100 великих чудес инженерной мысли - Андрей Низовский

Широко использоваться автоматические регуляторы стали в годы промышленного переворота в Европе на рубеже XVIII и XIX столетий. К таким механизмам относятся поплавковый регулятор питания котла И.И. Ползунова в его «огнедействующей» (паровой) машине (1765 г.) и центробежный регулятор скорости вращения вала в паровой машине английского механика Дж. Уатта, патент на которую он получил в 1784 г.

Алюминий – самый распространенный в природе металл. Он составляет 8,1 % веса земной коры. Однако в качестве свободного металла алюминий не встречается нигде – его можно найти только в рудах. И чтобы извлечь алюминий из этих руд, требуется приложить немало усилий.

Еще в V в. до н. э., по свидетельству Геродота, древние народы применяли при крашении тканей минеральную породу, которую они называли «алюмен», т. е. «вяжущая», «связующая». Этой породой были квасцы. Но о том, что в состав квасцов входит некий неизвестный элемент, стало впервые известно лишь в XVI столетии. Знаменитый немецкий врач и естествоиспытатель Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенхайм, более известный под именем Парацельс, исследуя квасцы, установил, что они «есть соль некоторой квасцовой земли», в состав которой входит окись неизвестного металла. Эту «квасцовую землю» (глинозем) в 1754 г. сумел выделить немецкий химик Маргграф. Однако прошло еще несколько десятков лет, прежде чем англичанин Дэви попытался с помощью электролиза получить таинственный металл, скрывающийся в квасцах. Но ни ему, ни шведу Берцелиусу, спустя несколько лет повторившему опыт, выделить этот металл в чистом виде так и не удалось. Несмотря на это, ученые все же решили дать «неподдающемуся» металлу имя. Берцелиус назвал его «алюмием» – от латинского «alumen» («квасцы»), а затем Дэви изменил это название на «алюминий».

Первым, кому удалось выделить металлический алюминий, стал датский ученый Ганс Христиан Эрстед. В 1825 г. он опубликовал свою статью, в которой писал, что в результате проведенных им опытов удалось получить «кусок металла, с цветом и блеском, несколько похожим на олово». Спустя два года немецкий химик Фридрих Вёлер опубликовал свой метод получения алюминия. А в 1855 г. на Всемирной выставке в Париже впервые были представлены слитки «серебра из глины», ставшие настоящей сенсацией.

В те годы алюминий ценился дороже золота и серебра. При дворе французского императора Наполеона III лишь члены монаршей семьи и наиболее почетные гости были удостоены чести есть алюминиевыми ложками и вилками. Однако поиски новых методов получения алюминия продолжались, и в 1886 г., независимо друг от друга, американский студент Чарльз Мартин Холл (1863–1914) и французский инженер-металлург Поль Луи Туссен Эру (1863–1914) разработали электролитический способ производства этого металла. Этот метод, мгновенно обесценивший «серебро из глины» (в 1854 г. 1 килограмм алюминия стоил 1200 рублей, но уже к концу XIX в. цена на него упала до 1 рубля), до сих пор остается основным в процессе промышленного производства алюминия. И сегодня, спустя сто лет, получение этого металла без электролиза немыслимо…

Но как люди обходились без электролиза две тысячи лет назад? Ведь некоторые цивилизации древности, судя по всему, были… знакомы с алюминием!

Древнеримский историк и географ Плиний Старший (Плиний. «Естественная история», книга 36, параграф 195) рассказывает об одном чрезвычайно интересном событии, которое произошло почти два тысячелетия назад. Однажды к римскому императору Тиберию пришел незнакомец и преподнес ему чашу из блестящего, как серебро, но чрезвычайно легкого металла. Мастер рассказал, что этот металл он сумел получить из глинистой земли. Быстро поняв опасность этого изобретения – ведь новый металл мог обесценить хранившиеся в императорской казне золото и серебро! – Тиберий приказал отрубить изобретателю голову, а его мастерскую разрушить. Так на долгие столетия рецепт изготовления алюминия был забыт…

Правильнее сказать – забыт в Европе. Потому что в другой части планеты – в Китае – одиночки-изобретатели продолжали каким-то неизвестным нам методом получать алюминий и изготавливать из него различные предметы.

В 1959 г. китайские археологи нашли в одном из древних погребений поясные застежки, сделанные из алюминия тысячу лет назад. А в 1978 г. всю мировую печать обошла сенсационная новость о том, что гробницу полководца Чжоу Чжу, умершего в начале III в., украшает… алюминиевый орнамент!

Ученые подвергли спектральному анализу некоторые элементы металлического декора гробницы. Результат оказался настолько ошеломляющим, что анализы пришлось несколько раз повторить. И всякий раз данные анализа неопровержимо свидетельствовали: сплав, созданный древними умельцами, содержит 10 % меди, 5 % марганца и… 85 % алюминия!

Но каким же образом китайским мастерам удалось получить этот металл в III в.? Ясно, что не с помощью электролиза. Правда, известен другой способ получения алюминия, разработанный в 1860-х гг. русским химиком Н.Н. Бекетовым, по которому алюминий выделяется из природного минерала креолита с помощью магния. Но тогда получается, что древние, помимо алюминия, знали еще и магний? Или в те далекие времена существовал какой-то другой способ получения алюминия, затерявшийся в веках?

Мечеть Кувват-уль-Ислам со всемирно известным минаретом Кутб-Минар – старейший мусульманский храм в Индии. Внимание его посетителей неизменно приковывает странная, целиком изготовленная из железа колонна, одиноко высящаяся во дворе мечети. Она намного старше, чем сама мечеть, – ее возраст насчитывает более полутора тысяч лет. Казалось бы, что за пятнадцать столетий влажный климат Индии, затяжные ливни в период муссонов должны были превратить железо в труху. Однако на колонне нет… ни малейшего признака ржавчины!

Считают, что Железная колонна может являться, например, продуктом порошковой металлургии. Но была ли порошковая металлургия известна в Индии в IV в. н. э.? А если нет, то каким образом древние металлурги умудрились получить железо, практически нечувствительное к атмосферным воздействиям? Если они действительно обладали такой продвинутой технологией, то почему не сохранились другие подобные изделия?

Множество мифов и легенд окружает загадочный столб. В средние века индусы считали, что это знаменитый силач Бхим, один из героев «Махабхараты», снял столб со своей правой руки и воткнул его в землю. Позже, уже в наше время, свою лепту в создание ореола таинственности вокруг Железной колонны внесли всевозможные любители «непознанного». Так, иногда можно встретить утверждения, что возраст столба составляет 2300 лет, и что его изготовили космические пришельцы – то ли отковали прямо в местных условиях, то ли доставили на Землю со своей инопланетной родины. Другие говорят, что индийские умельцы якобы изготовили колонну из огромного метеорита, некогда упавшего в окрестностях Бомбея…