Валерий Петрущенков
Попытка введения электрического освещения в России в 1849 году

Первые публичные опыты демонстрации электрического освещения

В декабре 2024 г. исполняется 175 лет первой попытке широкого введения в России электрического освещения улиц и площадей.

Представляет интерес исторический фон, на котором происходили описываемые в очерке события. Первый в мире публичный опыт наружного электрического освещения состоялся в Париже 17 августа 1843 года [1]. Из своего фотографического павильона на крыше самого высокого дома № 7 на набережной Конти известный и очень успешный оптик и изготовитель различных приборов Луи-Жозеф Делей с расстояния в 200 м осветил Новый мост и памятник Генриху IV дуговой вакуумной лампой Дэви, питающейся от 98 элементов Бунзена. Второй публичный опыт был организован Делеем и химиком Генри Адольфом Аршро на площади Конкорд в Париже 20 октября 1843 г., рис. 1, [2].

Рис. 1. Опыт электрического освещения на площади Конкорд в Париже 20 октября 1843 г.

В течение 1 часа они освещали окрестности, разместив на коленях статуи города Лиля ручной регулятор Фуко, в помещении под статуей батарею Бунзена из 200 элементов, используя для создания луча два рефрактора диаметром 25 и 75 см.

В 40-е годы Аршро (рис. 2) проводил аналогичные опыты в Париже в различных общественных местах. Освещались дворец Тюильри с площади Карусель, пассаж Жоффруа, сцена 66 спектаклей в театре Пале Рояль, была создана прожекторная установка для маяков на основе дуговой лампы Аршро [3]. Описание этих опытов в периодической печати привело к тому, что российский император Николай I через российское посольство во Франции пригласил Аршро в начале 1849 г. в Россию для введения электрического освещения.

Рис. 2. Генри Адольф Аршро (1819–1893)

Интересно отметить, что в этом же году 16 апреля в Париже в Национальном театре оперы состоялась премьера оперы Мейербера “Пророк” [4]. На этом представлении впервые в мировой истории театров на сцене было применено электрическое солнце – автоматический регулятор Фуко-Дюбоска, работающий от батареи гальванических элементов, рис. 3. Уже в ноябре 1849 г. в Большом (Каменном) театре Санкт-Петербурга велись репетиции при использовании “электрогальванического солнца” для освещения балетных декораций. С 15 ноября этого же года был принят на работу в ведомство театральной Дирекции Императорских театров магистр фармации химик Макар Феодосьевич Шишко “для управления выписанным из-за границы снарядом солнечного освещения по Большому (Каменному) театру посредством гальванизма”. В ноябре и декабре 1849 г. в этом театре использовались в дуговой лампе-регуляторе угольные электроды, полученные из Парижа, во время репетиций и представления балета “Питомица фей”, поставленном Ж. Перро.

Рис. 3. Премьера оперы Мейербера “Пророк”, 16 апреля, 1849 г.

Рис. 4. Устройство с рефрактором и цветовым фильтром для имитации солнца на сцене

Военный инженер и изобретатель Шпаковский Александр Ильич разработал свою лампу-регулятор, которую успешно испытал в Казани профессор физики Савельев Александр Степанович в марте 1853 г. [5]. На процедуре коронации Александра II в Москве в сентябре 1856 г. 10 электрических солнц Шпаковского освещали окрестности с крыши Лефортовского дворца с питанием от батареи из 800 элементов Бунзена [6].

Описание событий первой попытки введения электрического освещения в России в 1849 г. выполнено по архивным материалам РГИА, РГА ВМФ, РГАЭ, РГВИА, СПб АРАН. Автор выражает благодарность Ашхацаве А. Н. за помощь в работе с документами московских архивов.

Приезд химика Аршро в Россию и подготовка к опытам электрического освещения

В 1848 г. в частной переписке со своим шурином Аршро пишет, что с российским императором достигнута предварительная договоренность о создании масштабного электрического освещения Москвы [3]. В случае удачной демонстрации установки предполагалось строительство первой станции за 1,5 млн франков, затем устройство еще 16 аналогичных объектов для освещения районов Москвы.

Рис. 5. Дуговая лампа-регулятор Аршро

12 февраля 1849 г. в Париже Аршро подал заявку и 12 апреля получил патент на автоматический регулятор (рис. 5), в котором расстояние между выгорающими угольными электродами поддерживалось за счет электромагнита, через обмотку которого проходил тот же ток, что и через дуговую лампу.

Кроме того, он разработал гальваническую батарею длительного действия. Для поездки в Россию он приготовил дуговую лампу-регулятор и батарею из 200 гальванических элементов. К этому времени Аршро научился делать из ретортного угля качественные плотные электроды для дуговой лампы и гальванических элементов, рис. 6.

Рис. 6. Гальванические элементы с ручной дуговой лампой

Вначале выезд химика Аршро в Россию предполагался в конце зимы, затем был перенесен на август 1849 года. Так как приглашение исходило от Николая I, то в России уже в начале сентября были запущены в действие обширные и затратные организационные мероприятия.

“Первоначально для опытов применение этого способа освещения делать к 4-м канделябрам, окружающим Александровскую колонну, и к Главному въезду Адмиралтейства” [7].

Аршро предпочел начать со второго варианта, как более эффектного, с его точки зрения, для демонстрации преимуществ нового источника света.

По Высочайшему повелению Военным министерством была создана особая Комиссия под председательством генерала от инфантерии Шуберта Федора Федоровича для изучения достоинств и недостатков нового способа освещения. 14 сентября 1849 г. отношением № 9536 Военного министерства всем привлеченным министерствам и ведомствам была поставлена задача предложить свои кандидатуры в члены комиссии.

В состав комиссии вошли представители от Министерства внутренних дел, Императорского двора, Военного и Морского министерств, Главного Управления путей сообщения, Санкт-Петербургского обер-полицмейстера, а также Министерства Народного Просвещения, которому подчинялась российская Академия Наук.

Известны следующие лица, кроме председателя, входившие в состав особой Комиссии. От Министерства внутренних дел – член Медицинского совета, статский советник академик Фрицше Юлий Федорович; от Военного министерства – начальник Охтенского капсюльного заведения, полковник, специалист по ракетному делу Константинов Константин Иванович; от Морского министерства – флигель-адъютант, капитан I-го ранга фон Глазенап Владимир Александрович; от Главного Управления путей сообщения – генерал-инженер Дестрем Морис Гугович, генерал-лейтенант Рокасовский Алексей Иванович, инженер путей сообщения, сенатор, товарищ главноуправляющего путями сообщения и публичными зданиями; от Министерства Народного Просвещения и российской Академии Наук – ординарный академик, статский советник, профессор Якоби Борис Семенович, а также генерал-майор Галахов Александр Павлович в качестве обер-полицмейстера столицы [7–12].

Весь процесс подготовки и проведения испытаний происходил под руководством Военного министерства, от него поступали письма в другие министерства и ведомства и через них членам комиссии. За всеми событиями внимательно следил Николай I.

В письме № 10598 от 10 октября Военного министра за подписью его заместителя князя Долгорукова в адрес Главного управления Морского министерства сообщается [10].

“Государь Император по всеподданейшему докладу предположений Генерала от инфантерии Шуберта касательно первоначального производства опытов над электрическим освещением Высочайше повелеть соизволил:

1. Для производства опытов выбрать место согласно заключению Генерала Шуберта и химика Аршро между колоннами шпиля Адмиралтейства, отменив прежде назначенное подле Главного въезда.

2. В число работников для установленной электрической батареи назначить несколько человек из учебного Морского Рабочего Экипажа.”

Отсюда видно, что первоначально рассматривался вариант размещения всей установки вблизи Главного въезда на территорию Адмиралтейства на земле. Очевидно, что при таком расположении источника света можно было бы осветить только сам Главный въезд в Адмиралтейство. Деревья Адмиралтейского бульвара создавали бы помехи при освещении 3-х лучевых уличных магистралей.

К 12 октября появилась полная определенность с местом размещения гальванической батареи, лампы-регулятора с линзой, а также с персоналом, необходимым для обслуживания батареи. Аршро просил выделить одно или несколько отапливаемых помещений общей площадью до 30 квадратных саженей (136 м²). В переписке с Военным министерством были задействованы самые разные структуры Морского министерства: Департамент Строительства, Инспекторский Департамент, Корпус Морской Артиллерии, Главный Морской штаб.

При непосредственном участии генерала Шуберта и химика Аршро были выбраны помещения, необходимые для организации опытов по освещению 3-х магистральных улиц с нижней галереи Адмиралтейского шпица, окруженной 28-ю колоннами.

Рис. 7. Фрагмент плана 1-го этажа правой части здания Адмиралтейства у Главного въезда [13]

В 2-х помещениях общей площадью 128 м², занимаемых до этого временным лазаретом на 1-м этаже в правой части от главного въезда Адмиралтейства (помещения 47 и 48, рис. 7), разместили гальваническую батарею со вспомогательным оборудованием.

В помещении 46 работали члены Комиссии при проведении опытов. Ручной поршневой насос и помойный свинцовый ящик размещались в помещении 47 [10, 13, 14]. В помещении 48 находилась печь, используемая для различных операций, в том числе для нагрева воды и гибки цинковых досок. Здесь же хранилась дуговая лампа-регулятор, перевезенная с петербургской таможни после ее доставки из Кронштадта.

В течение месяца в помещениях и на галерее Адмиралтейского шпица велись различные работы. Аршро рисовал схемы и эскизы, по которым велось проектирование, строительство и монтаж. Организационные мероприятия, доставка необходимых материалов, строительные и монтажные работы производились силами Строительного департамента, Кораблестроительного и Учетного комитета Морского министерства. Были задействованы следующие подразделения: столярное мастерство, кузнечное мастерство, такелажное мастерство, блоковое мастерство, котельное мастерство, брандспойтовое мастерство [14]. Общее число работников по окончательной смете работ составило 269 человек [11].

Собственно осветительная установка с дуговой лампой-регулятором во время проведения опытов находилась на нижней галерее Адмиралтейского шпица на отметке +22.500. Между колоннами с 4-х сторон устраивался закрытый деревянный тамбур в виде 4-х стен со скатной крышей и оконными переплетами на всех стенах. Со стороны главного фасада башни под тамбуром на время испытаний размещался деревянный фонарь также с остеклением и 4-скатной крышей. Тамбур был необходим для защиты основного оборудования в виде регулятора и линзы от непогоды, фонарь – для создания источника электрического света.

Флигель-адъютант от Морского министерства Глазенап В. А. принимал активное участие в организации строительных работ при создании осветительной установки, расположенной на нижней галерее Адмиралтейского шпица, и помещения для гальванической батареи.

Строение шпица показывает, что внутри башни практически отсутствует свободное пространство для размещения осветительного оборудования, рис. 8 [15]. Узкая лестница внутри башни затрудняла доставку габаритных материалов и грузов на нижнюю галерею. Поэтому значительная их часть подавалась с помощью блоков и канатов такелажными мастерами.

Был выстроен деревянный тамбур с габаритными размерами (ширина, высота, глубина) 5х5х1,5 м, размещенный в 3-х пролетах между центральными колоннами галереи, с выходом во внутреннее пространство башни, рис. 9, 10 [16].

Рис. 8. Разрез Адмиралтейского шпица по модели

Рис. 9. План галереи Адмиралтейского шпица с положением деревянного тамбура [16]

Рис. 10. Фасад и вид сбоку на деревянный тамбур [16]

На время проведения опытов через центральное слепое окно монтировался деревянный фонарь с габаритами (ширина, высота, глубина) 1,8х1,8х1,4 м, примыкающий к наружной стене тамбура и встроенный между 4-й и 5-й колоннами на фронтальном фасаде галереи. Именно из него велось освещение улиц и 2-х площадей через остекленные переплеты. Под фонарем понимается архитектурный объект – застекленная конструкция, служащая для освещения (в данном случае для освещения не внутри помещения, а для создания источника света для улиц и окрестностей Адмиралтейского шпица). Тамбур служил для хранения ценного осветительного снаряда, вес которого с учетом лампы-регулятора, рамы, стеклянной фокусирующей линзы Френеля и вспомогательных конструкций составлял 15 пудов (246 кг), и защиты оборудования от непогоды.

Внутренний объем остекленного фонаря использовался при проведении опытов. Учитывая характер опытов, описанных ниже, требовалось поворачивать линзу вокруг дугового фонаря на угол до 80°, чтобы направлять луч света на одну из 3-х улиц. В отдельных опытах производилось освещение площадей перед зданием Адмиралтейства без использования линз. В этом случае остекленный фонарь выдвигался вперед за пределы ряда колонн галереи.

По результатам выполненных строительных и монтажных работ был составлен “Годовой отчет о работах, произведенных по разным устройствам в здании Главного Адмиралтейства для опытов гальванического освещения по предписанию Строительного департамента Морского министерства от 14.11.1849” [14]. Он был представлен на утверждение в Строительный департамент 28.10.1850.

В связи с возможной неоднозначностью трактовки информации, приведенной в архивных документах, используемой при попытке современной реконструкции тамбура и фонаря автор очерка решил привести дословно некоторые фрагменты из них в Приложении 1 и предложить свою трактовку их содержания.

В настоящее время широко известно лишь одно изображение процесса освещения окрестностей лампой Аршро с башни Адмиралтейства, рис. 11. Это рисунок художника Зикеева Н. К., приведенный в детской книге Орлова В. И. [17].

На рисунке видно, что луч выходит из отверстия для часов башни. Очевидно, что эта фантазия художника не отражает реального положения лампы Аршро, которая размещалась в деревянном фонаре на 15 метров ниже.

Предполагались опыты по освещению 3-х уличных магистралей, хорошо просматриваемых с башни Адмиралтейства: Невского проспекта, Гороховой улицы, Вознесенского проспекта.

Рис. 11. Рисунок художника Зикеева Н. К. из книги Орлова В. И. “О смелой мысли”

Описание опытов электрического освещения

Первый опыт по электрическому освещению производился для Невского проспекта с 19-ти до 22-х часов 8 декабря 1849 г. Цели и краткая программа работ были сформулированы самим химиком Аршро и приведены дословно в публикациях ряда газет и журналов [18–21].

“1. Направить электрический свет в виде пука параллельных лучей, в длину проспекта, на разной высоте (при этом считаем нелишним предостеречь, чтобы все те, кому случится идти или ехать, в означенное время, по пути от Невского монастыря к Адмиралтейству, старались избегнуть встречи с прямолинейным направлением электрических лучей, так как чрезмерно яркий блеск их может своим внезапным появлением слишком сильно потрясти зрительные органы и особенно перепугать лошадей. Поэтому желательно, чтобы по крайней мере, проезжающие держались более левой, то есть гостинодворской стороны проспекта, несколько уклоненной от фокуса освещения).

2. Расширить пук света так, чтобы расхождением лучей его произвести освещение в ширину проспекта к середине его длины.

3. Увеличить расхождение лучей так, чтобы проспект был освещен во всю его ширину от въезда с Адмиралтейской площади, и показать дальность этого света и другим.

4. В заключение вечера, направлять свет на разные предметы в различных расстояниях, для указания действия освещения.”

Очевидно, что Аршро хотел использовать свой опыт освещения, который получил во Франции при изготовлении прожекторов на основе своих ламп для морских маяков.

Сколь-нибудь подробное описание результатов опытов освещения улиц с Адмиралтейской башни в открытой печати того времени удалось найти только в статье, опубликованной в 1850 г. в Германии в Политехническом журнале Динглера [22].

В редакционной статье говорится о том, что опыты гальванического освещения улиц проводятся совместно профессором Якоби с изобретателем Аршро. Приведем в пересказе наиболее интересные моменты из описательной части статьи, написанной петербургским корреспондентом журнала (как сказано в статье, Санкт-Петербургским научным авторитетом).

Опыты проводились с 7 до 10 часов вечера при освещении 3-х магистральных улиц. Свет был очень ярким, глаза уставали смотреть на него через несколько секунд. Угловые дома на Невском проспекте были освещены так ярко, что можно было увидеть муху на стене, хотя расстояние до фонаря превышало 200 м. Свет газовых фонарей казался красным, их пламя коптящим, тогда как электрический свет был ослепительно белым. Светящийся луч имел ширину около шести дюймов (150 мм), если на него смотреть сбоку, и выглядел парящим шаром, вылетевшим из ствола пушки, если смотреть вдоль луча. Цвет луча часто изменялся и был попеременно красным, синим и желтым. Иногда он пропадал на несколько секунд, а затем снова появлялся. На расстоянии около 500 шагов, несмотря на газовые фонари, тень от электрического света была все еще видна, но дальше была видна тень только от газовых фонарей.

Через несколько дней после начала опытов автор статьи попросил профессора Якоби показать аппарат, на что тот любезно согласился. Поскольку Якоби мог проводить эксперименты только ночью, когда улицы пусты, автор пришел на башню в час ночи. Гальваническая батарея представляла собой углеродную батарею из 185 элементов, каждый из которых имел площадь не менее 1,5 квадратных футов (0,14 м²). Цинковый цилиндр имели высоту 15 дюймов (380 мм), диаметр 10 дюймов (254 мм) и толщину металла не менее 1/2 дюйма (12,7 мм). Он содержал белую глиняную ячейку соответствующего размера, изготовленную из тончайшего фарфора, в которой, в свою очередь, находился овальный углеродный стержень. Эти угольные электроды были выполнены из удивительно красивой плотной массы, полученной Аршро, глиняные ячейки также были привезены из Парижа. Поскольку в непосредственной близости от башни не было соответствующей комнаты для размещения этой большой батареи, ее расположили в двух просторных залах здания. Так как днем и ночью помещения отапливались, в них было очень жарко, в воздухе постоянно находились пары кислоты, сильно ухудшавшие самочувствие. Четверо солдат новобранцев, обслуживающих батарею, плевали кровью.

Аршро заверил корреспондента, что ток этой батареи оставался постоянным в течение 90 часов, а смесь кислот, которыми он его заполнял, является секретной. Во время визита корреспондента работали только 57 элементов, но ток был настолько сильным, что при пропускании его через английский напильник (металлический брусок шириной 1/2 дюйма (12,7 мм) и длиной 4 дюйма (102 мм)) последний разлетался фейерверком на шарики, похожие на крупную дробь.

Из помещения гальванической батареи провода поднимались вверх, как и телеграфные провода при креплении с помощью изоляционных элементов вначале внутри помещения, затем по наружной стене на башню, где они соединялись с угольными электродами лампы. Эти последние представляли собой стержни квадратного сечения размером 1/4 дюйма (6,4 мм) и длиной 5 дюймов (127 мм), выполненные из той же мелкозернистой плотной массы, что и углеродные стержни ячеек. Они устанавливались в латунные втулки и зажимались с помощью винтов. Электрическая дуга имела длину около 1/2 дюйма (12,7 мм). Перед этой светящейся точкой находилась большая стеклянная линза, фокусирующая свет от дуги. Изменение цвета электрической дуги происходило в связи с выгоранием электродов. При большем или меньшем расстоянии между угольными электродами свет становился синим, желтым или красным. Уголь на отрицательном полюсе прогорал довольно быстро, и почти каждые полчаса его нужно было заменять, что заставляло прерывать освещение.

Такой же гальванический светильник на основе дуговой лампы в это же время использовался в Дрездене в опере “Пророк” Мейербера на сцене для имитации восхода солнца. Солнечный диск формировался параболическим вогнутым зеркалом диаметром около 1 фута (0,305 м), рис. 4, в фокусе которого светилась электрическая дуга лампы. В Санкт-Петербурге в регуляторе Аршро угольные стержни, по-видимому, были того же качества. Однако в Дрездене прерывистость светового эффекта предотвращалась с помощью весьма изобретательного механизма. Как только угольные электроды расходились на большое расстояние, ток прерывался. Поэтому они были соединены с зубчатой передачей, благодаря которой постоянно приводились в движение друг относительно друга, а сама передача регулировалась действием электромагнита, включенного в цепь гальванического тока. Однако свет на сцене был настолько ослепителен и, следовательно, вреден для глаз, что, помимо других недостатков, он вряд ли мог бы быть использован для уличного освещения, но, безусловно, совершенно справедливо был предложен для применения на маяках.

Очевидно, речь в тексте статьи шла о лампе-регуляторе конструкции Фуко-Дюбоска, рис. 12.

Рис. 12. Лампа-регулятор конструкции Фуко-Дюбоска [23]

Корреспондент сообщил, что профессор Якоби строит совершенный осветительный прибор, в котором угли светятся в безвоздушном пространстве, и расстояние между ними регулируется часовым механизмом.

Общий отчет Комиссии об опытах электрического освещения

Ниже приводятся комментарии к информации, составляющей содержание “Общего отчета об опытах электрического освещения, произведенных в Санкт-Петербурге под наблюдением Высочайше учрежденной для сего Комиссии”, см. Приложение 2 и [24]. Среди подписавших отчет впервые в документах появляется имя статского советника князя Грузинского. Вероятно, это был представитель Императорского двора в Высочайше учрежденной Комиссии, статский советник князь Грузинский Сергей Яковлевич, носивший в это время звание камергера Императорского двора.

Имеется значительное количество отличий в данных, приведенных в отчете, от информации из других источников. Так как отчет подписан всеми членами этой Комиссии, то очевидно, что это официальный документ, наиболее правдиво описывающий детали всех стадий этого события.

Аршро прибыл в Кронштадт 30 сентября 1849 г. по вызову российского правительства. Он привез с собой большой груз, в котором находились цинковые доски, скважистые (пористые) сосуды, пневматический аппарат (вероятно, водяной поршневой насос), стеклянные составные части и арматура для большой линзы Френеля, дуговая лампа с регулятором, множество угольных электродов.

По прибытии в Санкт-Петербург государь предложил Аршро для демонстрации освещения на выбор два места – Александровскую колонну и главный въезд в Адмиралтейство. После осмотра каждого из них Аршро объявил, что место у Александровской колонны неудобно, для расположения источника света больше подходит галерея Адмиралтейского шпица. Для гальванической батареи еще в письме из Парижа им называлась площадь 80 м². На первом этаже флигеля Адмиралтейского двора были выделены помещения общей площадью 120,5 м², чего впоследствии оказалось недостаточно.

Для охраны оборудования Комиссии был выделен подпоручик Гренадерского саперного батальона Сергеев, позже замененный подпоручиком Конно-пионерского дивизиона Паттоном. В команду этих офицеров входили 1 унтер-офицер и 5 рядовых, которые вели круглосуточную службу у лампы и батареи. От Морского ведомства были выделены мастера и материалы, необходимые для подготовки опытов.

Практически сразу Комиссия решила максимально быстро и полно удовлетворять все требования Аршро, чтобы у него не было повода искать внешние причины в случае неудачи.

Так как из Парижа были привезены лишь основные детали гальванической батареи и лампы-регулятора, то необходимо было их доукомплектовать и собрать на месте, а также приготовить расходные материалы в виде кислот, металлических проводников, ртути и прочего.

Описание гальванической батареи и лампы-регулятора Приведем краткое описание состава и конструкции гальванических элементов и лампы-регулятора.

Батарея включала 169 элементов, расположенных в 11 рядов, рис. 13.

Рис. 13. Чертеж помещений, в которых разместили 169 гальванических элементов батареи Аршро [24]

На рис. 14 показан состав каждого элемента, стеклянные газоотводящие трубки с деревянным коллектором, стеклянные трубки сифонов для заливания азотной кислоты. Не показаны свинцовые трубки диаметром 25 мм для заливания серной кислоты и диаметром 12,7 мм для отвода газов из стеклянного стакана.

Каждый элемент состоял из внешнего корпуса, цилиндрического отрицательного амальгамированного ртутью цинкового электрода, пористого цилиндра и центрального положительного угольного электрода. В пористом цилиндре находилась азотная кислота, снаружи и внутри цинкового цилиндра – серная кислота.

Рис. 14. Чертеж гальванических элементов батареи Аршро [24]

При взаимодействии азотной кислоты с углеродом происходила химическая реакция, сопровождающаяся появлением заряда на электроде и выделением паров азотной кислоты, которые нужно было отводить в атмосферу с помощью стеклянных трубок и деревянных коробов, размещенных на стойках вдоль рядов элементов и выполняющих роль сборного коллектора. Вторая стеклянная трубка использовалась для заливания азотной кислоты в пористый цилиндр. Амальгамирование цинковых цилиндров способствовало тому, что образующийся при растворении цинка серной кислотой водород находился преимущественно в виде ионов, а не в газообразном состоянии.

Дуговая лампа-регулятор (рис. 15) собиралась на раме и имела следующий состав: два вертикальных угольных электрода, устанавливаемых в цилиндрические держатели с креплением с помощью винтов, два аналогичных горизонтальных угольных электрода. Последние использовались как при проведении первых опытов, так и для того, чтобы без потухания лампы произвести замену сгоревших вертикальных электродов. В нижней части устройства находился собственно механизм регулятора, обеспечивающий при сгорании вертикальных электродов неизменное расстояние между ними с некоторой точностью. Нижний вертикальный проводник из мягкого железа с держателем нижнего угольного электрода находился внутри цилиндрической катушки-электромагнита и подвергался действию трех сил: собственного веса (направление вниз), веса груза, передаваемого через трос блока (направление вверх), и силы электромагнитного взаимодействия нижнего проводника лампы и катушки электромагнита (направление вниз).

Рис. 15. Чертеж дуговой лампы-регулятора Аршро, использованной в опытах (чертеж исполнен подпоручиком Паттоном) [24]

Схема собиралась таким образом, что один и тот же ток проходил через дугу лампы и катушку электромагнита. При увеличении расстояния между вертикальными электродами из-за их выгорания ток в цепи уменьшался, электромагнитная сила также уменьшалась, возникала результирующая сила, направленная вверх. Она приводила к перемещению нижнего электрода вверх, зазор между электродами уменьшался. При уменьшении расстояния между угольными электродами происходил обратный процесс с возникновением результирующей силы, разводящей электроды друг от друга.

Дополнительные работы

Для устройства гальванической батареи и установки источника света понадобились следующие дополнительные работы, изделия и материалы, см. рис. 13–15.

1. 250 керамических горшков цилиндрической формы высотой 400 мм, диаметром 350 мм, являющихся внешним корпусом гальванического элемента. Таких сосудов не было в Санкт-Петербурге. Кроме того, аналогичные изделия из керамики не могли противостоять действию кислот. Поэтому их заменили на сосуды из стекла тех же размеров, изготовленные Императорским стекольным заводом.

2. Два медных проводника, соединяющие гальваническую батарею и дуговую лампу-регулятор. Длина первого из них 68 м, второго – 102 м, диаметр 7,62 мм. Работа выполнена под наблюдением академика Якоби.

3. Проводник для катушки электромагнита длиной 38,3 м, диаметром 6,1 мм также выполнен под наблюдением академика Якоби.

4. 200 стеклянных сосудов для размещения в них пористых горшков во время бездействия батареи. Вероятно, речь идет о процедурах взвешивания разных компонентов гальванических элементов, требующих разборки элементов на части. Сосуды были заказаны по чертежу Аршро на Стеклянном заводе Фрея, но не были вовремя изготовлены. После их доставки оказалось, что они неудобны и были заменены на аналогичные сосуды из свинца, выполненные под наблюдением академика Фрицше.

5. Газоотводные трубы общей длиной 160 м по чертежу Аршро, выполненные из дерева, и вывешенные на стойках. Из чертежей на рис. 14 и 15 видно, что они соединены со стеклянными трубками, отводящими газы и пары из пористых сосудов с азотной кислотой. Диаметр труб 200 мм, вертикальная отметка низа труб 0,800 м. Вероятно, их монтировали только на время опытов, так как они мешали бы различным процедурам, например, взвешиванию цинковых цилиндров. Выполнены работниками Морского ведомства.

6. 200 деревянных поддонов для пористых горшков. Судя по рис. 14, они были нужны в связи с выпуклым дном внешнего стеклянного сосуда элемента. Выполнены работниками Адмиралтейства.

7. 400 стеклянных трубок и 200 стеклянных сифонов сделаны под наблюдением академика Фрицше. Впоследствии Аршро решил не использовать сифоны, отрезал у них одно колено и применял их как обычную стеклянную трубку. Возможно, предполагалось использовать сифоны при операциях с кислотами или отработанными растворами гальванических элементов.

8. Обвить 70 угольных электродов проволокой, чего Аршро не успел сделать в Париже. Было сделано нижними чинами Морского ведомства.

9. Соединить железными проводниками электроды работающих элементов батареи. Работа выполнена слесарями Морского ведомства.

10. Цинковым доскам придать цилиндрическую форму. С этой целью в комнате 48 (рис. 7) был устроен очаг для их нагрева. Работа выполнена нижними чинами, состоящими в распоряжении Комиссии.

11. Замазать газопроводные трубы в стыках с крышкой пористого сосуда, деревянного коллектора, а также стыки сифонов для заполнения пористых сосудов азотной кислотой. Замазка была сделана из компонентов по рецепту Аршро под наблюдением академика Фрицше, процедура замазывания стыков выполнена нижними чинами, результаты проконтролированы Аршро.

12. Для подготовки батареи к работе необходима вода. В помещении батареи был установлен небольшой насос, всасывающий трубопровод проведен под фундаментом здания в обводной канал Адмиралтейства. Вероятно, чаны заполнялись водой с помощью насоса перед вливанием в них соответствующих концентрированных кислот.

13. Свинцовые трубы для отвода газов и для вливания серной кислоты в стеклянный сосуд с цинковым цилиндрическим электродом. Трубы диаметром 25,4 и 12,7 мм длиной 34 м каждая были заказаны академиком Фрицше по указанию Аршро.

14. Чаны для разбавления кислот и различные мелкие снаряды и инструменты. Исполнено академиком Фрицше.

15. Заготовить необходимое количество серной и азотной кислоты. Исполнил академик Фрицше, проводивший также их испытания и получивший одобрение результатов от Аршро.

16. Приобрести необходимое количество ртути для амальгамирования цинковых досок. Равномерная во времени доставка ртути произведена по заказу академика Фрицще, амальгамирование выполнено нижними чинами. Аршро проконтролировал результат.

17. Для доукомплектации регулятора Аршро подключил к работе французского механика Фурнье. Однако позже тот отказался от исполнения недостающих узлов, поэтому их изготовил механик Морского ведомства Экман.

18. Для установки регулятора сделать деревянную подставку, для ориентации линзы Френеля в нужном направлении исполнить деревянный прибор со слесарной работой. Выполнено вольным мастером и работниками Морского ведомства.

19. На галерее Адмиралтейского шпица сделан застекленный тамбур, описанный выше, рис. 9 и 10.

20. Заказать две платиновых пластины для работы регулятора. Исполнено Департаментом Горных и Соляных дел.

21. Сделать 12 деревянных ограждений без дна для рядов гальванических элементов, чтобы оградить их от повреждений.

Первый опыт 8 декабря

После окончания перечисленных работ Аршро объявил о готовности к испытаниям вечером 8 декабря. Военный министр дал свое согласие на начало испытаний.

Зарядка гальванической батареи началась утром в понедельник 5 декабря в 10:30 в присутствии Якоби, Фрицше, Константинова и закончилась утром в четверг 8 декабря.

4 работника приступили к разведению серной кислоты в чанах, предварительно наполненных водой, до 12° по ареометру Боме (плотность раствора 1,090 г/см³). В 13 часов того же дня серную кислоту начали разливать из чанов в стеклянные сосуды гальванических элементов. К 15:45 было заполнено только 50 сосудов из 169, но уровень жидкости в них еще не был установлен. При такой динамике 169 сосудов заполнились бы за 9,5 часов.

Аршро начал заполнять пористые сосуды азотной кислотой 6 декабря в 20:30. До 8:00 7 декабря он успел зарядить только 63 горшка при работе с 2-мя помощниками. Остальные 106 горшков были заряжены в присутствии подпоручика Паттона 15-ю работниками в течение 5 часов 7 декабря и с 3:00 до 5:00 в ночь на 8 декабря.

На амальгамирование 169 цинковых цилиндров был израсходован 31 фунт (14,06 кг) ртути. Крепкой серной кислоты в 66° по ареометру Боме для наполнения стеклянных сосудов потребовалось 36 пудов 20 фунтов (599 кг), азотной кислоты для наполнения пористых сосудов – 40 пудов (655 кг).

Освещение началось вечером 8 декабря с 19:00 и продолжалось до 22 часов. Свет с помощью Френелевой линзы направлялся по Невскому проспекту, но не освещал всей улицы, представляя собой лишь сияющий конус, шедший от галереи Адмиралтейства до точки, на которую он был направлен. Однако в связи с несовершенством аппарата, использованного Аршро, а также тем, что источник света не был установлен в фокусе линзы, направленность пучка света отличалась от проектного положения.

При проведении опыта свет не оставался постоянным, он все время изменялся как по интенсивности, так и по цвету, и несколько раз совсем потухал. Это было связано с тем, что регулятор не действовал, и что Аршро оказался вынужденным держать угольный стержень и направлять его рукой. В отдельные минуты свет так усиливался, что можно было читать газету у Полицейского моста (моста через Мойку). В то же время вне светящего конуса, занимающего малое пространство, освещение отсутствовало. Этот первый опыт оказался совершенно неудачен. Кроме того, гальваническая батарея при своей работе выделяла так много газов, что в комнатах, где она находилась, нельзя было оставаться долгое время.

Исправление недостатков

На следующий день Аршро сказал Председателю Комиссии, что он признается в полной неудаче опыта и объясняет это двумя причинами:

1. Регулятор требует внесения изменений в его работу. Он считал, что привез готовый к работе прибор, но увидел слишком поздно, что ошибся. Поэтому он держал угольный стержень в руках, что, конечно, не позволило сохранять расстояние между электродами постоянным, поэтому изменялись и сила света, и цвет дуги. Прерывание света было вызвано тем, что угольный стержень случайно выпал из рук на пол во время опыта.