И Папен лихорадочно принялся за постройку новой "огненной" машины. Устройство ее было таково: в цилиндр вставляется поршень с обмоткой из просаленной веревки. Эта обмотка увеличивает плотность прилегания поршня к стенкам цилиндра и мешает пару просачиваться наружу. К поршню прикрепляется стержень, в нижней части которого имеется выточка. На крышке цилиндра имеется защелка. Когда поршень поднимается и стержень целиком выдвинется из крышки цилиндра, защелка заскочит в выточку и закрепит стержень так, что он, а вместе с ним и поршень не смогут опуститься под давлением атмосферы. Пар сконденсируется, и в цилиндре образуется разрежение, которое по мере конденсации будет увеличиваться. Между тем наружный воздух сквозь щели пройдет в верхнюю часть цилиндра над поршнем и будет давить на него с силою атмосферы. Когда весь пар превратится в воду, достаточно отвести защелку, чтобы поршень беспрепятственно опустился вниз и машина пришла в действие.
Прежде чем постройка этой машины была доведена до конца, Папену пришло в голову еще одно усовершенствование: чтобы ускорить действие машины и увеличить число движений поршня, нужно заставить пар быстрее сгущаться. Для этого мало убрать огонь - нужно еще искусственно охладить цилиндр, хотя бы просто поливая его холодной водой. Первый же опыт оказался удачным. Дело пошло быстрее.
Папен был счастлив.
ПРОЕКТЫ СЛЕДУЮТ ОДИН ЗА ДРУГИМ
Но если радовался Папен, то едва ли не больше был доволен ландграф, когда увидел, как работает новая машина. Он заставил повторить опыты с нею много раз, демонстрировал ее всем гостям, приглашенным специально ради этого случая. Он готов был даже созвать всех своих соседей - владетельных принцев, так не терпелось ему похвастаться "огненной" машиной, изобретенной в его владениях и под его покровительством. Карл искренне считал, что честь открытия принадлежит ему ничуть не в меньшей мере, чем Папену.
А Папену было не до торжеств. Сейчас его занимали смелые планы применения новой паровой машины. Его практический ум не мог ограничиться одной лишь научной стороной дела. Ему не терпелось использовать машину на практике. Ослепленный ее успехом, он не замечал, что она еще очень несовершенна и едва ли сможет найти практическое применение.
Парообразование в цилиндре все еще происходило очень медленно. Нужно было каждый раз сызнова начинать нагревание и терпеливо ждать, когда поршень наконец поднимется. Конденсация пара тоже требовала времени. Пока пар сгущался, в цилиндре образовывалось все большее разрежение. При этом, несмотря на прокладку, в щель между поршнем и цилиндром всасывался воздух - добиться полной непроницаемости не удавалось. Поэтому к тому времени, когда поршень освобождался от защелки и начинал двигаться вниз, в цилиндре уже скапливалось некоторое количество воздуха. Это понижало мощность и без того очень слабого двигателя и не позволяло поршню опуститься до конца. С каждым ходом воздушная прослойка между водой в цилиндре и поршнем становилась все толще. Ход поршня все укорачивался, разрежение в цилиндре уменьшалось, и мощность постепенно снижалась.
Но ведь нельзя забывать, что это была первая в истории действующая паровая машина! До Папена никто и не видел ничего подобного. Понятно, что изобретатель был так рад своему открытию, что придавал ему преувеличенное практическое значение. Он считал, что теперь остается решить лишь одно: каким образом увеличить число ходов поршня в минуту. Для этого необходимо быстро наполнять цилиндр паром и быстро освобождать от пара - другого пути нет. Так не проще ли установить для образования питательного пара отдельный котел? Готовый пар будет подаваться в цилиндр; вместо того чтобы конденсировать отработавший пар, его можно будет просто выпускать через клапан наружу.
Прогуливаясь однажды по парку ландграфа, Папен задержался перед странными низкорослыми кустами, каких прежде ему не приходилось видеть. Зеленые кустики, насаженные аккуратными рядами на главной куртине перед фасадом замка, были покрыты небольшими розоватыми цветочками.
- Странное растение, - вслух сказал Папен. - Я не встречал такого…
- И не мудрено, мой друг, - раздался сзади голос ландграфа. - Эти кусты зацвели всего лишь несколько дней назад… Но скажи мне, о чем ты думаешь? - спросил он, заметив озабоченность Папена.
- Все о том же, ваша милость… Как извлечь для вашего государства пользу из огненной машины! Кое-какие мысли по этому поводу у меня уже есть.
Папен хотел было рассказать ландграфу о своих проектах, но тот перебил его:
- Мой Гессен поскрипит пока и без твоей машины. Недавно я увидел вещь поинтересней: на главной площади Берлина курфюрст поставил перед своим дворцом замечательные фонари. Они на столбах и не гаснут от ветра. Удивительное зрелище, право! На площади стало светлее, и не нужно таскать с собою фонарь, чтобы не сломать ноги. Курфюрст собирается осветить такими фонарями главную улицу Берлина. Вот бы и нам не отстать от него!
Папен с улыбкой слушал своего повелителя.
- Что же, ваша милость, это превосходная мысль, - сказал он голосом, в котором не было ничего, кроме разочарования.
Однако ландграф не уловил этого.
- Ты так думаешь? - обрадовался он. - Вот и займись этим делом. Твоя огненная машина подождет…
Это поручение опрокидывало планы Папена. Чтобы скрыть досаду, он низко поклонился и, боясь, что принцу придет в голову еще какая-нибудь блажь, поспешил уйти.
Но Карл вновь окликнул его.
- Бог с ними, с фонарями, - неожиданно сказал он, - ты подумай лучше вот над чем: мне нужно судно, которое могло бы двигаться под водой и незаметно приближаться к неприятельским кораблям. Располагая таким невидимым судном, мы могли бы уничтожить весь флот французского короля! Ты понял меня, Папен?
Это было уже лучше. Такими вопросами Папен готов заниматься днем и ночью. Однако идея передвижения под водой была настолько новой и смелой, что удивила даже Папена.
- Вы хотите, чтобы судно, как рыба, было погружено в воду?
- Вот именно! Ведь, приблизившись под водой к неприятельскому кораблю, оно сможет подвести под него взрывчатый заряд! Это было бы замечательно! На постройку этой посуды я дал бы тебе сколько угодно денег!
- Да, это очень сложная задача, - задумчиво сказал Папен. - Однако я немедленно возьмусь за нее.
И действительно, он бросил все, даже свою любимую машину, и принялся за дело, которое на первый взгляд казалось почти неосуществимым.
Научная сторона этого вопроса очень увлекала Папена. А когда он чем-либо увлекался, то неутомимо искал решения.
Папен думал: если взять герметически закрытый ящик и положить его на воду, то он будет плавать на ее поверхности. Чтобы ящик погрузился в воду, вес его должен быть больше веса воды, вытесненной его объемом. Значит, подвешивая ко дну ящика груз, можно заставить его опуститься в воду. Если же этот груз убрать, ящик, как поплавок, снова всплывет на поверхность. Казалось бы, просто? Да, но этого еще очень мало! Надо найти другое: как погружать ящик на различную глубину?
Для этого нужно добиться возможности увеличивать и уменьшать груз в плавании. Допустим, что, находясь под водой, экипаж освободил лодку от какой-то части груза. Судно поднимается. Ну, а если возникнет необходимость погрузиться глубже? Где тогда взять груз, который увеличит вес судна?
Над этим пришлось изрядно поломать голову, пока не было найдено простое решение: ведь достаточно открыть воде доступ в судно, и она заменит сброшенный груз!
Но что, если, набрав воды, судно не сможет всплыть? И здесь-то пришли на помощь прежние работы Папена над насосами разных типов. Оказалось, что центробежная помпа может помочь делу. Если кожаный рукав, прикрепленный к поплавку, выпустить на поверхность воды, воздух будет выкачивать и накачивать воду, по мере необходимости изменяя вес судна.
Таким образом удастся регулировать и степень погружения судна в воду. Подвешенный под судном груз оставался теперь резервным на тот случай, если не удастся откачать впущенную в судно воду. Если этот груз отцепить, судно сумеет при любых обстоятельствах подняться на поверхность.
Однако вся эта затея будет совершенно бессмысленной, если экипаж судна не сумеет подвести под вражеский корабль взрывчатый снаряд. Значит, в коробку, погруженную под воду, вода не должна проникать! Между тем стоит лишь открыть крышку, как она хлынет в коробку.
Никакие рукава и клапаны, придуманные Папеном, не помогали: вода просачивалась. Ученый пробовал под большим давлением нагнетать в коробку воздух, надеясь, что он не пустит воду внутрь. Но едва открывалась крышка, как воздух выходил наружу, на поверхности воды появлялись пузыри, и коробка тонула.
Папен уже готов был расписаться в своем бессилии, когда простая случайность навела его на правильный путь.
Во время одного из опытов ящик перевернулся в воде, и неукрепленная его крышка соскочила. К радости Папена, вода не проникла внутрь - ей помешал воздух.
Папен удивился: как же это раньше не пришло ему в голову?! Что, если сделать отверстие снизу? Тогда вода не сможет проникнуть в ящик. Несколько раз проверив это явление, он убедился, что в ящик попадает очень немного воды.
Теперь нужно было подумать о том, как судно будет двигаться и управляться. Впрочем, это казалось Папену настолько ясным, что он не стал терять времени и приступил к постройке первого подводного судна. Прежде всего ему важно было проверить самую возможность погружения и пребывания этого сооружения под водой.
Работа шла полным ходом. Ландграф действительно не жалел денег - настолько, что кое-кто из чиновников и даже ученых недругов Папена посмеивался над доверчивостью принца. Они считали, что ловкий француз дурачит его.
Скоро судно, походившее на большой ящик, было готово. Его доставили на берег реки. Папен построил из бревен козлы с блоком для опускания судна в воду. Сам он должен был влезть внутрь, после чего судно-ящик герметически закрывают завинчивающейся крышкой.
Папена не пугала возможность неудачи. Он был готов к испытанию.
ПРОЩАЙ, ГЕРМАНИЯ!
Был яркий солнечный день. Окруженный свитой и гостями, ландграф сидел в высоком кресле на специально устроенном возвышении. Прямо перед ним, к самому берегу Фульды, подходил бревенчатый кран с блоками. На блоках, подпертый для устойчивости жердями, висел большой ящик. Около ящика, проверяя все в последний раз, хлопотал Папен. Неподалеку, окруженная детьми, сидела жена Папена и неудержимо рыдала. Она была уверена, что никогда больше не увидит своего неугомонного Дени. Придворные и профессора, теснившиеся за креслом ландграфа, шептались. Наклонившись к уху расфранченного графского казначея, придворный астролог говорил:
- Самое интересное в сегодняшнем опыте - то, что мы можем собственноручно завинтить крышку над этим дураком.
- Я бы с удовольствием вогнал в нее парочку крепких гвоздей, чтобы она уже никогда не открылась.
Оба расхохотались. Огромный живот казначея колыхался от смеха.
Между тем все уже было готово. Папен велел убрать подпорки, и ящик закачался на канатах. Изобретатель стал протискиваться в узкий люк. Расталкивая мастеровых, к ящику подбежали придворные, которые непременно хотели сами завинтить крышку. Первым оказался толстый казначей. Мастеровые почтительно расступились перед вельможей.
Казначей решительно ступил на доски, соединяющие берег с ящиком. Однако в тот момент, когда он уже взялся за крышку, раздался треск. Кран не выдержал тяжести придворного, и ящик вместе с Папеном и казначеем полетел в воду. Следом посыпались бревна от сломавшегося крана. Далеко разлетелись брызги, и широкие круги пошли по воде.
Скоро на поверхности показался отчаянно размахивающий руками казначей.
Папена не было. И, если бы не подмастерья, бросившиеся в воду, этот опыт был бы, вероятно, последним в его жизни. При падении ученый ушибся и потерял сознание. Хорошо еще, что от сильного удара об воду ящик сломался, иначе Папен мог бы погибнуть в нем.
Рабочие вытащили беднягу из воды, с трудом привели в чувство…
Начались новые нападки на изобретателя. Придворные говорили, что Папен, как француз, не сочувствует планам ландграфа, не хочет дать свое судно для войны с Людовиком и поэтому умышленно погубил его.
Больше всех шумел толстый казначей, едва не поплатившийся жизнью за желание собственноручно завинтить крышку над головой Дени.
Пока Папен лежал больной, придворные написали Лейбницу и просили его высказать авторитетное суждение по поводу идеи "зарвавшегося французишки". Но, к их великому смущению, философ дал совершенно неожиданный ответ. Он писал:
"Этот случай не может поколебать моей веры в Папена. Я слишком хорошо знаю его ученость и изобретательские способности. В данном случае все было отлично задумано, и он отлично представлял, чего хочет. Только опыты могли помочь преодолеть трудности практического осуществления его идеи.
Что же касается денег, отпущенных вашим просвещенным государем на это замечательное дело, то, право, не стоит о них говорить. За один вечер наши властители выкидывают на игорный стол много больше. Разве не нужно приветствовать, что хоть раз деньги были с пользой истрачены на дело большой общественной важности?"
Придворные рассчитывали козырнуть перед Карлом ответом Лейбница, чтобы раз навсегда покончить с неугомонным французом. Но, потерпев поражение, они даже не решились показать письмо философа принцу. А сам Карл нисколько не сердился на изобретателя.
Когда Папен поправился и явился к нему с новым проектом подводного судна, Карл сказал:
- Брось все это! Оказывается, что такое судно мне вовсе и не нужно. Ведь мы его даже не можем доставить к французскому флоту. У германских полководцев нет для этого кораблей. - И небрежно добавил: - Я об этом и не подумал.
На этом дело и кончилось бы, но на беду Карл уехал на театр военных действий. Вечная история: монархи обожают войну! Папен остался без защиты, во власти чиновников и придворных. А они, конечно, воспользовались отъездом ландграфа.
На Папена посыпались поручения, якобы оставленные Карлом, - поручения, единственной целью которых было отвлечь Папена от его проектов.
Папен послушно выполнял все задания, даже те, которые казались самим чиновникам невыполнимыми. Он должен был изобрести новые механизмы для улучшения горного дела, солеварения, винокурения, консервирования пищи. Сами того не подозревая, чиновники помогали развитию хозяйства своего маленького государства. Да и им-то все это было выгодно. С помощью изобретений Папена они улучшали хозяйство крупных влиятельных вельмож, а богачи платили чиновникам за это, не интересуясь тем, откуда к ним приходит помощь.
Конечно, от этих подачек ничего не перепадало Папену. Напротив, пользуясь отсутствием Карла, чиновники задерживали ему выплату жалованья, всячески притесняли его, без конца поручали то одно, то другое дело, не давая ни отдыха, ни покоя.
В письмах Лейбницу Папен жаловался, что голова его разрывается от новых идей, но для их осуществления у него нет ни часа времени, ни талера денег.
Такое положение не могло продолжаться. Папен видел: если он немедленно не отделается от своих врагов, все его идеи и проекты обречены на гибель.
Как только Карл вернулся с войны, Папен подал ему просьбу отпустить его в Англию для продолжения научной работы. Ландграфу успели надоесть сплетни об этом неугомонном старике французе, да и не было желания заниматься разбором жалоб. Поэтому он принял отставку и, наградив Папена деньгами, позволил ему уехать.
Награда была для Папена неожиданностью. Обрадовавшись, он решил употребить эти деньги с пользой для науки - совершить путешествие в Лондон невиданным до сих пор способом: на судне, которое приводится в движение паровым двигателем.
По замыслу Папена, машина должна была работать без перерывов, так как пар для нее будет вырабатываться в отдельном котле.
НЕОБЫКНОВЕННОЕ СУДНО
Работы по постройке судна подходили уже к концу, когда выяснилось, что оно не имело права выйти из устья Фульды в Везер. По привилегии, предоставленной ганноверским курфюрстом везерским судовладельцам, ни одно судно из Фульды не могло дойти до портового города Бремена. Все товары должны были перегружаться в Мюндене на суда, принадлежащие везерцам.
Папен обратился к мюнденским судовщикам с письменной просьбой пропустить его будущее судно к морю, но они ответили отказом. Тогда он послал письмо Лейбницу с просьбой похлопотать у самого ганноверского курфюрста. Но и ходатайство философа не помогло: курфюрст не захотел нарушить интересы судовладельцев Ганновера.
И все-таки Папен решил двинуться в путь: будь что будет!
Ранним утром 24 сентября 1707 года жители гессенской столицы Касселя увидели странное зрелище. У пристани покачивалось необыкновенное суденышко. Оно не имело ни парусов, ни весел. На палубе возвышалось странное сооружение с высокой трубой.
На судне хлопотал Дени Папен. Седая щетина его головы серебрилась под лучами раннего солнца. Парик валялся в стороне. Старик возился с машиной, засучив рукава перепачканного сажей и салом старенького кафтана. Пот струился с высокого лба; худые, жилистые руки дрожали. Но морщинистое лицо с большим носом и сухим энергичным ртом сияло счастьем.
Старику помогал его пятнадцатилетний сын Франсуа. Мальчик был горд порученным ему делом - подкладывать дрова в топку и работать кочергой. Он с важностью ощупывал котел, определяя его температуру.
Сопровождаемая насмешливыми репликами зрителей, к берегу приблизилась жена Папена, а с нею - дети, которые без труда несли на судно небогатый скарб старого академика.
Никто из провожавших не пожелал Папену счастливого пути: ни ученые-соперники, которые столько раз завидовали ему; ни чиновники, которым он доставлял столько хлопот постоянными требованиями денег на опыты; ни торговцы, которым было мало проку от этого полунищего семейства. Одни были рады отъезду Папена, другие оставались безразличными, но никто не горевал.
В момент, когда Папен уже готов был отвязать причал, сквозь толпу протолкался пожилой человек в перепачканном платье, подпоясанном прожженным кожаным фартуком. Это был мастер Вольфганг Ланген, который помогал Папену изготовлять его машины и аппараты. Он один понимал, кто покидает его родной Кассель.
Подойдя к сходне, Ланген почтительно снял шляпу и скромно протянул Папену сложенную бумагу:
- Я слышал о затруднениях с пропуском судна. Если у вас что-либо не поладится, передайте это письмо корабельному мастеру Теодору Даймлеру в Лохе, близ Мюндена. Он вам поможет советом. Да хранит вас бог, сударь.
Дым валил из трубы. Котел дрожал от кипящей воды. Папен взялся за кран. Балансир сделал движение, но вдруг маленький кочегар что-то вспомнил и бросился к отцу:
- Мы забыли нашу собаку!
Действительно, большая мохнатая собака бегала по берегу. Зрители пинками отгоняли ее. Папен махнул рукой - ничего, мол, теперь не поделаешь, - но мальчик заставил его остановить машину и втащил собаку на палубу.
Балансир закачался, колеса ударили лопатками по воде, и странный корабль отошел от пристани.