Электроход и фальшивая монета, или О наблюдениях профессора Якоби

Портал Sudostroenie.info продолжает серию статей о самых грандиозных инновациях и самых известных новаторах в кораблестроении и судостроении.

В этой истории расскажем, как был изобретен электродвигатель, за что вручали Демидовскую премию и как Крузенштерн со товарищи проверяли первый в мире электроход.

Статьи подготовлены с помощью специалистов по интеллектуальной собственности Евгения Пена, предпринимателя (создал первый в России сервис цифрового депонирования ЕДРИД и Максима Дышлюка, юриста, создателя и руководителя "Национального центра интеллектуального капитала" (НЦИК), авторов бестселлера "Дело нашего ума".

Если вы переживаете, что ваш ребенок не сдаст ЕГЭ и не поступит в вуз сразу после школы, то вот вам пример, когда выдающийся учёный своего времени не сдавал никакие ЕГЭ, а в университет поступил только в 20 лет, и то после службы в армии.

Судьба Бориса Семёновича Якоби, при рождении – Мориса Германа фон Якоби, была тесно связана с Россией. Но русским по крови он не был: родился в Германии, службу начал в Пруссии. Отец будущей звезды русской науки служил, ни много, ни мало, личным банкиром у Прусского короля. Правда, в плане образования это в те годы ничего не гарантировало.

Вот и юный Морис, живя в Потсдаме, не имел возможности посещать гимназию с подготовкой к университету. Что означало, по сути, отсутствие внятной карьеры в будущем. Энергичная мама взялась за дело, и отпрыски банкира начали постигать науки на домашнем обучении. Руководил процессом дядюшка по материнской линии. Мы не знаем, насколько талантлив он был как педагог, однако судим по результатам.

В 20 лет Морис предпринял попытку поступить в университет – и сразу успешную. Он прошёл все вступительные испытания. Правда, тут опять родители вмешались: настояли, чтобы сын после армии прекратил маяться дурью и выбрал солидный, достойный немецкого абитуриента, но весьма далёкий от теоретической науки строительный факультет.



Архитектор из Мориса Якоби вышел, возможно, хороший. И даже отличный. А вот физик из него получился блестящий. И опять-таки, не имея базового образования в физике, Морис просто увлекся прикладной наукой как хобби. Тем более ему было, с кем поговорить: после окончания университета он вернулся в Пруссию, где его младший брат, выдающийся математик Карл Якоби, преподавал в Кенигсбергском университете.

Мориса очень увлекла популярная в те годы игрушка – так называемый Вольтов столб. Итальянский физик Алессандро Вольта в 1800 году создал первый в мире химический источник тока. Момент по праву считается эпохальным: для человечества наступила эра электричества.

Два десятилетия спустя англичанин Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции. И понеслось.

В 1834 году молодой прусский инженер Морис Якоби пишет письмо в Парижскую академию наук об изобретённой им машине, в которой магнетизм является движущей силой. Это был первый в мире электродвигатель с непосредственным вращением рабочего вала. До изобретения Якоби уже существовали электротехнические устройства с возвратно-поступательным или качательным движением якоря.

Якоби писал о таких: «такой прибор будет не больше, чем забавной игрушкой для обогащения физических кабинетов, его нельзя будет применять в большом масштабе с какой-нибудь экономической выгодой…»

А вот ему, Морису, хотелось применить двигатель именно на практике.

Письмо в Париже получили и даже прочитали. Кстати, читали его тогдашние звёзды физической науки, Ампер и Беккерель. Но, пока думали над ответом, пока устраивали презентацию с демонстрацией работы, время шло, а ведь Морис был полон жажды опробовать изобретение не в лаборатории, а в реальных рабочих задачах.

Летом 1835 года Якоби опубликовал подробное научное описание принципов работы электродвигателя. Так мир узнал о построенном в Кенигсберге удивительном аппарате. Между прочим, сегодня посмотреть на него вживую можно в Политехническом музее в Москве. За эту работу Кёнигсбергский университет присудил Якоби степень доктора философии.

Российские академики Струве и Шиллинг, ознакомившись с работой Якоби, были впечатлены. По их рекомендациям граф Уваров, тогдашний министр народного просвещения и президент академии наук, и пригласил гениального немца в Санкт-Петербург. Вот на этой исторической встрече Якоби предложил использовать электродвигатель в качестве приводного механизма корабля. Это очень заинтересовало Уварова, и он подал императору доклад "О наблюдениях профессора Якоби по части электро-магнетизма".

Учёного пригласили в Санкт-Петербургскую академию наук, запустили работу временного комитета по постройке электрохода, и с этого момента жизнь Мориса Якоби, теперь уже Бориса Семёновича Якоби, навсегда стала связана с Россией.

Электроход начали строить бдительным надзором комитета, который возглавил наш прославленный морской исследователь и вице-адмирал И.Ф. Крузенштерн. Для начала нужно было собрать электрический двигатель, для чего в Петербурге была создана специальная мастерская.

С начала 1838 года профессор Якоби занялся в ней проектированием и сборкой двигателя. Тогда ещё было очень мало знаний об электродвигателях и электротехнике вообще, поэтому всё приходилось делать методом проб и ошибок, проверенного пути попросту не было. В ходе работы над этим "стартапом" Якоби придумал много интересных идей и нашёл такие технические решения, которые даже сейчас используются в современных электродвигателях. Более того, и почти все приборы в этой мастерской были изготовлены по чертежам самого Якоби, а многие из них (гальванометры, вольтметры, реохорды, регулятор сопротивления) вошли в постоянную практику электрических опытов и измерений.

И вот, уже осенью 1838 года было проведено первое публичное испытание электродвигателя на Неве. В качестве движителя выступали два гребных колеса. Источником энергии служили триста двадцать медно-цинковых гальванических элементов, их установили вдоль бортов. Хотя лодка и слегка хлебнула носом из-за неправильного распределения этих грузов, и двигатель не в полной мере был использован из-за неудачной конструкции, испытание сочли в целом удачным.

Через год Якоби представил другую модель, усовершенствовав гальванические элементы и сделав их гораздо компактнее, чем в прототипе. 8 августа 1839 года были начаты новые испытания "электродвигательной машины".

Одно из испытаний было описано в газете "Северная пчела" от 26 сентября 1839 года: «2-го сентября человек до шестидесяти ученых, литераторов и любителей наук (в том числе несколько высших сановников) собрались на Петровском Острову, на даче полковника горных инженеров П.Г. Соболевского, чтобы стать свидетелями опытов над применением электро-магнетической силы к судоходству. Катер с двенадцатью человеками, движимый электро-магнетической силою (3/4 силы лошади) (552 Вт) ходил несколько часов противу течения при сильном противном ветре».

Несмотря на очевидные успехи, технологический уровень в то время не позволял построить полноценное судно на электрическом ходу. Хотя мечтали о том не только в России. Все физики, изучавшие электричество, возлагали огромные надежды на него как на источник энергии, который приведёт в движение буквально всё – от винтов на кораблях до поездов, мельниц и станков на фабриках.

Майкл Фарадей, с которым Якоби очень сдружился и вёл активную переписку, писал нашему инженеру так: «Я душевнейшим образом желаю, чтобы Ваши большие труды получили большую награду, которую они заслуживают. Как подумаю только об электромагнитной машине на "Great Western" или "British Queen" и отправке в плавание по Атлантическому океану или даже в Ост-Индию! Какое это было бы славное дело!».

Но, увы, смелые мечты раз за разом сталкивались с грустной реальностью. Основной причиной неуспеха было отсутствие легкого и экономичного генератора электрической энергии, который можно было установить на судне без потерь в весе, объёме и скорости этого самого судна.

Профессор Якоби неутомимо работал над усовершенствованием гальванических батарей, раз за разом придумывая новые варианты и проводя испытания. Однако, высочайшая комиссия в итоге приняла решение стартап закрыть.

Между прочим, наш неутомимый профессор отметился не только изобретением и постройкой первого в мире электрохода. В 1838 году он открыл всему миру гальванопластику и положил начало целому направлению прикладной электрохимии.

Открытие, как это часто бывает, произошло спонтанно, при разработке очередных новаций в строении гальванических батарей. И вот, совершенно случайно, профессор Якоби обнаружил, что медь при подаче тока равномерно оседает на электроде. Этот слой меди воспроизводит весь рельеф пластины электрода.

Заинтересовавшись, Борис Семёнович повторил опыты, и в итоге получил совершенно идентичную настоящей медную монету. По легенде, наш добропорядочный профессор от этого так разволновался, что поспешил спрятать фальшивую монету. Однако прятать само открытие было нельзя: маячили уж слишком головокружительные перспективы. Ещё до опубликования своего изобретения он сообщил о нём в докладной записке графу Уварову.

И вот, в 1840 году вышел труд профессора Якоби "Гальванопластика, или способ по данным образцам производить медные изделия из медных растворов с помощью гальванизма". Открытие по уровню ценности для промышленности и культуры сравнивают с открытием книгопечатания.

Сами посудите: гальванопластика значительно ускорила процесс создания печатных форм, как для документов, банкнот, так и для книг. Начали применять её и в промышленности для нанесения золота и серебра, и не только на безделушки и фарфор, но и на детали машин и механизмов.

Наконец, с помощью этого метода стали отливать крупные формы, например, с её помощью были созданы статуи и барельефы Исаакиевского собора, Эрмитажа, Зимнего дворца и Петропавловского собора в Петербурге, Большого театра в Москве, было произведено золочение куполов храма Христа Спасителя в Москве, Исаакиевского и Петропавловского соборов в Петербурге и многих других.


В 1840 году работы Якоби в области гальванопластики были отмечены крупнейшей в России Демидовской премией, которую вручали за крупные открытия и изобретения. Солидную сумму в 5 000 рублей профессор не взял, а попросил, чтобы её пустили на дальнейшие исследования.

Труды Якоби касаются и изобретения морских мин, и телеграфа, и многих других смежных с электротехникой областей. Кстати, изобретение пишущего (без необходимости расшифровки) телеграфа тоже дело рук Бориса Семёновича.

Но, увы, вот одна из первых патентных коллизий наступавшей индустриальной эры: по велению императора Николая I эти труды были засекречены. Россия, таким образом, утратила приоритет в разработке. Впоследствии аукнулось тяжело: пришлось закупать иностранное, а не отечественное радиотелеграфного оборудование.

Что же касается электрохода, то, несмотря на неудачи первых попыток, работы в этом направлении велись весь XIX век и уже с полным размахом реализовались в веке двадцатом. И сегодня наследники профессора Якоби в России строят полноценные электрические суда, успешно развивая наследие великого электрохимика.

Борис Семёнович Якоби в одном из своих писем отмечал: «Ещё когда я не представлял себе, каким образом мне удастся осуществить свою машину, я и тогда имел в виду практическое её применение».

Его деятельность – блестящий пример того, как научные изыскания превращались в переворачивающие всю индустрию изобретения.

К счастью, в наши дни изобретатели и творцы могут осуществить регистрацию своих задумок без труда, буквально парой кликов. Для начала каждый может ознакомиться со всем массивом идей на портале Роспатента.

Ну, а для первичного оформления авторства своих изобретений существует простая и недорогая процедура депонирования. Такие услуги предоставляют все порталы цифрового депонирования, например, ЕДРИД.

Автор: Антон Северный
Заглавная иллюстрация: нейросеть