Иван Ползунов прославил столицу Алтая на весь мир
Историки утверждают, что Ползунов – это бренд Барнаула, имя изобретателя вошло в энциклопедии, и известнее барнаульца просто нет. О жизни, изобретении и судьбе Ивана Ивановича Ползунова рассказал научный сотрудник лаборатории исторического краеведения Алтайской государственного педагогического университета, кандидат исторических наук Аркадий Контев.
Ранние годы
О ранних годах Ползунова материалов сохранилось мало. Толком даже неизвестно, откуда он непосредственно родом. Ясно, что его отец, Иван Алексеевич Ползунов, был учтен как житель уезда города Епанчина (Туринска) Сибирской (Тобольской) губернии. Краевед Алексей Дмитриевич Сергеев считал, не исключено, что отец Ползунова родился в деревне Ползуновой, основанной на восточных отрогах Уральских гор, ближе к реке Туре.
В 1723 году Ивана Алексеевича Ползунова взяли в рекруты. С 1724 года он участвовал в строительстве Екатеринбурга в составе второй екатеринбургской роты, получал 10 рублей жалованья в год. В 1736 году роту навечно оставили в Екатеринбурге. Семья будущего изобретателя – отец, мать Дарья Абрамовна, бабушка по матери, Иван, сестра Прасковья (родилась в 1745 году) – жила на торговой стороне.
В 1751 году отца отправили в Санкт-Петербург с караваном уральской продукции. В столице он был определен на работу в шлифовальную мастерскую. Умер в 1763 году.
О дате рождения Ивана Ивановича Ползунова точных данных нет. В «Википедии» приводится дата – 14 марта 1728 года, но она неправильная. Документов, в которых бы указывалась дата рождения Ползунова, не сохранилось. В начале XX века историки считали, что он родился в 1730 году. Потом, когда Данилевский опубликовал свою монографию (Данилевский В. В., И. И. Ползунов. Труды и жизнь первого русского теплотехника, М. — Л., 1940), считалось, что в 1728 году. И уже в 1950-х годах уральский историк Козлов нашел в архиве документ о том, что отец привел Ползунова в школу в 1736 году. Это значит, что мальчику было полных семь лет, и он родился в первой половине 1729 года.
27 сентября 1736 года Иван Алексеевич Ползунов подал доношение о принятии сына в школу. 29 сентября Иван пришел в третий класс трехлетней начальной школы. Он быстро прошел словесную и арифметическую школу и в 1738 году перешел в чертежную (рисовальную). Переводной экзамен в чертежную школу сдавал главному межевщику Урала Игнатию Юдину. В 1990 году была обнаружена экзаменационная работа Ползунова, в которой он цитировал притчи царя Соломона: «Един есть вход всем в житие. Подобен же и исход».
В чертежной школе Ползунов учился у первого штатного механика Урала (механикуса) Никиты Бахарева рисовать и конструировать модели. Тогда чертежной грамотности у работников не было, любой механизм сначала изготавливали в виде мини-модели.
На Алтай
В 1747 году Андрей Беэр, который ехал на Алтай забирать демидовские заводы, решил взять в Екатеринбурге двух плавильных писарей – людей, которые должны записывать, что загрузили в печь, что вышло в результате плавки. И ему предоставили, в том числе, Ивана Ползунова.
Бытует точка зрения, что Беэр рассмотрел талант Ползунова и поэтому забрал его в Барнаул. Ничего подобного. Он попросил кого-нибудь, и ему прислали самых обыкновенных юношей. Никакой большой работы Ползунову не поручалось, он был плавильным писчиком. На Алтае его отправляли на строительство пристани, прокладку дороги, вызов крестьян на работу. Но ни одну из этих работ нельзя назвать какой-то особенной, творческой.
Сейчас известна точная дата приезда Ползунова в Барнаул – 3 февраля 1748 года. Сохранился указ Аксютину от управляющего Барнаульского завода Христиани присланных пробирщика (мастера, берущего пробы) Бера и гиттеншрейбера (смотрителя и учетчика при плавильных печах) Ползунова назначить «в дела для плавки посменно с плавильным мастером Шмидтом вместо пищика Субботина».
4 апреля 1752 года Полузнов запросил разрешение построить дом в поселке Барнаульского завода по Иркутской улице (сегодня ул. Пушкина) и отпустить для этого леса. Описаний дома не сохранилось, известно только, что он находился по современному адресу ул. Пушкина, 78.
С серебром в Санкт-Петербург
В январе 1758 года унтер-офицера Ползунова отправили в Санкт-Петербург с обозом серебра. Поездка в столицу была значимым событием. По разным данным, обоз, состоящий из 21 подводы, выехал из Барнаула 1 января. В Санкт-Петербург караван прибыл 6 марта.
Серебро Ползунов сдал начальнику Монетного двора Ивану Шлаттеру. Существует версия, что во время этой командировки Ползунов встретился с Ломоносовым, даже есть картина, на которой будущий изобретатель показывает ему свои чертежи. Но ничего этого, конечно, не было. Во-первых, еще не вышла книга Шлаттера, которая вдохновила Ползунова. Только в 1761 году новый начальник алтайских заводов Андрей Порошин привез в Барнаул библиотеку, в том числе и книгу Шлаттера «Наставление рудному делу» 1760 года издания, в которой специальный раздел посвящен паровым двигателям. Во-вторых, Ломоносов был академиком, а кто тогда был Ползунов? Отправленный в командировку в столицу из провинции унтер-офицер.
Возвращаясь в Барнаул летом 1758 года, Ползунов вступил в Москве в гражданский брак с 22-летней вдовой солдата Псковского пехотного полка Пелагеей Ивановной Поваляевой. Пелагея родила ему двоих детей.
На полпути к науке
Иногда говорят, что Ползунов – изобретатель первой в мире паровой машины. Паровые машины существовали задолго до Ползунова, они были уже в конце XVII века, а в XVIII веке уже активно использовались. Самой распространенной была машина модели английского инженера Томаса Ньюкомена – одноцилиндровая пароатмосферная машина, которая использовалась для выкачивания воды из рудников. Над котлом располагался поршень. Под давлением пара он поднимался вверх, впрыскивался конденсат, давление пара падало, и под действием атмосферного давления поршень опускался вниз. Без атмосферы эта машина не работала. Иван Шлаттер в своей книге описал разные паровые машины, в том числе и эту.
Управляющий Барнаульским заводом Александр Ган также заведовал библиотекой. Он вспоминал, что Ползунов брал книги, в том числе и книгу Шлаттера, читал, конспектировал.
Вообще, Ползунов еще задолго до поездки в Санкт-Петербург просил, чтобы ему разрешили учиться горному и пробирному делу. Весной 1753 года он писал в поданном начальству прошении: «к тому же и молодость моих лет без науки втуне пропадет». Хотел пройти все стадии производства на Барнаульском заводе. Но эта просьба осталась без удовлетворения. Вместо изучения плавильного дела Ползунова отправили в командировку – осмотреть суда, застрявшие осенью 1752 года на Чарыше.
На английский манер
После возвращения из столицы, в феврале 1759 года, Ползунову был присвоен офицерский чин шихтмейстера, что давало больше свободы и возможностей в освоении горного дела. Да и внешние обстоятельства изменились: в ноябре 1761 года Канцелярия Колывано-Воскресенского горного начальства обязала офицеров изучать книги по горному делу, в том числе и книгу Шлаттера. Об этом после смерти Ползунова написала его вдова.
В апреле 1763 года Ползунов подал докладную записку в Канцелярию Колывано-Воскресенского горного начальства, в которой описывался первый проект его машины. Чертежи ее сохранились в краевом архиве. Долгое время не знали, что было два проекта. Тот макет, который был создан в 1820-е годы при начальнике Колывано-Воскресенских заводов Петре Фролове и сейчас выставлен в краеведческом музее, как раз сделан по чертежам первого проекта. Ползунов на один котел поставил два цилиндра – один поршень шел вверх, другой – вниз. Фактически, это были две машины Ньюкомена, которые работали непрерывно. Ползунов предполагал использовать свою машину не в качестве насоса, а для подачи воздуха в плавильные печи.
Канцелярия горного начальства заинтересовалась предложениями Ползунова, начальник заводов Порошин очень внимательно отнесся к ним, и сразу же отправил докладную записку и чертежи в Санкт-Петербург. Было предложено сделать Ползунова поручиком и дать ему награду – 200 рублей, больше его годового заработка.
Чертежи и доклад попали к Ивану Шлаттеру. Ознакомившись с материалами, он признал машину Ползунова изобретением, хотя отметил, что машина построена на манер английской. Шлаттер, ведущий тогда российский специалист по горному делу, сделал несколько дельных замечаний. В частности, сказал, что машина громоздкая, что цепи использовать нежелательно.
Но Шлаттер не понял главной идеи Ползунова. Он посчитал, что лучше поставить две машины Ньюкомена – одна про запас, а вторая бы качала воду в резервуар, из которого бы вода подавалась на колеса. То есть, это была модификация старой идеи водоналивного колеса, только плотины теперь уже не требовалось. А Ползунов, как она сам писал, хотел «водное руководство пресечь».
Тем не менее, Шлаттер решил, что нужно наградить Ползунова чином механикуса (капитана) и строить машину. Это решение пришло в Барнаул в начале 1764 года. К этому времени Ползунов разработал уже второй проект. Если мощность первой машины предполагалась около трех лошадиных сил, то второй – около сорока. Ползунов отказался от цепей и заменил их балансирами. И самое главное – на чертеже уже были мехи. Он придумал, каким образом подавать воздух в плавильные печи. Машина приводила в действие огромные мехи, от которых по специальным трубам расходился воздух.
Машина построена
В январе 1764 года Канцелярия приняла решение о строительстве машины. Для строительства использовали на время закрытое здание стекольного завода (на современной улице Мамонтова, сейчас рядом с этим местом находится Барнаульский дрожжевой завод). Ползунов переселился туда на все время работы над машиной.
16 декабря 1765 года он в рапорте сообщил, что машина построена. Но печей и мехов пока не было. Машину опробовали на подъеме бревен, измерили силу – все получилось. И тогда было решено установить мехи к маю 1766 года и построить временные, без фундамента, печи. То есть, было принято решение о создании производства.
Диаметр цилиндров был 81 см, ход поршня – 2 м 56 см, объем котла – 7 тонн воды.
Детали для машины – котел, цилиндры - изготавливали на Барнаульском сереброплавильном заводе и поднимали вверх по Барнаулке на плотах. Ползунов просил сделать котел из чугуна или, хотя бы, из толстой меди. Но в Барнауле с чугуном не работали, а с Урала его невозможно было привезти из-за огромного веса. Для работ Ползунов просил 76 человек, но ему дали только восемь учеников. Руководство Барнаульского завода обвинять в этом сложно, там было всего 200-230 работников.
Изобретение ненадолго пережило изобретателя
18 апреля 1766 года у Ползунова началась скоротечная чахотка, харканье кровью. Врач Кизинг писал, что обострилась прежняя болезнь, но никаких документов, подтверждающих то, что у Ползунова раньше была чахотка, нет.
С середины апреля Ползунов из-за болезни уже не принимал участия в работах. Он просил уволить его, поручив все оставшиеся работы ученикам Левзину и Черницыну.
16 мая 1766 года в 6 часов вечера он умер (смерть была зафиксирована в рапорте Кизинга), не дожив неделю до пуска машины. 22 мая была произведена ее проверка и принято решение, что машину можно эксплуатировать. 23 мая при помощи барометров испытали меха, выяснилось, что воздуха хватит на 10-12 печей.
В июне начали строить три плавильные печи, в августе работы закончили. 7 августа машина была пущена в регулярную эксплуатацию. Современники отмечали, что благодаря очень сильному дутью плавка шла хорошо.
Когда машину запустили, выяснилось, что самая большая проблема – уплотнение поршней. Ползунов об этом предупреждал и просил пробковое дерево. То, что взяли в аптеке, крошилось. Другого не нашли и стали использовать бересту. Но она быстро истиралась.
10 ноября 1766 года прогорели кирпичные своды, и из-за этого прогорел тонкий медный котел, вода залила огонь, машина остановилась. Восстанавливать ее не стали, 10 лет она простояла без дела. А в 1778 году было принято решение разобрать машину.
Ползунова похоронили на единственном тогда барнаульском кладбище рядом с Петропавловской церковью на нынешней площади Свободы. В 1990-е годы появилась версия, что Ползунова могли перезахоронить на Нагорном кладбище, открытом в 1774 году, но никаких подтверждений эта версия не имеет.
Никаких изображений Ползунова, портретов не осталось – художников в Барнауле в то время не было. Поэтому сейчас мы можем видеть совершенно разные образы изобретателя: на площади Свободы – один, у технического университета – другой. В здании АлтГТУ на каждом этаже свой образ Ползунова.
Есть несколько макетов машины Ползунова. Самый ранний из доступных – 1820-х годов – хранится в Алтайском государственном краеведческом музее. Он был сделан по первому проекту, от которого Ползунов отказался. Но сам этот макет является уникальным, поскольку сделано почти 200 лет назад. Есть модель, действующая от электричества, в Политехническом музее в Москве. Кажется, есть модель в Горном техникуме в Екатеринбурге.
После смерти Ползунова его вдова сообщила начальству, что у нее хранится незаконченная модель паровой машины, которую делал Иван Иванович. Потом ее завершили ученики механика. Эта модель действовала от спиртовки. Когда Левзина и Черницина вызвали в Санкт-Петербург, они отвезли модель туда. Ее взяли в Кунст-камеру, выставили там. Где она сейчас, не известно.
Высшая точка тупиковой технологии
Есть несколько причин того, почему после смерти Ползунова его машина работала очень недолго. Во-первых, не было самого изобретателя и некому было ее «курировать», а двух лучших учеников отправили в Санкт-Петербург. Во-вторых, машина получилась громоздкой. Любой инженер скажет, чем проще механизм, тем лучше он работает. В-третьих, она была неэкономичной. Говорят: она принесла прибыль 11 тысяч рублей. Но это при плавке серебра. А если бы плавили чугун, прибыль была бы гораздо ниже. Но самое главное в том, что феодальной экономике эта машина была не нужна. Водоналивные колеса, которые требовали только небольшого ремонта, и дешевая рабочая сила позволяли получать серебро и по старой технологии. Больших изменений не было вплоть до середины XIX века. А водоналивные колеса на Барнаульском заводе заменили паровыми турбинами только в 1880-е годы.
Пароатмосферная машина Ньюкомена или Ползунова имела очень низкий КПД и не была универсальной. Это высшая точка развития пароатмосферных двигателей, но они являлись тупиковым путем теплотехники – мощней одной атмосферы их нельзя было сделать. Паровоз на основе такой машины создать было невозможно, потому что она работала только в вертикальном исполнении. А вот Джеймс Уатт в 1782 году изобрел именно универсальный паровой двигатель.
И, тем не менее, значимость изобретения Ивана Ползунова очень велика. У нас часто упрощают историю и говорят: «Ползунов – первый в мире изобретатель парового двигателя». На это любой англичанин скажет, что у них в то время уже в каждом руднике стояла пароатмосферная машина. Но Ползунов превзошел современных ему английских теплотехников и уж точно первым в России сделал паровую машину.
Дмитрий Негреев, июнь 2011 г., "Политсибру".