цикл, который заканчивается прекращением его производства. У свечи Яблочкова этот цикл оказался очень короткий, что было вызвано появлением нового, гораздо лучшего товара – лампы накаливания. Вот как заканчивался этот жизненный цикл «русского света»:
В 1879 году лампы накаливания достигли стадии, на которой стало возможно их массовое производство. Качественные показатели лампы с угольными волосками – цветность и экономичность – были хуже, чем у свечи Яблочкова, но в пользу лампы накаливания говороли простота её использования и долговечность при сравнительно невысокой стоимости, а также чрезвычайно простое и широкое решение вопроса о разделении света.
Переход к более мощным лампам накаливания все более суживал область применения дуговых фонарей и горелок. Уже в 1880 году появление лампы накаливания, сопровождаемое громкой рекламой, начало неблагоприятно сказываться на дальнейших успехах электрической дуги.
На электротехнической выставке 1881 года в Париже свечи Яблочкова имели громадный успех. Яблочков все еще был победителем: его свечи и способ электрического освещения были признаны «вне конкурса», т.е. получили высшую оценку международного жюри. Но на этой же выставке была полностью показана практическая применимость ламп накаливания и показаны преимущества, которыми они обладали в отношении простоты обращения, схемы включения, срока службы и более мелкого дробления света.
Н.А.Капцов, Яблочков – слава и гордость русской электротехники (1847-1894). Военное издательство Министерства Вооруженных Си  Союза ССР. Москва, 1948.
Однако, дуговые лампы не сразу сдали свои позиции. Они продолжали существовать и развиваться параллельно с развитием ламп накаливания, находя другие рыночные ниши. В качестве доказательства этого утверждения, вот еще несколько примеров дуговых ламп и систем регулирования дуги конца 19-го века.
Дуговые лампы и регуляторы дуги систем Gramme, Siemens и Cance.
Продолжение следует!