Записные книжки юного Рудольфа Дизеля полны портретов родственников, схем различных машин и механизмов, описаний научных экспериментов, которые он намеревался поставить. Две страницы Дизель посвятил записям под заголовком «10 правил полезной жизни, придуманные Джефферсоном{28}»[35]. Первое правило гласит: «Никогда не откладывай на завтра то, что можешь сделать сегодня». Следуя совету Джефферсона, юноша усердно и неустанно учился.
В 1875 г. он окончил аугсбургскую политехническую школу с самыми высокими оценками за всю историю этого учебного заведения. Для Рудольфа это был не просто вопрос самолюбия. Если он добьется успехов в учебе и получит стипендию для дальнейшего обучения, то сумеет избежать возвращения в нищету.
Рудольфу было гарантировано поступление в престижный университет Мюнхена — Мюнхенскую высшую техническую школу, но при условии, что он сможет платить за обучение. Директор школы профессор Карл фон Бауэрнфенд узнал об академических достижениях Рудольфа и специально приехал из Мюнхена в Аугсбург, чтобы лично оценить одаренность 17-летнего юноши.
Встреча с Рудольфом произвела на профессора столь сильное впечатление, что он предложил тому ежегодную стипендию в размере 500 гульденов (тогдашние 1000 германских марок — около 6000 долларов сегодня). Рудольф согласился.
В Мюнхене ему посчастливилось учиться бок о бок со многими из талантливейших инженеров тогдашней Германии и подружиться с некоторыми из них. Особенно сильное влияние на Дизеля оказал один из приглашенных лекторов: Карл фон Линде. Этот пионер холодильного дела, преуспевающий промышленник и талантливый изобретатель читал на курсе Рудольфа лекции по термодинамике, а позже стал его личным наставником.
В 1872 г. фон Линде разработал схему механического холодильника, благодаря которому отпала бы необходимость запасать в кладовых лед из замерзших прудов и озер. Острый взор Генриха Буца отметил работу фон Линде. Буц принял его под крыло своей компании M.A. и спонсировал его исследования с 1873 по 1877 г., когда фон Линде выпустил надежный холодильник, где в качестве хладагента использовался сжатый аммиак. В 1879 г. эти двое основали компанию Linde AG, чтобы продвигать новое изобретение и добиваться международных лицензионных соглашений на использование своей технологии: бизнес-модель, которой часто следовали тогдашние изобретатели.
Фон Линде сразу же осознал, что Дизель — новая восходящая звезда. Он восхищался его одаренностью, трудолюбием, скромностью. Дизель проводил долгие часы в лаборатории и механической мастерской своего учебного заведения, а чтобы не испачкать свой единственный костюм[36] (он надевал его лишь по воскресеньям), являлся на лекции и другие занятия в синей рабочей одежде, не знающей сносу, — то был традиционный наряд баварского рабочего класса.
В юности Рудольф, казалось, очень отличался от отца, но кое-что от суровой трудовой этики Теодора явно передалось сыну. Молодой студент представлял собой любопытное зрелище по сравнению со своими сокурсниками, одетыми более респектабельно — у них-то имелись деньги на приличную одежду.
Между тем в январе 1877 г., продолжая учиться в университете, 18-летний Рудольф официально стал гражданином Германии. Военные власти страны предоставили ему «научную отсрочку» от призыва: срок обязательной службы в армии составлял три года{29}.
В свободное время Дизель обучал собратьев-студентов математике и французскому. Вскоре он стал зарабатывать достаточно, чтобы взять напрокат фортепиано, дабы играть для собственного удовольствия. Но бо́льшую часть времени Рудольф посвящал учебе. Его очень привлекала термодинамика, особенно взаимосвязь между тепловой и механической энергией. Он изучал теории Николя Карно (1796–1832), французского инженера, пионера этой науки.
Карно отмечал, что паровая машина требует массивных и прочных металлических емкостей, предназначенных для удержания горючих газов при высокой температуре и давлении. По сути, ученый признавал крайнюю неэффективность паровой машины. Львиная доля энергии шла не на полезную работу, а терялась, когда тепло и давление использовались для перемещения громоздких и неуклюжих деталей двигателя, да и просто просачивались из машины наружу. Карно доказал теоретическую возможность достижения высокой эффективности машины, но паровой двигатель и близко не соответствовал тому, что было возможно в теории. Дизель был поражен этим несоответствием и стал одержим идеей его устранения.
11 июля 1878 г. Дизель сидел среди 40 сверстников на одном из верхних рядов лекционного зала. Снизу раздавался голос профессора фон Линде, заполнявший собой всю аудиторию. Преподаватель объяснял расчеты, написанные на доске. Они касались идеального цикла Карно — главного пункта лекции, посвященной теоретическому проектированию машин.
Затем фон Линде привел расчеты, которые показывали, что лучшие тепловые машины выдают лишь 6–10 % мощности по сравнению с идеальной моделью Карно. И Рудольф вспомнил смутную мысль, которая некогда посетила его на Лондонском мосту, а теперь вдруг обрела более четкие очертания. Он резко подался вперед, пристально внимая каждому слову преподавателя. Придя в неимоверное возбуждение, Рудольф поспешно нацарапал на полях своей студенческой тетради: «Можно ли создать паровые двигатели, которые реализуют идеальный циклический процесс, не будучи при этом очень сложными?»
Дизель оказался буквально одержим проблемой неэффективности двигателей. Попытки найти ответ на вопрос, записанный на полях тетради, стали основным мотивом в его работе, делом всей его жизни. Позже он отмечал, что именно в этот момент начал разрабатывать новый двигатель. В 1913 г. Дизель вспоминал о той лекции фон Линде: «С тех пор всем моим существованием владело желание воплотить на практике идеальный процесс Карно… эта мысль неотступно преследовала меня»[37].
Несколько месяцев спустя Рудольф записал в своем блокноте: задача в том, чтобы найти способ, с помощью которого двигатель мог бы выполнять полезную работу без предварительной выработки пара и при этом был более эффективным и мог выдавать больше энергии, чем все еще относительно новый двигатель Отто. «Но как осуществить это на практике? Это-то и надо выяснить!»
Дизель стремился избавиться от применения воды и пара как промежуточного этапа — в этом фундаментальная идея внутреннего сгорания. Хотя Отто уже изучил этот вопрос, пока не существовало надежного двигателя для промышленности, который использовал бы не пар, а что-то другое. Так или иначе, оставался вопрос: сумеет ли Дизель сконструировать двигатель лучше? Двигатель Отто, работавший на газообразных видах топлива, был компактнее паровых аналогов — благодаря тому, что не требовал котла для воды и пара, топки, системы труб для отвода дыма. Однако он справлялся лишь с задачами, требующими небольшой энергии, обычно в пределах мощности, составлявшей несколько лошадиных сил. Эффективность детища Отто вдвое превышала коэффициент полезного действия лучших паровых машин, но все же не выходила за пределы жалких 12–14 %.
Дизель начинал работу на заре эпохи нефти в регионе, где природные запасы этого сырья были редки и скудны. Аугсбург был очень комфортен для развития будущего инженера, но нефти здесь не было, как и почти во всей Западной Европе. Этот природный дефицит повышал важность работ по увеличению эффективности двигателей и активизировал поиски альтернативных типов топлива. Европейские промышленники и военачальники (а следовательно, и Дизель) хотели избежать зависимости от иностранных нефтяных магнатов, контролировавших поставки этого сырья. Дизелю удастся совершить и иные прорывы, но с самого начала его главной целью был именно рост эффективности двигателей — задача, которую во многом подстегивала нехватка нефти в западноевропейских недрах.
В июле 1879 г. Дизель уже вот-вот должен был окончить университет, однако в то лето по Мюнхену пронеслась эпидемия тифозной лихорадки. Рудольф серьезно заболел. Он несколько месяцев сражался с болезнью, наконец набрался сил, чтобы снова взяться за учебу, но пропустил время, когда можно было сдать выпускные экзамены, и пришлось дожидаться пересдачи.
Фон Линде помог ему найти временную работу, рекомендовав Рудольфа руководству компании Sulzer Brothers, выпускавшей различную технику{30}. У фирмы имелось производство в швейцарском Винтертуре, где изготовлялись не только паровые двигатели и котлы, но и устройства, разработанные самим фон Линде.
Проведя три месяца в Винтертуре, где Рудольф получил ценный опыт работы на заводе и важные связи в отрасли, он вернулся в Мюнхен, чтобы подготовиться к выпускным экзаменам. 15 января 1880 г. Дизель успешно их сдал.
Рудольф больше не был тощим подростком в потертой одежде, боязливо пересекающим государственные границы с пустыми карманами. К 1880 г. он был на самом верху элитной университетской системы Германии. Молодой беженец, полный энергии, словно динамо-машина, стремился оставить свой след в истории человечества.