包尔祖诺夫的遭遇
在谈到蒸汽机的发明时,前苏联曾为他们的俄罗斯技师包尔祖诺夫大声疾呼,并且列举了他的发明和他的坎坷遭遇。
包尔祖诺夫 1728 年诞生于俄罗斯的叶卡德琳堡,父亲是一个士兵。父亲将少年的包尔祖诺夫送到一个工厂学校里学习,同时干着“机械学徒”的活儿。18 岁那年,他被派到阿尔泰的柯雷文一伏斯克列森工厂,希望在今后能够担任采矿、熔炼、冶金等工作。
包尔祖诺夫来到工厂以后,看到那里的机器都是由水轮推动着慢悠悠的转动,于是想到要创造一种蒸汽发动机去代替那粗陋、笨重的水轮。用他自己的话说,就是要“推翻水的领导权”。为了实现这个伟大的理想,并证明小小的蒸汽机可以具有比水轮更多的优越性,他先从用在冶金炉旁的鼓风炉
开始革新,他发明了一种圆筒形鼓风器。
这种圆筒形鼓风器利用蒸汽力去推动活塞鼓风,不过和欧洲当时研究的利用蒸汽机工作的原理恰好“相反”,在那些蒸汽机里,发明家们都是利用蒸汽膨胀时产生的张力,去推动活塞,而在包尔祖诺夫设计的蒸汽圆筒鼓风机中,却是利用活塞去推动空气,产生气流。这种汽流当然比旧式风箱靠一推一拉产生的气流要强大得多,它能一直透过高高的炼铁炉里的矿石层和炭层,使它们充分燃烧达到炽热的程度,提高冶金的生产效率。
接着,包尔祖诺夫决定制造一部“火力机”,它“能够按照我们想要它做的工作来调整”。
1763 年,包尔祖诺夫向他工作的柯雷文一伏斯克列森工厂厂长提出他的蒸汽机设计。按照包尔祖诺夫的想法,这部机器和一切只用来抽水的抽水机不同,应该能够保证不间断的工作。
在当时,包尔祖诺夫的设计被送到彼得堡,由五等文官什拉吉尔审查,审查以后,什拉吉尔批示说:“⋯⋯他的这种创见应该作为新发明受到推崇。”于是,包尔祖诺夫的设计有幸可以投入试制。由于当时庞大的机器如水
轮机之类,全部都是由木头制成的木结构,而包尔祖诺夫认为,作为蒸汽机, 应该全部由金属制成。根据当时生产的工艺条件,要想一步就造出合格的各种型式的金属部件,工艺过程是很复杂也是很困难的。所以包尔祖诺夫打算先造一部“小型”的蒸汽机试一试,而他的上级却认为,造“大型”的机器和造“小型”的机器并没有什么根本的差别,要造就造一个真家伙出来可以马上应用。于是包尔祖诺夫只好带着两名青年学徒和几个工人,在没有任何其他帮助的情况下,就开始建造自己设计的真正的大型蒸汽机。它是一台有三层楼房那么高的巨大的蒸汽机,建成以后,可以同时向 10 座炼铁炉供给冶炼时必需不断补进的帮助燃烧的空气。
根据文献的记载,这台蒸汽机的工作原理大体上是这样的:水在金属锅炉里烧沸,蒸汽通过分汽装置分别从管道中通向两台立式汽缸里,汽缸里的活塞受到蒸汽的推动,将动作传到与活塞相联接的杠杆上,而这些杠杆的另一端与风箱的活塞直相连接,这样,汽缸的活塞不断动作,通过杠杆与蒸汽活塞相连接的风箱活塞也不断推拉,起到不断向炼铁炉送风的作用。
据说,包尔祖诺夫还研究出了给锅炉自动添水的装置。和维持蒸汽机不间断地动作的装置,使他设计的蒸汽机的全部零件都能够经常“自己保持运动”。
1766 年 5 月,包尔祖诺夫设计的蒸汽机终于制造成功,不幸的是,5 月
6 日那天,包尔祖诺夫在异常繁重的劳动和穷困的折磨下死去了,他只活了
38 岁。
包尔祖诺夫去世几天以后,这台蒸汽机才正式启动。这台蒸汽机在开始的头几个月里,它为炼铁炉送去鼓风,工作运转良好。可是后来发现,活塞和汽缸之间吻合得不那么紧密,他那无知的上司,按照手工业式的思维方式, 下令在活塞上面包上一层桦树皮,以消除活塞与汽缸之间的空隙,结果当然更糟,因为“树皮极不驯服,有孔的地方开始大量流水”。
1766 年 11 月 10 日,也就是这台巨大的蒸汽机工作了大约 6 个月的时间,由于锅炉是用铜板铆接的,技术不过硬,产生严重的漏水现象,它被迫停止工作。
1779 年,阿尔泰工厂的领导下令:“把这个火力机器拆毁,把装置这部
机器的工厂毁掉,把林料用到适用的地方。”于是,包尔祖诺夫的蒸汽机和他本人一样,彻底在地球上消失了。那片地方成为一片废墟,只在民间仍将它称为“包尔祖诺夫瓦砾场”,表达了俄罗斯人民对包尔祖诺夫的怀念。
据记载,包尔祖诺夫设计的蒸汽机模型,早已复制出来珍藏在巴尔纳乌尔矿业博物馆里。
由前苏联科技史学家奥尔洛夫主编的《俄罗斯科学发明史话》中,相当详细而又感慨万分地记载了包尔祖诺夫的业绩和他发明的蒸汽机,认为它是“全世界第一部工业各部分都可以应用的蒸汽机,在技术发展史上打开了一个新时代。”
不过从对包尔祖诺夫的介绍中,我们没有找到他发明蒸汽机的思路。从简短介绍的它的结构看,用蒸汽推动活塞,而活塞作为杠杆的一端,通过杠杆去带动另一端的活塞去给鼓风炉送风,它的结构似与纽科门蒸汽机的结构相似。包尔祖诺夫生活在 18 世纪,俄国已经经历了彼得大帝(1672~1725) 的改革,俄国对西欧的文化、科学和技术已经有了交流。因此,或许包尔祖诺夫发明的蒸汽机也曾受到过一些西欧的科学文献记载的启发,当然,这也并不抹杀包尔祖诺夫在蒸汽机的设计、研制和发明上凝聚着他自己的智慧和创造。它同时还表明,在那个时候,在西欧以外,与瓦特 1765 年开始的对蒸汽机的研究同步,也曾有别的国家、别的民族对蒸汽力的利用进行过研究, 也曾经花大力气制造过蒸汽机。
当然,也不必回避,在西方,当介绍蒸汽机的这段发明史时,既没有人提到在 18 世纪的俄罗斯曾经建造出那么大型的蒸汽机并投入生产实用,更没人知道包尔祖诺夫其人,造成这种结果,一方面是由于这种发明只不过是昙花一现,未能得到社会的承认,而更主要的一主方面,正如俄罗斯科技史学家奥尔洛夫所慨叹的那样:“为什么俄罗斯发明会给埋没,它的天才的发明家的姓名也给忘却呢?”“这要怪当时俄国当政的人们。他们不认识也不热爱自己的国家和自己的人民,他们只知道摹仿别人的习惯和时尚,拜在外国的‘新奇事物’面前。”这种分析确令人产生有“一针见血”的同感。
从上面介绍的包尔祖诺夫设计蒸汽机的过程中,我们还可以看到,在当时的沙皇俄国,官僚主义十分严重,什么都要经过官员的审查批复,而那帮官员其实什么也不懂,成事不足,败事有余。相比较来说,在当时的西欧, 他们已经经历了资产阶级革命,资产阶级已经获得他们的权利,虽然他们在自己的个人奋斗中都经历了不同的艰难困苦和坎坷曲折,但一般来说,那大多是来自于经济实力方面的较量,而对自己所感兴趣和十分热爱的发明事业,尽可能独立自主地去充分发挥自己的聪明才智,去钻研试制,而不致于受到这样那样来自官僚主义的无知的干预。
将瓦特蒸汽机的命运与包尔祖诺夫蒸汽机的命运相比较,每个人都可以按照自己的体会从中得到某些启迪。