Рудольф Дизель. Биография. Изобретение. Смерть

Леонид Круглов, фото из архива автора и MAN Truck & Bus

Великий творец легендарного двигателя внутреннего сгорания родился 18 марта 1858 года в простой немецкой семье, осевшей во Франции. Его отец Теодор – потомственный переплётчик – к тому времени заведовал кожгалантерейной лавкой в Париже. Когда в 1870 году началась франко-прусская война, местных немцев начали притеснять в стране, и семья Дизелей вынуждена была перебираться в Лондон. Однако ремесленнику-эмигранту без нужных связей прокормить многодетную семью оказалось весьма сложно и уже через несколько месяцев отец посылает 12-летнего Рудольфа к дяде и тёте в Аугсбург.

Этому баварскому городу, знаменитому своими машиностроительными заводами, суждено сыграть ключевую роль в судьбе будущего механика-изобретателя. В школе его награждают бронзовой медалью за успехи в учёбе, и блестяще оканчивая училище он поступает в Королевскую высшую политехническую школу Баварии в Мюнхене с назначением государственной стипендии. Уже здесь Р. Дизель активно работал над увеличением коэффициента полезного действия тепловых машин. В 1878 году он озадачивался в своём дневнике риторическим вопросом: «Можно ли сконструировать такие тепловые машины, которые бы выполняли весь круговой процесс, не будучи при этом слишком сложными в конструктивном плане?»

Сдав в 1880 году выпускные экзамены с лучшими результатами за всю историю её существования, Рудольф Дизель получил предложение от профессора Карла фон Линде для работы инженером на предприятии холодильного оборудования. Его фирма, впоследствии выросшая до размеров концерна Linde AG, помимо внедрения новых хладагентов работала и над новейшим аммиачным двигателем. Пройдёт ещё 12 лет, прежде чем Дизель подаст заявку на новый тип двигателя, который изменит мир.

Два новых тепловых двигателя

В конце XIX века работа над двигателями представлялась весьма инновационной деятельностью. В двигателях Отто светильный газ уже начали заменять на весьма перспективные углеводороды – бензины. Однако оставались ещё не имевшие применения в двигателях керосин, солярка, мазуты и газойли, используемые лишь как топочное топливо. Эксперименты с ними показывали, что они вполне годятся в качестве рабочего тела и вполне могут заменить газ и бензин для привода тепловых машин, использующих кривошипно-шатунную схему с крейцкопфным механизмом. Главное достоинство керосина и солярки заключалось в воспламенении рабочей смеси от сжатия. Это упрощало конструкцию двигателя, и в теории давало более высокий эффект, нежели в двигателях с искровым и капризных моторах с калильным зажиганием.

Способ применения новых бросовых видов топлива занимал не только Дизеля, поэтому и новых союзников в среде нарождающейся промышленной аристократии Германии искать долго не пришлось. Одним из протеже, верящим в счастливую звезду Дизеля и проявлявшего максимум терпения в ходе его экспериментов, стал Генрих фон Буц – владелец аугсбургского машиностроительного завода MAN.

27 февраля 1892 года Дизель подал заявку на получение патента на «новый рациональный тепловой двигатель», через день её зарегистрировали. Параллельно фон Буц уговаривает фирму Krupp и Sulzer Brothers Ltd Р. на финансовое участие в проведении экспериментов Дизеля по созданию нового двигателя. Годовой оклад в 30 тыс. марок и инвестиции в 600 тыс. марок позволили уже через год создать работоспособный экспериментальный двигатель «А». К этому времени в императорском патентном бюро в Берлине 34-летнему изобретателю за номером 67207 был выдан патент под названием «Метод и аппарат для преобразования высокой температуры в работу». Второй патент с модифицированным циклом Карно был зарегистрирован 29 ноября 1893 года. А в феврале 1894 года были начаты испытания второго опытного двигателя «В», который впервые в истории устойчиво работал на холостом ходу.

Внедрение дизеля

Судьба двигателей сложилась по-разному. Один из них (А) был вскоре разобран, а второй (В) в сентябре 1896 года продемонстрирован в Техническом университете Мюнхена. Сейчас этот раритет можно увидеть в музее компании MAN в Аугсбурге.

Двигатель Дизеля был 4-тактным. Изобретатель установил, что КПД двигателя внутреннего сгорания повышается от увеличения степени сжатия горючей смеси. Но сильно сжимать горючую смесь нельзя, потому что тогда повышаются давление и температура, что приводит к паразитной детонации. И Рудольф Дизель решил сжимать не горючую смесь, а чистый воздух. К концу сжатия воздуха в цилиндр постепенно под сильным давлением впрыскивалось жидкое топливо. Так как температура сжатого воздуха достигала 600–650°С, топливо самовоспламенялось, и газы, расширяясь, двигали поршень. Таким образом, Р. Дизелю удалось значительно повысить КПД двигателя. К тому же здесь не нужна была система зажигания, а вместо карбюратора имелся топливный насос.

Первый функционирующий двигатель Рудольфа Дизеля был запущен 17 февраля 1897 года. В наши дни его можно увидеть в экспозиции Немецкого музея в Мюнхене. При весе 4,5 т его мощность составляла 20 л.с. при 172 об/мин, КПД достигал 26,2%. Это намного превосходило существующие двигатели Отто с КПД 20% и судовые паровые турбины с КПД 12%, что незамедлительно вызвало интерес промышленников. Официальной датой представления двигателя Р. Дизеля считается 16 июня 1897 года, когда его показали в работе на 38-м собрании Ассоциации немецких инженеров в городе Кассель. Двигатель Дизеля сразу же оценили во многих странах. Но у себя на родине Р. Дизель не получил должного признания. Сложилось так, что даже доводкой его двигателя в 1898 году занимался Антон фон Риппель.

1 января 1898 года Р. Дизель основал свой собственный завод по производству дизельных двигателей, а осенью 1900 года в Лондоне для этих целей зарегистрировал компанию. Тем временем детище Р. Дизеля завоёвывало мир. Уже в 1903 году был построен первый теплоход с дизелем.

Пар или дизель?

Чешско-канадский ученый Вацлав Смил, например, считает, что если бы международная торговля оставалась привязана к паровым двигателям и не перешла на дизель, то она росла бы гораздо медленнее.

Британско-американский экономист Брайан Артур так не считает. Он называет переход на двигатели внутреннего сгорания в течение последнего века проявлением «попадания в колею»: уже сделанные инвестиции и построенная инфраструктура заставляют человечество действовать в определенном коридоре, а если б с самого начала был выбран другой путь, то и на нем нашлись бы эффективные решения.

По мнению Брайана Артура, еще в 1914 году у паровых автомобильных двигателей перспективы были не хуже, чем у двигателей внутреннего сгорания — но растущее влияние нефтяной промышленности привело к тому, что в развитие ДВС стали вкладывать гораздо больше денег.

Если бы инвестиций было поровну, то, предполагает доктор Артур, мы бы сейчас вполне могли ездить на машинах с паровыми двигателями какого-нибудь очередного поколения.

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Экспертименты Дизеля с арахисовым маслом предвосхитили современное развитие производства биотоплива

А если бы мировая экономика прислушалась к Рудольфу Дизелю, то, может быть, сейчас двигатели работали бы на арахисе.

Имя Дизеля сейчас ассоциируется с топливом из нефтепродуктов, но вообще-то он приспосабливал свой двигатель для работы с разными видами топлива, от угольной пыли до растительного масла. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже он продемонстрировал модель, работающую на арахисовом масле.

А за год до смерти, в 1912 году, Рудольф Дизель предсказывал, что растительное масло станет таким же важным видом топлива, как и нефтепродукты.

Владельцам арахисовых плантаций это предсказание наверняка понравилось, а владельцам нефтяных месторождений — не очень.

Отсюда — вторая конспирологическая версия смерти Дизеля. Другая газета по ее поводу написала: «Убит агентами нефтяных трестов».

Слава и неурядицы

После триумфального шествия дизельного двигателя к Рудольфу Дизелю пришёл коммерческий успех в виде множества лицензионных сделок. Теперь он мог позволить себе образ жизни представителя крупной буржуазии Мюнхена. Р. Дизель встречался со многими видными людьми своего времени – учёными, писателями, изобретателями, политическими деятелями. Но Дизель узнал и обратную сторону ошеломительного успеха. Его финансовое благополучие пошатнулось из-за спекулятивных сделок с земельными участками, а также неправильно оценёнными лицензионными договорами, и недруги, притворяющиеся его друзьями, довели некогда успешного коммерсанта до полного краха. В довершение ко всему прочему нескончаемые патентные тяжбы подорвали здоровье изобретателя.

В сентябре 1913 года Рудольф Дизель предпринимает последнюю попытку наладить дела и привлечь внимание к своей работе – он издает книгу Die Entstehung des Dieselmotors, в которой подробно и доступно описывает принцип работы, преимущества и области применения своего двигателя. Однако не дождавшись реакции на неё, 29 сентября 1913 года он на борту почтового парохода «Дрезден» отправляется из Антверпена в Харвич и далее в Лондон на открытие нового завода от одной из компаний, которая производила двигатели его конструкции. Он, казалось, был в хорошем настроении, однако после того, как вечером Р. Дизель ушел в свою каюту, его больше никто не видел.

Через несколько недель немецкие рыбаки предъявили для опознания два кольца, снятые с тела хорошо одетого мужчины, найденного в море. Сын Рудольфа Дизеля опознал кольца, принадлежащие его отцу. По морскому обычаю тело погибшего в море, было морю же и возвращено.

В музее компании MAN в Аугсбурге хранится ещё одна вещица, сопровождавшая Р. Дизеля в том роковом путешествии – небольшая изящная коробочка для лекарств. Есть что-то символичное в том, что хранится она рядом с бронзовой медалью гимназиста Рудольфа Дизеля, ставшей его первым шагом в историю.

Точные обстоятельства смерти Р. Дизеля так и не были выяснены. Выдвигались версии о самоубийстве или даже убийстве изобретателя. Если в самоубийство находившегося в депрессии изобретателя можно поверить с трудом (вспомним, по словам очевидцев, он был в хорошем настроении), то его убийство немецкой разведкой вызывает ещё большие сомнения. В самом деле, зачем? Дизельные двигатели работали практически только в стационарных условиях или, в крайнем случае, на судах, и здесь немцам можно было не опасаться конкуренции. К тому же лицензии на их производство были закуплены десятками стран, и конструкция двигателя перестала быть секретом. Так чего же можно было добиться, убрав Р. Дизеля?

Ходили слухи, что Р. Дизель благополучно пересек Атлантический океан и осел в одной из американских автомобильных компаний, где до конца своих дней продолжал трудиться под чужим именем. Версия, прямо скажем, спорная, но не лишённая оснований. Во-первых, у американцев не ладились дела с двигателями на тяжёлом нефтяном топливе, а их популярность стремительно росла. Во-вторых, вскоре после событий сентября 1913 года в Зале славы мирового автомобилестроения в Мичигане появился портрет первого европейца – Рудольфа Дизеля.

Как двигатель Рудольфа Дизеля изменил мир

В 10 часов вечера 29 сентября 1913 года Рудольф Дизель отправился в свою каюту на пароходе «Дрезден», шедшем из бельгийского Антверпена через Ла-Манш в Лондон. Его пижама была разложена на кровати, но он так в нее и не переоделся. Изобретатель двигателя, названного его именем, размышлял о своих больших долгах и процентах по ним, которые он уже не мог выплачивать. В его дневнике этот день — 29 сентября — был помечен зловещим крестом: «X».

Перед тем, как отправиться на пароход, 55-летний Дизель собрал все наличные деньги и сложил их в сумку вместе с документами, из которых было ясно, насколько отчаянным оказалось его финансовое положение. Он отдал сумку ничего не подозревавшей жене и велел открыть ее не раньше, чем через неделю. Дизель вышел на палубу. Снял плащ и шляпу. Аккуратно сложил их на палубе. Посмотрел на воду. И прыгнул за борт.

Или не прыгнул? Любители конспирологии считают, что ему «помогли».

Но кто мог быть заинтересован в смерти бедного изобретателя? Есть две версии.

Для того чтобы понять контекст, вернемся на тридцать лет назад, в 1872 год. Паровые двигатели уже широко применяются в промышленности, по железным дорогам бегают все более многочисленные паровозы, но в городах весь транспорт — по-прежнему на гужевой тяге.

Спрос на замену лошади

Осенью того года эпизоотия конского гриппа парализовала города Соединенных Штатов. Не на чем было подвозить товары в лавки, не на чем вывозить мусор. В полумиллионном городе в те времена могло быть около ста тысяч лошадей. Каждая из них ежедневно орошала улицы 15 килограммами навоза и 4 литрами мочи. Города остро нуждались в недорогом, надежном и небольшом двигателе, который заменил бы конную тягу.

Одним из кандидатов на эту роль был паровой двигатель: автомобили на паровой тяге конструировались один за другим. Вторым был двигатель внутреннего сгорания. Первые его модели работали на газе, на бензине, даже на порохе. Но в семидесятых годах XIX века, когда Рудольф Дизель был студентом, оба этих типа двигателей были ужасно неэффективны — КПД составлял всего лишь около 10%. Поворотным пунктом в жизни молодого Дизеля стала лекция о термодинамике в Королевском Баварском политехническом институте в Мюнхене, на которой он услышал, что двигатель внутреннего сгорания, преобразующий всю энергию тепла в полезную работу, теоретически возможен.

Дизель взялся за претворение теории в жизнь. И потерпел неудачу. КПД его первого двигателя составлял всего лишь 25%. КПД лучших из современных дизелей — более 50%. Но даже 25% — это было в два с лишним раза лучше, чем у конкурентов. В бензиновых двигателях внутреннего сгорания в цилиндре сжимается смесь воздуха и паров бензина, которая затем поджигается электрической искрой. В двигателе Дизеля сжимается только воздух, и этом его температура повышается настолько, что ее достаточно для воспламенения впрыскиваемого топлива. При этом в дизеле чем сильнее сжатие, тем меньше нужно топлива, тогда как в двигателе с зажиганием слишком сильное сжатие приводит к сбою в работе.

Ненадежные моторы

Все автомобилисты знают о главном свойстве машин с дизельным мотором: они обычно дороже стоят, зато дешевле в эксплуатации. К несчастью для Рудольфа Дизеля, его первые модели при всем их высоком КПД отличались ненадежностью. Недовольные покупатели завалили его требованиями о возврате денег. Это и загнало изобретателя в финансовую яму, из которой он не смог выбраться. Но он продолжал работать над своим двигателем и постепенно совершенствовал его. Выявились другие преимущества двигателя Дизеля. Он может работать на более тяжелом, чем бензин, топливе — солярке, или, как сейчас его чаще называют, дизтопливе. Оно дешевле бензина и к тому же менее интенсивно испаряется, поэтому менее взрывоопасно. В силу этого дизели стали особенно популярны у военных. Уже в 1904 году двигатели Рудольфа Дизеля были поставлены на французских подводных лодках.

Машины с дизельным двигателем дороже при покупке, но дешевле в эксплуатации

Здесь лежат корни первой конспирологической версии смерти Рудольфа Дизеля. Европа, 1913 год, большая война все ближе и все неотвратимее — а тут немец, изобретатель нового двигателя, преследуемый финансовыми проблемами, отправляется в Британию. Одна газета так и написала в заголовке: «Изобретателя сбросили в море, чтобы предотвратить продажу патентов британскому правительству». Коммерческий потенциал изобретения Дизеля, однако, стал раскрываться только после Первой мировой. Первые дизельные грузовики появились в 1920-х годах, железнодорожные локомотивы — в 1930-х. К 1939 году уже четверть морских грузов в мире перевозили суда с дизельными установками. После Второй мировой войны были созданы еще более мощные дизельные моторы, которые позволили строить суда все большего водоизмещения и все более экономно перевозить грузы. На топливо приходится около 70% себестоимости морских перевозок.

Пар или дизель?

Чешско-канадский ученый Вацлав Смил, например, считает, что если бы международная торговля оставалась привязана к паровым двигателям и не перешла на дизель, то она росла бы гораздо медленнее. Британско-американский экономист Брайан Артур так не считает. Он называет переход на двигатели внутреннего сгорания в течение последнего века проявлением «попадания в колею»: уже сделанные инвестиции и построенная инфраструктура заставляют человечество действовать в определенном коридоре, а если бы с самого начала был выбран другой путь, то и на нем нашлись бы эффективные решения.

По мнению Брайана Артура, еще в 1914 году у паровых автомобильных двигателей перспективы были не хуже, чем у двигателей внутреннего сгорания, но растущее влияние нефтяной промышленности привело к тому, что в развитие ДВС стали вкладывать гораздо больше денег. Если бы инвестиций было поровну, то, предполагает доктор Артур, мы бы сейчас вполне могли ездить на машинах с паровыми двигателями какого-нибудь очередного поколения.

А если бы мировая экономика прислушалась к Рудольфу Дизелю, то, может быть, сейчас двигатели работали бы на арахисе. Имя Дизеля сейчас ассоциируется с топливом из нефтепродуктов, но вообще-то он приспосабливал свой двигатель для работы с разными видами топлива — от угольной пыли до растительного масла. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже он продемонстрировал модель, работающую на арахисовом масле. А за год до смерти, в 1912 году, Рудольф Дизель предсказывал, что растительное масло станет таким же важным видом топлива, как и нефтепродукты. Владельцам арахисовых плантаций это предсказание наверняка понравилось, а владельцам нефтяных месторождений — не очень. Отсюда — вторая конспирологическая версия смерти Дизеля. Другая газета по ее поводу написала: «Убит агентами нефтяных трестов».

Арахис против нефти

В последнее время в мире возрождается интерес к дизельному биотопливу. Оно меньше загрязняет атмосферу, но есть и проблема: оно занимает сельскохозяйственные угодья, а это ведет к повышению цен на продовольствие. Во времена Рудольфа Дизеля это не выглядело большой проблемой: население Земли тогда было гораздо меньше, а климатические изменения не сильно беспокоили людей. Поэтому Рудольф Дизель, наоборот, мечтал, что его двигатель поможет развиваться бедным, аграрным странам. Насколько иначе сейчас выглядел бы мир, если бы самыми ценными землями считались не те, где качают нефть, а те, где хорошо растет арахис? Мы можем только гадать. Точно так же, как мы можем только гадать, что же в точности случилось с Рудольфом Дизелем.

Его тело было найдено в море рыбаками через десять дней. К тому времени оно настолько разложилось, что рыбаки не стали брать его на борт, но забрали личные вещи — кошелек, перочинный нож, футляр для очков. Когда рыбаки добрались до берега, эти вещи опознал младший сын Дизеля. А тело изобретателя навсегда осталось в морских глубинах.

Поделиться