Джеймс Уатт открыл тогда ящик Пандоры. Он смог в судебном порядке помешать коммерциализации более эффективной машины высокого давления Дж. Горнблоуэра. Это особенно примечательно потому, что заводы Уатта не обладали технологией, позволяющей строить машины высокого давления. Фактически Уатт почти на три десятилетия заблокировал прогресс с помощью патентов!
У изобретателей паровых машин выбор был небольшим: как хочешь, так и поднимай давление в котле и КПД машины в целом, но Уатт ждет тебя в королевском суде с патентом 1769 г., и все потому, что пункт 4 этого патента гласит: «Во многих случаях я рассчитываю применить упругую силу (давление) пара на поршень и другие части, заменяющие его». Кстати, Уатт в 1784 г. запатентовал еще и локомотив, хотя хорошо известно, что сам он относился к этой идее весьма скептически.
История о патентах на использование пара высокого давления не закончилась на Уатте. Ее продолжение случится несколько позже, во время Великой депрессии в США. Эта история семейного бизнеса фирмы Clayton, которую основали два довольно успешных механика. Лишившись в непростые времена работы, они стали промышлять контрабандой спиртного из Мексики. Действовавшие тогда законы жестоко карали за наличие следов алкоголя на судне (транспортное средство подлежало конфискации). Инженерная мысль братьев позволила создать прототип моечной машины, в которой вода нагревалась до кипения обтекавшими змеевик дымовыми газами за считаные секунды. Кроме того, конструкция сепаратора, разработанная братьями Клэйтон, позволяла получать сухой пар, который подавали и в двигатель паровой машины судна, позволяя за секунды набрать приличную мощность. Контрабандисты стали неуязвимыми для кораблей береговой охраны, поскольку получили выигрыш в скорости.
Эти истории поднимают важный вопрос – патентные ограничения могут надолго затормозить общее развитие в отрасли. Что выгоднее: защищать уже сделанные открытия или коммерциализировать их, создавая возможности для новых изобретений?
Паровой молот, металлургия, прокат и железобетон
Паровой молот
В конце XVIII в. появляется паровой молот. Патент на его изобретение получил в 1784 г. все тот же Джеймс Уатт. Но возникла проблема: поскольку размеры заготовок для ковки все время росли и стали поистине огромными, удары молота оказывались слишком слабыми. Детали остывали прежде, чем заканчивался процесс ковки. А это значит, что деталь приходилось нагревать заново.
Примером может служить история постройки огромного парохода «Великобритания». Для осуществления проекта был необходим гигантский коленчатый вал. На тот момент в мире не было оборудования, способного осуществить такую поковку. Гениальное решение пришло в голову инженеру Несмиту, создавшему новое устройство путем комбинации. В нем в единый механизм были соединены и паровая машина, и ударник. Так Несмит создал совершенно новую машину, в которой, регулируя давление пара через отверстие, контролировали скорость ударов, а значит, и силу, с которой они наносились. Перекрыв отверстие полностью, мгновенно останавливали молот. Несмит собственноручно продемонстрировал преимущество своей машины перед высшими чинами адмиралтейства Англии в 1843 г., когда с помощью машины весом 2,5 т разбил яйцо в хрустальной рюмке, не повредив саму рюмку.
Похоже, что изобретатели задолго до Стива Джобса умели использовать эффектные шоу для успешного коммерческого продвижения своих новшеств. Это изобретение принесло Несмиту всемирную известность и славу одного из ведущих машиностроителей. Кстати, один из первых заказов на паровой молот пришел из России. Паровой молот определял тенденции в машиностроении на протяжении последующего столетия, и ко второй половине XIX в. размеры некоторых машин достигли удивительных и поныне размеров. В 1861 г. на заводе Круппа ударная часть молота «Фриц» весила 50 т
[242].
Металлургия
Рассуждая об инновациях, мы думаем, что они открывают для нас новые горизонты и отрасли. Но гораздо чаще они дарят второй шанс или вдыхают новую жизнь в уже, казалось бы, безнадежное дело.
Так, конкурирующая с Голландией в экономическом соревновании Англия смогла победить, используя более дешевый труд деревенских жителей. Выигрыш означал, что английский промышленный капитал одержал вверх над голландским торговым капиталом. Голландия утратила лидерство. Но, получив преимущество, Англия в тот момент полностью использовать его не смогла, поскольку к началу XVIII в. английская металлургическая промышленность столкнулась с серьезной проблемой – нехваткой лесного сырья для доменных печей и вынуждена была в больших масштабах импортировать лес из России, Швеции и Германии. Но его потребителем в первую очередь был британский королевский флот, а потребности английской промышленности оставались неудовлетворенными.
Число доменных печей в Англии сократилось к 1720 г. до шести десятков, но увеличение числа машин создало повышенный спрос на металл. Был спрос, и не было предложения. Истребление лесов в Англии задержало рост производства железа. Ситуация изменилась лишь после того, как в 1735 г. Дарби стал впервые использовать способ выплавки чугуна на каменном угле. С этого момента уголь стал главным сырьем для нужд металлургии и производство металла в Англии начало расти.
Появление кокса позволило повысить силу дутья в доменных печах. Эта задача была решена в 50-х гг. XVIII в. благодаря изобретению механиком Смитоном нового типа цилиндрических мехов. Введение цилиндрических мехов стало возможным благодаря паровой машине, поскольку только она могла дать необходимую энергию для приведения в действие крупных воздуходувных установок.
Завершило переворот в металлургии изобретение Генри Корта
[243], который в 1784 г. после экспериментов с целью добычи чистого железа разработал процесс пудлингования. Как металлург скажу, что инновационный процесс в металлургии продолжается и по сей день, а в процессы добычи и обработки металла регулярно вносятся улучшения, которые удешевляют производство и находят новое применение металлу.
Огромное количество чугуна, которое стало выплавляться в доменном производстве, нарушило существовавшую до того времени пропорциональность между чугунолитейной и железоделательной промышленностью. Переход чугунной промышленности на минеральное топливо стимулировал развитие производства железа.
Прокатный стан и бесшовные трубы
Все, кто хотя бы немного знаком с металлургией, знают, что за производством стали следует прокат. Прокат сам по себе – одно из важнейших изобретений, сделанных человеком. Прокат означал унификацию и стандартизацию. Все изделия становились одинаковыми, в то время как раньше каждая поковка была индивидуальной. При этом такая универсальность означала еще и одинаково высокий уровень качества. Только благодаря этому стали реальностью такие важные для прогресса инновации, как рельсы и железные колеса. Неудивительно, что уже к концу XVIII в. прокат вытеснил ковку
[244]. Произошло это благодаря английскому изобретателю Корту. В 1783 г. он запатентовал процесс изготовления проката с помощью вальцов, что ознаменовало изобретение прокатного стана.
