В известной речи «Об использовании естественных сил природы для нужд человека», произнесенной в июне 1834 года в Кенигсбергском физико-экономическом обществе, Якоби проанализировал основные характерные черты современного ему производственного процесса с его все более и более явственно возрастающей тенденцией как можно полнее использовать все доступные человеку виды энергии с целью замены физической силы человека естественными силами природы.
Таких естественных сил или видов энергии было в то время немного.
К ним Якоби отнес мускульную силу самого человека и животных, энергию воды, энергию ветра и энергию пара.
Животный двигатель, на взгляд Якоби, несмотря на множество явных удобств, обладает весьма ограниченной мощностью. Ученый подсчитал, что если бы, например, в Англии все механические двигатели были заменены лошадьми, то лошадей для этого потребовалось бы около миллиона. Понятно, что прокормить такое количество животных крайне нелегко.
Человек как двигатель, указал Якоби, имеет несомненные преимущества перед любым животным, но человек – создание Божие, он должен стремиться к более высокому предназначению. К тому же, без человека производственный процесс попросту немыслим, значит, главное назначение человека – управлять производством, выполнять самые сложные операции, постоянно совершенствуя свое умение, свои знания.
Энергия ветра из-за его непостоянности ограничена.
Энергия воды, хотя и дает большую полезную работу, но плотины, к примеру, не всегда можно поставить именно там, где требуется энергия.
Обобщая сказанное, Якоби пришел к выводу, что необходимо искать пути, ведущие если не к полной, то хотя бы к большей независимости человека от природы.
Построив действующую модель электрического двигателя, Якоби продемонстрировал его возможности группе известных ученых, среди которых были знаменитый немецкий естествоиспытатель А. Гумбольдт, директор Кенигсбергской обсерватории астроном Ф. Бессель, а также русский академик В. Я. Струве, возглавлявший в то время Дерптскую обсерваторию.
Эффект оказался несомненный.
По ходатайству Гумбольдта Якоби даже получил от прусского правительства 600 талеров на исследования.
К сожалению, это были весьма небольшие деньги, развернуть на них широкие работы было невозможно. Не видя других возможностей продолжить интересующие его работы, Якоби, по приглашению Струве, в 1835 году переехал в Россию. Там он получил должность в Дерптском университете.
Через два года Якоби переехал в Петербург и принял русское подданство.
После того как в 1821 году М. Фарадей установил, что проводник с током вращается вокруг магнита и наоборот, неоднократно предпринимались попытки использовать открытие Фарадея в практических целях. Но исследователей сбивал с толку паровой двигатель. Пытаясь создать мотор, работающий с помощью электрического тока, они шли на поводу старой идеи, связанной с поступательными движениями поршня.
Якоби первый понял преимущество вращающегося электромотора.
Используя законы, открытые Гальвани, Вольтом, Ампером и Фарадеем, Якоби построил свой магнитоэлектрический двигатель. Работая над ним, он даже думать запретил себе о поршне. Нуждаясь в средствах, в докладной записке, поданной российскому правительству, Якоби указал на особую важность предлагаемой им работы и выразил самое искреннее желание «…посвятить все свое время и всю свою энергию этому делу именно теперь, когда не остается больше никаких сомнений в успехе задуманного, и не только для того, чтобы не отказываться от своих прежних трудов, но и для того, чтобы мое новое отечество, с которым я уже связан многими узами, не лишилось славы сказать, что Нева раньше Темзы или Тибра покрылась судами с магнитными двигателями».
Умело написанная докладная записка возымела свое действие.
В 1837 году специальная «комиссия по приложению электромагнетизма к движению машин по способу профессора Якоби» начала свою работу.
В комиссию вошли известные русские ученые П. Л. Шиллинг, Э. Х. Ленц, М. В. Остроградский, А. Я. Купфер, Н. Н. Фусс, полковник корпуса горных инженеров Л. Г. Соболевский, капитан корпуса корабельных инженеров С. А. Бурачек. Возглавил комиссию «по приложению электромагнетизма» вице-адмирал И. Ф. Крузенштерн, так как император Николай I весьма серьезно заинтересовался проектом Якоби, и, прежде всего, той перспективой, что будущий электродвигатель вполне можно будет ставить на военные и гражданские морские суда.
Интерес императора придал делу размах, в этом Якоби оказался счастливчиком. Впрочем, и само дело обещало многое: навсегда уйти от неуклюжих и тяжелых паровых машин, сжигавших много топлива.
Особо Якоби подчеркивал выгоды создания электрического двигателя с вращательным движением. Будучи совершенно уверен в своей правоте, он сразу решил создать не модель, а действующий образец.
«Я уже не говорю о крайней простоте, – писал он, – с круглым беспрерывным движением, о конструктивных ее преимуществах и легкости превращения кругового движения во всякое другое, какого требует данная рабочая машина. Я с самого начала был проникнут этими мыслями, еще когда я не представлял себе, каким образом мне удастся осуществить свою машину; я тогда имел в виду практическое ее применение, и задача представлялась мне настолько важной, что я не хотел тратить силы на выдумывание игрушек с возвратно-поступательным движением, которые удостоились бы чести быть поставленными в один ряд с электрическим звонком в отношении их эффекта».
В сентябре 1838 года на Неве и на каналах Петербурга можно было увидеть необычное судно: не было на нем гребцов, не валил дым из труб, да и труб не было. Тем не менее, странное судно упорно двигалось в назначенном ему направлении, неся при этом более десятка пассажиров.
Это испытывался ботик Якоби с электрическим двигателем.
В первый же день ботик за семь часов покрыл расстояние в четырнадцать километров. Разумеется, расстояние небольшое, но никто сразу и не ждал от новой машины значительных результатов.
Продемонстрированный Якоби электрический двигатель представлял собой две группы электромоторов, имеющих общие вертикальные оси. Вращение указанных осей с помощью конических шестерен передавалось на горизонтальную, на которой крепились гребные колеса. Источником тока для двигателя служили 320 медно-цинковых гальванических элементов.
Газета «Северная пчела» с восторгом сообщала читателям:
«Обращаясь к электромагнетической лодке…
Мы находим в ней небольшую машину, которая при четырех футах высоты занимает пространство не более ¾ аршина в длину и полтора аршина в ширину. По виду кажется, что механизм лодки состоит из двух столбов, между которыми через всю ширину лодки идет железная ось. На конце оси находятся гребные колеса, устроенные точно так, как на пароходах…
Гальванические батареи, составляющие в этих машинах собственное жизненное начало, обыкновенно делаются из цинка, меди и разжиженной серной кислоты. В здешних снарядах употребляли вместо меди тонкую платиновую пластинку…»
Кстати, последнее усовершенствование было введено самим Якоби.
«В средние века, – с энтузиазмом сообщала газета, – фанатики сожгли бы господина Якоби, а поэты и сказочники выдумали о нем легенду, как о Фаусте. В наше время мы не сожжем его, а согреем чувством признательности за его полезные труды и вместо легенды скажем правду, а именно, что господин Якоби, сверх учености, отличный человек во всех отношениях, потому что в нем нет педантства, а есть истинная, пламенная страсть к наука и столь же пламенное желание быть полезным гостеприимной и благодарной России…»
Заключение специальной комиссии тоже подчеркнуло значение работ Якоби.
«В противоположность первоначальному плану, – говорилось в официальном отчете, – по которому предположено было производить опыты на тихой воде, удалось совершить плавание по самой Неве и даже против течения…»
В особом дополнении к отчету капитан корпуса корабельных инженеров С. А. Бурачек заявил, что в будущем результаты испытаний электродвигателя несомненно обещают возможность его применения на военных кораблях. При этом капитан Бурачек совершенно справедливо указывал на весьма существенный недостаток парусников: как только раскаленное ядро попадает в паруса и рвет их, так парусник теряет маневренность. А недостатки паровых машин капитан Бурчек видел в том, что раскаленное ядро всегда может пробить паровой котел, или сбить дымовую трубу, или разрушить гребные колеса.
Что же касается электродвигателя, указывал капитан С. А. Бурачек, то его достаточно легко укрыть от ядер противника. К тому же, небольшой электродвигатель освободит корабль от огромного груза угля, усилит его ход и возможность маневра.
К сожалению, скоро стало понятно, что добиться значительного повышения мощности двигателя будет трудным делом, так же, как и создать легкие, емкие и надежные источники тока. По этой причине в 1842 году специальная комиссия приняла решение о приостановке работ «…впредь до открытия какого-либо нового пути, могущего вести к усовершенствованию приложения магнитной силы к движению судов».
