Прекратив работу над аммиачным двигателем, Дизель сосредоточился на том, чтобы избавиться от промежуточного агента, требуемого для систем внешнего сгорания. Он вспомнил, как в его мюнхенские студенческие дни преподаватель показывал им опыт со старой зажигалкой для сигар. Эта нехитрая технология, используемая для создания «горячего уголька», стала для Рудольфа зародышем идеи нового двигателя с системой сгорания. Много лет спустя он попросил свое учебное заведение прислать ему то самое устройство (его научное название — пневматический трутовый воспламенитель), действие которого он некогда наблюдал в аудитории, чтобы теперь продемонстрировать его своим детям.
Ойген Дизель описал в биографии отца эту демонстрацию. Трое детей уселись рядом с Рудольфом в гостиной, и он показал им трутовую зажигалку. Формой и размерами она походила на современный велосипедный насос, только со стеклянным корпусом, так что содержимое было всем видно.
Сильно сжатый воздух выделяет теплоту. Даже велосипедный насос нагревается после непродолжительной работы. Идея пневматической зажигалки такова: вы толкаете поршень, воздействуя им на воздух, находящийся в цилиндре. Резкое сжатие воздуха порождает тепло, которое, в свою очередь, воспламеняет трут, имеющийся в камере зажигалки. Все просто.
Рудольф сидел в кресле рядом с детьми, которым не терпелось увидеть, как же действует эта штука. Одной рукой он взялся за корпус устройства, а другой изо всех сил нажал на поршень… но ничего не произошло. Второе резкое движение также не дало результата. На третий раз трут, оказавшийся в сжатом воздухе, все-таки начал тлеть красным огоньком. Позже Ойген писал: «Нам, детям, это казалось просто каким-то волшебством — трут начал светиться и тлеть, хотя к нему не подносили никакое пламя»[60].
Затем Рудольф сказал детям: «А теперь представьте, что здесь, внутри, не трут, а нефть, или бензин, или угольная пыль. Конечно, они тоже воспламенятся, начнут бурно гореть, а поскольку тепло расширяет предметы и воздух, внутри цилиндра возрастет давление и поршень начнет двигаться. Дизельный двигатель — просто такая вот пневматическая трутница. Есть лишь одно различие: топливо сначала сжимают, а уж потом заталкивают в цилиндр. Там оно загорается и выполняет работу»[61].
В этом и состояло главное новшество двигателя Дизеля. Первый такт: открывается воздушный клапан, и из-за разницы давлений поршень движется вниз. Благодаря этому в цилиндр затягивается обычный воздух — точно так же, как это происходит с велосипедным насосом. Затем поршень резко движется вверх, прижимая этот объем воздуха к головке цилиндра и создавая внутреннее давление 34 атмосферы. Огромное давление нагревает воздух до температуры, превышающей 500 °C. Именно в этот момент в цилиндр вводится топливо. В таком жаре оно мгновенно воспламеняется — происходит мини-взрыв, который толкает поршень обратно. На этом такте как раз и рождается полезная энергия. Система не требует искрового зажигания. Во времена Уатта такая высокотемпературная конструкция была невозможна из-за металлургических ограничений; более того, и во времена Дизеля сделать ее было очень трудно. Чтобы воплотить эту схему в жизнь, требовались металлы высочайшего качества, а также детали, созданные высококвалифицированными специалистами в точном соответствии с заданными параметрами. Однако Дизель уже тогда сознавал: если его расчеты верны, получается, что именно сжатие — ключевой фактор безопасности и эффективности двигателя. Он полагал, что вполне возможно взять топливо, стабильное (и не дающее паров) при комнатной температуре, и с холодного старта, без всякой системы искрового зажигания ввести его в камеру с сильно сжатым воздухом, чтобы там как раз и произошло внутреннее сгорание. По его расчетам, оно должно было полезным образом использовать примерно вчетверо больше энергии, содержащейся в топливе, чем позволяет какой-либо иной двигатель. По сути, Дизель в разы увеличит полезную энергию, таящуюся в природных ресурсах мира.
Воображению Дизеля рисовался двигатель, в цилиндре которого создается давление, стократно превышающее то, что возникало в продававшихся тогда двигателях Отто. По его расчетам, такой уровень сжатия будет давать достаточно высокие температуры (около 800 °C) для того, чтобы сгорание топлива конвертировалось в полезную работу. Дизель рассчитал: сгорание топлива при постоянной, притом очень высокой температуре позволит извлекать из него максимальную энергию. Забудем о 6 % топливной эффективности паровых машин и 12–20 % эффективности других (не дизельных) нефтяных двигателей; изобретатель предсказывал — правда, пока только теоретически — 73 %-ную топливную эффективность своего двигателя!{35}
Цель выглядела столь впечатляюще, что большинство экспертов в 1890 г. сходились во мнении: это безумие. Дугальд Клерк, шотландский инженер, специалист по двигателям, заявил, что предлагаемое повышение уровня внутреннего сжатия в камере двигателя потребует более массивных и громоздких деталей. Рост массы самого двигателя повысит трение и потери энергии, так что любые преимущества по части эффективности попросту нивелируются. Двигатель Дизеля и в самом деле требовал, чтобы при его изготовлении использовали материалы высочайшего качества (это касалось не только стали), что сделало бы его не только тяжелее, но и дороже в производстве по сравнению с конкурирующими двигателями сгорания, такими как двигатель Отто.
Однако тот же Клерк отмечал: «Разумеется, следует помнить, что пока инженеры имеют мало опыта работы с нефтяными двигателями в сравнении с опытом по части двигателей газовых [имелись в виду такие газообразные виды топлива, как бензол]. Вероятно, в ходе дальнейшей разработки этой схемы все же удастся существенно повысить эффективность нефтяного двигателя»[62].
Дизель был убежден, что его выкладки верны. В течение 1891 г. он подробно изложил свои идеи в 64-страничной рукописи под длинным названием «Теория и конструирование рациональной тепловой машины для замены парового двигателя и нынешнего двигателя внутреннего сгорания». Прошло 14 лет с тех пор, как он сделал ту судьбоносную пометку на полях своей университетской лекционной тетради.
Вскоре Дизель опубликовал исправленную версию этой работы, намереваясь тем самым заложить основу для заявки на патент и привлечь финансирование для создания реального двигателя на основе своей схемы. 11 февраля 1892 г. Рудольф отправил экземпляр работы не кому-нибудь, а фон Линде, своему давнему наставнику, часто относившемуся к его идеям с немалым скепсисом. В сопроводительном письме изобретатель заявлял: «Имею удовольствие известить вас, что я отыскал двигатель, теоретически способный [при выдаче того же количества энергии] использовать лишь 10 % топлива от того количества, которое используют лучшие паровые машины современности»[63].
Фон Линде ответил сдержанно-одобрительным посланием. Он похвалил общий подход Рудольфа, отметив, что направление его изысканий «четко, разумно и верно», но сделал оговорку: «Не премину добавить, что, как мне представляется, на практике можно ожидать в лучшем случае трети вашей расчетной эффективности… Тем не менее явно существует возможность конвертировать около 25 % тепловой ценности почти всех видов топлива в механическую энергию. А это больше, нежели достигается сегодня даже для особых и дорогостоящих видов горючего»[64].
Заодно фон Линде признавал: истинное призвание его юного протеже — тепловой двигатель, а не холодильные машины. Он по-прежнему скептически относился к наиболее смелым заявлениям Дизеля, но сознавал, что его друг нащупал нечто потенциально важное и не упустит это из виду.
В конце фон Линде писал: «Вы отлично подготовлены для этой работы. Не сомневаюсь, что поставленная вами цель стоит любых усилий, поэтому не стану отговаривать вас от того, чтобы вы посвятили себя этому важному делу… Когда вы всерьез решите развивать свою идею, вам придется оставить фирму — не вижу никакой иной возможности».
Вскоре Дизель официально ушел из компании фон Линде, а 27 февраля 1892 г. подал в Германии ту самую заявку на патент. Почти через год, 23 февраля 1893 г., Патентное управление Германии выдало на имя Рудольфа Дизеля патент № 67207, озаглавленный «Процесс выработки двигательной энергии посредством сгорания различных видов топлива».
Ну а дальше началась самая тяжелая часть работы.
Было очевидно, что по сравнению с другими двигателями изобретение Дизеля устроено более сложно, что оно будет дороже в производстве и что мало какие инженеры обладают соответствующей квалификацией. Но ясно было и другое: если этот двигатель успешно изготовят, он станет выдавать просто великолепные результаты. Стоило пойти на немалые кратковременные издержки по части конструкторских работ и производства, чтобы затем получить долговременную выгоду в производительности и эффективности. В Европе, где было мало нефти, такой обмен казался вполне разумным.
Дизель понимал, что для него первоначальные затраты на испытания и развитие модели будут очень высоки, поэтому нужны финансовые вливания для практической реализации патента. Изобретатель надеялся, что реклама его идей привлечет инвестиции. Она породила большую шумиху, в которой похвалы мешались с презрительными насмешками. Некоторые критики утверждали, что предложенный двигатель слишком фантастичен и попросту не будет работать. Этому противоречили заявления других критиков — мол, идеи Дизеля неоригинальны, такие схемы уже применяются на практике. Соперники из числа инженеров и изобретателей, экспериментировавшие с конкурирующими идеями двигателя, печатали о Рудольфе язвительные статьи.
Большие производственные компании, посвятившие себя выпуску паровых машин или двигателей с циклом Отто, пренебрежительно заявляли, что работа Дизеля не имеет особой важности. Другие эксперты одобряли идеи, кратко изложенные в тексте патента. Теоретические предположения Дизеля о том, чего можно будет добиться с помощью его двигателя, звучали весьма угрожающе для устоявшихся способов получения энергии — и для разработавших их инженеров.
В те дни обсуждение идей Дизеля велось лишь в европейских кругах. В Standard Oil его немецкий патент не удостоился даже какой-нибудь служебной записки и явно не обратил на себя внимание военачальников кайзера Вильгельма II. Но в сообществе ученых и инженеров-теплотехников бушевали страсти. Среди всего этого шума Дизель все же добился финансовой поддержки — с помощью старого друга.
Много лет спустя Рудольф вспоминал: «Публикация моей брошюры вызвала шквал критики, по большей части весьма неблагожелательной, а то и вовсе уничтожающей… Лишь трое возвысили голос в мою защиту, но их мнения имели огромный вес. Я назову имена этих людей: фон Линде, Шрётер, Цейнер. Они обладали громадным влиянием на решение двух фирм — Maschinenfabrik Augsburg и Friedrich Krupp — по поводу того, стоит ли проводить практические испытания новой идеи»[65]. (Как отмечает в биографии отца его сын Ойген, на самом деле в защиту изобретателя прозвучало гораздо больше трех голосов. Размышляя об этом периоде по прошествии стольких лет, Рудольф позволил себе некоторое преувеличение.)
Густав Цейнер — немецкий физик, которого считают отцом термодинамики. Мориц Шрётер был в свое время одним из мюнхенских преподавателей Дизеля.
Изобретателю помогла публичная поддержка со стороны фон Линде, Шрётера и Цейнера, однако Генриха Буца покорила личная настойчивость Дизеля. Впервые Рудольф написал Буцу 7 марта 1892 г., прося компанию M.A. стать спонсором разработки его двигателя. 2 апреля Буц отправил ему сухое и краткое письмо, которое наверняка вызвало у изобретателя большое разочарование: «Мы внимательно изучили все аспекты данного вопроса и пришли к выводу: трудности, которые неизбежны при реализации данного проекта, настолько велики, что мы не в состоянии взяться за такую задачу»[66].
Но мальчишка-беженец, который когда-то почти с пустыми руками в одиночку отправился из Парижа в Аугсбург, вырос в опытного 34-летнего инженера, убежденного, что он придумал самый лучший способ получения энергии для индустриальной эпохи. Он успел поработать с некоторыми из самых блистательных инженерных талантов Германии, больше 10 лет увлеченно прорабатывал научные основы своей идеи, и не сдастся перед лицом такого отказа. Дизель сознавал, что инженерное сообщество уже пытается решить, что́ он такое — полезный актив или угроза. И знал, как показать себя в глазах Буца. По сути, он говорил ему то же самое, что Рокфеллер говорил конкурирующим нефтезаводам: присоединяйтесь ко мне — или я сокрушу вас.
В то время выпуск паровых машин являлся одним из главных направлений работы компании Буца Maschinenfabrik Augsburg. 9 апреля Дизель дерзко написал Буцу, что, если его, Дизеля, идея окажется верной, этот двигатель полностью вытеснит с рынка паровые машины. Он заметил, что для Буца будет лучше присоединиться к подрыву существующего порядка, нежели самому стать жертвой такой революции.
Впрочем, в отличие от Рокфеллера, наш герой едва ли мог тогда диктовать свои условия с позиций силы. Независимая работа над двигателем, которой он занимался в самостоятельно оборудованной берлинской лаборатории, едва не разорила и самого Рудольфа, и его семью. Ему срочно требовалась финансовая поддержка, иначе проект забуксует. Не дожидаясь ответа на свое послание, Дизель принялся бомбардировать Буца новыми письмами, все красноречивее подчеркивая многообещающие перспективы, которые открывает его изобретение тем, кто поможет реализовать этот проект.
20 апреля канцелярия Буца направила Дизелю в Берлин велеречивое послание с ответом, которого так ждал изобретатель: «На 3 ваших почтенных [письма] от 6, 9 и 12 числа сего месяца оказалось возможным ответить лишь сегодня, поскольку адресат находился в отъезде. Ознакомившись с вашими новыми заявлениями, мы готовы при определенных условиях взяться за полную практическую реализацию экспериментального устройства, конструкция которого должна быть такова, чтобы исключить все осложнения, могущие возникнуть в ходе разработки»[67].
Итак, Буц, этот «Бисмарк немецкой промышленности», теперь был за Рудольфа. Семья Дизеля осталась в Берлине, сам же он вернулся в Аугсбург. Буц отвел команде разработчиков, трудившихся под началом Дизеля, секцию одного из цехов на заводе M. A. Немецкий промышленник Фридрих Крупп тоже присоединился к проекту — в качестве спонсора. Он согласился выплачивать Дизелю по 30 000 марок{36} ежегодного жалованья — в обмен на предоставление Круппу прав на производство и продажу двигателя, когда Дизель сумеет создать успешно работающую модель.
Девять месяцев спустя, в январе 1894 г., Дизель завершил создание первого опытного образца своего двигателя. Вместе со старшим ассистентом Люсьеном Фогелем и их инженерной командой они собрали металлические детали, отлитые на заказ — в полном соответствии с чертежами Дизеля. Теперь они были готовы опробовать мотор на практике.
Рудольф открыл воздушный клапан, чтобы запустить опытный образец. По его расчетам, давление внутри цилиндра должно было достигнуть 645 футов на квадратный дюйм (около 44 атмосфер).
Для этих первых испытаний Дизель использовал бензин — легко воспламеняющийся даже при обычных условиях, то есть при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. При первом впрыске бензина в цилиндр давление резко возросло до 1175 футов на квадратный дюйм, оказавшись гораздо выше, чем Дизель ожидал. Мощнейший взрыв топлива обратил двигатель в смертоносную бомбу. Во все стороны полетели осколки стекла и металлические детали. Рудольф и Фогель вполне могли погибнуть. Но они пристально наблюдали за процессом и кинулись на пол, едва раздался оглушительный звук взрыва. Благодаря быстрой реакции они отделались лишь сравнительно недолгим звоном в ушах.
Хотя мотор не заработал как надо, Дизель все-таки доказал истинность основного принципа, лежащего в основе его патента, и правомерность заявлений, которые он отправлял Буцу в своих письмах. Произошедший взрыв показывал, что основополагающая идея верна[68]. Рудольф не использовал искру или пламя для того, чтобы топливо загорелось, — достаточно было сжатия воздуха. Он изучил старую сигарную зажигалку, похожую на велосипедный насос, и, исходя из ее нехитрой схемы, придумал свой механизм с цилиндром и поршнем, систему, на которой зиждилось его изобретение. Теперь ему требовалось закрепить успех, расширив масштабы проекта и сделав работающий мотор. Первая проблема изобретателя касалась того, как контролировать этот мощнейший взрыв, который происходит при воспламенении топлива в камере двигателя. Дизель обратился к более вязким и плотным видам топлива (к тяжелым фракциям нефти, каменноугольной смоле и т. п.), которые к тому же оказались гораздо менее дорогими и более стабильными.
Сам он так описывал первый опыт, который счел вполне успешным: «Вначале двигатель не совершил ни единого оборота, поскольку первый впрыск топлива… породил ужасающий взрыв… едва не убивший автора. Но автор благодаря этому опыту осознал как раз то, что требовалось понять… опыт доказал: можно сжать чистый воздух так сильно, что вводимое в него топливо воспламенится и будет гореть»[69]. Они с Фогелем продолжали испытывать первый опытный вариант двигателя с января по апрель 1894 г.
К апрелю стены помещения, где шли испытания двигателя, были испещрены следами ударов деталей и всевозможных обломков, разлетавшихся при взрывах. Довольный Генрих Буц отмечал: «Эта несовершенная машина доказывает практическую применимость данного процесса»[70].
Итак, доказать истинность идеи удалось, однако предстояла долгая и трудная дорога к коммерчески применимому двигателю. Рудольф признавал: он по-прежнему делает шаг назад, чтобы прыгнуть вперед. Но теперь Дизель знал, что находится на верном пути.
Дизелю нелегко было находить решения, которые помогли бы справиться с препятствиями, выявленными при испытаниях первого образца. На протяжении весны и лета 1894 г. он провел ряд экспериментов со своей системой воспламенения топлива. Результаты получались неоднозначные. Он много переписывался с Робертом Бошем{37}[71], немецким изобретателем, пионером электрических систем зажигания для двигателей с системой сгорания. В 1886 г. Бош основал инженерно-технологическую компанию, добившуюся немалых успехов. В Германии к нему относились с большим уважением. Два изобретателя активно обменивались идеями, но им никак не удавалось совершить прорыв.
В течение этих месяцев напряженной работы Дизель вновь получил приглашение пожить в аугсбургском доме Кристофера Барникеля и его жены Эммы, сестры Рудольфа. Он принял приглашение. В Аугсбурге ему было вполне комфортно, он жил среди родных — но все-таки не ощущал себя дома. Марта писала ему из Берлина: «Я сильно волнуюсь, когда думаю о твоей работе и об этом ужасно трудном времени ожидания… с тревогой жду от тебя новостей, дорогой, ты это знаешь, но я по-прежнему вполне довольна — в предвкушении, когда у тебя найдется время, чтобы воссоединиться со своей женой»[72].
Дизель тут же ответил: «Надеюсь, что ты, милая жена, будешь помогать мне, как и прежде, и не отчаешься. Лишь когда ты веришь в меня и в мою машину, у меня есть силы работать…»
Может, Рудольфу и требовалась моральная поддержка Марты, но для финансовой поддержки ему требовались Крупп и Буц. На протяжении лета 1894 г. Крупп не раз заговаривал о том, чтобы прекратить финансирование проекта. Дизель понимал: если Крупп и Буц остановят поддержку, дело застопорится. 18 сентября 1894 г. Дизель отправил встревоженное письмо, призванное укрепить дух обоих спонсоров: «Мужайтесь — еще чуть-чуть, и все, как я надеюсь, будет в порядке»[73].
3 октября 1894 г. Дизель отверг план электрической системы зажигания, которую разрабатывал для второго опытного двигателя. Чуть позже он писал: «То было худшее время за весь период разработки, и участникам проекта потребовалась вся их уверенность в его научной справедливости, чтобы не забросить его напрочь».
В этом кратком отступлении, призванном испытать на практике идею Боша, таится известная ирония: Дизелю вообще не требовалась какая-либо система внешнего зажигания. Жар, генерируемый сильно сжатым воздухом, устранял всякую необходимость поджигать топливо искрой того или иного рода. Требовалось лишь найти способ управиться с первым взрывом. В том же октябрьском письме он отмечал: «К сожалению, на сей раз я также не достиг цели, но спешу добавить, что это меня вовсе не обескураживает. Напротив, я чувствую себя гораздо ближе к цели, чем когда-либо прежде. Верный своему принципу „я добьюсь“, я медленно, но верно продвигаюсь вперед».
Буц упорно продолжал выступать на стороне Дизеля. Вместе они убедили Круппа не выходить из проекта.
В ноябре 1894 г. Дизель завершил создание схемы нового опытного двигателя, которую показал спонсорам. Он все-таки нашел способ контролировать взрывной запуск двигателя, не прибегая к системе внешнего воспламенения. После совещания, продлившегося восемь часов, Дизель, Буц и Крупп решили прекратить общие испытания и начать конструирование второго опытного двигателя на основе новой схемы. Дизель завершил эту работу в марте 1895 г. Период первоначальных испытаний продолжался с апреля по июль. Буц и Дизель остались довольны результатами.
3 июля 1895 г. Рудольф писал Марте: «Мой двигатель продолжает совершенствоваться самым великолепным образом. Я уже оставил далеко позади то, чего сумели достигнуть все остальные, так что могу с уверенностью сказать, что теперь я самый первый в этой области, первый на нашем маленьком шарике»[74].
В ходе испытаний Дизель и его помощники постоянно вносили усовершенствования в конструкцию мотора, и каждое изменение давало небольшое улучшение работы механизма. Но детали и компоненты продолжали то и дело отказывать, порой отрываясь от двигателя и с опасной скоростью пролетая через помещение. Впрочем, эти поломки по большей части объяснялись плохой отливкой металлических частей. Проблему получения деталей нужного качества еще предстояло решить, но Дизель и его аугсбургская команда стремительно повышали свою квалификацию.
Рудольф чувствовал, что успех и процветание совсем рядом. Он обратился к Буцу с предложением личного характера. Рудольфу хотелось поселить семью поближе к себе и к своей аугсбургской лаборатории. Берлин был чересчур далеко; впрочем, изобретатель понимал, что Аугсбург — слишком маленький город, в нем отсутствуют те достоинства мегаполиса, которыми так наслаждались и он, и Марта. Он решил, что лучше всего разместить жену и детей поблизости, в Мюнхене: тогда он сможет посещать их, совершив недолгое путешествие на поезде. Буц согласился полностью оплатить расходы на переселение семьи Дизеля в какой-нибудь удобный мюнхенский дом.
2 ноября 1895 г. Рудольф писал Марте: «В Мюнхене вокруг столько красот, до которых рукой подать. Здесь прекрасная атмосфера, музеи, замечательные художественные выставки, театры, в воздухе так и чувствуется интеллектуальное возбуждение, свойственное большому городу, где процветают искусства и науки. Здесь есть возможность общаться с видными интеллектуалами. В Аугсбурге же нет ничего, ничего, ничего»[75].
В эти годы лихорадочной разработки двигателя, неустанно трудясь в аугсбургской лаборатории, пока Марта с детьми оставались в Берлине, Рудольф постепенно отдалился от семьи. Марта шутливо замечала, что этот двигатель для Рудольфа «прямо как любовница».
Семья поселилась в мюнхенском доме в конце 1895 г. Как раз наступали рождественские праздники, так что Рудольф сумел выбраться к родным относительно надолго. Он заметил, что Марта, которой уже исполнилось 35, стала даже красивее, чем в тот день, когда они познакомились. Шестилетний Ойген читал свои первые книги. 10-летняя Хеди, высокая для своего возраста, заряжала своей энергией все вокруг. Рудольф-младший был уверен, что его стезя — разведение кроликов. Приехав в Мюнхен, Рудольф-старший сколотил для него целый набор кроличьих клеток, и вскоре вся семья ухаживала за стремительно растущим кроличьим семейством.
Затем отец устроил специальную игровую комнату с полным набором мебели детского размера, изготовленной и покрашенной вручную. В смежной комнате оборудовал для семьи китайский театр теней, своими руками сделав для него кукольные фигурки.
Именно во время этого визита Марта придумала для «любовницы мужа» подходящее имя. Рудольф перебирал разные названия. До 1895 г. его двигатель вообще никак не назывался официально. В тексте контрактов Рудольф обозначал его громоздкой формулировкой «рациональная тепловая машина, изготовленная по патенту Дизеля». Он подумывал назвать его «дельта-двигателем», дельта — математический символ изменения. Позже рассматривал название «двигатель „Эксельсиор“» — в то время это было модное слово, часто использовавшееся в названиях отелей или газет для обозначения высокого качества. Затем, поддавшись давней склонности к романтике, Рудольф какое-то время называл свое изобретение «Эскалибур» — в честь знаменитого волшебного меча. Ему нравилась мысль о чудесном устройстве, которое способно побеждать зло и — если находится в руках благородных правителей — спасать людей. Двигатель, обладающий почти мифическими возможностями, заслуживал такого имени.
Но в конце 1895 г. Марта предложила:
— Да просто назови его двигателем Дизеля.
— Точно, — согласился он. — Похоже, ты права[76].
Проведя некоторое время в объятиях семьи и обзаведясь подходящим именем для своего изобретения, Дизель в январе 1896 г. вернулся в Аугсбург. Он восстановил связь с родными и пополнил запасы энергии. Теперь он был готов совершить финальный рывок.
Генрих Буц оставался верным приверженцем идеи Дизеля, однако мир испытывал сомнения насчет новоявленного компактного двигателя, не имеющего угольного котла, но сулящего невероятные эффективность и мощность. Среди сомневающихся были и инженеры, причем работавшие совсем рядом, на более традиционных производствах аугсбургского завода Буца.
Дизелю требовались хорошие специалисты, но набрать их оказалось нелегко. В конце 1895 г., нуждаясь в подходящем инженере-ассистенте, он решил поискать кандидатов за пределами завода компании Maschinenfabrik Augsburg. Ему приглянулся молодой инженер по имени Имануэль Лаустер.
Позже сам Лаустер объяснял, почему Дизель стал искать ассистента вне стен аугсбургского предприятия: «Понемногу я осознал, что вся инженерная группа, работавшая на заводе, мало верила в успех дела Дизеля. Видимо, именно поэтому никто из сотрудников M.A. не проявил интереса к должности его ассистента; никто не желал покинуть свое надежное место и пойти к Дизелю, где ожидало неизвестно что»[77].
В январе 1896 г. Дизель уже завершил работу над схемой третьего (и, как выяснится, последнего) варианта опытного двигателя. Он верил, что коммерческий успех ждет именно эту модель. Лаустер, ставший его ассистентом в 23 года, будет правой рукой Дизеля в конструировании этого мотора. Основываясь на успехе второго опытного двигателя и тех усовершенствованиях, которые он намеревался внести в третью модель, Дизель был так уверен в победе, что решил: аугсбургский завод может начать приглашать в его лабораторию сторонних экспертов, чтобы они наблюдали за тем, как идет работа.
Сознавая преимущества новейшей схемы Дизеля, они с Буцем 23 января написали Круппу, что пришло время показать двигатель миру. В частности, они отмечали: «Удалось подтвердить, что [двигатель Дизеля] по своим качествам существенно превосходит все прочие нефтяные двигатели… Как нам представляется, стоило бы предложить лицензионные соглашения фирмам, которые уже изготавливали похожие двигатели… представителей таких фирм следует пригласить осмотреть двигатель, не беря с них никаких обязательств… Когда же они осознают преимущества двигателя, будет уже нетрудно выработать соответствующие договоренности»[78].
Работая вместе с Буцем на аугсбургском заводе, Дизель выпустил свой первый опытный двигатель в январе 1894 г., а второй — в марте 1895 г. В январе 1896 г. Буц и Крупп с энтузиазмом дали ему зеленый свет на продолжение работы, и в октябре того же года Дизель (с помощью Лаустера, оказавшегося весьма надежным ассистентом) завершил создание третьей модели.
Дизель с Лаустером каждый день с утра до вечера заставляли двигатель работать. Они изучали, как будет вести себя машина в условиях фабрики или водоочистного предприятия, ежечасно внося изменения в конструкцию поршня, цилиндра, клапанов для впрыска топлива, системы воздухозабора, выхлопного устройства. И на всем протяжении этих месяцев кропотливых и планомерных испытаний стены лаборатории не получили ни единого нового шрама от разлетающихся обломков.
31 декабря 1896 г. Дизель и Лаустер провели испытания двигателя, откорректировав и оптимизировав все компоненты согласно плану. Все прошло весьма гладко. Теперь Дизель был совершенно уверен в успехе — и готов провести официальное публичное тестирование своего изобретения.
17 февраля 1897 г. двигатель Дизеля пробудился к жизни.
Генрих Буц, покровитель Дизеля, ждал этого момента четыре года. Всевозможные препятствия неоднократно вынуждали откладывать презентацию для покупателей. Но наконец этот момент настал. Рудольф сумел добиться своего.
Тест на качество работы осуществлял профессор Мориц Шрётер. Двигатель высотой почти 10 футов{38} напоминал по форме букву А. Он предназначался для стационарного использования.
Шрётер стоял рядом с устройством, слегка улыбаясь. Он повернулся, чтобы взглянуть на своего бывшего студента-инженера Рудольфа Дизеля, которому оставался всего месяц до 39-летия — не такой уж солидный возраст, если учесть, что он вот-вот станет одной из исторических фигур энергетической эпохи. Плечом к плечу с собранным и уверенным Дизелем стоял его юный ассистент Лаустер, тоже державшийся уверенно, хотя и не так строго.
В лабораторию набилось невиданное количество народу. Главные инженеры других управлений аугсбургского предприятия явились посмотреть на событие. Инженеры из работавшей неподалеку фирмы Deutz и из почтенной шотландской инженерной компании Mirrlees хотели своими глазами увидеть этот двигатель, уже давно вызывавший массу слухов в сообществе конструкторов моторов. Пространство, которое обычно было просторным и гулким, наполнилось толпой зрителей. Опытный образец 1894 г. при нечаянном взрыве мог бы запросто выкосить половину зрителей, но новейшая версия не давала повода для беспокойства.
Все взгляды устремились на Шрётера, повернувшего кран воздушного клапана, чтобы запустить машину. Она тут же ожила. Раздался мерный гул тихой стабильной работы. Выхлопные газы были почти невидимы и не имели запаха. Это почти полное отсутствие шума и дыма ошеломило собравшихся. Шрётер не стал глушить мотор и приступил к изучению уровня потребления топлива и количества полезной работы, производимой мотором. Зрители хранили молчание, словно посетители казино, сделавшие ставки и с трепетом ожидающие, пока остановится рулеточное колесо. Все ждали, когда мотор сожжет заранее оговоренный объем топлива, а Шрётер завершит свои расчеты.
Университетский профессор на всякий случай проверил выкладки, после чего поднял глаза. На его лице сияла какая-то новая, более широкая улыбка. Он удостоверился в том, что система работает с термической эффективностью 26,2 %. По своим топливным показателям двигатель Дизеля намного превосходил все прочие методы выработки энергии. Можно считать, что именно в этот день по-настоящему родился дизельный двигатель. Началась новая эпоха в развитии промышленности.
Основной целью Дизеля всегда являлось повышение коэффициента полезного действия двигателя. Он поддерживал постоянное высокое давление в цилиндре, чтобы топливо сгорало эффективно. Такой подход породил и другие преимущества — например, зажигание без искры, а также мгновенную готовность мотора к работе, ведь не нужно было тратить время на кипячение больших объемов воды, чтобы получить пар. Кроме того, новая система могла работать на альтернативных, тяжелых видах топлива, стабильных и недорогих. Поначалу Дизель считал, что эти побочные преимущества лишь своего рода счастливые случайности, ведь его главным образом интересовал КПД нового двигателя. Но коммерческое применение покажет, что эти качества обеспечат детищу Дизеля существенный перевес над всеми предшествующими моторами.
Кроме того, поскольку детали его двигателя были тяжелее, чтобы выдержать сильное сжатие, устройство могло вырабатывать больше энергии: крутящий момент в нем был выше, чем у двигателя внутреннего сгорания с циклом Отто. Крутящий момент — то, что порождает ощущение ускорения, вжимающее пассажира в спинку автомобильного кресла при разгоне, и то, что способно выдержать большую нагрузку. Представим себе двух спортсменов, занимающихся на велотренажерах. Один из них очень худой и проворный (это аналог бензинового двигателя Отто, скажем, мощностью 1 лошадиная сила, такой использовался на мотовелосипедах Бенца), а другой — 140-килограммовый игрок Национальной футбольной лиги с ножищами как секвойи (аналог двигателя Дизеля). В нулевом режиме, пока тренажер не оказывает сопротивления, худой ездок может крутить педали (в двигателе это циклы движения поршня) очень быстро, выдавая огромную скорость. Однако по мере того, как уровень сопротивления растет, наступает момент, когда худенький спортсмен уже не в состоянии справляться с педалями, зато их спокойно крутит при тех же условиях обладатель могучих ног (двигатель Дизеля).
В 1897 г. казалось немыслимым, что сделанный Отто компактный двигатель внутреннего сгорания с его легкими частями способен питать целый корабль, поезд или обеспечивать энергией большое производственное предприятие. Подобные задачи всегда поручались паровым машинам. Но дизельная тяга обещала соединить компактность систем внутреннего сгорания с выработкой огромной энергии, необходимой для кораблей и тяжелой промышленности. Изобретение Дизеля обладало потенциалом развития: оно могло справляться с колоссальными задачами, которые прежде были по силам лишь паровым машинам. Не говоря уже о дополнительных плюсах, которыми не обладали ни паровые машины, ни двигатель Отто: речь идет о зажигании без искры, о возможности использовать стабильные и недорогие виды жидкого топлива и о почти невидимых выхлопных газах.
Четыре месяца спустя, 16 июня 1897 г., Дизель и Шрётер представили результаты февральских испытаний на собрании Ассоциации немецких инженеров в Касселе.
Мероприятие породило сенсацию — как в позитивном, так и в негативном смысле.
Дизель потратил немало сил, отвечая на публичную критику и (впрочем, вполне успешно) защищаясь от юридических нападок на свой патент. Однако преобладали в основном настроения позитивные.
Ойген писал: «Хотя они поднимали Дизеля на смех, пока он безвылазно и безуспешно трудился у себя в лаборатории, теперь, когда он добился успеха, они повыскакивали отовсюду и стали претендовать на почести и финансовые награды, которые на самом-то деле причитались не им, а Дизелю»[79].
Богатые и влиятельные компании имели свои соображения по поводу того, как применять чудесный источник энергии. Причем их идеи сильно отличались от дизелевских. В личных бумагах Рудольф хранил рукописный перечень возможных сфер использования своего мотора — он составил список 10 годами раньше, когда жил в Париже. Ему всегда представлялось, что эти двигатели стоило бы размещать в мастерских наподобие отцовской: у ремесленников, занимающихся кожевенным, ткацким, столярным, типографским делом, либо на каких-то других малых предприятиях.
Тогда-то и началось расхождение между инженерными свершениями Дизеля и его представлениями о будущем обществе. Подписывая необходимые лицензионные соглашения (что было в порядке вещей), он тем самым отдавал в чужие руки контроль над тем, как будет использоваться его машина.
Между Дизелем и его партнерами Буцем и Круппом неизменно существовали определенные трения — как всегда бывает в отношениях между предпринимателем-визионером и венчурным инвестором. Обычно их цели примерно совпадают, однако не во всем. Дизель был ученый и социолог-теоретик, тогда как Буц и Крупп являлись прежде всего инвесторами. В 1897 г. для них настало время заработать деньги на своих инвестициях. Разумеется, крупные индустриальные игроки могли потратить на новую технологию гораздо больше средств, чем мелкий бизнес. Большие фирмы, готовые заплатить серьезные суммы за права на двигатель Дизеля, совершенно не интересовались его рукописным перечнем областей использования этого устройства.
Дизель совершил, вероятно, величайший технологический прорыв эпохи — но лишь в лаборатории. Как развить двигатель, чтобы он прошел путь от единичного лабораторного успеха до надежного устройства в сложных условиях реального мира? То была еще одна, почти непосильная задача. Когда ее удалось решить, это привлекло внимание самых богатых и могущественных людей на свете. Таких, как Джон Рокфеллер и кайзер Вильгельм II.