III. О собственной судьбе льнопрядильной техники

2. Создание системы машинного прядения льна

Забота революции о льнопрядении. Наполеон Бонапарт у истоков механического прядения льна. Курьезные предложения изобретателей. Леруа: система прядения льна машинами. Ненужная система?

Была ли случайной чрезвычайно большая активность предпринимателей Англии и изобретателей во французской текстильной промышленности начала XIX столетия? Вряд ли. Очевидно, здесь снова тот случай, когда в процесс развития техники и технологии вмешивается политика и социальные факторы. От этого никуда не денешься и, наверное, никогда... И опытный предприниматель не может не видеть и не понимать существующий общественно-политический фон обыденной жизни, не учитывать перспективные возможности и пути его развития, не видеть различные ориентиры, движения... Ведь в реальной жизни эти факторы действуют всегда, варьируется лишь степень фатальности в их воздействии на процесс развития технической мысли и реализации результатов ее движения, на процесс развития производства, техники, технологии. Так и здесь было в это беспокойное время...

Вспомним историю. - Великая французская революция, период консульства, наполеоновские войны, годы империи... это 1789-1814 годы. Подъем французской промышленности. Объявленная континентальная блокада, направленная и экономическим и военным острием против Англии, с задачей вытеснения с европейского континента продукции английской фабричной промышленности. Европа с каждой новой победой Наполеона все больше и больше становилась монопольным рынком для товаров французской индустрии, но... Во Франции к этому времени развитие механического хлопкопрядения было еще слишком слабым по сравнению с успехами новой отрасли машинного производства тканей в Англии. Не было и самого хлопка, отсутствовала сырьевая база. Поэтому победа в борьбе с дешевыми английскими тканями, наводнявшими Европу, чисто экономическими средствами оказывалась невозможной, если... Это понимали все. - Отсюда и усилившийся интерес к проблеме механического льнопрядения и в торгово-промышленных и даже в правительственных кругах Франции. Все сознавали, что именно в этой области французские предприниматели могли бы рассчитывать на успешную конкуренцию с английскими промышленниками, ибо и в Англии льняная промышленность еще не встала к тому времени на путь машинной техники. И если бы найден был способ производить льняную пряжу массовым фабричным путем и по более низким ценам, чем при ручном производстве... - Так вот и создалась во Франции в начале века экономически благоприятная обстановка для развития механического прядения льна. И это почувствовали предприимчивые люди. Поэтому не случайно и совсем не удивительно, что уже в первые годы консульства и империи (в стране, где машинная база текстиля была развита сравнительно слабо) в различных областях Франции предпринимались практические шаги по организации льнопрядильных фабрик.

Однако неудачи с введением все новых прядильных машин для льна привели к тому, что всякое новое изобретение в области льнопрядильного производства стало встречать изрядную долю скептицизма в официальных учреждениях Франции, ведавших делами промышленности.

В 1809 году Комитет механических искусств Общества поощрения французской промышленности вообще отрицал какую-либо оригинальность за всеми представленными до этого времени льнопрядильными машинами. "Этого рода машины, - говорилось в докладе Комитету 24 мая, - не отличаются по принципу своей работы от машин, употребляемых в прядении хлопка и шерсти", что ему "неизвестно, чтобы этого рода прядение до настоящего времени имело успех, и торговля не ощущает еще выгод, которые она может приобрести, если проблема будет действительно разрешена".

По-видимому, исходя из таких соображений, не считали они больше нужным поощрять техническое творчество в этом направлении и решительно стали отказывать в денежной помощи изобретателям для продолжения начатых опытов. - Понятно, что подобное отношение к новаторам должно было обрекать на печальный конец и те, действительно оригинальные изобретения, которыми делались решительные шаги на пути к становлению нового принципа механического прядения льна, но которые еще не могли на первых порах убедительно демонстрировать экономические выгоды этого технического принципа. Круг замыкался... Издержки же во времени, как будет видно, оказались непредвиденно большими.

Именно в этой обстановке скептицизма и неверия в возможность решения проблемы механического прядения льна осталась нереализованной первая попытка создать подлинно льнопрядильную машину, предпринятая в 1807 году Альфонсом Леруа. Ему, незаслуженно забытому уже современниками, принадлежит приоритет в деле открытия структурных свойств льняного волокна, элементарных волокон льна и конструирования на этой основе новой системы льнопрядения, правда, еще далеко не совершенной. В патенте, взятом 20 марта 1807 года, подробно описаны предлагаемые им льнопрядильные машины, и впервые дано теоретическое обоснование новой системы механического льнопрядения, изложены те новые моменты, на которых основана эта система.

Автор писал: "Новая система прядения, основывается от таковых в прядении хлопка; эти принципы были мною установлены глубоким наблюдением над свойствами льна и пеньки". В противоположность коротким, эластичным и спиралеобразным волокнам хлопка "лен и пенька есть волокна жесткие, прямые, по природе камедистые и составленные из бесконечного количества маленьких волоконец, склеенных и лежащих слоями друг на друге. Под влиянием сухого воздуха эти волоконца стремятся разделиться одни от других, отделяясь в форме расходящейся кисти. Длина маленьких волокон различна для разных волокон каждого пучка льна". После изложения этих общих соображений Леруа останавливается на основных моментах процесса прядения. Исходя из установленной им структуры волокон и считая главной задачей осуществление механического расщепления элементарных волокон, он вводит в конструкцию приготовительного станка игольчатый барабан и располагает сдавливающие и вытяжные валики таким образом, чтобы после раздробления волокон иглами барабана обеспечить наилучшие условия для скольжения коротких волокон друг над другом и тем самым достигнуть нужной степени вытяжки. По словам изобретателя, новая система отличалась от "всех видов непрерывного прядения" в двух отношениях: "Во-первых, ... иглы барабана в моем станке, - суть только посредники для отделения волокон, между тем как в хлопке и шерсти зубья карды выполняют одновременно функцию расчесывания и вытягивания. Во-вторых,..я установил в моей прядильной системе промежуточные давления, при помощи которых я заставляю лен и пеньку скользить".

В целом же, процесс прядения на машинах Леруа слагался из работы нескольких ленточных и одной тонкопрядильной машины. В первой ленточной машине (рис.53), являющейся, по более поздней английской уже терминологии, раскладочной, на бесконечном полотне (N), вращающемся на валиках, располагали несколько пучков волокон следующим образом: пучок льна, растягиваемый за оба конца руками, удлиняли на одну треть, затем вторично, зажав центр и сначала один из концов, а затем другой, производили удлинение еще на одну треть, повторяя эту операцию два раза. В результате первоначальный пучок волокон оказывался удлиненным в два раза. Будучи помещен на полотне, он покрывался таким же образом приготовленными другими пучками: нагрузка полотна производилась непрерывно в течение всего рабочего периода. - От полотна лен шел к воронке (L) (рис.54), придававшей ему форму ленты, и увлекался питательными валиками (К), из которых верхний был покрыт кожей, а нижний сделан рифленым. По выходе оттуда лента проходила через медное корыто (S) и шла на барабан (А), представлявший собой главную по назначению часть машины. Барабан на всей своей поверхности имел 36 чесальных гребней (Д-С). Острые стальные иглы были расположены на гребне не сплошь, а с промежутками для направления льна на гребни воробами (В), которые были установлены на деревянных вилках, закрепленных на оси барабана, и, вращаясь на своих осях в вилках, прижимались к барабану. - В первой ленточной машине каждый гребень имел 48 игл, длиной в 10 линий, во второй - 72, длиной в 8 линий, и в третьей -120, длиной в 6 линий каждая, причем иглы каждой следующей машины были тоньше, чем иглы предыдущей. Ширина гребней для первого барабана - 30 линий, для второго и третьего - 27. В промежутках между группами игл имелись маленькие катушки из меди, назначение которых - препятствовать стержням воробы скользить по льну. Воробы вращаются в деревянных или железных вилках, сходящихся в общей точке (Р) оси барабана, вокруг которой и происходит движение вилок, управляемых дугами (О) при помощи винта (b). Благодаря этому приспособлению можно было перемещать воробу по различным участкам поверхности барабана. Для лучшего прижимания осей воробы служили грузы (Н). - Расчесанная иглами барабана первой машины лента затем направлялась через корыто (К) к паре вытяжных цилиндров (а). Нижний из них вращался в 6 раз быстрее, чем барабан, - условие, необходимое для получения достаточной вытяжки и приводился в движение рукояткой (Е). Пропущенная через последнюю пару вытяжных валиков лента поступала в круглый жестяной таз. Когда один из тазов заполнялся, ленту обрывали и начинали заполнять другой таз; 4 таких ленты сдваивались и образовывали одну ленту во второй ленточной машине: 4 новые ленты, в свою очередь, составляли одну в третьей ленточной машине. Вследствие этого окончательная лента складывалась из 16 первоначальных.

Вторая и третья ленточные машины были устроены также, как и первая, за исключением размеров игл у гребней, иного взаимного положения гребней и замены бесконечного полотна воронкой, через которую пропускалась изготовленная на предыдущей машине льняная лента, подвергавшаяся затем всем вышеперечисленным операциям. Для получения номеров пряжи выше 90 необходимо было увеличить количество ленточных машин и применить значительно большее количество раз предварительное вытягивание льна. Затем ленту подвергали легкому кручению, заставляя ее спускаться в жестяной конический таз, располагавшийся над третьей парой вытяжных цилиндров. Степень крутки должна была меняться в соответствии с толщиной приготовляемой пряжи и естественной длиной данного сорта льна.

Прядильная машина Леруа (рис.55) состояла из серии цилиндров и 12 веретен с катушками, расположенными на расстоянии 30 см друг от друга.Скорости б пар вытяжных цилиндров (q, h, 1, ], h, f),были различны и должны были соотноситься между собой как Цилиндры эти назывались промежуточными, т.к. их назначение - ослаблять вытяжку и препятствовать тому, чтобы длинные волокна увлекали за собой короткие. В промежутке между цилиндрами устанавливались обычно корыта, препятствовавшие уклонению в сторону проходящей ленты. Передние цилиндры 5 см в диаметре, сделаны были рифлеными и во избежание разрыва ленты покрыты гладкой кожей, задние же и промежуточные - деревянные, обитые кожей. На каждом цилиндре вращались деревянные, покрытые кожей валики. - Прижим друг к другу обоих цилиндров каждой пары производился при помощи специально подобранных грузов. При изготовлении пряжи, начиная с 30 номера и выше, нить, прежде чем быть скрученной рогулькой и намотанной катушкой, должна была во избежание разрыва пропускаться через особый ролик. Проходя через рогульку, пряжа касалась смачивающих шкивов, которые приклеивали отдельные кончики волокон и сообщали ей таким образом блеск, делавший ее совершенно схожей с нитью, произведенной вручную.

Знакомство с конструкцией и принципом действия машин Леруа приводит к выводу, что имение его система окончательно установила первый из двух кардинальных принципов, на которых базировалось все механическое льнопрядение эпохи: принцип создания "поля трения" между элементарными волоконцами для последующей их параллелизации и равномерной вытяжки путем дробления ленты иглами гребней барабана.

Да, вот так, очевидно, и случается в жизни. Сначала один из Гениев делает первый шаг в верном направлении, делает его по наитию, чисто интуитивно, иногда решая совершенно другую задачу. Второй, следующий за ним, "встав на его плечи", получает возможность видеть уже дальше и, зная о новом шаге первого, шагает в ту же сторону дальше его. И приходит третий, у которого появляется возможность осмыслить ход поиска в выбранном направлении, освоить и обдумать не только свои собственные шаги в поиске нового, но и опыт предшественников, каждый их шаг в новом направлении. Часто именно он и делает открытие, принципиально меняющее все существующие до этого технологические подходы и решения, - открытия, дающие новый путь развития техники и технологии.

Мы видели, что игольчатые гребни, так называемые "сферические", были введены Томсоном, впервые их действие происходило непосредственно на самом его ленточном станке и тонкопрядильной машине и осуществлялось механическим путем по принципу движения игл по бесконечной цепи. И мы знаем, что в его машинах эти гребни выполняли лишь функцию чески, применялись для обработки пеньки, а не льна, и совсем не преследовали цели облегчения большой вытяжки. - В аппаратах Маддена появилось уже бесконечное полотно с кардной поверхностью, к иголкам которой прижимался особыми валиками двигающийся материал. Материал тем самым расчесывался и, мы неуверенно предполагаем: может быть выделял элементарные волоконца, облегчая вытяжку ленты. - И вот появляется Леруа, впервые раскрывший специфические структурные свойства льняного волокна. В соответствии со своим открытием, определив задачу расщепления льняного волокна на элементарные частицы, он уверенно берет средство, найденное Томсоном и Мадденом, и вкладывает в него совершенно новое содержание, дав совершенно иное назначение игольчатым гребням, приспособив их к решению поставленной им самим задачи.- У него гребни осуществляют механическое расщепление волокон льняной ленты и обеспечивают ее удлинение в 6 раз в пределах одной машины. Благодаря этому оказывалось возможным легко производить льняную пряжу средних - от 30 до 40 номеров. Приемы дублирования и вытягивания ленты, введенные им, также почти полностью сохранялись в последующей практике фабрик машинного прядения льна. К числу достоинств способа Леруа относится рациональная конструкция и удачное взаимное расположение вытяжных и питательных валиков ленточных и тонкопрядильных машин, что обеспечивало максимальную, при "сухом" методе прядения, вытяжку.

Однако и Леруа, правильно сформулировав основную задачу машинного прядения льна, пошел по пути ее разрешения одними лишь механическими средствами, совершенно оставив в стороне возможности химического растворения камедистого вещества льняного волокна. - В его патенте учитывалась роль сухого воздуха в этих процессах, но в разрушении камедистых веществ он играет второстепенное значение, а смачивание водой пряжи, направляемой на рогульку лишь копировало старый прием самопрялочного прядения, введенный вновь уже в машинах Кендрю и Портхауза в Англии и в приготовительном станке Маддена во Франции, для придания пряже внешнего лоска. Поэтому при производстве высоких номеров льняной пряжи, где требуется очень быстрое и свободное скольжение волокон друг над другом, и его аппараты не срабатывали. Чисто механическими аппаратами, очевидно, нельзя было достигнуть нужной степени вытяжки, ибо окончательное размягчение склеивающего вещества элементарных волокон невозможно без участия химических процессов. Нужно было найти оптимальное соотношение тех и других - механических и химических - методов воздействия и реализовать их в едином рабочем процессе. Но до этого надо было еще доработаться, дорасти, додуматься... И кто знает, быть может Леруа решил бы и эту задачу, - ведь к этому времени уже были

проведены соответствующие опыты Гей-Люссаком и результаты их были известны, - если б изобретатель имел возможность продолжить работы по совершенствованию сконструированных им аппаратов и по развитию предложенного им способа прядения льна... Но этого не случилось. Более того, Леруа просто не удалось реализовать свое изобретение, - ему было отказано в выдаче 2,5-3 тыс. франков для постановки дела в таких размерах, чтобы было можно массовой фабрикацией дешевой льняной пряжи убедить промышленников, предпринимателей в технических и экономических преимуществах новых льнопрядильных машин. Не удалось, несмотря на очевидную новизну изобретения, представлявшего решительный шаг на пути к полному разрешению проблемы механического льнопрядения, несмотря на то, что проект заинтересовал торгово-промышленные круги. Не удалось, хотя машина была рекомендована самому Наполеону сенатором Франсуа Невшато, хотя были даны положительные отзывы известных ученых Монжа * и Жозефа Монгольфье **, хотя машины были одобрены Комитетом механических искусств... Мотивировка отказа: недоказанность экономической рентабельности машин (!)... Воистину, скупой платит дважды. - Ведь практическое применение машин Леруа явилось бы не только начальной вехой развития механического льнопрядения во Франции, но и демонстрацией победы машинной техники в льняной промышленности вообще, торжеством Гения на самом трудном участке техники, на последнем его участке, где еще продолжал господствовать Мастер... Не случилось.

Не случилось, несмотря на то, что экономическая обстановка требовала: в 1807 году началась "континентальная блокада", которая привела в 1808 году, вследствие прекращения импорта хлопка из английских колоний, к кризису хлопчатобумажного производства; вследствие сокращения до минимума подвоза русского льна и пряжи, - к очень трудному положению полотняных предпринимателей, которые раньше усиленно конкурировали с

* Монж Гаспар - создатель начертательной геометрии, один из основателей Высшей нормальной и Политехнической школы в Париже в 1794 году

** Жозеф Монгольфье-один из братьев Монгольфье, построивших в 1783 году воздушный шар английскими в производстве дорогих сортов льняных тканей. Льнопрядильная машина была необходима в этой обстановке. А она не пошла в производство. Не пошла из-за недальновидности и непрофессионализма людей, которым общество (государство!) поручило как раз поддерживать и поощрять все новое, что предлагалось изобретателями. Они же это, пришедшее к ним в виде аппаратов Леруа, новое не узнали и отвергли, не поддержали... Многое, очень многое в жизни и в истории зависит от людей, которым дано право решать от имени общества, судить о полезности для общества тех или иных предложений, решений... Часто зависит судьба и людей, и прогресса...

Тем не менее ход событий диктовал свое. "Главный торговый совет" вынужден был констатировать невозможность борьбы с контрабандным ввозом английских товаров. Надежды на удушение "британского льва" путем блокады все больше рушились. И все реальнее начинал дебатироваться вопрос о необходимости решительного преобразования материальных основ французской промышленности. Сами события подводили наполеоновское правительство к необходимости организовать борьбу против Англии в техническом плане. Одним из наиболее ярких проявлений этого нового курса французского правительства стал несомненно знаменитый декрет 10 мая 1810года, объявивший конкурс на изобретение льнопрядильной машины.

Условия и программа конкурса были опубликованы 9 ноября 1810 года. В декрете излагались и те мотивы, что побудили правительство организовать этот необычный по тем временам конкурс. "Единственное препятствие, - говорилось там, - мешающее льняным мануфактурам соединить умеренность цены с хорошим качеством продукции, состоит в том, что не удалось еще применить к прядению льна такие машины, как к прядению хлопка"... Все предельно ясно и изложено простым и понятным каждому языком. - Первый пункт программы устанавливал премию в 1 млн. франков изобретателю, машины которого, предназначенные специально для прядения льна, смогут произвести нити, равные по тонкости соответствующим хлопчатобумажным и дающим экономию по сравнению со стоимостью ручного прядения:

а) при тонине 400 000 м на 1 кг экономия должна составлять 8/10;

б) при тонине 225 000 м на 1 кг экономия должна составлять 7/10;

в) при тонине 170 000 м на 1 кг экономия должна составлять 6/10.

Во втором пункте сообщалось, что если все три условия не будут выполнены, то премию в 500 тыс. франков получит тот, кто сможет удовлетворить второму и третьему условиям. При выполнении же только третьего условия премия понижалась до 250 тыс. франков. - Как видно, условия были составлены вполне демократичные, доступность участия была обеспечена самым широким кругам специалистов и любителей-самоучек. Жюри конкурса было составлено из четырех представителей промышленных кругов и трех экспертов-механиков. Возглавил его знаменитый (известный сегодня с младших курсов каждому студенту технического вуза как создатель "любимой" науки - начертательной геометрии) Гаспар Монж.

На конкурс откликнулись. Характерно, что неудачи предшествующих попыток использовать для льна, бумагопрядильные машины заставили механиков искать теперь другие пути к разрешению задачи. Не всегда лучшие, естественно, но другие... А разнообразие направлений поиска всегда приближает успех.

Американцы Болдуин и Таун представили на конкурс аппарат, в котором операцию вытягивания производил набор особых щипчиков, подобно пальцам прядильщиков. Их система основывалась на применении двух машин: трепальной и прядильной, названной ими "пауком". - Как указывалось в вводной части их патента, новый принцип механического льнопрядения состоял в "способе, при помощи которого можно захватывать малые количества волокон, располагаемые в удобное для их вытягивания и превращения в нить положение, без предварительного приготовления грубой пряжи. Эта операция выполняется цилиндром, который поворачиваясь вокруг своей оси, позволяет раздвигающимся щипчикам захватывать известные количества материала, расположенного на гребне и заключенного в цилиндре. Волокна, схватываемые щипчиками, опускаются к сдавливающим валикам, откуда они проходят на кручение". - Конечно, не приходится говорить об изящности слога патента. Однако его анализ позволяет сделать вывод, что сущностью нового способа явилось механическое воспроизведение ручной вытяжки льна щипчиками, захватывающими маленькие порции материала, с последующим пропусканием ленты через корыто с водой. К сожалению, оценку эффективности действия этой американской машины затрудняет то, что в патенте нет более подробных сведений ни о механизме действия самих щипчиков, - и неизвестно поэтому, как осуществлялось их раздвигание и сжатие, - ни о назначении воды в технологическом процессе. Тем не менее известно, что практическая проверка машины доказала ложность этой технической идеи, - подражать ручному прядению льна... И все же в 1811 году венский механик Вурм построил свою машину, действовавшую по аналогичному принципу.

Другие изобретатели делали много попыток химического воздействия на лен, чтоб превратить его в подобие хлопчатобумажного сырья, и найти тем самым ключ к загадке механического льнопрядения. Но успеха и здесь не было, да и быть не могло, ибо специфические свойства льна требовали, несмотря на химическую его обработку, и в дополнение к ней, совершенно особых способов механического воздействия на льняное сырье.

Разрешение проблемы могло идти успешно только по пути, намеченному ранее Альфонсом Леруа.

Между страниц:

Думается, что небезынтересным может стать знакомство со статистическими таблицами, в какой-то степени отражающими "интерес" крестьян к культуре льна в Костромской губернии в разные годы, трудовые затраты и доходность льна в разных губерниях. Данные, в них приведенные, приглашают к раздумьям...

Таблица 2. Пропорции культур по уездам Костромской губернии.

Таблица 3. Количество отработанных человеко-дней на 1 десятину в 1908-1913гг.(в переводе на мужскую силу)

Таблица 4. Валовая доходность одной десятины разных с/х культур(в рублях с 1 десятины по данным 1908-1913гг.)