Ім'я Івана Івановича Ползунова, вперше в Росії побудував парову «вогняну» машину, на довгий час було майже забуте. Про Ползунова знало лише вузьке коло людей, переважно тих, хто стикався з питаннями алтайського гірського виробництва. Тільки в 1842 р в «Гірський словник» Г. І. Спаського вперше було включено ім'я Ползунова, поряд з іменами Севери, Ньюкомена, Уатта і інших творців парових машин. Щоб оцінити новаторство Ползунова, необхідно розповісти, який був рівень розвитку теплотехніки до початку 60-х років XVIII ст.
Створити поршневу парову машину вперше (1690 р) запропонував французький винахідник Дені Папен, який протягом ряду років підтримував листування зі знаменитим Лейбніцем. Однак у Папена паровий котел, циліндр і конденсатор були відділені один від одного (вода і кип'ятилися і охолоджувалася в робочому циліндрі). Папен припускав, що новий двигун може бути застосований не тільки «до підйому води або руди з шахт», а й «для просування судів проти вітру». Втім, ні це, ні наступні проекти і моделі Папена практичного застосування не отримали. У 1698 року англійський інженер Томас Севери побудував першу працювала парову машину - «вогневої насос».
Але машина Севери мала вузьке призначення - відкачування води з підйомних виробок, хоча теоретично Севери допускав можливість застосування «огнедействующей» машини і для інших потреб. У машині Севери ні поршня, ні циліндра не було. [68] Машина такого типу і була першою паровою машиною, що з'явилася в Росії. У 1717-1718 рр. Петро I виписав з Англії машину системи Севери.
Цей «вогневої насос», сферичний котел якого вміщував 5-6 бочок води, використовувався для пуску фонтанів в Літньому саду. У 1711-1712 рр. англійський винахідник ковальський майстер Томас Ньюкомен побудував спільно з Джоном Коллі (або Кейлі) першу парову (пароатмосферную) машину поршневого типу. Двигун Ньюкомена призначався спочатку також лише для відкачування води. Безумовно, Іван Ползунов читав книгу І. А. Шлаттера, що вийшла в 1760 р «Грунтовне повчання рудному справі», в якій є опис і зображення пароатмосферной машини Ньюкомена.
Але Повзунів не міг зустріти на сторінках книги пропозиції створити «вогняну машину безперервного дії» для заміни водяних двигунів в гірничозаводському справі. Народився Іван Ползунов в Єкатеринбурзі, в першій половині 1729 Його батько, Іван Олексійович Ползунов, виходець із селянської родини, був в 1723 р узятий в солдати. Мати майбутнього винахідника звали Дариною Абрамівна. Сім'я Ползунова жила в дерев'яному будиночку в західній частині міста, що іменувалася Торгової стороною. Маленького солдатського платні батька (річний оклад «за вирахуванням мундира» - 8 рублів 44 з половиною копійки) ледь вистачало на прожиток. Батьки не хотіли, щоб їх син, так само як вони, залишався неписьменним, і вирішили віддати його в школу. До речі, це стало невеликим підмогою для сім'ї - учневі належало платити «платню» .Учітелямі в школах за статутом призначалися молодші гірські офіцери - шіхтмейстер. (У російській гірничій справі була прийнята номенклатура назв, запозичена з німецької мови.
За допомогою складного передавального механізму водяне колесо приводило в рух пильні рами, а так же підйом і подачу колод. У самому кінці 1757 р начальство прийняло рішення відправити капітана Ширмана і унтер шіхтмейстер Ползунова з караваном дорогоцінних металів в Петербург. Для Ползунова це відрядження мала особливе значення. Йому і Ширману доручили передати в Кабінет її величності звіт про роботу рудників і заводів з додатком креслень, а також донесення Канцелярії з питання про виробництво Ползунова в шіхтмейстер. Ширман, Ползунов і супроводжуючі їх конвойні - 11 солдатів з капралом - везли до Петербурга дуже цінний вантаж: 3,6 тонни бликовое срібла і 24 кілограми золота.
У розділі «Про складання машини» визначається кількість металу, що вимагається для створення машини. При цьому мається на меті реалізувати проект мінімальними витратами. У доповідній записці шіхтмейстер Ползунов також ділиться своїми грандіозними планами, що зачіпають «все наша держава», що мають на меті «полегшити працю по нас прийдешнім». І починає винахідник з вказівки на те, які величезні виробничі витрати, які не тільки на Алтаї, а й «у всьому нашій державі» спостерігаються в гірничій справі. Оскільки «рухомим підставою» заводів є зараз водяні колеса, то «майже всі заводи на річках побудовані». Це змушує здалеку возити на заводи руду і паливо, виробляти величезні витрати «візник у сплату». Необхідно, вважає Ползунов, усунути залежність заводів від наявності водних джерел. Для цього потрібно замінити водяні двигуни «вогняними» машинами, здатними не тільки обслуговувати повітродувні механізми, але і взагалі «з волі нашої, що буде потрібно було виправляти». Для цього-то і повинна бути створена машина нового типу.
У той час на всіх підприємствах використовувався виключно ручна праця. Лише в окремих випадках для допоміжних, особливо трудомістких робіт застосовувалися громіздкі машини, основна частина деталей яких була з дерева і лише деякі з металу. Мало хто нехитрі механізми були буквально зрубані сокирою, подібно до того, як «рубають хату», і основними будівельниками машин того часу були «греблі» майстра і підлеглі їм теслі. Найбільш поширеними машинами були повітродувні хутра для металургійних печей і молоти для кування металу. Найбільш досконалим двигуном було водяне колесо, основним знаряддям при виготовленні якого знову-таки служив сокиру. У доповідній записці Ползунова згадується застосування «вогненних» машин при повітродувних хутрі, оскільки ці пристрої були на заводах поширені найбільше, а про інші види застосування нових двигунів він говорив в загальній формі: «що буде потрібно було виправляти», тобто виконувати роботу. Тверезо оцінюючи труднощі здійснення абсолютно нового в Росії справи, Ползунов пропонував спочатку побудувати в порядку експерименту одну невелику машину розробленої ним конструкції для обслуговування повітродувної установки (що складалася з двох хутра) і однієї плавильної печі. [73] Установка, згідно з першим проектом Ползунова, включала: котел - в загальному тієї ж конструкції, яка застосовувалася в ньюкоменовскіх машинах; пароатмосферную машину, що складалася з двох циліндрів з почерговим рухом у них поршнів ( «емволов») в протилежних напрямках, забезпечену паророзподільних і водорозподільної системами; резервуари, насоси і труби для постачання установки водою; передавальний механізм у вигляді системи шківів з ланцюгами, що приводить в рух повітродувні міхи.
Без довгої зволікання проект Ползунова був розглянутий Канцелярією Коливано-Воскресенських заводів і відісланий до Петербурга, в власний її імператорської величності Кабінет, із супровідним листом. Канцелярія похвальне намір шіхтмейстер Ползунова схвалила. Але Канцелярія побоювалася, що «даний прожект здійснити не вдасться, через брак справжнього механіка, який би складання машинних членів знав або її дійсно будував. А хоча б і знайшовся знає математику і механіку, то майстрів для таких робіт немає. Втім, якщо він, Ползунов, добровільно ту працю і невідступне керівництво на себе прийме, щоб через то уникнути багатьох переробок і скарбниці збитків, і хоча б, на перший випадок, в невеликій формі машину зробить і в дію призведе, то Канцелярія за те його рачение зміну чину і грошове нагородження від найвищого Кабінету випросити постарається. А якщо з не мистецтву майстрових людей трапляться якісь помилки і переробки, то Канцелярія збитки стягувати з нього, Ползунова, не буде і від наклепів захистить. І якщо навіть, по згаданих причин, зовсім би оне підприємство було невдало і збитку відбулося до тисячі рубльов, то оне, по принесеним від тутешніх заводів доходам, за ніщо почесть можна ». Доповідна записка Ползунова з проектом і розрахунками двигуна була направлена в Берг-колегію, звідки через деякий час прийшло висновок президента Берг-колегії І. А. Шлаттера. Шлаттер зазначив, що нову машину Ползунова «за новий винахід почесть повинна». Але Шлаттер навіть не здогадувався новизни конструкції Ползунова, її відмінності від колишніх силових установок, які застосовувались для подачі повітря в плавильні печі і представляли собою з'єднання парового насоса з водяним колесом. Саме ці установки і рекомендував І. А. Шлаттер в своєму висновку.
Повзунів повністю відкинув рекомендацію президента Берг-колегії і став діяти відповідно до своєї основної ідеї. Але [74] тепер він вирішив будувати машину не за первісним, а по новому (другого) проекту, який передбачав значне збільшення і розмірів і потужності машини і введення істотних конструктивних змін. Нова машина призначалася для постачання повітрям цілої групи печей і повинна була мати потужність 30 кінських сил. Такої потужності не мала тоді жодна парова установка в світі. Винахідник розробив не тільки проект двигуна, але і проект всієї системи повітродувної установки з урахуванням умов свого заводу. Повзунів передбачав централізоване постачання повітрям всіх печей заводу величезними міхами, які приводилися в дію «вогненної машиною».
Але цього не сталося. Однак, як доносила Канцелярія, «через влаштування оной машини не тільки витрати все повернулися, але і прибуло чимало залишилося ...» Влітку 1778 новий начальник Коливано-Воскресенських заводів Ірма написав її величності: «... а як нині та машина вже більше десяти років складається без всякого дії бездіяльно ... будова досить застаріло, небезпечно, щоб зовсім не розвалилося і тим зібрані в ньому циліндри, труби та інші численні члени, особливо придатні до майбутнього заводському дії, не зашкодило, і через те щоб не було казенного збитку ... » Через рік прийшла відповідь: «Вогняну махину, по прописаним причин, розібрати, що знаходиться при оной фабрику розламати і ліс ужити, на що придатний, члени ж зберігати на майбутню іноді надалі потреба ...» Незважаючи на нетривалий термін роботи, ползуновского «вогняна машина» - це перша парова російська машина безперервної дії, завдяки чому ім'я Івана Івановича Ползунова назавжди залишиться в історії світової техніки. [77]
Інші новини та статті