В свете софитов
С этого я начну серию записей об осветительной и прочей огневой бытовой технике времен развитого стимпанка и дизельпанка. Она может выглядеть безумно, но остается вполне реальной. Заодно это слегка меняет представление об "отсталом газовом и керосиновом свете, бесславно отступающим под натиском электрификации". Потому, что конкуренты были очень сильными (а электрический свет - откровенно слабым) Переработано и дополнено.
Ч1. Большие дети.
На грани 18 и 19 веков в руки к ученым попадает новая игрушка - газосмесительная горелка на водород-кислородной смеси. Она давала стабильное бесцветное пламя температурой под 2800 градусов - и физики с химиками немедленно начали поджигать и плавить все, до чего дотягивались руки. И шо? Водородное пламя бесцветно и светить не может, да и полосочки в спектроскопе тоже не светят и не греют...
В начале 1820-х британский ученый(тм) Гёрни заметил, что оксид кальция в бесцветном пламени водородной горелки начинает светить белым светом. Вот примерно так:
Эффект заинтересовал и Герни, и других физиков. Почти сразу же Берцелиус обнаружил подобный эффект у солей циркония, а Томас Друммонд, увидев демонстрацию света оксида кальция у Фарадея, вдруг понял: ЭТО ИДЕЯ!
Ч2. В свете софитов
Идея Друммонда была проста, как лом. Раз оксид кальция светится в пламени водородной горелки - значит так и нужно светить! В смысле, водородной горелкой на кусок этого самого оксида. Именно такой осветитель он и предложил в 1827 году.
Для городского и вообще какого-либо освещения подобное устройство было дорого и сложно, но вот в театрах освещение сцены "Друммондовым светом" вполне прижилось. Государственные и пожарные надзоры были еще беспомощны, а все большие пожары были еще впереди, так что новый яркий светильник еще несколько десятков лет оставался на сцене. Яркость списывала все недостатки включая пожароопасность и взрывоопасность водорода. Наверное.
Да, кстати, свистеть в театрах не принято потому, что свист в эти отдаленные времена означал - да, газовую тревогу!
Обратите внимание, горелка друммондова света ставится перед роликом так, чтобы раскалялась именно часть ролика, обращенная к фокусирующей линзе. Никаких рефлекторов в те времена толком не было.
В общем, в такой форме калильное освещение прижилось только в театре (где и стало непосредственной причиной изобретения "железного занавеса" лет через 50).
Очевидно, у Друммондова света была пара крупных недостатков:
1. Это водород. Газ редкой падлючести и взрывоопасности. Вырабатывался на специальных установках или в переносном генераторе типа автогена. В любом случае, водород следовало заменить на что-нибудь еще.
Водород можно было бы заменить, например, светильным газом. Это смесь водорода и угарного газа, способная гореть ярким пламенем. Светильный газ вырабатывался на специальных газовых заводах, был ядовит, взрывоопасен - но очень популярен в городах - потому, что ничего лучше для освещения не было. Беда в том, что светильный газ горит очень так себе и с водородом ни в какое сравнение не лезет.
Или ацетиленом. Ацетилен тоже отлично горит ярким пламенем - но по взрывоопасности и падлючести превосходит даже водород. Впрочем до начала массового производства карбида лет через 70, об ацетилене говорить нечего. Он есть, но в промышленных количествах его нет.
Можно даже природным газом, но это уже совсем фантастика - кто будет тащить через сотни километров газ, который толком и светить-то неспособен, да и греет тоже слабенько?
2. Это сама конструкция светильника, сложная и, опять же весьма проблемная.
Во-первых, сама горелка. Для работы кислородной горелки нужен подвод газа и кислорода. Hа час горения одного светильника требуется около 75 литров кислорода и около 150 литров водорода. Это нормально для лаборатории, но слишком дорого для городских фонарей. Кроме того, у большинства кислородных горелок есть пренеприятнейшая способность к "обратному удару", когда пламя проскакивает в горелку и с шансом отправляется по шлангу в сторону баллона с газом. А значит, кроме всего остального нужны еще специальные клапаны или гидрозатворы, чтоб обратный удар не дошел до топлива.
Казалось, бы, все просто. Атмосферная инжекторная горелка, правда же, попаданцы? Она проста, к обратным ударам практически не склонна (иначе газовые плиты так и не появились бы), требует подачи только топлива и вообще замечательна во всех отношениях. Вот только пресловутая бунзеновская горелка появится только лет через двадцать. В 50-х годах, почти одновременно с керосином. И до фонарей она дойдет лет еще через эндцать. А самое главное: температура пламени атмосферной инжекторной горелки заметно ниже кислородной, так что ни о каком ярком свете оксида кальция или циркония речь идти вообще не может.
3. Соотношение газов нужно точно регулировать, причем в реальном времени. Здесь техническая мысль 80 лет вертелась, как могла. От газовых подушек с калиброванными гирьками -, как простых, так и спаренных
Иногда оснащенных регулировочным механизмом из говна и палок
Это, кстати, позднее изобретение, уже начала ХХ века, когда появились прочные газовые баллоны. Ранний друммондов свет работал от химических генераторов по типу бидончика "автогена" у сантехников.
И вплоть до специальных помп с цилиндрами разного диаметра для накачки нужного соотношения водорода и кислорода
Это очень позднее устройство, времен заката друммондова света - но все равно сложное и хреновое.
В общем, наилучшие результаты регулировки показывало только одно устройство - "интеллектуальный сервитор".
И это было половиной проблемы. Вторая половина была еще занимательнее: в светильниках друммондова света светился здоровенный ролик из извести. Примерно такой:
Такой ролик, накаляемый горелкой, выгорал неравномерно и требовал вращения специальным механизмом. Кроме того, неоднородности и даже сырость при таком объеме приводили к растрескиванию при нагреве. Прямо во время выступления оперной дивы. С этим точно нужно было что-то решать и на это ушли годы исследований, по итогам которых выяснилось, что РАЗМЕР ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ и в тонком слое светимость и оксида циркония, и оксида кальция заметно возрастают. В 1834 Тальбот создает первый прототип того, что впоследствии назовут "калильной сеткой" - бумажный стаканчик, пропитанный солями кальция. При нагреве бумага сгорала, а минеральный скелет начинал ярко светиться. Увы, прототип так и остался прототипом; друммондов свет до своего заката так и светил раскаленными роликами. На самом деле были попытки заменить ролики дисками и черт знает чем еще, но все они остались безуспешными.
И если в театре с этим можно было бороться или мириться, то сколь-нибудь портативный светильник друммондова света становился невыносимо громоздким. Надо было что-то делать.
Кому же нужен переносной прожектор на водороде? Нууу... Конечно, театры ТОГДА были намного менее илитарным времяпревождением, но для широких масс было и более известное развлечение: ПРЕДСТАВЛЕНИЯ С ВОЛШЕБНЫМ ФОНАРЕМ. То есть, проекционным фонарем со стеклянными картинками, которые позже станут "слайдами".
Картинки могли быть самыми разными - от обучающих и художественных до самых низкопробных ужастиков с адом и демонетками.
Вот только...
Свечной фонарь или многофитильная лампа (типовые источники света в старых волшебных фонарях) этого самого света толком не давали. Ну никак не больше сотни свечей в самом совершенном варианте. А вот друммондов свет - если бы его засунуть в проектор... ну хотя бы чемоданного размера...
И хорошо бы, чтоб баллонов не было вообще, а лампа была не сильно больше масляного проектора. Но это даже на середину 19 века было ненаучной фантастикой. Но некоторые идеи появились:
Техническая мысль пошла в сторону светильника с подачей испаренного жидкого топлива - в кислородную горелку (без кислорода известь все еще не светила). Причем, не фитильную, с ее откровенно слабыми возможностями к подаче топлива, а лампу с испарением жидкого топлива и приготовлением топливной смеси.. ну не обязательно в горелке, кек. Если вы представили какой-то вариант керосинореза - забудьте. Никто не искал легких путей. Первые жидкотопливные калильные лампы произошли от весьма экзотических горелок на "карбюрированном воздухе".
Карбюрированный воздух - это воздух, насыщенный парами топлива. В устройстве, естественно, названном.. нет, не "карбюратором", а "сатуратором" (впрочем, фактически это был таки карбюратор). Чаще всего в переносных устройствах использовался барботажный карбюратор (воздух пробулькивается через топливо), более известный, как "бульбулятор". В качестве топлива использовался эфир, газолин (легкокипящие фракции нефти; петролейные эфиры) или бензолин (бентол, КМТА, "мулька" - бензол-толуольная фракция отходов коксохимического производства).
Переносной калильный проектор объединил самые заметные черты друммондова света и карбюрированного воздуха. На фонаре ставился топливный бак-"сатуратор" для эфира (газолина, бензолина...) и трубка для подключения кислородного баллона. В простейшем случае кислород пропускался сквозь эфир в баке и шел в горелку. Оно светило, но работало только на химически чистом топливе (диэтиловый эфир - никакого фракционного состава; только чистое вещество!)
Если же использовать в таком сатураторе "натуральное" топливо типа газолина или бензолина - то сначала выгорят легкие фракции, потом пламя переобогатится, яркость света резко снизится, а известковый ролик будет испорчен.
Более совершенным был сатуратор с двойной подачей кислорода - часть бульбулировала сквозь топливо (которым мог быть уже и газолин или бензолин) а часть пускалась в чистом виде в горелку. В этом случае горелка работала на смеси карбюрированного кислорода и чистого кислорода - и сервитор мог в любой момент времени подрегулировать пламя.
Получился вполне компактный переносной в чемодане проектор! Вон там в середине эфир-кислородный бульбулятор стоит как раз!
Жидкотопливный "друммондов свет" на эфир-кислородном, бензолин-кислородном или газолин-кислородном топливе продержались до первых 20 лет 20-го века. Несмотря на высочайшую пожароопасность светильника и самого топлива; несмотря на развитие альтернативных источников света - яркость друммондовых светильников превосходила калильные светильники первого, да и второго поколения, а удобство использования - атмосферные угольные дуговые лампы (ну, чтобы превзойти ЭТО, много сил не нужно; дуговые лампы были просто ужасны). Ирония ситуации была в том, что эпохи угольных атмосферных дуговых ламп и друммондова света практически совпали; появились они почти в одно время и исчезли тоже почти одновременно.
Да, с появлением ацетилена, кислород-ацетиленовые прожектора "с прочным телом накаливания" по яркости и мощности под миллионы свечей(!) всерьез конкурировали с последними угольными дуговыми прожекторами.
В любом случае для освещения друммондов свет совершенно не подходил ни в каком виде. Так что инженеры почесали репу и сказали: "Мы пойдем другим путем!" Но об этом в следующий раз.