26 июня 1897 года британский королевский флот устроил парад судов в честь 60-летия правления королевы Виктории. На мероприятии присутствовали высшие чины Адмиралтейства, иностранные послы и даже члены королевской семьи. Через несколько часов после открытия парада все внимание приковал к себе небольшой корабль «Турбиния», который несся по бухте со скоростью 34 узла — на голову быстрее всех кораблей вокруг.
На палубе в этот момент стоял щуплый немолодой джентльмен в пенсне и мечтательно смотрел куда-то вдаль. В этот момент с лестницы, ведущей в каюты, раздался крик его жены Кэтрин: «Чарльз! Чарльз Парсонс! Иди посмотри, что твоя дочь Рэйчел смастерила. Похоже, в семье растет еще один инженер». Джентльмен оторвался от завораживающего вида и неспешно стал спускаться в каюту к своей семье.
Чарльз Парсонс был необычным человеком. Именно он изобрел первую в мире паровую турбину, возможности которой с блеском продемонстрировал в этот день на его собственном корабле «Турбиния». Но не менее примечательно, что вся его семья: отец, мать, жена, а потом и дочь — тоже были неразрывно связаны с миром техники и внесли немалый вклад в историю. Наш короткий рассказ — об этой уникальной семье.
Глава 1: Уильям и Мэри Парсонс
История взаимоотношений семейства Парсонс с инженерным делом начинается с Уильяма — отца главного героя нашей истории. Будучи сыном второго графа Росс, он получил образование в Тринити-колледже в Дублине и колледже Магдалины в Оксфорде. Чарльз учился в них параллельно. Оба учебных заведения Уильям Парсонс закончил с отличием в 1822 году: учителя особо выделяли его уникальные способности к математике и астрономии.
После смерти своего отца в 1841 году Уильям унаследовал замок Бирр — семейную резиденцию Парсонсов с 1620 года. В 1836 году Уильям женился на Мэри Росс — в браке родилось 13 детей, из которых до взрослого возраста дожили лишь четверо. Довольно типичная ситуация для тех лет: детская смертность была крайне высокой. Одним из этих детей был Чарльз Парсонс, будущий изобретатель паровой турбины.
Но обо всем по порядку. Проживая в родовом поместье, сэр Уильям написал несколько важных работ по астрономии и математике (например, своими исследованиями туманностей и улучшениями методов полировки зеркал), после чего приобрел известность в научных кругах и стал сооснователем и председателем Британской научной ассоциации (BSA). Но прославился он не этим.
В начале 1840-х годов Уильям Парсонс искал способ изучить туманности и звездные скопления, описанные в каталогах Шарля Мессье и Джона Гершеля. Однако возможности телескопов того времени были весьма ограничены. Второй граф Росс взялся исправить ситуацию и решил создать самый большой на тот момент телескоп в мире.
Для этого он обратился в несколько подрядных фирм, которые попытались отлить зеркало диаметром 91 см. После нескольких тысяч потраченных фунтов и трех неудач одна из компаний все-таки ухитрилась в 1839 году отлить зеркало из более мелких частей, а затем еще качественно отшлифовать и отполировать его поверхность.
Однако Парсонс убедился, что для исследования отдаленных частей космоса нужно зеркало побольше. В 1842 году та же фирма отлила зеркало диаметром уже 1,83 метра: при толщине 13 см оно весило больше трех тонн (предыдущее зеркало использовалось про запас). И на тот момент ничего больше в мире не существовало. Следующие три года Парсонс занимался созданием опорной конструкции, корпуса и системы вращения — для такой махины задача была нетривиальной. В 1845 году телескоп весом 16 тонн, получивший название «Левиафан из Парсонстауна» (название города Бирр до 1901 года) и управлявшийся сложной системой рычагов и полиспаст, был наконец закончен. Телескоп стал самым большим из построенных в 19 веке.
С 1845 по 1848 год лорд Росс провел сотни наблюдений и обнаружил спиральную природу некоторых туманностей, которые сегодня известны как спиральные галактики. Например, телескоп «Левиафан» первым обнаружил спиральную структуру галактики M51, позже прозванной «Водоворотом». Сделанные им зарисовки весьма похожи на реальность. Также он смог сделать подробную зарисовку крабовидной туманности.
Доклады Уильяма в Лондонском королевском обществе вызвали настоящий фурор. Замок Бирр посетили многие видные ученые того времени. Например, там регулярно бывал Чарльз Бэббидж — астроном и по совместительству человек, создавший прообраз современного компьютера. Телескоп был даже упомянут в романе Жюля Верна «С Земли на Луну прямым путём за 97 часов 20 минут»:
«Мы знаем, что прибор, установленный лордом Россом в Парсонстауне и дающий увеличение в 6500 раз, приближает Луну на видимое расстояние в шестнадцать лиг.»
Томас Ланглуа Лефрой, ирландский политик и судья, писал:
«Планета Юпитер, которая через обычное стекло кажется не больше хорошей звезды, видна в два раза больше, чем Луна невооруженным глазом.»
За свою работу в 1848 году Уильям Парсонс стал почетным ректором Тринити-колледжа Дублина и Королевского научного общества. А телескоп «Левиафан» еще долго привлекал знаменитостей и ученых, пока наследники ученого после его смерти в 1867 году не разобрали «восьмое чудо света» на запчасти и не распродали — уж больно дорого было его обслуживать.
Но примечательно еще то, что при создании телескопа всеми работами, связанными с корпусом, руководила жена Уильяма — Мэри Росс Парсонс. Более того, она сама выковала несколько деталей, будучи первоклассным кузнецом. Согласитесь, достаточно необычный род занятий для высокопоставленной особы. Еще супруга помогала мужу финансово: вложила больше 12 000 фунтов с дохода ее семейных поместий и организовала цеха в замке Бирр по отливке, резке, шлифовке и полировке металла.
В 1854 году Мэри взялась еще больше популяризовать телескоп мужа и занялась модным направлением для того времени — фотографией. Она делала очень необычные, причудливые снимки «Левиафана» и разных людей на его фоне. За один из них она даже получила серебряную медаль Фотографического общества Ирландии и стала его почетным членом.
Мэри Парсонс прославилась не только своими техническими и организаторскими способностями, но и человеческими качествами. В 1845-1847 годах в Ирландии произошел «Великий голод», из-за которого население сократилось почти на 25%. Мэри приютила на территории поместья более 500 мужчин, дала им работу и обеспечивала пропитанием на протяжении двух лет. Мэри Парсонс прожила 71 год и умерла в своей постели в 1885 году, окруженная заботой четырех своих выживших сыновей.
Глава 2: Чарльз Парсонс
Чарльз Парсонс и его братья получили традиционное для знатных семей того времени образование — у частных репетиторов. Причем, разумеется, у самых лучших, ведь их отец Уильям был уважаемым членом научного сообщества. По совместительству мальчики часами играли в технических помещениях телескопа под присмотром своего отца, а также помогали матери в ее нелегком хобби — фотографии.
Чарльз сразу обратил внимание на паровые машины, которых было предостаточно на территории поместья — как вы помните, его мать Мэри оборудовала цеха для обработки металла. Молодого человека сразу поразила сила пара. Как может вода во что-то превращаться, да еще и совершать полезную работу: толкать поршни вальцовочной машины, вращать колесо резчика и так далее? Идея преобразования пара в разные виды энергии будет занимать его на протяжении следующих десятилетий.
После изучения математики в Тринити-колледже в Дублине (его отец был там ректором) и блестяще сданных экзаменов молодой человек устроился подмастерьем на Elswick Works в 1877 году. Простите, что? Сын графа работает на предприятии, которое проектирует военную технику под управлением крупнейшей инженерной фирмы Англии WG Armstrong?
Но Чарльз Парсонс не искал легких путей: он не хотел пользоваться своим социальным статусом или именем графа Росса. Он намеревался получить нужные знания и квалификацию своим упорным трудом. Более того: он даже заплатил порядка 500 фунтов (60 000 долларов на сегодняшний день) за возможность пойти в ученики.
Парсонс работал над усовершенствованием паровых машин. Например, его четырехцилиндровый паровой двигатель улучшенной конструкции (имел более высокую частоту и меньшую вибрацию) даже был запатентован и использовался в приводах динамо-машин на заводе Elswick Works.
После этого Парсонс в течение нескольких лет безуспешно пытался создать торпеды с ракетным двигателем, а в 1884 году устроился на работу в компанию Clarke, Chapman and Co — крупнейший производитель судового и портового оборудования. Причем он сразу стал руководителем отдела электрооборудования: на тот момент лампы накаливания Томаса Эдисона доминировали на рынке США и Европы, и для их работы требовалась большая выработка электроэнергии.
На тот момент электроэнергию вырабатывали как паровые поршневые двигатели, которые вращали привод генераторов, так и водяные турбины (одна из таких позже работала на электростанции Ниагарского водопада).
Для Парсонса все сошлось: его любовь к паровым машинам и реальная потребность работодателя в создании более совершенных устройств для генерации электроэнергии. Суть состояла в том, что поршневые двигатели того времени оставались слишком шумными, громоздкими, опасными и в целом малоэффективными. Даже после их доработок на протяжении десятилетий: например, путем добавления конденсаторов, которые должны были снизить тепловые потери.
Чарльз Парсонс решил создать паровую турбину по аналогии с водяной. Однако задача была далеко не самой простой. Из-за того, что плотность пара намного ниже, колесо такой турбины должно было бы вращаться с огромной скоростью, чтобы вырабатывать достаточную мощность. По этому принципу пошел шведский инженер Густав де Лаваль: разработал турбину с большим количеством лопаток особой формы, на которые пар со сверхзвуковой скоростью подавался через четыре сопла, расположенных по окружности под строго рассчитанным углом.
Частота вращения турбины Лаваля могла бы теоретически достигать 20-30 тысяч оборотов в минуту. Но тогда вся конструкция, включая подшипники и редукторы, должна была иметь идеальные механические характеристики. Даже малейший разбаланс на такой скорости приводил бы к вибрации, а со временем из-за огромных центробежных сил — к разрушению конструкции. По этой причине турбины Лаваля на тот момент (конец XIX века) имели много ограничений и не могли вытеснить поршневые паровые двигатели.
Чарльз Парсонс придумал иной подход: не использовать один быстро вращающийся ротор, а пропустить струю пара через несколько последовательно расположенных роторов. В этом случае для вращения не требовалась бы столь высокая скорость пара, как у Лаваля: каждый ротор мог бы последовательно извлекать энергию, а давление пара снижалось бы постепенно, по мере прохождения всей установки.
Механические нагрузки стали бы значительно меньше. Это открывало совершенно новые возможности для преобразования энергии пара в электрическую — все прочие конструкции паровых машины безвозвратно ушли бы в прошлое.
Чарльз Парсонс закончил свой первый прототип паровой турбины в 1884 году. Он имел длину 1,73 метра, ширину 0,4 метра и высоту 0,8 метра при весе в одну тонну, вращался с частотой 18 000 об/мин (!!!), при этом приводимый им во вращение генератор выдавал всего 7,5 кВт электроэнергии.
Конечно, первая модель никуда не годилась: 7,5 кВт слишком мало, а частота вращения 18 000 об/мин — слишком много. Следующие 5 лет Парсонс совершенствовал свое изобретение. В 1889 году он открыл компанию CA Parsons and Company, которая начала производить турбогенераторы собственного производства.
В том же году он основал DisCO, которая специализировалась на строительстве электростанций. Первая была построена неподалеку от Форт-Бэнкс в 1890 году. И с тех пор Парсонс ввел в эксплуатацию еще около десятка. Вершиной его творения стала электростанция мощностью 1 МВт, построенная в Эльберфельде, Германия.
Однако главным направлением работы Чарльз считал использование турбинных установок для кораблей. В 1894 году он основал компанию Marine Steam Turbine Co и приступил к постройке первой лодки с паровой турбиной на борту. В 1897 году на воду было спущено экспериментальное судно «Турбиния»: его три турбинные силовые установки приводили в движение девять гребных винтов (по три на вал), что позволяло развить скорость практически до 64 км/ч. С отрывом лучший результат среди всех паровых судов того времени.
После нескольких испытаний весной 1897 года лодка была готова к своему бенефису. 26 июня, во время парада судов в честь 60-летия правления королевы Виктории, «Турбиния» продемонстрировала всему миру возможности паровых турбин — такой скорости для судов еще не видели. Как вы уже знаете, Чарльз Парсонс в этот момент находился на лодке вместе с женой Кэтрин и 12-летней дочерью Рейчел. То был настоящий миг триумфа инженерной мысли, который должна была разделить и семья.
В 1905 году британское адмиралтейство решило, что все будущие корабли Королевского флота должны быть оснащены турбинными двигателями. Частное коммерческое судоходство последовало этому примеру. Чарльз Парсонс продолжил совершенствовать паровые турбины: улучшил конструкцию лопаток, добавил регулятор пара и экспериментировал с перегревом и конденсацией пара. В результате с 1910-х годов паровые турбины стали стандартом для электростанций.
Всего за свою жизнь Чарльз Парсонс запатентовал больше 300 изобретений в самых разных областях. Кроме дочери, в браке с Кэтрин родился еще сын Алджернон Джордж — он погиб в 1918 году во время Первой мировой войны, не дожив пару месяцев до своего 31-летия. Сам Чарльз Парсонс мирно ушел из жизни 11 февраля 1931 года на борту парохода «Герцогиня Ричмондская» во время круиза — ему было 76 лет.
Но на этом история семьи инженеров Парсонс не заканчивается.
Глава 3: Кэтрин и Рейчел Парсонс
Сразу оговоримся: ни жена, ни дочь Чарльза не были выдающимися изобретателями, в отличие от его самого и его отца Уильяма, создавшего телескоп «Левиафан». Но тем не менее они очень сильно повлияли на инженерное дело по всему миру.
Кэтрин Парсонс не имела никакого инженерного образования, однако участвовала во многих проектах мужа. Например, когда в 1879 году он проводил испытания торпеды с реактивным двигателем в парке Раундхей Лидса в 7 утра, чтобы пугать меньшее число посетителей шумом, Кэтрин каждый день была подле мужа.
В 1914 году Великобритания официально вступила в Первую мировую войну — сотни тысяч молодых рабочих мужчин отправились на фронт. Чтобы поддержать экономику страны, правительство издало указ о том, что женщины могут привлекаться к работе на заводах, в том числе заниматься инженерным делом.
Кэтрин, которая отправила на войну собственного сына, с энтузиазмом взялась за дело. Например, помогала привлекать на работу женщин и управлять заводом боеприпасов в районе Тайнсайд. Дополнительно Кэтрин активно сотрудничала с Министерством обороны и помогала разрабатывать инструкции по адаптации женщин на разных рабочих местах. За эту работу в 1918 году, уже после гибели сына, Кэтрин получила звание первого почетного члена Института инженеров и судостроителей Северо-Восточного побережья.
Когда война закончилась, мужчины вернулись домой и им нужно было где-то работать. А многие рабочие места теперь были заняты женщинами. Вместо того чтобы попробовать расширить рабочие места, правительство в 1919 году под давлением профсоюзов приняло «Закон о восстановлении довоенной практики». Согласно ему, женщины должны были уступить свои рабочие места вернувшимся военнослужащим, если только они не работали на этих же местах до войны. Кэтрин Парсонс решила бороться с подобным положением дел. Тем более на одном из заводов во время войны работала ее дочь.
Рейчел Парсонс с детства проявляла склонность к инженерному делу: вместе с отцом и братом конструировала разные механизмы и регулярно посещала семейные заводы и электростанции. В 1903 году она поступила в Ньюнхэмский женский колледж при Кембриджском университете, закончив его с отличием в 1908 году. Однако получить ученую степень она не могла — в Великобритании до 1948 года для женщины это было невозможно.
В 1912 году Рейчел устроилась на один из заводов отца, помогая ему проектировать турбогенераторы. С началом войны она какое-то время проработала на заводе боеприпасов, после чего присоединилась к матери: помогала трудоустраиваться женщинам по всей Великобритании.
После выхода «Закона о восстановлении довоенной практики» она вместе с матерью принялась бороться за права женщин. В 1919 году Кэтрин произнесла историческую речь на собрании Института инженеров и судостроителей Северо-Восточного побережья.
«Женщины способны выполнять почти все известные операции в области машиностроения: от самой высококвалифицированной точной работы, измеряемой с точностью до микрометра, до более грубой работы. Перечислить все, что лежит между этими двумя крайностями, означало бы составить каталог всех инженерных процессов.»
Однако правительство не прислушалось к доводам: по всей стране прокатилась волна увольнений женщин. Тогда Кэтрин и Рейчел Парсонс, а также еще шесть высокопоставленных женщин Великобритании в 1919 году учреждают «Инженерное женское общество» (WES), призванное защитить права женщин на рабочих местах.
Дополнительно в 1921 году основатели WES открывают фирму Atalanta Ltd — в нее принимали на работу только женщин, которых сократили с работы из-за дискриминирующего закона. Компания выпускала самую разную продукцию: газовые и масляные горелки, гаечные ключи, отвертки и даже сверлильные станки.
Фирма прекратила производство в 1928 году (официально ликвидирована в 1937 году). И хотя она дала работу всего нескольким десяткам женщин, фирма привлекла внимание к проблеме: некоторые промышленные компании-гиганты Великобритании стали принимать женщин на инженерные должности, если те докажут свою квалификацию.
Кэтрин Парсонс оставалась почетным президентом WES до 1925 года, после чего ушла на пенсию. После смерти мужа в 1931 году она занималась написанием его биографии, однако закончить ее не успела — в 1933 году Кэтрин умерла от рака в возрасте 74 лет.
Судьба Рейчел сложилась неоднозначно. В 1925 году она внезапно прекращает участие в движении, перебирается в шикарный особняк в центре Лондона и начинает вести активную светскую жизнь. О размахе устраиваемых ею вечеринок ходили легенды.
После смерти отца, с которым в последние годы у нее испортились отношения, она получает в наследство 840 000 фунтов и становится одной из богатейших женщин Великобритании. В 1940 году она покупает несколько особняков и перебирается в один из них под названием Лэнсдаун-хаус, неподалеку от деревушки Ньюмаркет.
С детства увлекаясь лошадьми, Рейчел строит рядом большой конный завод и начинает их разводить — всего около 600 скакунов. Местные жители отмечали, что ее поведение с каждым годом становилось все более странным: она всегда выходила в одной и той же одежде и жила всего в двух комнатах. Особняк и территория достаточно быстро пришли в упадок.
В 1956 году случилась трагедия: конюх Деннис Пратт, который работал на конном заводе Рейчел, по какой-то причине был уволен ею без выходного пособия. После двухнедельных приставаний с требованием выплатить долг, 2 июля 1956 года Пратт решил вопрос радикально — забил Рейчел Парсонс железным прутом до смерти. После этого поехал к себе домой, выпил чашку чая и спокойно рассказал о произошедшем жене — та и обратилась в полицию, которая арестовала убийцу.
Рейчел Парсонс никогда не была замужем, не имела детей и вела очень затворнический образ жизни. Поэтому завещания она не оставила. Ее похороны организовали двоюродные братья: потомки сыновей Уильяма Парсонса — братьев Чарльза. Однако они, как и все остальные дальние родственники, не имели никакого отношения к инженерному делу.
Предприятия, которые основал Чарльз Парсонс, существуют до сих пор — правда как часть концерна SIEMENS. В его честь Ирландская инженерная академия ежегодно вручает медаль Парсонса инженеру, внесшему исключительный вклад в инженерную практику.
WES, основанная Кэтрин и Рейчел Парсонс, ведет свою работу уже больше 100 лет и помогает в трудоустройстве женщин на технические специальности. Так что можно смело сказать, что наследие семьи Парсонс живет до сих пор — и речь не только о паровой турбине.
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
-15% на заказ любого VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.
