Ни в одной современной энциклопедии, даже целиком посвященной физике, нет имени русского ученого Николая Павловича Мышкина. Это был талантливый и весьма плодовитый исследователь, изобретатель и конструктор. Его научные работы и открытия почти всегда вызывали споры, а то и ожесточенную полемику.
На пользу человечеству
Ученые давно пытаются обратить молнии на пользу человечеству
Как физик и метеоролог, он прекрасно знал, что в атмосфере Земли содержится огромный запас электрической энергии, причем независимо от погоды, облачности, времени года и суток. Наглядно это проявляется во время гроз. Средняя мощность разряда молнии составляет около 100 миллионов киловатт. Естественной была мысль Мышкина найти способ использования даровой, неиссякаемой энергии.
Знал ли он о своем замечательном предшественнике – неизвестно. Но таковой существовал: просветитель и ученый Василий Назарович Каразин, основатель Харьковского университета и автор различных новаторских проектов, в том числе с применением электричества – силы, в начале ХIХ века еще мало изученной.
Намного опережая свое время, тогдашнее развитие науки и техники, Каразин задумал использовать в практических целях электричество, рассеянное в атмосфере. В 1818 году в подробном письме царю Александру I он выражал уверенность, что человек, заставив повиноваться себе воду, воздух и огонь, сможет подчинить и электрическую силу, «достигнуть до ее хранилища» и «устроить канал», по которому свести ее на землю. «Хранилище сие, – писал Каразин, – уже известно: это высоты атмосферы, природная область громов и лучезарных метеоров. Каналом же может служить всякая металлическая проволока, а воздушные шары, или аэростаты, – якорем для удержания металлической нити постоянно в надлежащей высоте. О, как желал бы я, – продолжал Каразин, – чтоб судьба именно России предоставила сделать сей важный шаг на поприще наук и пользы рода человеческого!»
Новый мотор
Василий Назарович Каразин (1773-1842 годы) предлагал добывать электричество с помощью аэростатов
Василий Назарович подробно описывал план проведения необычных опытов и называл предполагаемые затраты на их осуществление. «Не полагаю, – заявлял он, – чтобы издержки вообще превысили двадцать тысяч рублей». Проект был передан в Академию наук. Его рассматривали одновременно четыре академика: Н. Фусс, П. Шуман, Ф. Шуберт и В. Петров, знаменитый открыватель вольтовой дуги. Трое отозвались о проекте отрицательно. В частности, Фусс писал: «Бесполезно было бы искать далеко то, что имеют вблизи». Петров, напротив, поддержал идею Каразина, но предложил заменить аэростаты воздушными змеями.
Ученый комитет главного правления училищ согласился с отрицательным заключением трех академиков. Об этом доложили царю. На том все и закончилось, и смелая идея на многие годы была забыта.
Прошло более 80 лет. Н.П. Мышкин – профессор физики Новоалександрийского института сельского хозяйства и лесоводства – обратил внимание на недавно открытое тогда явление непрерывного вращения цилиндра из непроводящего материала (диэлектрика) в электрическом поле. Проводя исследования, Мышкин открыл и установил закономерности вращения диэлектрика под действием статического тока, истекающего с наэлектризованного металлического острия. А отсюда был уже один шаг до изобретения нового двигателя, работающего на статическом электричестве.
Мышкин разработал свой двигатель летом 1899 года, однако патент брать не спешил, очевидно, желая необычный мотор усовершенствовать и как можно лучше его испытать.
Первые опыты
Двигатель состоял из нескольких десятков эбонитовых дисков, насаженных на общий вал. Над каждым из них были закреплены гребенки с остриями, направленными к краям дисков. Потоки статического электричества, стекающие с остриев, приводили диски, а значит, и вал мотора, в движение. Мощность двигателя, скорость и направление вращения можно было регулировать при помощи экрана, прикрывая им большее или меньшее количество остриев. Во время испытаний электрическое поле создавалось при помощи широко известного прибора – катушки Румкорфа. Вал маленького опытного двигателя вращался со скоростью четырех тысяч и более оборотов в минуту.
Разумеется, источник питания в виде румкорфовой катушки годился лишь для лабораторных опытов. Между тем вокруг существовал безбрежный воздушный океан – атмосфера Земли с ее колоссальным запасом электричества. Мышкин считал, что его электростатический мотор будто создан для того, чтобы использовать эту неисчерпаемую энергию. Ему казалось, что после создания электростатического двигателя самая трудная часть задачи решена, «остаются вопросы, которые легче разрешить», а потому, считал он, это будет сделано в самом недалеком будущем.
Как уже говорилось, нет никаких свидетельств того, что Мышкин знал об идее В.Н. Каразина. Да если бы и знал, взять из того давнего проекта он ничего бы не смог. Задачу утилизации атмосферного электричества требовалось решать, используя новые достижения науки и техники.
К началу ХХ века были оценены в цифрах запасы электрической энергии в земной атмосфере. Стало ясно, что не только во время грозы и перед ней, но и в обычные, погожие дни электризация облаков может достигать высокой степени.
В крепости Ивангорода
«На основании всего сказанного, – писал Мышкин, – можно заключить, что не будет праздным занятием изыскание способа, дозволяющего утилизировать атмосферную электрическую энергию. Как видно, есть весьма серьезные основания задумываться над разрешением такой задачи». Первые опыты по сведению на землю небесного электричества на открытом пространстве профессору Мышкину удалось провести лишь в 1902 году в Новой Александрии. Для сбора электрической энергии в небо поднимался воздушный змей, привязной леер (трос) которого одновременно выполнял и роль провода, соединенного с мотором Мышкина. Сборщиками же электричества служили расположенные на змее коллекторы (преобразователи тока) в виде пластин с сотнями металлических остриев.
Опыты были удачными: впервые мотор работал на электричестве, «похищенном» с неба. Мышкин составил масштабную программу экспериментов, которые требовали затрат, и немалых.
В своих научных докладах, печатных трудах Мышкин старался вызвать интерес к проблеме использования атмосферной электрической энергии. «К сожалению, – писал ученый, – слова мои оставались гласом вопиющего в пустыне». И все же покровителя Мышкину удалось найти, да какого – в лице самого великого князя Петра Николаевича! В начале 1905 года ученому были выделены деньги на опыты, а местом их проведения выбрали территорию воздухоплавательного отделения Ивангородской крепости на реке Нарве.
Здесь был построен специальный павильон с необходимыми аппаратами и механизмами, в частности с электростатическим двигателем относительно большой мощности. В куполе павильона имелось отверстие для прохода леера – провода, связывавшего коллекторы змея с двигателем и приборами.
Рискованные эксперименты
Конструкция индукционной катушки Румкорфа
Начались опыты. Число остриев на коллекторах доходило до 20 тысяч и более. Змеи поднимались на высоту до 1000 метров. Напряжение сведенного вниз тока достигало 50 тысяч вольт. Опыты были небезопасными. Об одном из них Мышкин писал: «В павильоне поднялись сильный свист, шипенье и треск. Все предметы до такой степени наэлектризовались, что невозможно было прикоснуться ни к одному из них, чтобы не вызвать сейчас же электрической искры».
Испытания в Ивангороде еще раз убедили Мышкина, что атмосферное электричество можно использовать. Он собирался продлить опыты, но при этом использовать не змеев, а беспилотные воздушные шары. Однако продолжить работу не удалось.
Началась Первая мировая война, потом – крушение самодержавия. Мышкин уже и не надеялся возвратиться к так успешно начатым исследованиям, как вдруг в июле 1917 года получил письмо от академика М.А. Рыкачева. Известный ученый писал, что есть возможность снова начать опыты по утилизации атмосферного электричества. Нетрудно представить, как обрадовало Николая Павловича это письмо. Он ответил согласием, но наступившие в России смутные времена снова разрушили все планы.
Так и остались замечательные исследования Н.П. Мышкина уникальными. Пока человечество пользуется энергией нефти, газа и атома. Однако запасы углеводородов не бесконечны, атом же, как стало ясно, небезопасен. Несомненно, люди еще вспомнят о запасах энергии, витающей над нашими головами, а быть может, и тех опытах, которые проводил профессор Николай Мышкин более ста лет назад.
