Большая белая молния, яркая как солнце, упала из тучи и ударила в колокольню.
Ужас охватил маленького Христиана.
Земля заколебалась у него под ногами, тяжелый упругий каменный грохот обрушился с неба и оглушил его.
Христиан вцепился руками в чугунный столб навеса и зажмурил глаза. «Сейчас убьет!» решил он.
Но гром, замирая, удалялся, стало тихо, и все прочно стояло на своем месте, и он сам был цел и не-вредим. Он осторожно приоткрыл один глаз, потом другой. Любопытство уже жгло его. В десяти шагах от него ударила молния — и он все видел! Скорей, скорей туда…
По площади, мокрой от дождя, со всех сторон бежали люди. Христиан выскочил из-под навеса и бросился к церкви.
У входа он кого-то толкнул, кого-то ловко обогнул и первым юркнул в раскрытую дверь.
Туман висел в церкви. От высоких сводов до узорчатых каменных плит пола ее наполнял странный голубоватый дым. И пахло чем-то острым и едким.
Христиан слышал позади себя шумное дыхание, топот ног. Церковь быстро наполнялась народом. Но никто не смел произнести ни слова. Этот запах!.. Боже мой! В церкви…
Христиан огляделся. Люди были бледны и испуганы, у женщин на глазах стояли слезы.
— Сера… — произнес наконец чей-то смущённый голос. — Боже, помилуй нас, — здесь пахнет серой!..
Набожные жители Метцингена взволнованно зашептались. Серный дух — дух преисподней, его изрыгают черти; кто этого не знает! Неужели сам Дьявол, повелитель ада, проник из тучи в божий храм?!
Самые трусливые уже пятились к выходу, на вольный воздух, подальше от проклятого места. Но Христиан не спешил уходить. В отцовской красильне он давно изучил все острые ароматы мира. И теперь, задрав нос кверху, он нюхал голубой дым — и сомневался, сера ли это.
Домой Христиан вернулся с сильнейшей головной болью. И на всю жизнь запомнил, как пахнет молния.
Двадцать восемь лет спустя в один из февральских дней 1839 года профессор Христиан-Фридрих Шенбейн шел по гулкому коридору Базельского университета, направляясь в свою лабораторию.
Никто не узнал бы в нем теперь того любопытного мальчика, который некогда первым бросился в метцингенскую церковь, наполненную зловонием ада.
Христиан давно покинул родной Вюртембург, исколесил всю Германию, жил в Англии, потом осел в Швейцарии. Он начал свою трудовую жизнь в качестве ученика на химическом заводе, работал лаборантом, химиком, учителем. Теперь он был профессором физики и химии, почтенным гражданином Базеля.
Много гроз, невзгод и радостей изведал он за эти три десятка лет. Но он остался тем же пытливым Христианом, каким был в детстве. И даже обоняние у него было такое же острое…
Профессор Шенбейн толкнул дверь в лабораторию и остановился на пороге. В изумлении он потянул носом воздух.
Тот самый запах!
В крохотной комнатушке никого не было. Приборы, колбы, банки с реактивами, спиртовые лампы — все стояло на своем месте. Никто из ассистентов и учеников Шенбейна, видно, не приходил сюда в его отсутствие. Все было так же, как и час тому назад, когда он покинул лабораторию. Но этот странный запах!..
Вытянув шею и раздувая ноздри, Шенбейн медленно сделал несколько шагов по комнате.
Откуда исходит запах?
Он заглянул в вытяжной шкаф, нагнулся к письменному столу. Приподнявшись на цыпочки, обнюхал полки с реактивами, подошел к окну. Потом обследовал один за другим рабочие столы.
Вот, вот откуда все шло!
На одном из столов стоял вольтов столб — электрический элемент для получения тока. Утром Шенбейн пропускал ток через сосуд с водой, и она разлагалась на свои составные части — кислород и водород. Тогда, за работой, он не заметил ничего особенного. А теперь, со свежего воздуха, он сразу почувствовал новый запах.
Профессор замкнул электрическую цепь и по очереди проверил вольтов столб, банку с водой, сосуды, в которые поступали оба газа. Запах издавал только сосуд с кислородом.
Но ведь обыкновенный кислород ничем не пахнет!
Шенбейн держал перед собой пустой с виду сосуд и недоумевал.
Внутри был бесцветный, прозрачный, невидимый кислородный газ и ничего больше.
Он отворил настежь дверь и раскрыл окно. Холодный ветер загудел в лаборатории. В одну минуту ядреный зимний воздух вымел из маленькой комнатки все ароматы химии. Шенбейн постоял у окна, потом снова взял сосуд с кислородом.
Не могло быть никаких сомнений: оттуда попрежнему шел слабый, но явственный запах — запах, который появляется только при грозовом разряде.
С того далекого дня, когда молния на его глазах поразила колокольню в Метцингене, Шенбейн не раз наблюдал этот запах в лабораториях и физических кабинетах. Так пах окружающий воздух, когда в нем проходили электрические разряды. Едва начинали вращаться круги электрической машины и между шарами ее проскакивали искры, по-являлся и этот запах. Он был слаб, едва уловим, но Шенбейн, если приходилось стоять поблизости, всегда замечал — и вспоминал его.
Теперь этот электрический запах пришел из простой воды.
В стеклянной банке, наполненной невидимым кислородом, сидел в плену загадочный электрический запах. Очевидно, его испускало какое-то вещество. Какое же?
Представьте себе, что в мире, в котором мы живем, воздух вдруг оказался бы не разбавленным, как у нас, на четыре пятых безжизненным азотом, а целиком состоящим из чистейшего кислорода.
Очень бурно и быстро изменялось бы все в этом мире.
Все, что способно гореть — трава, солома, дрова, уголь, сгорало бы ослепительным пламенем от малейшей искры. Рельсы и провода, крыши домов, машины, утварь, все медное и железное в короткое время покрылось бы толстым слоем ржавчины. А люди, люди, возбужденные и опьяненные воздушным хмелем, испытали бы сначала необыкновенную бодрость и прилив сил, а потом быстро износились бы, вымотались, сгорели, сожженные собственным дыханием.
А если вместо кислорода в атмосфере будет еще более активное вещество, еще более склонное к окислению всего горючего, ржавеющего, живого?
Тогда опустошительные пожары и разрушения произойдут в мире и превратят его в унылую пустыню.
Все металлы тотчас проржавеют целиком. Даже серебро потеряет свой благородный блеск и почернеет. Краски обесцветятся, легко воспламеняющиеся тела вспыхнут сами по себе, только от прикосновения к страшному окислителю. Животные и люди погибнут, отравленные им, словно ядом.
К счастью, такой сжигающей атмосферы нигде нет. Воздух, который нас окружает, содержит только обыкновенный кислород, да и то сильно разбавленный азотом.
Но сверхкислород все же существует. Это вещество На самом деле заставляет ржаветь серебро и даже золото и платину, если они сильно нагреты.
Сверхкислород моментально обесцвечивает краски, «отбеливает» их, как самая лучшая белильная известь. Эфир и спирт, светильный газ и даже вата на холоду загораются в нем сами по себе. Вдыхать его опасно для жизни, но если это вещество только в очень небольшом количестве подмешано к воздуху, то оно уже не отравляет, а, наоборот, облегчает дыхание и освежает.
Таким воздух бывает после грозы.
Запах, появляющийся при действии электрической машины, впервые обнаружил химик Ван Маруа еще в 1785 году. Однако прошло пятьдесят пять дет, прежде чем Христиан Шенбейн доказал, что носитель запаха — новый, неизвестный газ, гораздо более активный, чем сам живительный кислород.
Шенбейн назвал его «озон», что по-гречески значит пахучий. Этот газ появлялся в воздухе и из воды под действием электрического разряда.
Шенбейн стремился разгадать химическую природу нового газа.
Из чего состоит озон? Какие вещества входят в его состав? В течение многих лет Шенбейн проделывал тысячи экспериментов и строил самые замысловатые теории, чтобы объяснить необычайные свойства озона.
Озон стал делом его жизни.
Шенбейн был очень талантливым и настойчивым исследователем.
Но он обладал необыкновенно пылкой фантазией — иногда это помогало ему, а иногда и вредило. Скоро ему всюду, во всех веществах стал мерещиться озон. И он уверил себя, что его открытие перевернет всю химию.
Однако тайну озона разрешили другие ученые. Через двадцать лет после открытия Шенбейна ученым Т. Эндрьюсу и П. Тэту удалось доказать, что озон состоит из одного кислорода, что это сгущенный кислород.
Был поставлен такой опыт. Стеклянный сосуд наполнили совершенно чистым кислородом и стали пропускать через него электрические искры. И в сосуде появился озон!
Сосуд издавал запах молнии. Там обесцвечивались краски, металлы превращались в ржавчину. Озон, настоящий озон! Но в сосуде раньше ничего не было, кроме кислорода. Значит, озон тот же кислород.
Озон и кислород как бы две стороны одной и той же медали. Это две разновидности одного и того же химического вещества; одна из них более активна, другая менее активна, вот и все.
Это было ясно как день.
Но Шенбейн, увлеченный своими теориями, теперь из-за деревьев не видел леса. Неужели озон просто-напросто разновидность кислорода? Он ни за что не хотел этому верить. Он решительно опровергал выводы других исследователей. И чтобы доказать свою правоту, предпринимал все новые и новые опыты.
Ему пришла в голову мысль, что все жгучее, все едкое, все активные вещества, известные химикам, — все происходит от озона.
Шенбейн хотел раскрыть истинные свойства озона, а открыл новое, бездымное взрывчатое вещество.
В крепкой азотной кислоте, которая жжет как огонь, наверное содержится озон. И в серной кислоте, вероятно, есть озон. Не попробовать ли их смешать? Вот, должно быть, получится окислитель страшной силы!
Задумано — сделано.
Шенбейн приготовил смесь двух крепчайших кислот и стал испытывать их действие.
Он обливал этой смесью различные вещества — иод, фосфор, серу, сахар, бумагу, хлопок — и наблюдал, какие происходят с ними превращения. Сахар под действием кислоты превратился в смолу, бумага стала прозрачной и непромокаемой, как пергамент. А хлопок…
Хлопок превратился в порох!
С виду он как будто нисколько не изменился: обыкновенный хлопок, вата, белая вата. Но стоило ударить по комку такой ваты молотком, как она разлеталась со страшным взрывом. А от искры она вспыхивала с жадностью, с шипением. Эта гремучая вата сгорала с такой быстротой, что ее можно было сжигать на голой ладони; пламя появлялось и исчезало в одно мгновение, не успев даже опалить руку. К тому же она сгорала без дыма!
Шенбейн был поражен.
Он хотел раскрыть истинные свойства озона, а открыл новое, бездымное взрывчатое вещество!
В науке нередко случаются такие счастливые ошибки: защищая неверную теорию, исследователь ищет одно, а находит совершенно другое.
Благодаря такой ошибке был, например, открыт несколько десятилетий спустя чудесный металл радий.
По всей Европе только и было разговоров что об открытии Шенбейна.
Наконец-то нашли замену старому пороху! Шестьсот лет он безраздельно господствовал на полях сражений. Теперь в отставку его! Новый порох превосходит его по силе, он преобразит войну. Мир увидит битвы без дыма выстрелов, без грохота пальбы (пироксилин, как назвали новый порох, давал несколько менее протяжный звук при стрельбе — и в порыве увлечения кто-то пустил слух, что он совсем бесшумный).
И из чего получалось это новой, это страшное взрывчатое вещество, последнее слово техники истребления?
Смешно сказать: из хлопчатой бумаги, из такого мирного вещества, как вата!
Уютный ватный халат — и порох! Ночной колпак — и порох!
Сенсация!
Гимназисты, студенты, парикмахеры, аптекари — все бросились изготовлять пироксилин. Все ходили с желтыми от кислот руками, в пивных и в кафе люди показывали друг другу, как он вспыхивает.
Тем временем за дело взялись сильные мира сего.
Скромный искатель электрического запаха стал получать письма на дорогой бумаге, с княжескими и графскими гербами. Письма были вкрадчивые, льстивые.
«Я очень принял к сердцу Ваше изобретение», уверял посланник императора Николая I в Швейцарии.
Он торопился заманить почтенного химика в далекий Петербург, пока другие не перехватили его.
Шенбейна звали и в Париж, в Вену, в Англию. Тысячи сулили ему, да что тысячи — миллионы…
Обычно изобретателям и авторам великих открытий приходится обивать пороги у капиталистов и королей, десятилетиями ожидать признания и помощи. Тут все случилось по-иному. Речь шла о могуществе армий, монархи и их правительства были в этом кровно заинтересованы.
Не прошло и года со дня открытия Шенбейна, а уже в Англии заработал первый пироксилиновый завод.
Шенбейн теперь почти позабыл и думать о своем озоне. Он заключал договоры, получал патенты, вел переговоры с генералами, с банкирами. Золотой дождь оглушил его.
И вдруг — ужасная весть: английский завод взлетел на воздух, двадцать один рабочий убит, десятки других ранены.
Были построены новые заводы. Но то и дело их уничтожало взрывом. Взрывались мастерские, взрывались склады. Сотни людей гибли. Нечего делать: пришлось запретить производство пироксилина.
Снова вернулся к озону, в мирную тишину своей лаборатории, Христиан Шенбейн.
Но другие химики упорно продолжали его дело и спустя много лет нашли безопасный способ производства пироксилина. Надо было хорошо очищать его от примесей — только и всего. Хорошо отмытый пироксилин можно было хранить годами, не опасаясь взрывов.
Пироксилин пошел в ход. Им стали начинять мины, прессовать его в шашки для подрывных работ. Но для пушек и ружей всё еще применяли старый, дымный порох. Слишком уж быстро взрывался пироксилин: часто газы не успевали протолкнуть снаряд или пулю через длинный ствол, а сразу рвали на куски все тело орудия.
Снова заработали химики. И снова укротили пироксилин: научились превращать гремучую вату в студень, в однородную массу, похожую на твердый клей или застывшее желе. Из этого студня выдавливали ленты, трубки, спокойно сгоравшие в стволах пушек и винтовок.
Но все работы в области получения бездымного пороха были строго засекречены, и одна страна тщательно хранила свои секреты от другой. Долгое время Россия не имела бездымного пороха. Обращения за помощью к иностранным правительствам и химикам мало что давали. Военное артиллерийское ведомство решило обратиться за помощью к русскому химику Дмитрию Ивановичу Менделееву. В записке на имя военного министра (1891) Менделеев пишет по этому поводу: «Бездымный порох составляет новое звено между могуществом стран и научным их развитием. По этой причине, принадлежа к ратникам русской науки, я на склоне лет и сил не осмелился отказаться от разбора задач бездымного пороха».
Трудную задачу великий патриот русской земли выполнил блестяще. Днем и ночью, невзирая на трудности и опасности, связанные с получением нового взрывчатого вещества, работали в своей лаборатории Менделеев и его ученики.
Их труд дал блестящие результаты. В 1893 году в России была произведена стрельба из мощного 12-дюймового, орудия новым, бездымным порохом, приготовленным Менделеевым. Из рук русского ученого наши артиллеристы получили новое грозное оружие. Порох, полученный Менделеевым, был не только не хуже иностранного, но во многих отношениях превосходил его.
К концу XIX века бездымный порох во всех странах окончательно победил старый порох — порох из селитры, угля и серы.
Две тысячи и даже тысячу лет назад главным оружием армии были мускулы ее бойцов.
Противники сходились лицом к лицу и бились врукопашную. Били друг друга топорами, кистенями, рубили мечами, саблями, кололи кинжалами и копьями, резали ножами.
Рукопашные схватки происходят и в войнах нашего времени. В бою и теперь применяются штыки и сабли, пики и тесаки. Но главное оружие современных армий иное.
Каково же это главное оружие?
Авиация?
Танки?
Артиллерийские орудия?
Винтовки и пулеметы пехоты?
Нет, главное оружие армий наших дней — энергия.
Вот идет боец — рядовой пехотинец с винтовкой за спиной. В маленькой сумке на поясе он несет запас энергии — пороховые заряды.
До тех пор пока не иссякнет этот запас, наш скромный боец способен совершать дела, которые показались бы сказочными подвигами любому богатырю древности.
Одним легким движением пальца он может швырнуть металлическую пулю на сотни и тысячи шагов с такой силой, что она легко пробьет насквозь самые толстые доски, а то и кирпичную стену.
А артиллерист с помощью дальнобойного орудия бросает снаряд в тонну весом на десятки километров. Даже миллион древних воинов, объединив свои усилия, не сумел бы этого сделать.
Большая авиабомба при прямом, попадании превращает в пыль прочнейшее многоэтажное здание. Сотня людей, вооруженных ломами и кирками, не разрушила бы его за целый день, а концентрированная энергия, которой начинено доотказа стальное тело бомбы, выполняет это в мгновение ока.
Энергия, скрытая в порохах и взрывчатых веществах, — главное оружие современной армии.
Без нее и самолеты, и танки, и грозные орудия, и пулеметы были бы совершенно ни к чему.
Ударьте изо всей силы кулаком по натянутому на раме холсту — ни за что не проткнете его, но кольните ткань слегка иглой — и сопротивление волокон будет сразу преодолено: игла пройдет насквозь.
Вы приложили вашу энергию на очень маленькой площади — на острие иглы. В этом все дело. Очень многого можно достигнуть, если уплотнить, сконцентрировать энергию в пространстве.
Для войны, для стрельбы и для взрывов тоже нужно иметь энергию концентрированную, но она должна быть уплотнена не только в пространстве, а и во времени.
Когда сгорает килограмм пороха, выделяется гораздо меньше энергии, чем при горении килограмма обыкновенного угля, однако порохом стрелять можно, а простым углем нет. Это потому, что порох сгорает в сотые доли секунды, а уголь обычно горит несколько минут, а то и дольше.
Энергия пороха собрана, сконцентрирована на «острие» мгновения, отсюда ее мощное действие.
Не торопитесь отвечать «нет». Вы сейчас увидите, что углем иногда все-таки стрелять можно. Больше того: именно углем, и только углем, стреляли все армии, все охотники мира на протяжении шести веков — до конца XIX столетия.
Конечно, если вы просто заложите в винтовку или в пушку куски угля, то никакого выстрела не получится. Надо, чтобы уголь мог там гореть и притом очень быстро.
Но что требуется для быстрого горения?
Кислород, как можно больше кислорода.
Чтобы сильнее и жарче горел огонь в горне, кузнец мехами поддувает в него побольше воздуха и, значит, содержащийся в нем кислород.
Уплотненным кислородом пользуется сварщик металлов. Вот он надвинул темное защитное стекло на глаза и открыл вентили у двух баллонов с газами. Раздается шипение. Сварщик направляет струю газа из горелки на не остывший еще, чуть не докрасна раскаленный металл в месте сварки. Громкий хлопок — и из горелки вырывается острое, как клинок, жгучее жало пламени. Это газ ацетилен горит в струе чистейшего кислорода, сдавленного в баллоне до 150 атмосфер. Получается сильное и горячее пламя, оно режет твердую сталь, как хлеб.
Но нельзя ли еще больше уплотнить кислород?
Превратим его в жидкость — тогда он будет в 800 раз плотнее, чем газообразный чистый кислород, и в 4000 раз плотнее, чем разбавленный кислород, который содержится в воздухе.
Четыре тысячи раз! В таком плотном кислороде топливо, если его измельчить, будет сгорать молниеносно, с быстротой взрыва.
Ничего, что жидкий кислород очень холоден, холоднее льда в самый сильный сибирский мороз. Стоит только подвести ток в электрический запал, и трубка, наполненная измолотым углем и морозной кислородной жидкостью, рванет так, что не устоит никакой камень.
Я видел на стройке, как рвали гранитные скалы. Грохот взрывов сотрясал небо и землю, из скважины, куда закладывались патроны, вырывался огонь и раздробленные камни взлетали на воздух. Все это делал уголь — обыкновенный уголь, жадно соединяясь с холоднейшим жидким кислородом.
Но на войне неудобно пользоваться жидким кислородом: его трудно сохранять, он слишком быстро испаряется. И потом это изобретение недавнее, а люди научились стрелять еще семь столетий назад.
Они нашли твердое вещество, богатое кислородом, — селитру — и смешали его с углем и горючей серой. Так был получен порох.
Селитра почти наполовину состоит из кислорода. И она охотно расстается с ним, легко отдает его любому горючему веществу[1]. Селитра — это как бы склад концентрированного кислорода. И вот таким твердым, сильно уплотненным кислородом окружены со всех сторон крупинки угля и серы в щепотке пороха.
Когда в самоваре или в утюге плохо горят угли, вы дуете на них, чтобы они разгорелись, вы обдаете их сильными струями воздуха, чтобы подвести к ним больше кислорода. А на уголь в пороховой смеси дуть не надо: он и так кругом обложен кислородом.
Одна искра — и порох вспыхнет, мгновенно превратится в целое облако горячих газов. Газам очень тесно в стволе ружья или орудия. С огромной силой упираются они в дно снаряда, выталкивают его вон и сами вырываются вслед за ним.
Выходит, что углем все-таки стрелять можно.
О том, почему селитра легко отдает свой кислород, вы прочтете дальше, в «Рассказе о мертвом воздухе».
Смесь селитры, угля и серы называется черным или дымным порохом. Такой порох сейчас почти нигде уже не применяется, но на свете есть еще, наверное, немало старых ветеранов, которые помнят битвы, где дымный порох играл главную роль.
На картинках, изображающих старинные сражения, художники всегда тщательно выписывают большие плотные клубы порохового дыма. И поэты не забывают упомянуть об этой живописной подробности, когда речь заходит о боях прошлого. Помните у Лермонтова:
Пелена дыма скрывает от стрелка все, что происходит впереди.
А в пушкинской «Полтаве»:
Спору нет, зрелище это было очень эффектным, но артиллеристы давно пришли к выводу, что «красивый» пороховой дым мешает на поле боя и лучше бы его не было.
Клубы дыма предательски выдают стрелков и батареи: при первом же выстреле неприятель сразу обнаруживает, откуда ведется огонь. В то же время пелена дыма скрывает от самого стрелка все, что происходит впереди. Пока дым не рассеется, нельзя сделать следующий выстрел.
Но что такое дым?
Это мельчайшие твердые частицы, повисшие в воздухе. Если при горении получаются только одни газы, то никакого дыма не бывает.
Черный порох, сгорая, не превращается целиком в газы. Больше половины его превращается при выстреле в твердую белую соль. Она вылетает из дула вместе со снарядом и газами и распыливается в воздухе. Так получаются тяжелые облака дыма, который потом «кругами всходит к небесам».
Ружья и орудия наших прадедов стреляли очень медленно: один выстрел в минуту, а то и реже. До тех пор пока дым застилал поля сражений, нечего было и думать о создании пулеметов и скорострельных пушек. Только с появлением бездымного пороха изменился облик войны.
В одну и ту же винтовку вложены два патрона.
Оба патрона совершенно одинаковы: пули одного веса, заряды тоже. Но в одном патроне порох дымный, в другом — бездымный.
Из какого патрона пуля будет выброшена с большей силой?
Поставим несколько толстых досок в ряд, одну за другой, и выстрелим. Пуля из патрона с дымным порохом пробьет только одну и застрянет во второй, пуля из патрона с бездымным порохом пробьет три доски.
Нетрудно догадаться почему. Пулю выбрасывает давлением газов, и чем больше газов получается в одном и том же объеме от одного и того же заряда, тем сильнее они давят. Черный порох дает сравнительно мало газов и много твердых частиц дыма, а бездымный порох, сгорая, весь превращается в газы. Он дает раза в три больше газов, чем такой же заряд дымного пороха. И сила его поэтому втрое больше.
Еще одно преимущество есть у бездымного пороха: он почти не дает нагара. А когда стреляли черным порохом, орудийные и ружейные стволы то и дело засорялись, как печная труба, которую давно не чистили.
Представляете себе, что было бы, если бы пришлось палить дымным порохом из авиационного пулемета или из скорострельной зенитной пушки! После каждых десяти-двенадцати выстрелов приходилось бы прекращать огонь и удалять нагар. Секунду стрелять, пять минут чистить. За это время самолет уйдет на полсотню километров.
Но почему, собственно, пироксилиновый порох стреляет?
Почему черный порох стреляет, мы уже знаем: в нем горючее вещество — измельченный уголь — окружено со всех сторон крупинками селитры, богатой кислородом. А в пироксилине?
В пироксилине кислород еще ближе, еще теснее окружает горючую основу. Пироксилин не смесь, а однородное вещество. Но в каждой мельчайшей частице его, в каждой молекуле сидит активный кислород, готовый в любой момент учинить пожар.
Этот кислород частично имеется в вате, а частично вносится в нее азотной кислотой.
Чтобы уголь стрелял, его обязательно надо смешать с селитрой и серой, а гремучую вату ни с чем не надо смешивать. Каждая отдельная молекула ее — это готовый крохотный взрывчатый снаряд.
Частицы пироксилина сами сжигают себя изнутри с помощью своего собственного кислорода.
Человека спокойного, медлительного, тяжелого на подъем называют флегматиком. А об ином не в меру бойком, вспыльчивом субъекте говорят: «Это порох, а не человек».
Но спросите артиллеристов, и они вам скажут, что бывает «флегматизированный» порох.
Дело в том, что пироксилин хорош для мгновенных взрывов, когда надо взорвать мост или мину, а для стрельбы он чересчур «вспыльчив» — он может разорвать ствол орудия. Приходится его нарочно «флегматизировать». Химики искусственно придают ему больше степенности, медлительности, солидности.
Чтобы укротить пироксилин, его сначала растворяют в спирту и эфире, а потом растворитель испаряют. Вместо рыхлой волокнистой ваты получается однородная плотная масса, похожая на застывший студень. Это и есть бездымный порох.
Бездымный порох сгорает гораздо медленнее пироксилина. Почему? Да по той же причине, по какой огонь быстрее уничтожает копну пушистого сена, чем толстую дубовую Голоду. Плотные однородные вещества горят гораздо медленнее измельченных, волокнистых.
Иногда к бездымному пороху с поверхности добавляют специальные примеси — «флегматизаторы», чтобы еще больше замедлить его горение в первый миг выстрела. Такой порох и называется «флегматизированным».
Интересно, что в качестве флегматизатора — замедлителя — применяется пахучая камфора. Эта та самая камфора, которую впрыскивают тяжело больным, чтобы ускорить биение сердца.
Одну и ту же камфору химики заставляют служить то уздой, то шпорами.
Немало других хитроумных задач пришлось
Например: какую форму нужно придать зернам пороха, чтобы при горении поверхность их не уменьшалась, а увеличивалась?
Эта задача напоминает головоломку из сборника математических игр и шуток. Однако занимались ею очень серьезные люди, и если бы её не удалось решить, не было бы современных дальнобойных и мощных орудий.
Порох сгорает в стволе орудия за сотую долю секунды.
Это очень ничтожное, неуловимое время.
Вы не успеете мигнуть, не успеете ахнуть, а внутри пушки уже произойдет множество событий: воспламенится капсюль, от него загорится порох, газы сдвинут снаряд и, разгоняя его все больше и больше, вытолкнут наконец со страшной скоростью вон.
Этими молниеносными событиями нужно уметь управлять, иначе снаряд полетит совсем не туда, куда надо, или вовсе никуда не полетит, а орудие разорвется.
Так случится, если в первый момент выстрела образуется слишком много пороховых газов.
Проследим за ходом выстрела.
Вот спущен курок, и ударник с силой разбил капсюль патрона. Луч огня из капсюля зажег порох. Первый вихрь раскаленных газов метнулся во все стороны, ища выхода. Но свободного пространства впереди очень мало: снаряд пока еще плотно запирает весь длинный ствол орудия. Газы сжаты в тесной камере, они развивают колоссальное давление, и чем оно больше, тем сильнее изнашивается от этого удара стальной корпус орудия.
Проходит тысячная доля секунды — и снаряд трогается с места; Газы, толкая снаряд, неотступно следуют за ним. Пространство, занимаемое ими, все увеличивается. Если большая часть пороха уже выгорела, если новых газов из гильзы поступает мало, давление в канале ствола начинает быстро уменьшаться. Все слабее и слабее будут газы толкать вперед снаряд. И вместо того чтобы разгоняться, он, наоборот, замедлит движение в стволе.
Лениво, нехотя вылетит снаряд из ствола. И шлепнется где-нибудь неподалеку…
Нет, такая стрельба, конечно, никуда не годится. Надо, чтобы порох продолжал хорошо гореть все время, пока снаряд движется в стволе. Больше того: хорошо было бы, если бы в самом, начале, когда газам почти еще некуда деваться, порох горел совсем тихо, а потом стал бы разгораться все сильнее и сильнее.
Как этого достигнуть?
Один способ мы уже знаем: это флегматизация пороха с поверхности.
А второй способ мы найдем, если решим геометрическую головоломку: надо придать пороху такую форму, чтобы при горении поверхность его не уменьшалась, а увеличивалась. Ведь всякое тело горит с поверхности, и чем больше поверхность, тем быстрее идет горение и тем больше образуется газов (вспомните пушистое сено и плотную дубовую колоду).
Итак, вот задача: зерно пороха, сгорая, становится все меньше и меньше, но надо сделать так, чтобы поверхность его при этом все увеличивалась и увеличивалась.
Задача хитрая, однако решается она очень просто: необходимо проделать в зернах пороха внутренние каналы. Огонь будет расширять эти каналы, и изнутри поверхность зерен будет все расти и расти.
Бездымный порох так и изготовляется — в виде цилиндриков с внутренними каналами.
Порох такой фермы, даже когда от него остается только десятая часть, горит еще сильнее, чем вначале. И пока снаряд идет по каналу ствола, все новые и новые потоки газа заполняют освобождающееся за ним место и настойчиво подталкивают его вперед.
Порохом можно не только метать снаряды и пули, но и рвать гранитные скалы, броню, бетон.
Однако, если мечет порох хорошо, то рвет он плохо.
Очень уж он «медленно» взрывается — почти сотая доля секунды уходит на это! А для современной взрывной техники сотая доля секунды — целая вечность.
Химики создали теперь немало веществ, которые способны взрываться гораздо быстрее, в стотысячные доли секунды.
0,00001 секунды!
Это во столько же раз меньше короткой секунды, во сколько сама секунда меньше суток. И в такие неуловимо малые доли мгновения целый килограмм какого-нибудь динамита успевает разложиться и целиком превратиться в газы.
Это уже не взрыв, это сверхвзрыв, детонация.
При детонации вся картина совершенно иная, чем при медленном взрыве пороха.
Внезапно возникает страшный вихрь газов, сдавленных, сжатых, стиснутых до предела. Их слишком много, и поэтому им некогда искать для себя удобного выхода. Они сразу ударяют во все стороны. Безразлично, что находится на их пути — открытое пространство или подвижной снаряд, лист бумаги или толстейшая броня. Не разбирая, газы с яростью бьют направо и налево, вперед и назад, вверх и вниз, чтобы моментально, без малейшего промедления пробить себе дорогу. И все, что мешает им — земля, камень, металл, они дробят, ломают, крошат, толкут в порошок.
Такими веществами, которые способны детонировать, хорошо подрывать пласты угля или руды в шахтах; ими начиняют снаряды, мины, торпеды, авиабомбы.
Но если заложить динамит в пушку, чтобы он выбросил снаряд, то, конечно, ничего путного не получится: при выстреле весь заряд сразу, одним рывком, превратится в газы и разнесет орудие на куски.
Значит, одни взрывчатые вещества хороши для того, чтобы метать снаряды, а другие — для взрывных работ и для разрушений. Первые так и называются: метательные взрывчатые вещества, это — пороха. А вторые называются бризантными веществами («бризэ» по-французски означает дробить, ломать).
Бризантные вещества стали применяться совсем недавно — во второй половине XIX века. До того единственным взрывчатым веществом был черный порох. Черный порох, по словам одного старого русского артиллериста, «шестьсот лет и рвал и метал». А теперь роли разделены: мечут пороха, а рвут динамиты, мелинит, тротил, аммониты.
Вы видите, что взрыв взрыву рознь.
Разлагаясь или сгорая, вещества превращаются в газы с самыми различными скоростями.
Можно составить такой ряд превращений:
Тление, или медленное горение.
Горение.
Вспышка, или быстрое горение.
Взрыв.
Детонация — взрыв, протекающий с колоссальной скоростью.
Однажды был проделан опыт с двумя бревнами. В одно бревно заложили снаряд пироксилина, а в другое заряд пороха. Оба заряда взорвали. И что же? Пироксилин раскрошил дерево на мелкие щепки с такой быстротой, что оно не успело даже воспламениться, а порох разорвал бревно на крупные куски и поджег.
Чтобы дать представление о скорости, о разнице между взрывом и детонацией, достаточно сказать, что один килограмм спрессованного черного пороха сгорает при взрыве в течение сотой доли секунды; килограмм динамита под влиянием детонации разлагается — детонирует — всего в течение двух стотысячных долей секунды, то есть взрыв при детонации происходит в пятьсот раз быстрее.
Разница между взрывом и детонацией только в скорости, но от скорости зависит и сила взрыва и его действие.
На халате у некоего химика, работавшего в военной лаборатории, болталась полуоторванная пуговица. Она висела на одной ниточке. При каждом движении ничего не подозревавшего химика все больше и больше расшатывался последний узелок, удерживавший пуговицу от падения.
Вот он наконец развязался совсем. С тихим шорохом пуговица скользнула на стол. В тот же момент раздался сильный взрыв.
На столе лежал белый порошок гремучей ртути. Пуговица упала на него — и взорвала!
Гремучая ртуть взрывается от малейшего толчка. Это одно из самых чувствительных взрывчатых веществ. Ее можно взорвать, царапнув слегка соломинкой. Она детонирует от удара, от искры, от трения — от чего угодно.
Есть и такие вещества, которые взрываются от прикосновения перышка, от тепла руки.
Чувствительность различных взрывчатых составов измеряют особым прибором. На крупинку вещества роняют груз определенного веса. Чем выше надо поднять груз, чтобы он при падении вызвал взрыв, тем, значит, вещество менее чувствительно к удару.
Гремучая ртуть взрывается от малейшего толчка. Это с высоты в 2 сантиметра.
Для нитроглицерина нужен удар с 4 сантиметров.
Для Пироксилина — с 10 сантиметров.
А крупинка дымного пороха взорвется только в том случае, если груз упадет с высоты в 60–70 сантиметров.
Каким же веществом лучше всего начинять снаряды и бомбы?
Не гремучей ли ртутью или нитроглицерином?
Нет, они для этого совершенно не годятся.
Лет девяносто тому назад, вскоре после открытия нитроглицерина, русские химики Зинин и Петрушевский попробовали применить его в артиллерии. Нитроглицерин — это взрывчатое масло, напоминающее по виду глицерин, из которого его приготовляют. Зинин и Петрущевский залили нитроглицерин в снаряд, но выстрелить этим снарядом не пришлось: случайно его уронили — и он тут же разорвался.
Вскоре другой бесстрашный исследователь, швед Альфред Нобель, живший в России, взялся продолжить опыты с опасной жидкостью. Десятки раз он был на волоске от смерти, при одном из взрывов погиб его брат, и в конце концов ему пришлось перенести свою лабораторию на паром, на середину озера: все боялись этого страшного соседства и не позволяли ему строить лабораторию на суше. Но Альфред Нобель настойчиво продолжал работать с нитроглицерином и даже пытался организовать фабричное производство его, надеясь найти потребителей.
Однажды при перевозке треснула бутыль с взрывчатым маслом. Бутыль стояла в ящике, наполненном для смягчения толчков особой землистой массой. Эту землю пропитал вытекший нитроглицерин.
Нобель взял ком земли и попробовал его взорвать. Оказалось, что она мало уступает по силе самому нитроглицерину, зато чувствительность ее была гораздо слабее.
Так неожиданно в руках Нобеля оказалось то, что он столько лет искал: вещество высокобризантное и в то же время сравнительно безопасное. Это вещество он назвал динамитом.
Динамит был первым бризантным веществом, получившим практическое применение. И сейчас еще он широко применяется в промышленности. С его помощью проводят шахты, пробивают в горах тоннели, дробят под землей пласты угля и руды.
Но для войны динамит не годится: Он все же довольно чувствителен, легко взрывается и потому опасен в обращении.
Снаряды надо начинять вполне стойкими веществами, иначе они взорвутся еще в зарядном ящике на первом же ухабе или в орудийном стволе от толчка газов во время выстрела.
Сверхчувствительная гремучая ртуть, конечно, еще меньше подходит для начинки снарядов, чем нитроглицерин или динамит. Для гремучей ртути нашли другое применение: из нее изготовляют капсюли-детонаторы.
В маленькую металлическую чашечку помещают крохотный заряд гремучей ртути и запрессовывают в гильзу патрона. Когда спускают курок ружья или орудия, капсюль от удара взрывается, а уж от него воспламеняется порох.
Такие же капсюли имеются и в гранатах и бомбах. Когда снаряд ударяет в цель, капсюль взрывается сам и заставляет детонировать основной заряд.
В семидесятых годах прошлого века на одной из французских красильных фабрик произошел сильный взрыв. Стали искать причину, и оказалось, что виновница катастрофы — желтая краска, которой окрашивали ткани на этой фабрике.
Краской заинтересовались артиллеристы. В конце концов выяснилось, что это как раз то, в чем они нуждались: желтая краска обладала огромной бризантной силой и была очень стойкой и безопасной в обращении. Недаром ее почти, сто лет применяли для крашения и никому даже в голову не приходило, что это сильнейшее взрывчатое вещество.
Французы стали плавить эту краску и заливать в снаряды. Назвали ее мелинит, потому что в расплавленном виде она напоминает мед, а мед по-французски «мьель». Впрочем, на вкус этот «мед» очень горек, и у химиков он носит другое название: пикриновая кислота («пикрос» по-гречески горький).
Появление гремучего горького меда вызвало переполох во всех военных министерствах. Мелинит крошил кирпич и камень, как стекло. И грозные крепости на границах, которые считались раньше надежной защитой, вдруг оказались никуда не годными.
Пришлось срочно перестраивать крепости, искать новые, более прочные материалы. На смену камню пришли бетон и сталь.
Со временем и мелинит уступил место другому взрывчатому веществу — тротилу, или толу.
Тротил еще безопаснее, чем мелинит.
Он не боится ни воды, ни огня. Поджечь его обычно очень трудно, а когда он наконец воспламеняется, то горит спокойно и тихо, как дрова.
Это страшное взрывчатое вещество можно растирать в ступке, постукивать по нему молотком. Даже от пули он редко взрывается, хотя бы выстрел был произведен в упор.
Только от детонатора безотказно взрывает тротил. Но зато уже когда взорвет, то ничего не устоит: огромные здания разнесет он в щепы, как бумагу разворотит бронированный борт линкора, раздробит и бетон, и гранит, и сталь алмазной твердости.
Выходит, как это ни странно, что самое лучшее взрывчатое вещество — то, которое трудно взорвать.
Шестьсот лёт на полях сражений господствовал дымный порох. Он и рвал, он и метал.
А потом, за каких-нибудь пятьдесят лет, были созданы десятки новых взрывчатых веществ, одно лучше другого.
Теперь дым побежден. Разрушительная сила снарядов и бомб возросла во много раз.
Тотчас же штурмовики набросились на них, расстреляли, закидали бомбами.
Что же еще предстоит сделать? Каких еще открытий ждет артиллерийская техника от химиков?
Артиллеристы хотят стать невидимыми.
Во время войны с белофиннами был такой случай. Наши бомбардировщики получили задание разбомбить белофинскую крепость. Самолеты вылетели и выполнили приказ, но им сильно мешала зенитная артиллерия врага. Едва только они появились над укреплениями, десятки зенитных орудий открыли бешеный огонь. Бомбардировщикам пришлось держаться на значительной высоте, а с большой высоты трудно бомбить метко.
Надо было во что бы то ни стало подавить зенитные батареи белофиннов. И советское командование поручило это сделать отряду штурмовиков.
Налетели красные штурмовики на крепость, ищут вражеские зенитки, но крепость словно вымерла, ни одного выстрела не раздается оттуда. Зенитные орудия ловко замаскированы, сверху никак их не разыщешь. Вот только если они начнут стрелять, тогда сразу себя выдадут. Хитрый враг, однако, догадался, зачем нагрянули советские штурмовики, и замолчал, притаился.
Наши летчики кружили, кружили… Неужели придется вернуться, не выполнив задания? Наконец командир отряда решил перехитрить белофиннов. Притворившись, будто он разглядел одну из замаскировавшихся батарей, он камнем ринулся вниз, наугад стреляя из всех пулеметов.
Тут белофинны не выдержали: они открыли огонь по храброму летчику — и… обнаружили себя.
Тотчас же штурмовики набросились на них, расстреляли, закидали бомбами. И когда следом за ними снова налетели наши бомбардировщики, ничто уже непомешало им сбросить прямо на укрепления тяжелые бомбы огромной разрушительной силы.
Что же погубило белофинских зенитчиков? Вспышки их орудий, пламя выстрелов.
В горячем газовом облаке, вырывающемся вслед за снарядом из ствола, есть некоторое количество газов, способных еще гореть. Как только они Соприкасаются с воздухом, происходит яркая вспышка. Это и есть огонь выстрела.
Стрелять не только без дыма, но и без пламени, стать совершенно невидимым — об этом давно уже мечтают артиллеристы. Во всех странах химики усиленно работают, пытаясь создать беспламенные пороха. Но, видно, пока что еще никому полностью не удалось решить эту задачу.
Уже очень давно люди знают одно страшное оружие. Его применение известно еще со времен средневековья.
Тот, кто владеет им, может в одну секунду выпустить на врага миллиарды миллиардов пуль.
Эти пули поражают всех и каждого, не минуя никого. Они летают бесчисленными роями, и от них невозможно уклониться.
От них нельзя спрятаться в окопе, нельзя укрыться за каменной оградой. Они сами ищут и находят свою цель. Они проникают в овраги и ямы, через земляные валы и сквозь тончайшие трещины в стенах дома.
Эти пули не сразу падают на землю, а долго носятся в воздухе, выискивая себе жертвы. Некоторые из них способны кружить над землей по нескольку минут, другие подстерегают людей часами, а есть и такие, что в течение многих дней ждут случая, чтобы нанести свой смертельный удар.
Правда, они очень малы, невообразимо малы, но зато их бесконечно много. Однажды в прошлую мировую войну на одном из участков западного фронта было выпущено только в течение четырех минут 1 500 000 000 000 000 000 000 000 000 000 таких пуль-лилипутов.
Что же это за удивительное оружие?
14 апреля 1915 года на позициях у деревни Лангемарк, недалеко от бельгийского города Ипра, французы взяли в плен немецкого солдата. В ранце у него нашли сумочку из марли, наполненную кусками хлопчатой бумаги. Это походило на перевязочный материал, но пленный на допросе заявил, что сумочка имеет совершенно другое назначение.
— Наше командование подготовило против вас новое боевое средство, — сказал пленный. — Впереди наших окопов врыты металлические цилиндры, и из них будет выпущено это новое средство. А нам для защиты от него выдали сумочки с ватой. Перед употреблением сумку надо окунуть в особую жидкость, затем приложить ко рту и носу.
Французы не поверили рассказу немецкого солдата. Мало ли что выдумает на допросе перепуганный пленный!
О таинственных стальных цилиндрах сообщали еще раньше пленные, взятые на другом, соседнем участке фронта. Но и тем не поверили.
16 апреля английская разведка получила тайное донесение от своих агентов-осведомителей из бельгийского города Гента, занятого немцами. Агенты сообщали, что на одной из гентских фабрик изготовлено двадцать тысяч предохранительных повязок из марли для защиты от нового оружия, которое немцы собираются применить против союзников.
Но и в английском штабе на это предупреждение не обратили никакого внимания.
Два дня спустя взвод английских солдат выбил немцев с их позиций на высоте «60» под Ипром. При этом попал в плен германский офицер. Этот пленный тоже рассказал о цилиндрах, врытых в землю, и даже уверял, что часть из них была установлена здесь же, на высоте «60», совсем рядом.
Английский сержант, командовавший взводом, загорелся любопытством. Ночью он пополз в разведку и на «ничьей земле» — между английской и немецкой линиями — обнаружил тяжелые, массивные цилиндры странного вида.
Он доложил об этом командиру своего батальона.
— Чепуха! — сказал командир. — Вам померещилось в темноте. Мало ли ржавого железа валяется на ничьей земле!
Прошел еще один день. Английская разведка перехватила отрывки шифрованных радиограмм противника. Шифровальщики подобрали ключ и обнаружили, что немецкие штабы занимаются разговорами… о погоде.
— Дует неблагоприятный ветер, — доносили немцы по радио.
— Ветер переменился.
— Ветер неустойчив.
В некоторых радиограммах упоминался какой-то доктор.
«Доктор не советует…»
«Доктор говорит: ветер не годится…»
Офицеры английской разведки не нашли в этих сообщениях ничего интересного. Если бы только они знали, что связано с деятельностью этого доктора!
Доктор был вполне штатским человеком, и его присутствие на фронте должно было показаться по меньшей мере странным.
Некогда он прослужил год в артиллерии и вышел в отставку унтер-офицером. Но было это много лет назад, и Габер, вероятно, давно забыл несложный солдатский опыт юности. Впоследствии он окончил университет и стал исследователем, ученым. До войны он руководил в Берлине Институтом физической химии.
Теперь этот отставной унтер-офицер распоряжался на фронте, как у себя в лаборатории, и надменные генералы почтительно выслушивали его указания.
В то время верховное командование обеих воюющих сторон было в большом затруднении: война развернулась совсем не так, как ожидали.
Думали, что война продлится месяца три-четыре, а она затянулась, и ей не видно было конца.
Думали, что решающие сражения произойдут в открытом поле, но на самом деле ни одна из сторон не сумела сразу добиться победы в маневренном бою. К концу четвертого месяца войны обе огромные, многомиллионные армии остановились и зарылись в землю. Они стояли друг против друга, и ни у одной из них не было достаточно сил, чтобы прорвать линию обороны противника.
Это был крупный просчет и провал планов немецких генералов, рассчитывавших быстро закончить войну.
Неожиданно для всех военных специалистов новая техника обороны оказалась чрезвычайно сильной, а наступательные средства — чересчур слабыми.
Укрывшись в окопах, огородив себя колючей проволокой, выставив вперед пулеметы, обороняющийся мог как угодно долго отражать натиск врага.
Казалось, ни немцы, ни союзники никогда не смогут добиться победы, никогда ни тем, ни другим не удастся прорвать дьявольскую окопно-проволочно-пулеметную оборонительную линию противника.
Тогда танк еще не был изобретен.
Авиация только-только начинала появляться над полями сражений.
Артиллерия была недостаточно сильна и не приспособлена для окопной войны. Большинство орудий стреляло так, что снаряды почти не причиняли вреда противнику, притаившемуся в узкой щели окопа.
Военное искусство оказалось в тупике.
И тогда командование обратилось за помощью к изобретателям и ученым: не найдут ли люди науки новые средства наступления, которые дали бы возможность выжить врага из его окопов, прорвать его оборонительные линии?
Группе германских химиков было поручено помочь военному командованию. И вот на передовых позициях среди серых мундиров замелькала фигура в штатском пиджачке — близорукий доктор в пенсне на носу.
Очевидно, он затевал там что-то совершенно небывалое. Если бы в английской разведке сидели более проницательные люди, они пришли бы к выводу, что упоминание химика-доктора в шифрованной фронтовой телеграмме — факт достаточно зловещий.
Все очевидцы, описывающие события, которые произошли под Ипром 22 апреля 1915 года, начинают свой рассказ одними и теми же словами:
«Был чудный, ясный весенний день. С северо-востока дул легкий ветерок…»
В этот теплый солнечный апрельский день, при ясном небе и райской погоде, на позициях у Ипра разыгралась трагедия, о которой вечно будут помнить люди, как помнят о гибели Помпеи или о Варфоломеевой ночи.
Около пяти часов дня впереди немецких окопов вдруг показалось огромное желто-зеленое облако.
Оно появилось не на небе, а на земле.
Странное облако ползло по земле, как утренний туман на болоте, и медленно двигалось к французским окопам. Оно дымилось, парило, и беловатые клубы растекались из него, подгоняемые ветром.
Ближайший участок французских линий защищали африканские войска. Ничего не подозревая, африканцы грелись на солнце, беспечно вдыхали теплый весенний воздух, вспоминали родной Алжир.
Вдруг они почувствовали странный резкий запах. У всех защипало в носу, в глазах появилась сильная резь, как от едкого дыма.
Темнолицые воины в страхе вскочили на ноги и бросились к брустверам и бойницам. Прямо на них текла мутная жгучая волна, безбрежная и безжалостная, как сама смерть. Она душила, ослепляла, жгла грудь огнем.
Не помня себя, африканцы кинулись вон из траншей. Тот, кто медлил, падал, охваченный удушьем. Как рыбы, выброшенные на берег, люди бились на земле, ловя воздух перекошенными ртами.
А страшное облако катилось все дальше и дальше, выкуривая французских солдат из окопов, уволакиваемое ветром глубоко во французский тыл. Следом за облаком с винтовками наперевес, стреляя на ходу, шли в атаку германские цепи.
Но атаковать им было некого.
Тысячи алжирцев лежали мертвые на дне своих окопов. Тысячи других бежали толпой по фронтовым дорогам, ошеломленные и обезумевшие.
То, о чем давно и так страстно мечтало германское командование, совершилось: фронт союзников был прорван. И в этот огромный зияющий прорыв, как вода через размытую плотину, могли бы хлынуть немецкие дивизии, если бы они стояли здесь наготове.
Однако сказалась ограниченность немецких генералов, которые, применив новое страшное оружие, не сумели ни оценить его, ни использовать его действие. Военные результаты первой газовой атаки были ничтожны. Германскому командованию некого было бросить в образовавшийся прорыв, ибо у него на этом участке не было сильной армии.
Вопрос о применении ядовитых газов уже давно занимал умы военных. Однако понятия о чести, о человечности всегда останавливали военных и государственных людей от применения этого бесчеловечного метода войны. В 1900 году это было узаконено на международной конференции в Гааге, где великие державы Европы и Азии отказались от газовой войны, обязались никогда не применять газового оружия. Но что являлось законом для всех людей, не могло являться законом для немецких империалистов, достойных предков современных фашистских варваров. Подписав в 1900 году гаагское постановление, Германия вероломно его нарушила и применила газовое оружие против не подготовленных к газовой войне войск Англии, Франции и России.
Смятение охватило весь мир при известии о катастрофе под Ипром.
Возмущение, страх, растерянность овладели союзниками.
Как защититься от нового, неслыханного, страшного оружия? Есть ли от него какая-нибудь защита?
На фронт спешно прибыли эксперты-химики. Обследовав положение на месте, они единодушно пришли к выводу, что под Ипром немцы выпустили облако удушливого газа — хлора.
Хлор!
Кроме немногих химиков, никто не имел понятия о том, что это такое. О химии вообще и о применении химии на войне тогда мало кто знал, многие были убеждены, что химики — редкие оригиналы и чудаки, коптящиеся в серном дыму, что их странная наука бесконечно далека от жизни.
Газовая атака под Ипром мгновенно рассеяла это грубое заблуждение.
Вдруг обнаружилось, что химия XX века могучая сила. Выяснилось, что за последние десятилетия незаметно выросла во многих странах мощная химическая промышленность, вырабатывающая десятки тысяч тонн кислот, щелочей, газов, красок. Особенно сильное развитие получило химическое производство в Германии. И немцы воспользовались своим преимуществом, решив применить химию на войне.
Этот страшный хлор, оказывается, давно уже применялся на заводах искусственных красок и в текстильной промышленности.
Его получали из соли, обыкновенной поваренной соли.
Можно себе представить, как удивились читатели газет, когда они узнали из популярных статей, что соль на 60 процентов состоит из хлора, ужасного ипрского убийцы!
«Выделить его из соли совсем нетрудно, — разъясняли авторы популярных статей, — достаточно пропустить через соляной раствор электрический ток, как это и делается на химических заводах. До войны хлор шел главным образом на изготовление белильной извести, которой отбеливают ткани. А теперь немцы догадались свезти сотни стальных баллонов с хлором на фронт и выпустить его на французских солдат».
Можно ли найти защиту от хлора?
— Конечно, можно, — отвечали химики. — Обыкновенная сода и гипосульфит, применяемый фотографами, полностью обезвреживают хлор. Надо приложить ко рту и к носу повязку, смоченную раствором этих веществ, и тогда хлор не страшен. В крайнем случае, если нет под рукой соды и гипосульфита, надо дышать хотя бы через мокрую тряпку — вода тоже немного поглощает хлорный газ.
Но немцы не стали дожидаться, пока у союзников появятся противогазы. Они поспешили тотчас же повторить газобаллонную атаку.
22 апреля они упустили победу из своих рук.
Германские генералы не очень верили в успех габеровской затеи. Слишком ново и непривычно было для них химическое оружие! И когда 22 апреля во французской обороне вдруг образовалась никем не защищаемая гигантская брешь, немцам некого было бросить в этот прорыв: германское командование не подготовило достаточно сильных резервов.
Два дня спустя оно попыталось исправить эту ошибку. Подготовив более крупные силы для наступления, немцы снова направили хлорное облако на окопы союзников под Ипром.
Но союзники теперь уже знали, что такое газы, и не были захвачены врасплох.
На этот раз нападению подверглись окопы, где находились канадские войска.
Стойкие канадцы не покинули своих постов. Свои шарфы, шерстяные чулки, одеяла, носовые платки они превратили в «противогазы». Они мочили их в лужах, прикладывали к лицу — и не трогались с места. Многие из них отравились насмерть, другие надолго выбыли из строя, но те, что уцелели, не выпускали из рук винтовок.
Стиснув зубы, отважные канадские солдаты стояли в волнах газа. Они хрипели и кашляли, и слезы неудержимо текли из их воспаленных глаз. Но когда вслед за газовым облаком в атаку двинулась немецкая пехота, она встретила жестокий отпор.
Стойкие канадцы не покинули своих постов.
Любой газ — это сборище разрозненных крохотных частиц (молекул), находящихся в непрерывном движении. В одном литре хлора содержится ни много, ни мало — около 30 секстильонов молекул! Все эти бесчисленные частицы мчатся с огромной скоростью по всем направлениям, сталкиваются друг с другом, снова несутся вперед — маленькие быстрые пули!
Уклониться, увернуться от них невозможно.
Есть только один путь спасения от ядовитых пуль-молекул: перехватить их до того, как они достигнут наших дыхательных путей или глаз. Надо завлечь их в ловушку, подставить их ударам химический щит — противогаз.
Начиная с апреля 1915 года и до конца первой мировой войны на фронтах шла упорная борьба газа с противогазом. Снова застать противника врасплох, как это удалось сделать в первый раз немцам под Ипром, — вот к чему стремились химики обеих воюющих сторон.
Пробовали пустить в дело угарный газ, пользуясь тем, что он совершенно прозрачен, бесцветен и не имеет ни запаха, ни вкуса. Это был бы идеальный боевой газ, газ-невидимка, который невозможно обнаружить.
Но угарный газ легче воздуха, и в поле, под открытым небом, он улетучивался чересчур быстро.
Пытались применить на войне и «царицу ядов» — синильную кислоту. Но и она обладала тем же недостатком, что угарный газ.
Однажды ночью на одном из участков фронта вдруг запахло свежими яблоками, скошенным сеном. В ту же минуту прозвучал сигнал химической тревоги. Люди просыпались, вдыхали сладковатый запах, струившийся со стороны германских позиций, и многие радовались тому, что газ миновал их, не причинив никакого вреда. А через несколько часов, когда газовая волна давно уже рассеялась, они вдруг стали хрипеть и задыхаться. Коварный газ убивал с отсрочкой!
Это был фосген, который получается от химического соединения угарного газа с хлором.
Но и для фосгена быстро нашли противоядие.
Все новые и новые страшные вещества извлекались из огромного химического арсенала — все, что отравляет, жжет, удушает.
Был у химиков большой, толстый справочник, составленный неким Бейльштейном. Десятки тысяч веществ, открытых в разные времена различными исследователями, записаны в этом справочнике. И вот в Англии, во Франции, в Америке, в России, не говоря уже о Германии, множество химиков принялось усердно листать толстого Бейльштейна.
Они выискивали давно позабытые вещества — все, что могло быть применено на фронте как отравляющие, удушающие, слезоточивые, чихательные средства.
Мало-мальски пригодные вещества немедленно проверялись на полигонах.
Затем на химические заводы передавался заказ.
Спустя некоторое время новый газ, от которого еще не знали защиты, внезапно появлялся на фронте, нанося противнику тяжелые потери.
И для каждого нового газа приходилось изыскивать новое противоядие — новый поглотитель.
Скоро каждый солдат оказался обладателем целого склада химических реактивов: его противогаз состоял из нескольких десятков слоев марли, пропитанных глицерином, водными растворами поташа или соды, гипосульфита, уротропина, уксуснокислого никеля.
Эти сырые матерчатые маски, напоминавшие по виду свиное рыло, привязывали во время газовых атак к лицу и через них дышали. Гипосульфит и поташ защищали от хлора, уротропин — от фосгена, уксуснокислый никель — от синильной кислоты.
Но стоило врагу применить новый газ — и маска становилась негодной.
Сырые матерчатые маски, напоминавшие по виду свиное рыло, привязывали во время газовых атак к лицу.
Если бы можно было найти универсальный, всеобщий поглотитель, вещество, которое улавливало бы любые газы — и те, что уже получили боевое крещение, и те еще неведомые яды, что тайно подготовлялись в военных лабораториях противника!
Существовало ли вообще в природе такое чудесное вещество, подобное сказочной панацее — лекарству от всех болезней? Мыслимо ли было такое чудо?
Миллионы людей, которые с ужасом и болью читали в газетах, как гибнут солдаты, беспомощные и беззащитные против новых ухищрений врага, надеялись на это чудо, с нетерпением ожидали его.
И эти надежды в конце концов оправдались.
Летом 1915 года по Москве и Петрограду распространились слухи о замечательном открытии русского химика Николая Дмитриевича Зелинского. Никто еще не мог объяснить толком, в чем состоит его открытие, но все передавали друг другу эту новость с сияющими лицами как весть о великой победе:
«Профессор Зелинский нашел надежную защиту от отравляющих веществ».
Незадолго до этого в одной из химических лабораторий Петрограда была произведена миниатюрная «газовая атака».
На небольшой лабораторной установке приготовили немного хлора и фосгена и выпустили эту смесь из прибора прямо в помещение. Газ быстро распространился по комнате. Люди, находившиеся в ней, поспешно вышли в соседнюю комнату, плотно затворив за собой двери. Но один человек остался там. Закрыв глаза, чтобы их не разъедало газом, он уселся на стуле и прижал к лицу узелок, связанный из носового платка. Он сидел неподвижно минуту, две, пять… Потом он на мгновение открыл глаза и снова, продолжал вдыхать через узелок ядовитый воздух.
Когда он вышел наконец, цел и невредим, к ожидавшим его за дверью, все принялись поздравлять друг друга с удачным экспериментом.
Производил этот эксперимент профессор химии Н. Д. Зелинский.
После "докуривания» носовой платок развязали и осторожно извлекли драгоценный поглотитель — для дальнейшего исследования.
Чудесное вещество сильно пачкало руки.
Это был уголь — кусочки обыкновенного березового угля, которым разжигают утюги и самовары.
С той самой минуты, когда Николай Дмитриевич Зелинский впервые услышал о страшном выступлении химии на арену войны, он постоянно, дни и ночи, думал об одном и том же: «Мой долг — найти защиту против химического оружия, и сделать это надо как можно скорее».
Он подробно расспрашивал о газах всех, кто приезжал с фронта, жадно читал все, что писалось об этом в газетах, вдумываясь в каждую подробность, в каждую мелочь.
Газеты сообщали, что некоторые солдаты, застигнутые газовой волной, окутывали головы шинелями и, прижав сукно к лицу, неподвижно ожидали, пока рассеется газ. И это нередко спасало им жизнь. Другие плотно утыкались лицом в рыхлую землю, не отрываясь от нее до конца атаки. И это тоже многим спасало жизнь.
«Очевидно, сукно и почва достаточно сильно адсорбируют газ, — решил Николай Дмитриевич. (Адсорбция на языке химиков означает поглощение). — Но если это так, то совершенно нет надобности искать химическое противоядие для каждого газа в отдельности. Нужен просто хороший поглотитель. И можно подобрать вещество, которое обладает гораздо большей адсорбционной способностью, чем сукно или почва».
Николаю Дмитриевичу не пришлось долго искать это вещество. Как и многие другие химики, он знал о замечательных адсорбционных свойствах древесного угля. Это открыл петербургский ученый, академик Товий Ловиц.
Уголь давно применяли для очистки воды от дурного запаха. Через уголь фильтровали на сахарных заводах сироп, чтобы извлечь из него ненужные примеси. И в лабораториях уголь применялся для осветления различных растворов.
Теперь надо было проверить, как он будет поглощать боевые газы. Читатель уже знает, что показала эта проверка. Но Зелинский не удовлетворился первыми, простейшими опытами. Точные измерения показали, что простой древесный уголь может защитить только от сравнительно слабой струи газа, а ведь на фронте газ часто шел сплошным густым облаком и одна волна следовала за другой.
Надо было как-нибудь увеличить поглотительную силу угля, и после многих опытов Николаю Дмитриевичу это удалось. Он прокаливал мокрый уголь при высокой температуре; уголь освобождался от последних остатков смолистых веществ, которые еще загрязняли его поверхность, и способность угля поглощать газы возрастала в несколько раз.
Это называлось — активировать уголь.
Теперь поглотитель был готов. Требовалась еще хорошая маска, которая плотно прилегала бы к лицу. Такую маску изготовил из резины и принес Зелинскому инженер Куммант, работник резинового завода «Треугольник».
Так родился надежный русский противогаз, защищавший от любых газов.
В феврале 1916 года противогаз Зелинского-Кумманта был принят на вооружение русской армии. С тех пор он верно служил свою службу до самого конца войны.
И тысячи солдат, снимая после газовой атаки маски с запотевших лиц, не раз с благодарностью произносили имя химика, который спас им жизнь.
Николай Дмитриевич Зелинский.
В библии есть легенда о семи тощих коровах, которые проглотили семь тучных коров и остались такими же тощими, какими и были.
То, что происходит в магической коробке противогаза, немного напоминает эту библейскую легенду.
Один кубический дециметр (один литр) активированного угля может поглотить восемьдесят и даже больше литров хлора или фосгена. И при этом уголь нисколько не изменяется, он остается точно таким же, каким и был. Если его потом подогреть, то весь газ выделится обратно, и уголь опять будет готов к действию.
Как же могут такие огромные количества газов умещаться в плотном, твердом, сплошном веществе угля?
В том-то и дело, что древесный уголь вовсе не плотное и не сплошное вещество.
Каждое зерно активированного угля — это объемистая кладовая, лабиринт микроскопических каналов, пор, пещер. Уголь весь изрезан и пронизан пустотами, которые получаются при выжиге угля из дерева и при активирований его. В этих-то мельчайших канальцах и застревают частицы любого газа, когда он проходит через толщу угля.
Но в таком случае и воздух должен застревать в порах угля. Чем же дышит боец в противогазе?
К счастью, из общего правила есть исключение: некоторые газы все же беспрепятственно проходят через уголь, и к этим газам принадлежит кислород, который нужен нам для дыхания.
Частицы воздуха очень малы, и двигаются они очень быстро. Вот почему они проскакивают сквозь противогаз, не успевая «прилипнуть» к губчатой поверхности угля. А у хлора, фосгена и огромного большинства других газов молекулы крупные и более медлительные, вот почему они задерживаются в микроскопических извилистых ловушках противогаза.
Значит, «всеобщий поглотитель» не совсем всеобщий. Он задерживает как раз то, что вредно, а то, что нам нужно, он свободно пропускает.
После изобретения угольного противогаза химическая война не прекратилась. Борьба газа с противогазом стала еще более изощренной и изворотливой.
К тому времени газы выпускались уже не только из баллонов, заранее установленных впереди окопов. Появились химические снаряды, начиненные отравляющими веществами, и газовые мины. Ими можно было обстрелять противника в любой момент, в любую погоду, не дожидаясь «попутного» ветра для продвижения газового облака. Газы, вырывавшиеся из снарядов и мин, заставали неприятеля врасплох, и часто он не успевал надеть противогаз, пораженный густейшим клубом яда.
Потом, чтобы «пробить» противогаз, стали применять ядовитые дымы. Это были тончайшие дымы, из крохотных пылинок чихательного вещества, рассеянных в воздухе.
Дымовые частицы часто настолько малы, что их не удается разглядеть даже самому острому глазу. Но по сравнению с молекулами газа это настоящие великаны, медленно плывущие в воздухе. Вот почему они не проникали в глубинные лабиринты угля, а, минуя его тесные канальцы, пробирались в промежутках между зернами прямо под маску, ко рту, носу, глазам солдата. Чихая, кашляя, он судорожно срывал с себя проти-вогаз и оказывался в поджидавшем его облаке еще более страшного ядовитого газа.
Но и от дымов нашли спасение: над слоем угля в противогазе уложили еще особый противодымный фильтр — из войлока, ваты, шерсти.
Потом добавили еще один защитный слой — сухой химический поглотитель. Это вещество должно было обезвреживать газ, почему-либо прорывавшийся сквозь угольные зерна.
Так противогаз становился все совершеннее и совершеннее. В умелых руках он был надежнейшей защитой. Противогаз предохранял от всех ядовитых дымов и от всех газов — удушающих, отравляющих и слезоточивых.
Только против одного газа он оказался бессильным.
Однажды в немецком городке Геттингене некоего почтенного врача пригласили к юноше, пораженному странной болезнью.
Тело больного было покрыто пузырями и волдырями, руки распухли, глаза воспалены. Он напоминал человека, пострадавшего на пожаре, но, по его собственным словам, он не обжегся, а отравился.
Он говорил с заметным иностранным акцентом, и в рецептную книгу врач записал его под именем Николая Зелинского.
Это происходило еще задолго до первой газовой атаки, задолго до мировой войны — в 1886 году.
Николай Дмитриевич только что окончил Одесский университет. Для усовершенствования в знаниях его командировали за границу. Он поработал некоторое время практикантом в Лейпциге, потом направился в Геттинген, к профессору Виктору Майеру. Здесь Николай Дмитриевич и отравился необычайной отравой.
Он приехал в Геттинген изучать свойства нового химического соединения, тиофена. Это вещество открыл Виктор Майер в смоле, которая образуется, когда выжигают из каменного угля кокс. По многим, чисто теоретическим соображениям тиофен очень заинтересовал химиков. И в течение нескольких лет сотрудники и практиканты Майера только тем и занимались что изучали тиофен и его производные.
В химии есть вещества, которые стоят как бы во главе целых «семейств» родственных продуктов. Это вещества-родоначальники. Они образуют ствол родословного древа, от которого опытные химики умеют получать тысячи и даже десятки тысяч ответвлений.
Тиофен, открытый Майером, как раз был одним из таких веществ-родоначальников. И в лаборатории Майера усиленно выращивался и развивался тиофеновый «род». Сотрудники Майера каждый месяц создавали все новые и новые производные тиофена и изучали их свойства. Вновь прибывшему русскому практиканту Майер также предложил получить одно из веществ тиофенового ряда.
Этому будущему детищу тиофена заранее было дано имя, звучное химическое имя — тетрагидротиофен.
Николай Дмитриевич составил план и приступил к работе. Когда химик синтезирует новое вещество, он поступает подобно садоводу, который терпеливым отбором создает из какой-нибудь дикой вишни и черемухи небывалый еще сорт плодов. Синтез нового вещества ведется в несколько приемов. Шаг за шагом химик вводит в молекулы исходного продукта одни составные части, удаляет другие, снова вводит новыечастицы и в конце концов, через ряд Промежуточных веществ-помесей, получает искомый «плод».
В качестве исходного вещества Зелинский взял этиленгликоль — соединение, получаемое из обыкновенного винного спирта.
Этот гликоль он превратил в этиленхлоргидрин.
Этиленхлоргидрин — в тиодигликоль.
А из тиодигликоля получил дихлордиэтилсульфид. Вещество это было получено еще в 1822 году химиком Депре, однако в чистом виде его впервые получил Зелинский.
Это была последняя ступенька на пути к конечной цели — к тетрагидротиофену. Но тут Николай Дмитриевич неожиданно оступился.
Вечером того дня, когда он изготовил дихлордиэтилсульфид, молодой химик почувствовал в кистях рук неприятный зуд. Он взглянул на них и увидел, что они покраснели и опухли.
«Пустяки, пройдет!» решил он.
Ложась спать, Зелинский по привычке потянулся, погладил бока. А утром он обнаружил на теле две широкие красные полосы — там, где он накануне провел руками.
Вскоре на коже вздулись пузыри, появились язвы. Николай Дмитриевич испытывал сильнейшие боли, и всему причиной были, очевидно, пары нового вещества или две-три ничтожные капельки, незаметно брызнувшие, на руки исследователя!
Пришлось вызвать врача.
Тот сначала никак не хотел верить, что жестокие ожоги по всему телу молодого русского вызваны капелькой какого-то дрянного химического реактива. И тем не менее это было так.
Когда Николай Дмитриевич выздоровел, он поставил контрольный опыт над кроликом.
Зверька посадили в стеклянный ящик. В ящик по резиновой трубке поступал воздух. Но прежде чем попасть в трубку, воздух проходил через склянку, на дне которой был налит дихлордиэтилсульфид.
Подышав полчаса воздухом, пропитанным парами нового вещества, кролик стал проявлять заметное беспокойство. Он начал тереть лапкой мордочку и нос, глаза его покраснели и слезились, уши распухли. Потом он погиб, обезображенный язвами.
Николай Дмитриевич скоро вернулся в Россию и больше не пробовал получать тетрагидротиофен. С годами он забыл о неприятном приключении в лаборатории Майера и о зловредном дихлордиэтилсульфиде.
Не повторял этого синтеза и никто другой. Кому, в самом деле, могла понадобиться такая ядовитая дрянь!
Но свойства дихлордиэтилсульфида и способ его получения были записаны у аккуратного Бейльштейна. Пришло время, и его извлекли из-под спуда.
Поздно вечером 12 июля 1917 года на англо-французские окопы под Ипром (противники все еще стояли у этого злосчастного города) обрушился очередной ливень артиллерийских снарядов.
Едва послышались первые взрывы, в воздухе явственно запахло горчицей.
Солдаты принюхались к странному запаху и недоумевали: откуда несет так сильно горчицей, не новый ли это газ?
Среди свежих частей к вечеру опять были пострадавшие.
Некоторые, наиболее осторожные, надели было противогазы. Но потом решили их снять, убедившись, что большинство солдат спокойно сидит под обстрелом.
Утром на месте вчерашних разрывов зияли необычайные, ярко-желтые, воронки. А из окопов в тыл уносили сотни людей, пораженных новым, горчичным газом — слепых, отравленных, обожженных.
Среди свежих частей, прибывших им на смену, к вечеру опять были пострадавшие. Новый газ не улетучивался и продолжал оказывать свое страшное действие.
Собственно, это был не газ, а жидкость — желтая жидкость, медленно испарявшаяся на воздухе.
Теперь не проходило почти ни одной ночи, чтобы немцы не обстреляли союзников новым газом. Наученные горьким опытом, люди теперь немедленно надевали противогазы, как только появлялся горчичный запах. Но противогаз не давал полной защиты. Он предохранял только глаза, лицо и легкие, а горчичный газ, проникая сквозь одежду и обувь, поражал кожу на всем теле.
Иприт — так назвали его французские солдаты.
Дихлордиэтилсульфид — так называется он у химиков.
Вещество, некогда полученное Николаем Дмитриевичем Зелинским, было выпущено впервые на поля сражений немцами. И оно оказалось самым грозным из всех отравляющих веществ.
В первую мировую войну от него одного пострадало в несколько раз больше солдат, чем от всех других отравляющих веществ, вместе взятых. И по сей день иприт — один из наиболее опасных, если не самый опасный вид химического оружия.
Он очень ядовит и очень стоек (известны случаи, когда люди отравлялись, проходя по местности, зараженной ипритом две недели назад). А главное, один противогаз не дает надежной защиты от иприта. Чтобы предохранить тело от ожогов, приходится надевать особый костюм, пропитанный специальным составом, и резиновые сапоги. Эта одежда дорога и неудобна: в ней очень жарко, она сильно стесняет движения. Одеть в противоипритные костюмы всю армию нет никакой возможности и никакого смысла: столь неуклюжая армия не смогла бы воевать.
Для предохранения солдат от иприта применяются легкие накидки, чулки, натягиваемые поверх обуви, различные мази. Но полную защиту от него дают только непроницаемые костюмы, которые целиком изолируют бойца от внешнего мира, как водолазный костюм — водолаза. Такими костюмами снабжаются специальные химические войска и дегазационные команды.
В своих резиновых сапогах они смело выходят на местность, пораженную ипритом, и уничтожают его. Для этого им служит… что бы вы думали? Хлор! Иприт и хлор взаимно уничтожают друг друга — два химических дракона… Только обычно для дегазации применяют не газообразный хлор, а хлорную, или белильную, известь.
Пока поле не очищено от иприта, по нему опаснее ходить, чем по зачумленному лагерю или убежищу прокаженных.
Достаточно наступить на каплю иприта ногой, обутой в простой кожаный сапог, и через несколько часов на теле появятся злокачественные нарывы.
Таково действие одной капли этого вещества.
Между тем на современных химических заводах его можно изготовлять тысячами тонн. Для этого нужны только спирт, сера и хлор, который легко получить из простой соли.
Несколько лет тому назад, во время итало-абиссинской войны 1935–1936 годов, мир увидел поистине страшный «опыт» сочетания авиации с химией.
Итальянцы долго не могли одолеть абиссинцев, хотя черные воины были вооружены почти одними только старинными ружьями да копьями. Абиссинцы медленно отступали, упорно отбиваясь от врага. Их расчет был — выиграть время, удержать итальянцев до наступления периода проливных дождей, когда всякие военные действия в этой тропической стране становятся невозможными.
И тогда итальянцы пустили в ход иприт.
Они поставили на самолеты баки с ипритом и направили несколько эскадрилий против абиссинских отрядов.
Над узкими горными дорогами, по которым отступали абиссинские солдаты в сопровождении своих жен и детей, полил ядовитый дождь. Итальянские летчики хладнокровно опрыскивали абиссинцев целыми тоннами желтой жидкости, издававшей запах горчицы. Они летали так низко, что могли хорошо выбирать свои жертвы. Итальянцам нечего было бояться: абиссинцы не имели ни одного истребителя, не имели ни одного зенитного орудия.
Не было у них, конечно, и противоипритных костюмов. Не было также хлорной извести для обезвреживания иприта.
Эти несчастные не имели даже обыкновенных противогазов. Даже воды часто не было у них, чтобы смыть ядовитые капли, орошавшие их головы и тела.
Тысячи черных солдат, их жен и детей погибли тогда в страшных мучениях. И «победоносная» итальянская армия захватила их страну.
Конечно, в стране, которая подготовлена для защиты от воздушного врага, ничего подобного произойти не может.
До сих пор еще не было ни одного случая, когда газы были бы применены в ведущейся войне гитлеровской Германией. Нет, однако, никакой гарантии в том, что озверелый враг, напавший на нашу страну, не применит отравляющих веществ. Наоборот, документы, захваченные частями нашей доблестной Красной армии у фашистов, свидетельствуют об активной подготовке фашистских извергов к химической войне. И если прозвучит в наших городах сигнал химической тревоги, то надо будет встретить ее спокойно и дисциплинированно. Надев противогазы, отправляйтесь в газоубежища. А зенитная артиллерия и истребители уж позаботятся о том, чтобы прогнать воздушного врага или, по крайней мере, заставить его держаться на большой высоте. Тем временем химические команды быстро уничтожат очаги отравляющих веществ, сброшенных на улицы и площади.
Наша Красная армия в любой момент готова к химической обороне.
Каждый боец всегда носит на боку верный противогаз, который безотказно задерживает отравляющие вещества и так же безотказно пропускает воздух для дыхания.
В карауле, в походе и в бою красноармейцы не расстаются с противогазом. У каждого из них есть также особая накидка и чулки, непроницаемые для иприта. Во всех частях Красной армии и на боевых кораблях имеются специальные химические команды, у которых есть противоипритные костюмы, приборы для дегазации и другие приспособления, необходимые для борьбы с газами.
Красная армия сама никогда не применяла и первая никогда не применит на войне отравляющие вещества. Но «если когда-либо агрессивному врагу вздумается окропить наши войска химическими средствами, он получит в ответ ту же страшную химию на свою собственную голову» (Ворошилов).
Можно ли проиграть войну, непрерывно одерживая победы и не имея ни одного поражения?
Может ли случиться так, что вся армия цела и невредима, и оружия у нее хоть отбавляй, и генералы все сидят на своих местах с прекрасными планами наступления в портфелях, и войска рвутся в бой, но тем не менее приходится просить у врага мира и сдаваться на милость его?
В фантастических романах бывают такие положения.
Вот огромное войско, вооруженное до зубов, вторгается в чужую страну. Оно не встречает никакого сопротивления и уверено в успехе. Сух порох в пороховницах, и ярко блестят в лучах солнца штыки на новеньких винтовках, только что извлеченных из тьмы интендантских складов. Еще не выгорели мундиры на спинах солдат, не завяли цветы, которые красавицы кидали воинам, когда они отправлялись на фронт.
Идут полчища танков, громыхают тысячи орудий, бодро скрипят ремни на выпуклой груди фельдмаршала.
И вдруг…
Вдруг вся армия, от величественного фельдмаршала до последнего возницы в обозе, останавливается как вкопанная.
Ни шагу вперед!
Какой-то невзрачный человек в белом халате, с клочковатой бородой, стоит у диковинного аппарата и скалит зубы на могучего врага, поверженного в прах.
Из аппарата с жужжанием вырывается узкий пучок лучей. Лучи уходят вдаль, исчезая в воздухе, и рассеиваются над фронтом.
Это лучи сна.
Вражеская пехота сладко засыпает, выронив из рук винтовки и автоматы. Спят танкисты, спят кашевары, спят лошади, санитарные собаки и почтовые голуби. И генералы дремлют в штабах, положив храбрые свои головы на карты, расчерченные пронзительными стрелами прорывов.
Так просто кончается иногда война в фантастических романах.
В романах бывает и так, что таинственные лучи внезапно останавливают моторы агрессора. Напрасно хлопочут водители у раскрытых капотов, напрасно пилоты в бешенстве дергают ручки управления. Неведомая сила на расстоянии выключила все магнето, и… врагу ничего не остается, как просить мира, скрежеща зубами.
Некоторые авторы кончают войну, заставляя с помощью все тех же таинственных лучей детонировать пороха и взрывчатые вещества в стане врага. Другие изобретают экран для силы тяжести, и едва вражеская армия достигает этого невидимого экрана, она становится абсолютно невесомой. Люди и пушки беспомощно кувыркаются тогда над землей, как путешественники внутри межпланетного корабля.
В реальной жизни, конечно, нет ни волшебных лучей, ни фантастических экранов. Но зато существуют десятки вполне реальных причин, которые могут заставить самую могущественную армию, увенчанную победами, неожиданно сложить оружие.
Это очень скромные, будничные причины, совсем не похожие на те, которые придумывают авторы фантастических романов: например нехватка какого-нибудь «пустяка» — глицерина или смазочного масла, или другого вещества, добываемого где-то в Южном полушарии, у антиподов, за тридевять земель…
В конце 1914 года, вскоре после начала первой мировой империалистической войны, над германской армией нависла смертельная угроза.
Никто не догадывался об этой опасности — ни солдаты на фронте, ни мирное население в тылу. Не знал о ней и противник. Немцы теснили союзников и в Бельгии и во Франции, и те никак не могли предполагать, что превосходящую их по силе германскую армию вот-вот постигнет полная катастрофа.
Только в германском военном министерстве знали правду. С утра до вечера там метались, что-то считали, пересчитывали без конца.
Непрерывно звонили телефоны, депеши с фронта и со всех концов страны сыпались на столы, и в них были вести одна тревожнее другой:
«Склады пусты!»
«Пускаем в аппараты последние тонны!»
«Запасов остается не больше чем на пять недель».
«Осталось запасов на четыре недели».
«Селитры хватит на три недели. В расчет принято и то, что находится в пути, в вагонах, и то, что имеется на складах, и то, что уже загружено в заводские аппараты. Через три недели все будет кончено».
Между тем война только-только разгоралась.
С фронта шли бесконечные требования: патронов, снарядов, снарядов!
Но для производства патронов и снарядов нужны порох и взрывчатые вещества.
А для производства пороха и взрывчатых веществ требуется азотная кислота. А азотную кислоту получали из селитры.
А селитра…
Неисчерпаемые запасы селитры находились на побережье Тихого океана, в далеком Чили. И ни один грамм ее не попадал больше в Германию, блокированную английским военно-морским флотом.
Почему же немцы не позаботились заблаговременно запастись селитрой?
Потому что они не ожидали, что война будет такой долгой.
Военное министерство заготовляло пушки, ружья, снаряды, патроны — все, что непосредственно нужно для армии. Немцы считали, что заготовленного ими хватит не меньше чем на год. Ну, а война, по их мнению, должна была закончиться в несколько месяцев.
Но жизнь полностью опрокинула расчеты немцев, организаторов войны.
В первые же дни бои развернулись с такой силой, что запасы снарядов стали убывать молниеносно. Тысячи тонн свинца и железа извергались на поля сражений в один день. То, что полагалось на месяц, расходовалось в неделю, а то и в сутки.
Люди изобрели пулеметы и скорострельные пушки, но они не могли себе заранее представить, как сильно это изменит войну.
Германские фабриканты пороха первые почувствовали всю тяжесть просчета.
— Больше пороха! Больше тротила! Больше мелинита! — требовало у них военное министерство.
— Селитры! Дайте селитры! — в один голос отвечали фабриканты.
А селитра была по ту сторону экватора, в недоступном Чили.
Агенты правительства рыскали по всей Германии, совершали набеги на усадьбы помещиков, на крестьянские фермы. Каждый мешок с азотным удобрением торжественно подвергался реквизиции. Ведь селитра идет не только на производство взрывчатых веществ, но и на «производство» хлеба.
Но все было напрасно. Катастрофа надвигалась на Германию. Неумолимо приближался День, когда ее миллионные армии, стоявшие в Бельгии, во Франции и в Польше, должны были оказаться совершенно безоружными, хотя у них и имелись десятки тысяч вполне исправных пулеметов, пушек, гаубиц.
Не дала выхода из положения и добыча азотной кислоты из аммиака, получаемого при коксовании каменного угля.
Азотной кислоты из аммиака коксовых печей тоже нехватило бы немцам на все время войны. Эти печи давали не так уж много аммиачного газа. Кроме того, его нельзя было целиком отдавать на производство взрывчатых веществ, так как поля остались бы тогда без азотного удобрения. А с продовольствием в Германии и так было очень туго.
Но еще задолго до окончания войны в распоряжении Германии оказался другой, совершенно неисчерпаемый источник азотного сырья.
Этого источника с избытком хватало в Германии и на производство взрывчатых веществ и на удобрения. Он в тысячи раз богаче чилийских залежей и бесконечно доступнее. Его хватит для всех стран земного шара, для мира и войны, на все времена и для всех народов.
Ключ к этому драгоценному источнику нашел немецкий химик — доктор Фриц Габер. Этот источник отсрочил военный разгром Германии в первой империалистической войне.
Вещество, которое придает взрывчатым материалам их грозную силу и активность, само по себе необычайно лениво и вяло.
Оно не только неспособно к взрывам, но и вообще избегает всяких химических превращений.
Что бы ни происходило вокруг, Оно остается неизменным и безразличным ко всему.
Самый яркий огонь мгновенно гаснет в нем.
Животные гибнут в нем от удушья.
И недаром люди, впервые открывшие это вещество, называли его «мертвым воздухом», а потом азотом, что по-гречески означает безжизненный.
Из безжизненного, ленивого азота на четыре пятых состоит вся наша атмосфера, а одну пятую воздуха составляет живительный и активный кислород. Но хотя азот тесно перемешан с кислородом, он почти никогда не вступает с ним в соединение. Азот — это равнодушное, недеятельное вещество — всему на свете предпочитает покой, одиночество, свободу.
Если же каким-нибудь путем азот все же удается «пленить», связать с кислородом, то это соединение приобретает страшную силу. Ленивый азот тогда становится энергичным и буйным. Он норовит во что бы то ни стало вырваться опять на волю, освободиться от насильственной связи с кислородом.
На этом и основано действие почти всех взрывчатых веществ.
В порохе, динамите, тротиле, мелините сидит пленником «мертвый воздух». Он ждет только первой искры, толчка, детонации, чтобы разорвать путы, удерживающие его около кислорода. Тогда он устремляется вон, в атмосферу, чтобы снова вернуться в свое ленивое одиночество. А освобождающийся одновременно с ним активный кислород набрасывается на горючую основу взрывчатого вещества и мгновенно ее сжигает. Так происходит взрыв.
По остроумному выражению одного американского химика, «главная заслуга азота на войне заключается в том, что его атомы необыкновенно дружно дезертируют с поля битвы».
Но если освободить азот очень легко и просто, то связать его неимоверно трудно.
А это нужно не только для войны, но и для сельского хозяйства. Хотя азот и означает «безжизненный», но без него жизнь невозможна.
Все ткани нашего тела, наши мышцы, мозг, кровь — все построено из веществ, содержащих азот. Откуда же он попадает туда? Не из воздуха ли? Нет, азот, который мы заглатываем при дыхании, выходит из наших легких совершенно неизмененным. За сутки каждый из нас вдыхает примерно 10 килограммов атмосферного азота, но ни одна частица его не усваивается нашим организмом!
Мы не умеем использовать свободный, пассивный азот. Дыхание не насыщает нас. Мы потребляем только уже ранее, без нас связанный азот, тот, который содержится в животной и растительной пище.
Каждая котлета или яичница, которую мы съедаем, — это азотный паек, взятый нами в готовом виде у животных. А животные берут связанный азот у растений, которые извлекают его из почвы. В почву же он попадает из навоза, из гниющих остатков растений.
Только некоторые бактерии умеют прямо из воздуха извлекать нужный для жизни азот. Они «едят» свободный азот, они связывают его, превращают в сложные азотистые вещества, из которых строится живая клетка.
Такие бактерии во множестве живут в почве и на клубнях бобовых растений — клевера, люцерны. Вот почему так полезно сеять клевер: он обогащает почву связанным азотом, взятым прямо из воздуха.
Но одного клевера обычно нехватает, чтобы восполнить в земле убыль азотистых веществ.
И вот люди отыскали в далеком Чили огромные залежи ископаемой азотной соли — селитры. Это драгоценное вещество, в котором сидит пленный азот, стали развозить по всему миру. Часть шла на пороховые склады, часть — на поля, для удобрения.
А в то же время над головами людей струился безграничный океан свободного азота, но никто не умел изготовить из него ни грамма пороха и ни кусочка удобрения.
Близок локоть, да не укусишь.
Осенью 1898 года в городе Бристоле собралась Британская ассоциация естествоиспытателей. Съезд открыл президент общества физик Вильям Крукс. Ожидали, что он, по обычаю, расскажет о новых открытиях, о важнейших научных проблемах, над которыми работают исследователи в Англии и других странах.
Но Крукс вышел на трибуну, чтобы сделать грозное предупреждение.
Через головы участников съезда он обратился ко всему человечеству с сенсационной речью, которая прозвучала как сигнал бедствия.
— То, о чем я буду говорить, — заявил Крукс, — касается всего мира, всех народов и каждого человека в отдельности. Это животрепещущий вопрос сегодня и вопрос жизни и смерти для грядущих поколений.
Англия и все цивилизованные нации стоят под угрозой гибели от голода. Население растет, а земли мало. Мир свыкся с мыслью, что где-то еще есть свободные миллионы акров, которые в любой момент можно распахать, чтобы прокормить все увеличивающееся население земного шара. Но это неверно: скоро все свободные земли будут использованы. Нам остается только один путь — усиленно удобрять поля, чтобы снимать с них более высокие урожаи.
Где же взять азот для пшеницы?
Некоторое количество азота дает клевер, но его уже применяют не первый год, и это не спасает положения. Мы удобряем поля селитрой, но запасы ее в Чили не безграничны. Через двадцать-тридцать лет они будут истощены. И тогда мир окажется на краю бездны.
Тридцать лет — это миг в жизни народов. Многие присутствующие здесь, быть может, будут сидеть и в 1928. году на очередном съезде Британской ассоциации, и они увидят тогда, насколько правильны были мои предсказания.
Есть, однако, луч света в этой мрачной картине. Азота в свободном состоянии сколько угодно на земле.
Надо научиться связывать его, связывать во что бы то ни стало!
Химик должен притти на помощь человечеству, над которым нависла угроза. Только химия может предотвратить голодную смерть и создать на земле изобилие…
Семь лет спустя после того, как был сделан этот страстный призыв, рука человека впервые укротила ленивый азот.
В Норвегии, недалеко от гидроэлектрической станции, два исследователя, профессор Биркеланд и инженер Эйде, построили необыкновенный завод — завод для сжигания азота воздуха.
На заводе этом стояли круглые электрические печи, и в них горел азот воздуха, как заправское топливо.
Ведь воздух, окружающий нас, это горючая смесь. В нем сколько угодно кислорода, нужного для горения, и азот, который можно заставить соединиться с кислородом, то есть гореть.
К счастью, горючее это очень трудно поджечь. Иначе мы давно бы остались без атмосферы: от первой же спички воздушный океан вспыхнул бы и исчез, уничтожив на земле все живое.
К счастью, повторяю, ленивый, пассивный азот с большой неохотой вступает в соединение с кислородом. Чтобы заставить его гореть, требуются неимоверные усилия. И все курильщики мира могут поэтому спокойно зажигать свои трубки и папиросы, не опасаясь, что они подожгут атмосферу.
Как же зажгли азот Биркеланд и Эйде?
Они заимствовали свой способ у природы.
В любую грозу всякий раз, когда ударяет молния, часть азота сгорает. Могучие электрические разряды не только превращают кислород в пахучий озон, но выводят из равновесия и ленивый азот, заставляя его вспыхивать, соединяться с кислородом.
Думали ли вы, наблюдая яркую вспышку молнии, что при этом горит сама атмосфера!
При горении азота образуются едкие окислы азота, и они тут же растворяются в каплях дождя. Получается настоящая азотная кислота, которая и проливается на землю. Мы этого не замечаем только потому, что она очень разбавлена. Все же ее выпадает не так уж мало: в среднем около 10 килограммов на каждый гектар ежегодно.
На заводе Биркеланда и Эйде молния создавалась искусственно.
К двум медным стержням, установленным один против другого, как угли в дуговом фонаре, подводился мощный электрический ток. Между стержнями возникала ослепительная вольтова дуга. С помощью сильного электромагнита эту дугу раздували, растягивали, так что получался огромный огненный круг, высотой в два человеческих роста.
Попав в такую горячую переделку, бедному ленивцу азоту ничего не оставалось делать, как соединиться с кислородом.
Впрочем, едва покинув печь, он сейчас же стремился уйти из плена: окислы азота тут же после возникновения немедленно начинали распадаться на составные части — на азот и кислород. Чтобы связанный с таким трудом азот не обрел опять свободы, приходилось моментально, с огромной быстротой, охлаждать сожженный воздух. Только тогда удавалось предохранить окислы азота от разложения. Затем их растворяли в воде и обрабатывали известью.
Так Биркеланд и Эйде получали искусственную селитру — селитру из воздуха.
Это была первая брешь в кольце голодной блокады, незаметно надвигавшейся на мир.
Но производство новой селитры развивалось все же туго. При сжигании воздуха расходовалось очень много электрической энергии, и это очень удорожало селитру. Только в Норвегии и в других местах, где есть много горных рек и водопадов, дающих дешевую энергию, добыча воздушного удобрения еще кое-как окупалась.
Биркеланд и Эйде на деле доказали, что призыв Вильяма Крукса к химикам не был напрасен. Но тем не менее естественная чилийская селитра, запасы которой медленно, но верно истощались, все еще царила в сельском хозяйстве и в военной промышленности большинства стран мира.
В то время, когда Биркеланд и Эйде только еще собирались строить завод для сжигания азота воздуха, два других химика, Фриц Габер и его сотрудник ван-Оордт, сделали попытку связать азот иным путем.
На первых порах они провели совсем скромный лабораторный опыт: небольшую фарфоровую трубку раскалили электрическим током до 1000 градусов и пропустили через нее смесь двух газов — азота и водорода.
Что должно было из этого получиться?
Во всех учебниках и химических справочниках было твердо и решительно записано, что азот с водородом не соединяется никогда и ни при каких условиях.
Тщательно исследовав газ, который выходил из фарфоровой трубки, Габер и его помощник убедились, что это почти правильно: смесь азота и водорода нисколько не изменилась от действия высокой температуры, если не считать ничтожной части — одной пятитысячной части этой смеси. Мизерная доля азота все-таки связалась, соединилась, образовав маленький пузырек нового сложного вещества — аммиака.
Габер решил, что для начала это вовсе не так уж плохо. Если азот вообще может вступать в соединение с водородом, то надо попытаться найти такие средства, которые заставили бы его соединяться легко и быстро. Несколько лет подряд Габер настойчиво искал эти средства. Он ставил бесчисленные опыты, производил сложнейшие теоретические расчеты и в конце концов достиг своей цели.
Габер пришел к выводу, что надо сильно сжать азотоводородную смесь, прежде чем подвергнуть ее нагреву. И в самом деле, благодаря высокому давлению азот стал гораздо лучше соединяться с водородом.
Потом Габер подобрал катализатор для этой реакции. (Катализаторами называют особые вещества, которые одним своим присутствием способны ускорять различные химические превращения.) И под тройным влиянием высокой температуры, высокого давления и катализатора азот сдался. В толстостенном лабораторном аппарате, похожем на ствол диковинной пушки, азот, сдавленный до 200 атмосфер и нагретый до 500–600 градусов, активно соединился с водородом, образовав пахучий едкий аммиак.
В 1908 году Габер предложил одному из крупнейших химических заводов Германии начать производство аммиака из воздуха по его способу.
Практичные промышленники сначала и слышать об этом не хотели.
Высокое давление… Высокая температура… Кто же рискнет затевать производство, для которого нужны аппараты, подобные артиллерийским орудиям!
В стволе пушки в момент выстрела возникает чудовищное давление в 3 тысячи атмосфер и температура в 2500 градусов. Но, по крайней мере, это длится только сотую долю секунды! А Габер предлагал строить заводские аппараты, которые непрерывно, день и ночь, работали бы под огромным давлением и при высокой температуре. И притом требовалось, чтобы они нигде не давали течи, чтобы все соединения были плотны, герметичны, как у любого баллона с сжатым газом. Где найти такой прочный металл, который удовлетворял бы столь неслыханным требованиям?
Завод, построенный у кратера действующего вулкана, и тот, казалось, был бы в большей безопасности, чем завод для добывания аммиака из воздуха!
Все же Габер убедил инженеров приехать посмотреть на его лабораторную установку.
Инженеры явились, заранее уверенные в том, что зря теряют время.
Но когда на их глазах азот, взятый прямо из воздуха, превратился в едкий аммиак, от которого щипало в носу и текли слезы, сердца их дрогнули. Это было слишком поразительно, слишком замечательно! Как опытные химики, представители фирмы достаточно хорошо знали, какое вялое, равнодушное, пассивное вещество свободный азот. Теперь ленивый газ, словно преображенный, активно участвовал в химической реакции, и это маленькое лабораторное чудо сулило им миллионы, огромные прибыли, наживу.
Соглашение состоялось.
Матерый делец, инженер Бош, взялся поставить заводское производство аммиака по способу Габера.
Ему пришлось преодолеть неслыханные трудности.
Катализатор Габера оказался чересчур нежен и чувствителен для заводской работы. Малейшие примеси в газе «отравляли» его, и он становился негодным. Пришлось изыскать сложные, но дешевые способы очистки газа. Пришлось подбирать новые катализаторы, в одно и то же время высокоактивные, но грубые и нечувствительные к «ядам».
Однако больше всего хлопот доставили самые аппараты для получения аммиака.
В мире не было такого металла, такой стали, которая длительное время выдерживала бы и жар, и огромное давление, и действие газов. Ничего не оставалось поэтому делать, как создавать новую металлургию, искать новые составы сталей.
Но вот наконец удалось, после долгих трудов, изготовить сверхпрочную сталь, чудо-металл. Нагретый до температуры 500–600 градусов, под давлением, которого достаточно было бы, чтобы разорвать обыкновенную сталь на клочки, как бумагу, этот удивительный металл стойко нес свою тяжелую службу. Вдруг новая беда: оказывается, через него просачивался изнутри аппарата водород!
Этот юркий, пронырливый газ — легчайшее, тончайшее вещество на свете — проникал сквозь плотный металл, как вода сквозь решето. К тому же он и химически действовал на металл, делал его хрупким.
Ценой огромных усилий Бош сумел справиться и с этим препятствием и со многими другими. В 1913 году, незадолго до войны, в городе Оппау был пущен наконец первый завод, вырабатывающий аммиак по способу Габера. А затем уже во время войны, когда аммиак научились превращать в азотную кислоту, в Германии стали лихорадочно строить еще и еще новые заводы для получения аммиака из воздуха, один мощнее другого.
Чего другого, а воздуха в Германии, блокированной со всех сторон, было достаточно…
В 1812 году, перед самым вторжением Наполеона Бонапарта в Россию, некий Севергин издал в Петербурге книгу под названием «Наставления о лучших способах добывать, приготовлять и очищать селитру».
В те времена даже ископаемая чилийская селитра еще не была известна, и селитру для пороха добывали из испражнений животных.
Ученый Севергин подробно расписывал в своих «Наставлениях», как он собрал у себя в саду кучу нечистот, как целое лето хлопотал над ней и посыпал известкой и как много он при этом получил селитры. Он очень гордился своими успехами и настойчиво советовал всем помещикам заводить такие кучи в своих парках и садах… дабы приятно изумлять ими своих гостей.
«Таким образом, — писал он, — любители Английских садов, заводя в приличных местах своего сада подобные курганы, могут, представляя для гуляющих нового рода внезапности (то есть сюрпризы), соединить удовольствие с пользой».
Не знаю, так ли уж велико на самом деле было это удовольствие, как ожидал мудрый Севергин, но что касается пользы, то о ней можно, с его слов, судить совершенно точно: за лето Севергин добывал с каждого ведра 4 золотника (то есть примерно 16 граммов) нечистой селитры.
«Количество немалое! — уверял он. — Ежели бы по всему пространству России только 1000 человек захотели заняться сим промыслом, в таком виде, как оный здесь показан, то бы Государство приобрело паки до 15 000 фунтов или 375 пуд селитры».
375 «пуд» — это на теперешние наши меры немного больше 6 тонн.
Такое количество связанного азота любой из советских аммиачных заводов добывает сейчас не в год, а в значительно более короткое время. И получает его, конечно, не из навоза, а из воздуха, с помощью высоких давлений, катализаторов и электрической энергии.
Способ Габера давно уже стал достоянием всех передовых промышленных стран. Он легко вытеснил способ Биркеланда и Эйде и другой, так называемый цианамидный способ получения связанного азота. Потеряла свое прежнее значение и чилийская селитра. Зачем, в самом деле, возить с конца света вещество, которое можно получать у себя дома, везде где угодно?
Химик, как предсказывал некогда Крукс, действительно спас мир от угрозы голода. Мы можем теперь создать Чили в любом пункте земли. Азота, который содержится в воздухе, хватит, чтобы прокормить все грядущие поколения человечества, как бы оно ни расплодилось.
Правда, для получения аммиака требуется, кроме азота, еще и водород. Но источник водорода так же неисчерпаем, как и воздух: это вода. Чтобы выделить водород из воды, нужна либо электрическая энергия, либо уголь. и тем и другим почти все страны мира располагают в достаточных количествах.
Азотные заводы одинаково важны для мира и для войны. Это химическая житница и грозный арсенал в одно и то же время.
В нашей великой стране есть немало огромных и мощных заводов, добывающих из воздуха аммиак и азотную кислоту. Все эти заводы построены за последние десять лет, в сталинские пятилетки. Они дают для колхозных полей сотни тысяч тонн удобрений из воздуха, и они изготовляют целые горы взрывчатых веществ для Красной армии, столько, сколько ей нужно, чтобы громить врага.
Рассказ о «мертвом воздухе» был бы не полон, если бы мы не проследили до конца судьбу его главного героя, доктора Фрица Габера.
Печальна и глубоко поучительна его судьба.
Фриц Габер один из величайших химиков нашего времени.
Но человек, навсегда освободивший мир от угрозы голода, по приказу немецкой военщины оказался организатором газовой войны. Это он первый выпустил на поля сражений облака хлора и ядовитую ипритную росу.
Он сделал для Германии больше, чем кто-либо другой, больше, чем все ее генералы, больше, чем ее главнокомандующие. Ведь он снабдил армию и сельское хозяйство азотом на все время войны? Если бы не Габер, вряд ли Германия сумела бы тогда продержаться свыше четырех лет в тисках блокады и голода.
Но Габер выбрал себе плохого хозяина, отдав свой талант империалистам, а не трудовому народу. И он жестоко поплатился за свою ошибку.
Несмотря на все его заслуги, с ним никогда не обращались, как с равным. Профессор с мировым именем, руководитель химической войны, Габер удостоился всего-навсего капитанского чина, да и то в виде особой милости, по личному распоряжению императора Вильгельма. Чванные германские империалисты никак не могли забыть, что Габер по происхождению еврей, хотя они нисколько не гнушались стрелять порохом, изготовленным по «неарийскому» способу.
В 1933 году в Германии пришли к власти фашисты. В институте Габера, славившемся на весь мир своими замечательными научными работами, появились люди в коричневых мундирах. И началась свирепая чистка. Лаборатории опустели, десятки ученых были выброшены на улицу, изгнаны из страны, а кое-кто угодил в концентрационный лагерь. Вскоре и самому шестидесятипятилетнему Фрицу Габеру, лауреату Нобелевской премии, герою первой мировой войны, пришлось последовать за своими сотрудниками.
На старости лет, с больным сердцем, оскорбленный и униженный, великий ученый очутился в изгнании.
Стоило ли стараться для таких хозяев, Фриц Габер?
Университет английского города Кембриджа поспешил предоставить знаменитому изгнаннику убежище и лабораторию. Но удар, нанесенный ему, был слишком силен. Карьера Габера кончилась.
В январе 1934 года он умер на чужбине от сердечного припадка.
Без чего нельзя воевать?
Мы уже знаем: нельзя воевать без азотной кислоты. Армия, которой нехватит связанного азота, не сможет стрелять, и ей ничего не останется, как отбиваться штыками или сдаваться в плен.
Но, кроме азотной кислоты, есть еще множество веществ, без которых невозможно вести современную войну.
В наши дни нельзя ни одного дня воевать без нефти.
Кончатся запасы нефти, и вся грозная военная техника превратится в груду никчемного, неподвижного металла. Танки, мотоциклы, грузовики с пехотой, артиллерийские тягачи, самолеты, линкоры, подводные лодки замрут и не смогут сдвинуться даже на миллиметр. Без горючего не могут работать моторы, без смазочных масел мгновенно выйдут из строя все машины и станки. А бензин и масла добываются из нефти.
Воевать нельзя и без каучука.
Без каучука нет шин и камер для автомобилей и самолетов, нет противогазов, нет изоляции для электрических проводов.
Война невозможна также без вольфрама.
Это редкий металл, который в небольших количествах вводят в состав стали, чтобы придать ей большую прочность и твердость. Без вольфрама невозможно одеть в броню танки, боевые корабли и пограничные укрепления. Без вольфрама нельзя изготовить прочную сталь для орудийных стволов. Без вольфрамаостановятся все станки на заводах, вырабатывающих патроны, снаряды и другое военное снаряжение, потому что вольфрам идет на изготовление быстрорежущей инструментальной стали.
Для войны нужен также спирт, обыкновенный винный спирт. Его потребляют в огромных количествах пороховые заводы. Чтобы изготовить бездымный порох, растворяют пироксилин в спирту и эфире. Не будет спирта и эфира — не будет и пороха.
Чтобы изготовить пироксилин и другие взрывчатые вещества, нужна, кроме азотной, еще и серная кислота. Значит, если истощатся запасы серного колчедана, из которого получается эта кислота, война станет невозможной. То же самое произойдет, если не будет платины — драгоценного металла, который применяется как катализатор в производстве серной кислоты.
Войну нельзя вести, не имея высококачественного стекла для оптических приборов. Как, в самом деле, воевать без биноклей, без прицельных приспособлений, без дальномеров, артиллерийских стереотруб? Это была бы борьба близорукого, полуслепого с противником, который далеко видит и метко стреляет.
Для войны нужна камфора — вещество, которое употребляется при изготовлении пороха, небьющегося автомобильного стекла и фотографической пленки. Если авиация не будет делать аэрофотоснимков, то трудно будет знать, что делается в тылу противника. Выходит, для того чтобы знать, где расположены батареи и укрепления неприятеля и в каком месте он собирает свои силы для атаки, нужно… иметь вдоволь камфоры!
Для войны нужна сталь, колоссальные количества высококачественной стали, — это ясно, конечно, каждому.
Нельзя также воевать без алюминия, из которого строятся самолеты; без магния, который нужен для строительства самолетов и для изготовления зажигательных бомб. Воевать нельзя без угля, без цемента, без хлопка, без меди, без глицерина, без ртути, без свинца, без фосфора, без тысячи других веществ.
Прав был доктор Габер, который сказал: «Для современной большой войны нужно, пожалуй, все — все, кроме дамских шляп и детских игрушек…»
Но как быть стране, у которой мало меди, мало стали, мало алюминия и совсем нет нефти или вольфрама?
Таким странам тяжело приходится в изнурительных войнах нашего времени.
В фашистской Италии в мирное время была огромная армия и многочисленный флот, авиация, которая считалась одной из наиболее сильных. Но вот началась война, и все увидели, что военное могущество Италии построено на очень зыбком основании.
Италия живописная южная страна. В ней много солнца и чудесный климат. Там растут в изобилии апельсины, лимоны, маслины, виноград. Но недра ее бедны, а промышленность развита сравнительно слабо. И это одна из причин, почему итальянская армия в теперешней войне не может похвастать победами.
Часто солдат на фронте, закладывая в винтовку обойму, даже не подозревает, сколько хлопот и усилий стоило людям в тылу изготовление этой пятерки патронов.
В тылу шныряют по домам агенты министерства военного снабжения. Они ищут медь на кухнях, цинк на прилавках кофеен и баров, олово у владельцев игрушечных магазинов, потому что эти металлы нужны для производства боеприпасов, а в стране нет собственных медных, оловянных или цинковых рудников.
Повсюду отвинчиваются медные дверные ручки. Опустошаются посудные полки на кухнях. Старые бабушкины подсвечники и могильные плиты извлекаются на свет и исчезают в повозках чиновников — вестников медного голода, не знающих ни пощады, ни сожаления.
Так было в Германии в прошлую мировую войну. Так происходит и теперь в фашистской Германии, не имеющей ни нефти, ни каучука, ни меди, ни вольфрама.
Однажды на Лондон были сброшены необыкновенные бомбы — из камня. Внутри каждой бомбы находился, как обычно, мощный заряд взрывчатого вещества, но корпус ее был отлит из бетона. Немцы решили попробовать заменить этим дешевым материалом дефицитную сталь.
Консервные банки они пытаются изготовлять не из белой жести, для которой требуется олово, а из стекла. Но в походе и в бою солдату не очень-то удобно носить с собой стеклянную банку.
А из-за нехватки каучука немцам в первую мировую войну пришлось обходиться плохими противогазами. Англичане носили коробку с поглотителем на груди, а от коробки к маске шла длинная резиновая трубка. У немцев резины было очень мало, и они коробку привинчивали прямо к маске. Противогаз всей тяжестью висел на подбородке, и поневоле приходилось делать его маленьким. Немецкие солдаты поэтому не могли долго находиться в отравленной атмосфере: поглотитель быстро насыщался газом.
Горький опыт первой мировой войны научил многому. Готовясь к новой войне, каждая страна стремилась заранее накопить побольше запасов, заготовить еще в мирное время крупные резервы топлива, металла и другого военного сырья. Но, конечно, многим государствам это оказалось не под силу, накопление резервов доставалось им с большим трудом.
К тому же иные вещества вообще невозможно запасать в больших количествах. Таков, например, хлор. Как хранить сотни тысяч тонн удушливого хлора, которые понадобятся во время войны? Для этого пришлось бы изготовить миллионы стальных баллонов, а они довольно быстро ржавеют и требуют замены. Казначейство любой страны разорилось бы от одного хлора.
Тут приходится пускаться на хитрости.
Лет пятнадцать-двадцать тому назад в США капиталисты вдруг стали проявлять трогательную заботу о здоровье населения.
«Надо покончить с желудочными заболеваниями!» объявили владельцы химических заводов, и тысячи газет и журналов хором вторили им: «Американцы должны пить только чистую воду!», «Жители американских городов получат самую здоровую воду в мире!»
Оказалось, что весь этот шум был поднят из-за хлора.
Если дезинфекции ради хлорировать питьевую воду во всех городах, то резко возрастет спрос на этот газ. Тогда капиталистам выгодно будет строить новые хлорные заводы. А в случае войны эти заводы смогут дать армии и военной промышленности столько хлора сколько понадобится.
Простой, но хитрый расчет!
Агитация и реклама сделали свое дело: все водопроводы Америки стали применять хлор для очистки воды.
Брюшной тиф и дизентерия и в самом деле сразу пошли на убыль. А спрос на хлор сильно вырос, и химические короли получили возможность строить новые хлорные заводы.
Много шуму в свое время было в той же Америке из-за знаменитого «сухого закона».
Сухой закон запрещал спиртные напитки во всех штатах. Виски, пиво и вино были изгнаны из страны. На канадской и мексиканской границах караулила полиция, вдоль побережья шныряли таможенные катера, обыскивая каждую подозрительную лодку. И тысячи бидонов со спиртом, бутылки и фляги с вином шли ко дну по приказу суровых блюстителей сухого закона.
Но закон этот действовал недолго. Скоро его решили отменить, и в оправдание приводили много различных причин: что, мол, из-за сухого закона сильно возросли контрабанда и преступность; что все равно вино неведомыми путями проникает в страну; что пьют все, кроме священников методической церкви, да и те, если сказать правду, под сомнением…
Была, однако, еще одна очень важная причина, из-за которой отменили сухой закон, хотя правительство и умалчивало о ней.
Дело в том, что спирт нужен для производства бездымного пороха. Нужны моря спирта для пороховых заводов. Где взять его, когда спирт, понадобится? Неужели только тогда начинать строить спиртовые заводы? Нет, пусть эти заводы существуют еще в мирное время. До поры до времени они будут выпускать виски, а в день объявления войны их переключат на производство спирта для пороха. И весь этот огромный военный резерв в мирное время не будет стоить государству ни одного цента.
Современная война с точки зрения экономики — это война техники, война моторов и резервов.
Побеждает в ней тот, у кого больше накоплено запасов сырья.
Побеждает та страна, у которой более мощная индустрия, где земля таит больше ископаемых богатств.
Побеждает та страна, где больше резервов, где больше ресурсов.
В далеких жарких странах растет дерево хевея.
Хевея источает белый густой сок, похожий на коровье молоко. В этой жидкости взмучены крошечные частицы драгоценного вещества — каучука.
Все сорок миллионов автомобилей, существующих в мире, передвигаются только на каучуке. И все велосипеды, мотоциклы, троллейбусы «ходят» на каучуке.
Каучук самое гибкое и эластичное вещество в мире. Но у него есть и великое множество других достоинств, которых нет ни у какого другого материала: он абсолютно непроницаем для воды; он непроницаем и для газов — настолько, что из него делают самые надежные противогазовые маски и воздушные шары; он один из лучших изоляторов электричества.
Вот почему везде, где человек применяет электрический ток, вы найдете каучук. Исчезни каучук — и во всем мире раздастся треск коротких замыканий.
Каучук необходим и для войны. Без него современ-нал моторизованная и электрифицированная армия никак не может обойтись.
Но каучуконосная хевея растет только в жарких, влажных тропиках. Тропики, как все знают из географии, начинаются на 23о северной широты. А самая южная точка СССР не достигает и 35°.
Значит, у нас нет и не может быть своего каучука?
Неужели же Красная армия останется без каучука, если советским кораблям почему-либо закроют доступ к далеким тропическим берегам?
Нет, Красная армия хорошо обеспечена каучуком.
На нашей земле мы вырастили новые каучуконосные растения, которые дают естественный каучук. Но этого мало.
В Ярославле, на 57° северной широты, у нас есть свои собственные, советские «тропики». И в Воронеже, на 51о, и в других местах созданы такие же искусственные тропики, где добывается каучук.
Это чудо совершила всемогущая химия.
Еще в 1926 году советское правительство объявило всемирный конкурс на способ получения каучука искусственным, заводским путем. Конкурс был открыт для химиков всех стран. Но победили на нем советские химики во главе с профессором С. В. Лебедевым. Изучив состав и строение растительного каучука, профессор Лебедев разработал способ производства каучука из газа дивинила, который можно получить из спирта. А спирт гонят из простой картошки.
В самое последнее время академик Александр Евграфович Фаворский разработан еще лучший способ, по которому каучук будут добывать из обыкновенного угля, известняка и воды. За этот способ А. Е. Фаворский получил в 1941 году Сталинскую премию.
Каучук — не единственный важный военный материал, который добывается в заморских, тропических странах.
Камфора, пахучая камфора, о которой вы уже в третий раз читаете в этой книге, тоже дитя тропиков. Камфорный лавр, из сока которого она добывается, растет только на острове Формозе да в Индо-Китае.
Но и камфору советские химики научились изготовлять искусственно под любыми широтами. Мы теперь не привозим больше с Формозы ни одного ящика камфоры. Ее делают из скипидара, по способу, который разработал лауреат Сталинской премии академик В. Е. Тищенко и его сотрудники.
Повсюду, в сотнях химических лабораторий, исследователи неутомимо соревнуются с природой. И в последние годы они все чаще и чаще выходят победителями из этого великого соревнования.
Года два тому назад американские химики изготовили удивительное волокно.
Перед ним пасуют все волокна, какие создает природа, — и хлопок, и лен, и шерсть, и шелк.
Такого волокна еще не видел мир. Даже прославленный искусник текстильного дела червь шелкопряд, в течение тысячелетий одевавший человечество в нарядный, благородный шелк, и тот теперь посрамлен.
Новое волокно американцы изготовляют чисто искусственным, или, как говорят, синтетическим, путем из химических материалов. Назвали его найлон.
Найлон красив, как шелк, но гораздо прочнее его.
Найлон не боится воды.
Найлон хорошо греет.
Найлон не портится от стирки.
А главное, он легок и очень прочен.
Американские модницы с восторгом набросились на чулки из найлона, как только они появились на рынке. Но теперь им придется подождать: военное министерство забирает весь найлон для армии. Из него будут готовить надежные парашюты.
Можно было бы еще много рассказать о том, как лаборатория обгоняет старушку-природу, как химик создает для войны вещества, которых либо нет в его стране, либо вообще не существует в мире — вещества с небывалыми, еще невиданными свойствами.
Но я ограничусь только одним примером. Я расскажу о том, как химики помогли авиации, как они создали синтетические вещества, благодаря которым самолеты могут легко отрываться от земли, быстро летать, пересекать океаны и материки без посадки.
Об этом пойдет речь в следующей, последней главе.
Высоко в небе загудели моторы. Под сильным конвоем истребителей отряды бомбардировщиков пересекают линию фронта и идут в глубь чужой страны.
Скоро в городах завоют пронзительные сирены, загоняя людей в убежища, дома и заводы охватит пламенем пожаров, бомбы градом полетят вниз, сея разрушение, хаос, смерть…
Надо остановить врага! Перехватить, разогнать, уничтожить его самолеты раньше, чем они достигнут цели.
То один, то другой самолет, как подбитая птица, камнем идет к земле.
Со всех ног мчатся пилоты к своим машинам. Взревели моторы, со свистом пробегают самолеты по аэродрому — и вот они уже в воздухе, круто взбираясь по невидимой лестнице бездонного неба. На полном газу, в три раза быстрее любого урагана, несутся истребители.
Скорость, скорость, скорость — вот их оружие!
Враг настигнут. Затрещали сдвоенные, счетверенные пулеметы, как гром гремят в небе скорострельные авиационные пушки. Кто победит? Самолеты кувыркаются в воздухе, каждый стремится ловким молниеносным маневром ускользнуть из-под огня врага, перехитрить его, подняться над ним, зайти в хвост.
То один, то другой самолет, как подбитая птица, камнем идет к земле. Черные клубы дыма печально веют над ними, огонь лижет их на лету. Горе экипажу, если он не успеет выброситься на парашютах!
Больше чем где бы то ни было в воздухе побеждает скорость, скорость, скорость.
Вся история авиации — это история борьбы за скорость.
Уже давно аэроплан обогнал паровоз и автомобиль, обогнал ветры и бури. Но конструкторы самолетов с каждым годом становятся все ненасытнее, все нетерпеливее. Идет отчаянное состязание за каждый лишний километр скорости. Не успеют поставить рекорд — он уже побит; не успеют выпустить машину с заводского двора — ока устарела, потому что уже готовы проекты других, более быстрых машин.
Как можно увеличить скорость самолета?
Когда самолет летит, на пути его не видно никаких преград. Но на самом деле перед ним все время стоит, сплошная стена — стена воздуха. Воздух преграждает путь самолету, сопротивляется его движению. Чтобы прорваться сквозь эту воздушную преграду, надо стать обтекаемым и скользким, как вьюн.
Чем меньше сопротивление воздуха, тем больше скорость самолета.
И сотни конструкторов год за годом, не успокаиваясь ни на минуту, без конца пересматривают форму самолетов — ищут, как бы сделать ее еще более обтекаемой, как бы еще больше ее закруглить, загладить, «зализать».
Из-под тела самолета торчит шасси с колесами, неуклюжее, как ноги болотной птицы. Колеса очень нужны самолету на земле, при взлете и посадке, но в воздухе это вредная обуза. Воздух упирается в эти растопыренные «ноги» самолета, взвихривается, мешает его плавному движению.
Конструкторы решили: надо сделать шасси подвижным и в воздухе убирать его. Сразу скорость самолетов подскочила на 50 километров в час.
Бомбы, подвешенные снаружи самолета, вызывают лишнее трение о воздух. Решили: и бомбы убрать вовнутрь!
Все выступы на самолетах, все углы и впадины уничтожили, закруглили.
Все подкосы, расчалки, тросы — все, что нарушало обтекаемую форму воздушной машины, было выброшено в новых конструкциях.
Затем взялись за наружную поверхность самолета.
По всему самолету рядами идут заклепки, скрепляющие металлические листы, из которых скроено его стройное тело. Аккуратненькие кругленькие головки заклепок едва выступают над поверхностью крыла и фюзеляжа, — неужели они могут чем-нибудь помешать? Конструкторы попробовали подсчитать: оказалось, маленькие заклепки создают большое добавочное сопротивление в полете и крадут у аэроплана десятки километров в час.
Пришлось поставить другие заклепки — заклепки «впотай», с потайными головками, убранными в толщу металлического листа.
От заклепок перешли к краске, которая покрывает самолет. Мельчайшие зерна краски тоже образуют выступы, они тоже вызывают лишнее трение о воздух. Надо убрать и их. Стали лакировать и полировать самолет — и выиграли еще несколько километров скорости.
И на этом, конечно, не остановились. Конструкторы ищут и находят все новые и новые пути, чтобы улучшить форму самолета и увеличить его скорость, а также и дальность полета и грузоподъемность.
Ради этого самолет поднимают все выше и выше — к стратосфере, где воздух разрежен и оказывает слабое сопротивление.
Ради этого непрерывно увеличивают мощность его моторов.
Предок современной авиации, самолет, на котором летали тридцать три года тому назад братья Райт, имел мотор мощностью всего в 16 лошадиных сил.
А теперь в США проектируют авиационные моторы в 4000 лошадиных сил.
Чем сильнее мотор, тем больше скорость самолета, тем больше груза и горючего он может поднять, тем дальше он пролетит без посадки.
Что же мешает поставить на самолет сверхмощный мотор — в 6 тысяч, в 10 тысяч сил? Тогда самолет летел бы, как пуля, поднимал бы целые цистерны бензина и гору бомб.
На земле, на твердой нашей земле существуют очень мощные двигатели — в 20 тысяч лошадиных сил и даже больше. Но они тяжелы. Подобную махину не уместить ни на каком самолете, да если бы и уместили, его никогда не удастся оторвать от земли.
Авиационный мотор обязательно должен быть легок, мал, но мощен. Как же выжать большую силу из малого объема?
Мы сразу найдем путь к этому, как только ознакомимся с устройством двигателя внутреннего сгорания.
Работа мотора напоминает гимнастические упражнения во время утренней зарядки.
— Вдох! Выдох! — командует инструктор, и вы равномерно вбираете в легкие воздух и выталкиваете его воя.
Мотор, послушный указаниям конструктора, действует так же.
Вдох?
В цилиндр мотора засасывается воздух вместе с парами бензина. Электрическая искра поджигает горючую смесь, температура поднимается до 1500–1700 градусов, и образовавшиеся горячие газы с силой толкают поршень. Это движение поршня передается коленчатому валу. Тот поворачивается сам и вращает винт самолета.
Выдох!
Расширившиеся газы, проделав свою работу, выбрасываются в атмосферу. А затем в цилиндр засасывается новая порция воздуха и бензиновых паров.
Так работает бензиновый мотор. Вдох! Выдох!
На практике все это проделывается не в два, а в четыре приема, или такта. Разберем их по порядку (см. рисунки).
Такт первый. По инерции, сохранившейся еще от предыдущего рабочего хода, поршень идет от верхнего крайнего положения (верхней мертвой точки) к нижнему крайнему положению (нижней мертвой точке). В цилиндре образуется разрежение. Через открытый всасывающий клапан в разреженное пространство устремляется смесь воздуха и паров бензина, подготовляемая в особом приборе — карбюраторе.
Такт второй. Клапан закрывается. Цилиндр наполнен свежей горючей смесью. Но поджигать ее рано: ведь поршень находится около нижней мертвой точки, и толкать его больше некуда. Нужно сначала поршень вернуть в крайнее верхнее положение; при этом он сильно сожмет горючую смесь. Когда поршень приближается к верхней мертвой точке, магнето дает искру. Происходит вспышка, температура сразу поднимается до 1500–1700 градусов, давление газов достигает 40–50 атмосфер.
Такт третий. Под нажимом сжатых газов поршень летит обратно к нижней мертвой точке. Это и есть основной рабочий ход поршня, когда энергия топлива передается поршню, а от него коленчатому валу мотора. Газы расширяются, и давление их падает до 4–7 атмосфер, а температура до 900—1000 градусов. Открывается выхлопной клапан, и отработанные газы вырываются наружу — в атмосферу.
Такт четвертый. Выхлопной клапан остается открытым. Поршень снова идет вверх, он выталкивает оставшиеся еще отработанные газы. Когда он приблизится к верхней мертвой точке, выхлопной клапан закроется — и все начнется сызнова: всасывание, сжатие горючей смеси, вспышка и так далее.
Я рассказываю об этом очень долго. На деле движения поршня происходят так быстро, что за одну секунду мотор успевает двадцать — двадцать пять раз совершить «вдох» и «выдох».
Быстроходный современный мотор — это чудо инженерного искусства, рекорд технического совершенства. Но в мире нет такой совершенной машины, которую невозможно было бы еще больше усовершенствовать.
Если бы истопник выгребал из печки не золу, а еще горящие дрова, как бы вы назвали это? Расточительством и глупостью.
Между тем в обычном бензиновом двигателе энергия горячих газов используется так же расточительно и неэкономно.
Когда в цилиндре открывается выхлопной клапан, газы имеют еще температуру в 1000 градусов и давление в несколько атмосфер. Они могли бы еще толкать и толкать поршень. Вместо этого их выбрасывают в атмосферу, где они зря растрачивают свою энергию, нагревая воздух.
Не лучше ли заставить газы подольше давить на поршень? Тогда в том же цилиндре из того же количества бензина удалось бы получить большую мощность.
Сделать это очень просто: надо передвинуть верхнюю мертвую точку как можно ближе к головке, то есть к крышке цилиндра. Путь поршня в цилиндре удлинится, и горячие газы в третьем такте успеют отдать ему гораздо больше своей энергии, прежде чем они будут выброшены в атмосферу.
На техническом языке это называется «увеличить степень сжатия». Чем ближе верхняя мертвая точка перенесена к головке цилиндра, тем меньше свободного пространства остается для горючей смеси к моменту вспышки и тем сильнее эта смесь сжата.
Итак, мы нашли простой и удобный путь к поднятию мощности мотора: увеличение степени сжатия.
Переконструируем же наш двигатель — удлиним в нем ход поршня, потом заправим бак горючим и включим стартер. Из свечей посыплются искры — сейчас машина заработает на полную мощность!
Но тут нас постигнет полная неудача.
Странный стук раздастся в цилиндре, мотор задрожит, из выхлопных сопел вырвется черный шлейф дыма. Стрелки измерительных приборов задергаются, словно охваченные судорогами. Придется поскорее остановить мотор, чтобы не искалечить его совсем.
Что же случилось?
Нас подвел бензин.
Мы построили очень совершенный двигатель, но бензин отказался в нем работать.
При высокой степени сжатия поршень во втором такте быстро и сильно сдавливает смесь воздуха и паров бензина. Давление и температура их резко возрастают, и в цилиндре начинаются небывалые химические реакции: часть бензина превращается в сложные гремучие вещества. И при появлении электрической искры горючая смесь уже не воспламеняется, а взрывается с молниеносной быстротой.
Взрыв, или детонация, губит мотор: ломаются поршни, свечи, изнашиваются стенки цилиндров и клапанов, мотор лихорадит, и бензин не сгорает до конца, а превращается в сажу, в черный дым.
Мы хотели получить большую мощность в малом моторе, а получили… детонацию.
Попробуем в таком случае увеличить мощность мотора другим путем: попытаемся сжигать в нем больше бензина, впускать в его цилиндры большие порции горючего.
При каждой вспышке тогда будет получаться больше горячих газов, они сильнее будут давить на поршень — и мотор разовьет большую мощность.
Но когда мы переведем мотор на «усиленное питание», ему понадобится и воздуха больше, чем обычно, иначе бензин не сгорит полностью, как не выгорают угли в печке с плохой тягой.
Усилить подачу воздуха в мотор нетрудно: надо поставить у всасывающего трубопровода насос-нагнетатель, и он будет уплотнять воздух, накачивать его в цилиндр под давлением. В авиационной технике это называется «наддув».
Если бы мотор мог работать с наддувом хотя бы несколько минут — при взлете, возможности авиации сильно расширились бы.
Почему так важны эти немногие минуты во время старта?
Потому что самолету, как и птице, труднее всего приходится на земле. Чтобы машина взлетела, ей нужно сделать большой разбег по аэродрому, и мотор в это время напрягает все свои силы.
При сильном моторе самолет раньше оторвется от земли, быстрее поднимется на большую высоту.
Такому самолету не нужны большие аэродромы — он может взлететь и с небольшой площадки. А ведь на фронте больших аэродромов мало, да они и неудобны, потому что их трудно замаскировать.
Чем большую силу развивает мотор при взлете, тем больше бомб и боеприпасов сможет поднять самолет. Один бомбардировщик сможет захватить груз двух боевых машин, если его мотор только несколько минут — при отрыве от земли — поработает с большой перегрузкой.
Мало того: такой бомбардировщик сможет и залететь гораздо дальше в тыл врага. Он поднимет с собой больше бензина, и ему хватит горючего на сверхдальний полет.
Вот что дали бы несколько минут работы с наддувом у земли! Резко возросли бы и скороподъемность, и дальность, и грузоподъемность.
К несчастью, попытка сконструировать мотор с наддувом приведет к тем же результатам, что и повышение степени сжатия: мы услышим резкий стук в цилиндре, из сопел вырвутся клубы черной сажи — вместо увеличения мощности мы опять получим детонацию!
Этого и следовало ожидать. Нагнетатель уплотняет рабочую смесь еще до поступления в цилиндр. Потом ее еще сдавливает поршень. И в конечном счете под действием высокого давления и высокой температуры часть бензиновых паров снова превратится во взрывчатое соединение!
Как же избежать детонации? Не заменить ли бензин другим, лучшим топливом?
Но для авиационных моторов и так отбирается лучшее топливо, какое только можно найти в природе.
Хороший бензин — это благородное, первоклассное топливо. Он легко испаряется в двигателе и великолепно горит. Он не оставляет после себя золы и не содержит никаких вредных примесей. Он чист и прозрачен, как вода. Он дает огромное количество тепла — больше, чем уголь, больше, чем спирт, больше, или, во всяком случае, не меньше, чем любое другое твердое или жидкое топливо.
Никакое другое топливо не подходит так хорошо к быстроходным авиационным и автомобильным моторам, как бензин. Но говорят, и на солнце есть пятна: даже самый первосортный бензин не может дать больше того, что в нем заложено.
На все попытки взять от малого мотора большую мощность бензин отвечает детонацией.
Выход из положения удалось найти лишь тогда, когда на помощь механикам-конструкторам моторов и самолетов пришли химики.
Химики решили: если в природе не существует такого топлива, какое нужно авиации, то надо его создать искусственно.
И искусственное топливо было создано!
Над этим работали сотни исследователей в течение двух десятилетий.
Сначала удалось подобрать вещество, которое сильно уменьшает склонность обычного бензина к детонации. Его химическое название — тетраэтилсвинец, или сокращенно, ТЭС.
Тетраэтилсвинец очень ядовитая жидкость с приятным фруктовым запахом. Достаточно прибавить несколько десятков капель этого ароматного яда на литр бензина, чтобы исчезла всякая детонация, даже при довольно высокой степени сжатия.
У нас в СССР ядовитый ТЭС окрашивают безопасности ради в ярко-красный цвет, чтобы механики по ошибке не спутали его с чем-нибудь другим. Если вам придется летать на самолете, не удивляйтесь, что вашу машину заправляют розовым горючим.
ТЭС позволил конструкторам сильно увеличить мощность авиационных моторов. Но скоро опять был достигнут предел мощности, и даже «свинцовый» бензин перестал удовлетворять конструкторов.
Тогда химики изготовили совершенно новый вид топлива для Моторов — изооктан.
Изооктан так мало подвержен детонации, что его избрали мерилом антидетонационных свойств, подобно тому как алмаз служит мерилом твердости.
Что же такое изооктан?
Химик скажет вам, что это углеводород — вещество, состоящее из углерода и водорода.
Но если проделать химический анализ обыкновенного бензина, то окажется, что он тоже состоит из углерода и водорода.
И керосин состоит из углерода и водорода.
И смазочные масла, которые применяются в технике, это тоже углеводороды. И твердый белый парафин, идущий на изготовление свечей, состоит из углеводородов. Сама нефть, из которой получают и бензин, и керосин, и смазочные масла, и парафин, — это не что иное, как смесь углеводородов.
Много еще есть на свете похожих и не похожих друг на друга веществ, состоящих только из углерода и водорода. Всем известный нафталин, который служит нам защитой от моли; болотный газ, вспыхивающий по ночам таинственными огоньками на болотах; ацетилен, которым пользуются для автогенной резки и сварки металлов, — это все химические «родственники», представители обширного семейства углеводородов.
Пусть вам не покажется странным, что соединение одних и тех же элементов — углерода и водорода — порождает такое множество различных веществ. Дело в том, что атомы, то есть мельчайшие частицы, углерода и водорода могут соединяться друг с другом в бесчисленных комбинациях. При этом получаются молекулы различных углеводородов.
На рисунке вы видите пять разных молекул углеводородов. Но это лишь ничтожная часть возможных сочетаний из атомов углерода и водорода. Химикамизвестно сейчас несколько сотен тысяч углеводородов различного строения.
И вот оказалось, что разные углеводороды обладают разной склонностью к детонации.
Посмотрите на ряд углеводородов, изображенных на рисунке. Вы видите, что их молекулы построены по одному и тому же образцу — атомы углерода и водорода образуют в них правильные цепи. Но величина этих молекул разная: в молекулах метана всего 5 атомов, в этане уже 7 атомов, в пропане — 9, в бутане — 11, и т. д. И чем больше молекулы этихуглеводородов, тем сильнее эти вещества детонируют в моторе.
Теперь посмотрите на рисунок, где изображен другой ряд углеводородов. В них ровно столько же атомов углерода и водорода, сколько в бутане, пентане, гексане, гептане и октане. Но эти атомы не образуют правильных цепей, а дают боковые ответвления.
От этих-то ответвлений, оказывается, в огромной мере и зависит развитие всей современной авиации.
Углеводороды с боковыми ответвлениями в молекулах обладают слабой склонностью к детонации. Топливо, состоящее из таких углеводородов, можно подвергать сильному сжатию в моторах, и оно будет сгорать спокойно, без разрушительных взрывов.
К несчастью, в обыкновенном бензине таких углеводородов очень мало. Но химики наших дней умеют сами создавать то, что не позаботилась приготовить для них природа.
На нефтеперерабатывающих заводах получается в виде отброса огромное количество отходящих газов. До недавнего времени не знали, что с этими газами делать, и просто сжигали их для обогрева заводских печей. А теперь стали эти газы подвергать сложной химической обработке и таким путем добывают драгоценный изооктан и другие виды искусственного топлива.
Мы говорим: простой бензин сильно склонен к детонации, «свинцовый» бензин меньше детонирует, изооктан обладает еще более слабой склонностью к детонации.
«Слабо», «сильно» — это очень неопределенные, расплывчатые понятия. В науке и в технике нужен точный счет и точные измерения. Разве можно сказать теплотехнику-проектировщику: «Спроектируйте турбину, работающую на сильно нагретом паре!» Надо точноуказать, до 300, до 400 или до 415 градусов должен быть нагрет пар.
Антидетонационные свойства топлива тоже измеряют теперь точной мерой — октановым числом.
Вот как ведется этот счет.
Условились, что октановое число изооктана равно 100.
А октановое число очень сильно детонирующего гептана приняли равным 0. Так двести лет назад люди условились считать температуру кипящей воды за 100 градусов, а температуру тающего льда за 0 градусов.
Между изооктаном и гептаном располагаются почти все другие виды горючего. Октановое число бакинского бензина в среднем составляет около 70. Это значит, что мотор, работающий на этом бензине, начнет детонировать при той же степени сжатия, при какой он детонирует на смеси из 70 процентов изооктана и 30 процентов гептана. А октановое число грозненского бензина около 60. Ясно, что грозненский бензин меньше подходит для самолетов, чем бакинский.
С каждым годом, с каждым месяцем повышается октановое число авиационных топлив.
Десять лет тому назад изооктан был еще редчайшим химическим продуктом. Его можно было найти только в немногих лабораториях, и стоил он тысячу долларов за литр. А сегодня в одной только Америке вырабатываются сотни тысяч тонн изооктана, и стоит он там всего несколько центов за литр, лишь немного дороже простого бензина.
По некоторым практическим соображениям изооктан употребляют не в чистом виде, а в смеси с изопентаном и первосортным натуральным бензином. К этой смеси прибавляют еще немного ТЭС, и получают отличное 100-октановое топливо.
100-октановое топливо совершило настоящий переворот в авиации.
На 100-октановом топливе совершаются теперь регулярные рейсы гигантских самолетов через Атлантику и Тихий океан.
На 100-октановом топливе взлетают со своих полевых аэродромов быстрые, как молния, истребители, развивающие скорость до 800 километров в час.
На 100-октановом топливе летают тяжелые бомбардировщики, способные покрывать без посадки 5 тысяч и более километров. «У кого в баках топливо с более высоким октановым числом, тот побеждает в воздушном бою», уверяют некоторые американские военные обозреватели.
Вот почему химики не намерены ограничиваться изооктаном. Уже появился в Америке триметилбутан — углеводород, который с ТЭС дает 125-октановое топливо. Уже объявлено об удачных опытах со 150-октановым топливом.
Лихорадочно работают исследователи, заставляя атомы углерода и водорода объединяться во все новые и новые причудливые комбинации. Растут заводы, где создаются все новые и новые виды искусственного горючего. И ободренные строители самолетов замышляют все более и более дерзкие проекты сверхскоростных истребителей и сверхдальних бомбардировщиков.
Наша страна — страна нефти. Наша авиация получает самый высококачественный бензин. Наши сталинские соколы заливают в баки своих быстрокрылых машин такое горючее, которое и не снится фашистским стервятникам.
В отечественной войне против германского фашизма химики нашей страны борются в передовых рядах.
О том, почему селитра легко отдает свой кислород, вы прочтете дальше, в «Рассказе о мертвом воздухе».