Лев Гумилевский - Густав Лаваль

Изобретение турбины и соединение ее на одном валу с генератором вызывали восхищение и при тогдашнем уровне знаний рассматривались как величайшее изобретение.

Обладая большими материальными средствами, терпением и единой целеустремленностью, вложив в дело огромный конструкторский талант, Парсонс в течение всей своей жизни занимался вопросом турбостроения и добился огромных результатов: его турбины получили широкое распространение в качестве стационарных и судовых двигателей и достигли в своем развитии высокой экономичности при огромных мощностях, дошедших до 50 тысяч киловатт, т. е. до 66 тысяч лошадиных сил.

Хотя несомненно, что энергия, настойчивость и конструкторский талант Парсонса, как и некоторые черты его характера, имели огромное значение для успешного завершения его многолетней работы над созданием практически годной и выгодной турбины, все же решающую роль играли не личные достоинства изобретателя, а высокое развитие машиностроительной техники на родине Парсонса.

Если сепаратор Лаваля как нельзя более удовлетворял запросам шведской промышленности, чем и объясняется его успех, то состояние других отраслей промышленности на родине Лаваля, в особенности машиностроения, никак не могло способствовать успешному развитию и распространению изобретенной им турбины.

Не случайно, конечно, что с первого же момента своего появления турбины Лаваля возбудили к себе огромный интерес именно со стороны ученых и техников стран с высокоразвитой промышленностью и даже находили себе применение за пределами Швеции.

В совершенно других условиях проходила деятельность Парсонса, как равно и деятельность прямых продолжателей дела, начатого Лавалем, Кертиса, Рато и Целли.

Американский инженер и адвокат Чарльз-Гордон Кертис, занимаясь ведением патентных дел, пришел к мысли, изучив патенты Лаваля и Парсонса, что турбину Лаваля можно освободить от мешавшей ее развитию передачи, применив принцип ступеней, принятый Парсонсом, к активной турбине. В 1896 году он и взял патент на активную турбину со ступенями скорости и построил вслед затем турбину своей конструкции. Заброшенная таким образом Лавалем идея «скоростных серий», как называл он их в своих заметках, заново родилась на другом конце света и получила свое осуществление.

Кертис и его турбина со ступенями скорости

Кертис в своей турбине направил пар, отработавший в первом ряду лопаток, на второй ряд рабочих лопаток, сидящих на том же самом диске и таким образом, разлагая его энергию последовательно на два и на три ряда рабочих лопаток, создал ступени скорости. Ступени скорости понизили число оборотов турбины и сделали для турбины Лаваля ненужной зубчатую передачу.

Одновременно с Кертисом профессор Высшей политехнической школы в Париже, Огюст Рато, после многих теоретических расчетов и размышлений, разработал конструкцию активной турбины со ступенями давления, найденными Парсонсом. В 1900 году заводом Сотте — Гарле в Париже турбина Рато была построена. Цилиндр турбины был разделен на ряд камер специальными диафрагмами. В каждой камере помещалось одно рабочее колесо турбины, в лопатках которого пар и производил работу, заставляя вращаться колесо. Переходя из одной камеры в другую, пар расширялся в распределительных лопатках диафрагм, являвшихся своеобразными соплами Лаваля, и давление пара постепенно падало, так что в результате скорость вращения вала турбины снижалась до практически приемлемого числа оборотов и турбина не нуждалась в передаче.

Рато и его турбина со ступенями давления в 15 000 киловатт

Дальнейшие усовершенствования в турбину Рато внес швейцарский инженер Генрих Целли, сократив в ней число камер и тем самым сделав ее более удобной и менее громоздкой.

Целли и его турбина мощностью в 500 киловатт

С разрешением ряда основных вопросов турбостроения многочисленные предприятия, начавшие их производство, комбинируя отдельные достижения изобретателей, создали комбинированный тип турбины Рато — Целли с колесом Кертиса. Эти комбинированные турбины в настоящее время достигли огромных мощностей. Величайшая из турбинных установок в Чикаго на предприятиях «Гаммонд», построенная фирмой «Дженерал электрик компани», имеет мощность в 208 тысяч киловатт, или около 266 тысяч лош. сил.

Величайшая в мире паротурбинная установка в Чикаго мощностью в 208 000 киловатт

Клостерская идея Лаваля получила таким образом в руках пошедших по пути Лаваля современников исключительное развитие. Турбины не только создали турбогенераторы, — применение их в качестве судовых двигателей привело к созданию быстроходного флота; применение их в качестве стационарных двигателей привело к созданию теплосиловых установок, коэффициент полезного действия которых доходит до 85–90 процентов.

Эти теплосиловые установки, в основу которых кладется принцип использования отработавшего в турбине пара для других нужд производства, появились сравнительно недавно и стали возможны только после того, как техника перешла к использованию высоких давлений пара.

Замечательно, что и в этой области техники, стоящей сейчас в центре внимания научных технических кругов и мировой промышленности, первый шаг был сделан Лавалем.

Со щедростью и предвидением гения он извлекал из своего воображения, обогащенного знаниями, одну идею за другой и немедленно начинал их осуществление со свойственной ему решительностью и смелостью.

Не обладая единством своих устремлений, он оставлял их по большей части практически недоработанными, предоставляя другим вести дальнейшую черную, кропотливую работу с сопротивлением материалов, природы, среды, борьба с которыми требует людей другого характера, другого склада.

Котел высокого давления

Эксперименты Лаваля с паром высокого давления были прямым продолжением его работ над паровой турбиной. Закончились они появлением сконструированного им парового котла высокого давления на выставке в Стокгольме в 1897 году.

Именно здесь, более чем где-либо, и именно в настоящее время, более чем когда-нибудь, проявляется во всем своем блеске значение шведского изобретателя, в своих идеях шедшего далеко впереди своих современников, предвидевшего пути развития техники на полвека вперед и угадывавшего их направление. Именно в настоящее время произошел переворот в области всей техники паровых котлов, более решительный, чем все предыдущие, на основе выдвинутой Лавалем идеи применения высоких давлений пара.