26 июня 1897 года британский королевский флот организовал парад судов, посвящённый 60-летию правления королевы Виктории. На этом знаменательном событии присутствовали высокопоставленные офицеры Адмиралтейства, послы иностранных государств и члены королевской семьи. Однако спустя несколько часов после начала парада, внимание зрителей привлёк один корабль — «Турбиния», который стремительно двигался по бухте со скоростью 34 узла, обгоняя все остальные судна.
На палубе этого необычного корабля стоял человек среднего возраста в пенсне, сосредоточенно глядя вдаль. Внезапно из каюты раздался голос его жены Кэтрин: «Чарльз! Чарльз Парсонс! Иди посмотри, что твоя дочь Рэйчел изобрела. Похоже, у нас в семье растёт ещё один инженер». Чарльз отошёл от окна и, сдержанно улыбнувшись, направился в каюту к своей семье.
Чарльз Парсонс — человек с необычным жизненным путём. Именно ему принадлежит изобретение первой в мире паровой турбины, возможностей которой он наглядно продемонстрировал на своём судне «Турбиния». Однако не менее примечателен тот факт, что вся его семья, включая отца, мать, жену и дочь, была тесно связана с инженерным делом и внесла весомый вклад в развитие науки и техники. Рассмотрим их историю.Глава 1: Уильям и Мэри Парсонс
Взаимоотношения семьи Парсонс с инженерией берут начало с Уильяма Парсонса — отца Чарльза. Он родился в семье второго графа Росс и получил образование в Тринити-колледже в Дублине и колледже Магдалины в Оксфорде, где учился и Чарльз. Уильям завершил обучение с отличием в 1822 году, и уже тогда учителя отмечали его выдающиеся способности в математике и астрономии.
Живя в родовом замке, Уильям написал несколько значительных работ по астрономии и математике. Он усовершенствовал методы полировки зеркал и проводил исследования туманностей, что привлекло внимание научных кругов. Вскоре он стал сооснователем и председателем Британской научной ассоциации, но прославился он не этим.
Для реализации этой идеи он обратился в несколько подрядных фирм, пытаясь создать зеркало диаметром 91 см. После ряда неудач, одна из компаний, наконец, в 1839 году изготовила зеркало, которое состояло из нескольких частей, тщательно отшлифованных и отполированных. Однако этого было недостаточно для наблюдений за отдалёнными частями Вселенной, и в 1842 году было изготовлено новое зеркало диаметром 1,83 метра, весом более трёх тонн. Это зеркало стало самым большим в мире.
В следующем году Парсонс завершил работы по созданию конструкции и системы вращения телескопа. В 1845 году был завершён самый крупный телескоп 19 века, весивший 16 тонн. Он был назван «Левиафан из Парсонстауна» (так назывался город Бирр до 1901 года) и стал символом инженерного гения Парсонса, открывшим новые горизонты для астрономии.
«Мы знаем, что прибор, установленный лордом Россом в Парсонстауне и дающий увеличение в 6500 раз, приближает Луну на видимое расстояние в шестнадцать лиг.»
Ирландский политик и судья Томас Ланглуа Лефрой 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 был избран почетным ректором Тринити-колледжа Дублина и членом Королевского научного общества. Телескоп «Левиафан» продолжал привлекать внимание ученых и знаменитостей до самой смерти Парсонса в 1867 году, после чего его наследники распродали его детали, так как содержание столь крупного инструмента требовало значительных затрат.
В 1854 году Мэри Росс активно занялась популяризацией телескопа своего мужа, став одним из первых фотографов, работающих с этим уникальным инструментом. Она сделала множество необычных снимков «Левиафана» и людей, запечатленных на его фоне. За один из своих снимков она была удостоена серебряной медали Фотографического общества Ирландии и стала его почетным членом.
Глава 2: Чарльз Парсонс
Чарльз Парсонс и его братья получили традиционное образование, характерное для знатных семей того времени, обучаясь у лучших частных репетиторов. Благодаря своему отцу, Уильяму, который был уважаемым членом научного сообщества, мальчики имели доступ к высококачественным образовательным ресурсам. Часто они играли в технических помещениях телескопа под наблюдением отца и помогали матери в её увлечении — фотографии.
После учебы в Тринити-колледже в Дублине, где он получил образование по математике, Чарльз, несмотря на своё происхождение, решил работать на реальном производстве. В 1877 году он устроился подмастерьем на Elswick Works — одно из ведущих предприятий, специализировавшихся на военной технике, находившееся под управлением крупной инженерной компании WG Armstrong. Множество людей могли бы использовать своё социальное положение, но Парсонс намеренно выбрал путь трудолюбия, с целью получить необходимые знания и квалификацию.
Он вложил средства в свою профессиональную подготовку, заплатив 500 фунтов (примерно 60 000 долларов в современных ценах) за обучение. Работая на Elswick Works, Парсонс усовершенствовал паровые машины. Одним из его достижений стал четырехцилиндровый паровой двигатель с улучшенной конструкцией, обладавший повышенной частотой работы и сниженной вибрацией. Этот двигатель был запатентован и использовался в приводах динамо-машин на заводе.
В дальнейшем Чарльз пытался создать торпеды с ракетным двигателем, однако его усилия в этом направлении не увенчались успехом. В 1884 году он устроился в компанию Clarke, Chapman and Co, крупнейшего производителя судового и портового оборудования, где вскоре стал руководителем отдела электрооборудования. Это было время, когда лампы накаливания Томаса Эдисона уже заняли доминирующее положение на рынках США и Европы, и для их работы требовалось производить значительное количество электроэнергии.
Для Парсонса его увлечение паровыми машинами идеально совпало с потребностью его работодателя в разработке более эффективных устройств для генерации электроэнергии. Поршневые двигатели того времени оставались громоздкими, опасными и неэффективными. Даже после многочисленных улучшений, таких как добавление конденсаторов для снижения тепловых потерь, они не решали проблемы с шумом и размером.
Чарльз Парсонс поставил себе задачу создать паровую турбину, аналогичную водяной. Однако это было непростой задачей, поскольку из-за низкой плотности пара, колесо такой турбины должно было вращаться с очень высокой скоростью, чтобы обеспечить необходимую мощность. Шведский инженер Густав де Лаваль использовал этот принцип, создав турбину с множеством лопаток особой формы, через которые пар подавался со сверхзвуковой скоростью через четыре сопла, расположенные по окружности под точным углом.
Чарльз Парсонс предложил иной подход: вместо одного быстро вращающегося ротора он использовал несколько последовательно расположенных роторов, через которые проходила струя пара. Это позволило бы снизить требуемую скорость пара, ведь каждый ротор по очереди извлекал бы энергию, постепенно снижая давление пара на протяжении всей установки.
Благодаря этому механические нагрузки на конструкцию значительно уменьшались. Это открывало новые возможности для преобразования энергии пара в электрическую, что позволило бы новым турбинным системам полностью заменить устаревшие конструкции паровых машин.
В 1884 году Чарльз Парсонс завершил создание своего первого прототипа паровой турбины. Ее размеры составляли 1,73 метра в длину, 0,4 метра в ширину и 0,8 метра в высоту при общей массе в одну тонну. Турбина вращалась с частотой 18 000 об/мин, но при этом приводила в движение генератор, который вырабатывал лишь 7,5 кВт электроэнергии.
В том же году Парсонс создал DisCO — компанию, специализировавшуюся на строительстве электростанций. Первая из них была построена в 1890 году неподалеку от Форт-Бэнкс. За последующие годы было введено в эксплуатацию еще около десяти станций. Вершиной его работы стала электростанция мощностью 1 МВт, построенная в Эльберфельде, Германия.
За свою жизнь Чарльз Парсонс запатентовал более 300 изобретений в различных областях. Кроме дочери, в браке с Кэтрин у него родился сын Алджернон Джордж, который трагически погиб в 1918 году во время Первой мировой войны, не дожив несколько месяцев до своего 31-летия. Сам Чарльз Парсонс мирно скончался 11 февраля 1931 года на борту парохода «Герцогиня Ричмондская» во время круиза — ему было 76 лет.
Однако история семьи инженеров Парсонс не ограничивается только его жизнью.Глава 3: Кэтрин и Рейчел Парсонс
Следует отметить, что ни Кэтрин, ни Рейчел Парсонс не были выдающимися изобретателями, в отличие от Чарльза и его отца Уильяма, создавшего телескоп «Левиафан». Тем не менее, их вклад в развитие инженерии и технологий имеет значительное значение.
В 1914 году, когда Великобритания вступила в Первую мировую войну, сотни тысяч мужчин ушли на фронт. Чтобы поддержать экономику, правительство издало указ, разрешающий женщинам работать на заводах, в том числе заниматься инженерной деятельностью.
Кэтрин, которая отправила собственного сына на фронт, с большим энтузиазмом взялась за помощь. Она содействовала привлечению женщин к работе на заводах, особенно на предприятиях, производивших боеприпасы, в районе Тайнсайд. Также она активно сотрудничала с Министерством обороны, помогая разработать инструкции по адаптации женщин на различных рабочих местах. За этот вклад, в 1918 году, Кэтрин была удостоена звания первого почетного члена Института инженеров и судостроителей Северо-Восточного побережья.
В 1912 году Рейчел присоединилась к работе на одном из заводов своего отца, где помогала проектировать турбогенераторы. С началом Первой мировой войны она некоторое время работала на заводе по производству боеприпасов, а затем переключилась на помощь матери в трудоустройстве женщин по всей Великобритании.
После принятия «Закона о восстановлении довоенной практики» Рейчел и её мать активно выступали за права женщин. В 1919 году Кэтрин Парсонс произнесла важную 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, несмотря на убедительные доводы, правительство не откликнулось на призыв. По всей Великобритании началась волна увольнений женщин. В ответ на это Кэтрин и Рейчел, а также еще шесть выдающихся женщин, основали в 1919 году Инженерное женское общество (WES), целью которого стало обеспечение защиты прав женщин в профессиональной сфере.
В 1921 году основатели WES открыли компанию Atalanta Ltd, которая принимала на работу только женщин, уволенных с заводов по причине дискриминации. Компания занималась производством различных товаров, включая газовые и масляные горелки, гаечные ключи, отвертки и даже сверлильные станки.
Несмотря на то, что компания прекратила свою деятельность в 1928 году (официально была ликвидирована в 1937 году), она привлекла внимание к проблеме, и ряд крупных британских промышленных компаний начали набирать женщин на инженерные должности, при условии, что они смогут доказать свою квалификацию.
Кэтрин Парсонс оставалась почетным президентом WES до 1925 года, после чего ушла на пенсию. После смерти мужа в 1931 году она посвятила себя написанию его биографии, но не успела завершить работу, так как в 1933 году ушла из жизни от рака в возрасте 74 лет.
Судьба Рейчел была более сложной. В 1925 году она неожиданно прекратила активное участие в общественной жизни, переехала в роскошный особняк в центре Лондона и начала вести светскую жизнь. Ее вечера были известны своим размахом.
После смерти отца, с которым у Рейчел были напряженные отношения в последние годы его жизни, она унаследовала 840 000 фунтов и стала одной из самых состоятельных женщин Великобритании. В 1940 году она приобрела несколько особняков и перебралась в Лэнсдаун-хаус, расположенный недалеко от деревни Ньюмаркет.
С детства увлекавшаяся лошадьми, Рейчел построила рядом с особняком крупный конный завод и начала разводить около 600 лошадей. Местные жители замечали, что с каждым годом её поведение становилось все более странным: она носила одну и ту же одежду и жила в двух комнатах. Особняк и территория со временем пришли в упадок.
Рейчел Парсонс никогда не была замужем и не имела детей. Ее образ жизни был замкнутым, и она не оставила завещания. Похороны Рейчел организовали её двоюродные братья, которые не имели отношения к инженерному делу.
Предприятия, основанные Чарльзом Парсонсом, существуют до сих пор, теперь являясь частью концерна SIEMENS. В его честь Ирландская инженерная академия ежегодно вручает медаль Парсонса инженеру, который внес исключительный вклад в развитие инженерной практики.
Инженерное женское общество, основанное Кэтрин и Рейчел Парсонс, продолжает свою деятельность более 100 лет и оказывает поддержку женщинам, стремящимся работать в технических областях. Таким образом, наследие семьи Парсонс, включая не только паровые турбины, живет и по сей день.