История стекла
Это было в начале лета 1926 года. Незаметно кончалась июньская белая ночь. Огромный город еще спал, и только на заводах и фабриках работали ночные смены, да разносились далеко гудки паровозов с железной дороги...
В пустой кабинет технического руководителя одного из ленинградских заводов вошел высокий человек с утомленным и в то же время радостно взволнованным лицом. В руках он бережно держал большую, тяжелую, кристально-чистую глыбу стекла, еще сохранившую тепло печи. Положив свою ношу на стол, человек долго, задумчиво смотрел на нее. Потом, коснувшись рукою сверкающей грани, тихо сказал: «Наше...» На глазах его блеснули слезы. Необычная картина — взрослый, серьезный мужчина плачет над куском стекла.
Но на столе лежало не простое стекло, и Николай Николаевич Качалов, известный советский ученый, член-корреспондент Академии наук СССР, любит вспоминать этот эпизод из своей жизни, когда рассказывает студентам историю оптического стекла.
А история, действительно, очень интересная.
Мы знаем, что к началу нашего века стекло уже прочно вошло в жизнь людей. Тысячи заводов в различных странах мира с помощью сложных машин изготовляли огромное количество оконного и бутылочного стекла. Мастера-стеклодувы вырабатывали прекрасные художественные изделия. Приемы и рецепты венецианских мастеров давно уже перестали быть тайной. И всё-таки имелось еще такое стекло, секрет изготовления которого знали только несколько человек на всей земле. Это было оптическое стекло.
Из предыдущей главы вы узнали о некоторых приборах, которые изобрел человек, открыв свойство стекла управлять светом. Но это было только началом. И чем дальше, тем больше создавалось приборов, в основу работы которых положены различные законы оптики. Когда вы, например, смотрите увлекательный кинофильм, вы вряд ли задумываетесь над тем, какую роль тут играет маленький кусочек стекла. А ведь без него не существовало бы ни кино, ни фотографии, не было бы таких наук, как астрономия и микробиология. Оптические приборы открыли глазам людей неведомые миры; далекое стало близким, маленькое — большим.
Исключительно важное значение имеет оптика для армии. На войне, где успех боев часто зависит от того, насколько точно и далеко мы видим противника, очень трудно обходиться без специальных оптических приборов. Армия, которой не хватает прицелов и дальномеров, подзорных труб и биноклей, перископов и аэрофотоаппаратов, — это почти слепая армия.
И тем не менее, в начале первой мировой войны только три завода в мире изготовляли оптическое стекло: завод Парра-Мантуа во Франции, завод братьев Ченс в Англии и завод Шотта в Германии. Германское правительство, предвидя значение, которое будет иметь оптика во время войны, выделило фирме Шотт средства для развития производства.
А Россия в это время совсем не имела собственного оптического стекла, хотя еще Михаил Васильевич Ломоносов заложил научные основы химии и технологии производства однородного оптического стекла, варил такие стекла в своей лаборатории и использовал их для изготовления оптических приборов, нужных ему для исследований. Однако работы М. В. Ломоносова не получили распространения и после его смерти были совершенно забыты. Недальновидные русские правители не понимали, как много значит для страны оптическая промышленность. Кроме того, они не верили в умение и способности своего народа.
Большинство стекольных заводов в России находилось в руках иностранцев, главным образом немцев. Среди них было много авантюристов, не имевших ни образования, ни умения руководить производством. Эти люди не были заинтересованы в развитии русской стекольной промышленности, их целью было одно — нажива. Нужно ли удивляться, что при таких условиях никто в России не умел изготовлять оптическое стекло. А владельцы трех иностранных заводов никому не выдавали секрета его производства. Все попытки других стеклоделов сварить стекло, годное для оптических приборов, кончались неудачей.
В чем же тайна варки оптического стекла, почему владели ею всего несколько человек в мире? Чтобы ответить на этот вопрос, нам придется начать издалека.
VIII.2. СВЕТ И СТЕКЛО
Световые волны часто сравнивают с морскими волнами. Но, по правде сказать, это сравнение подчеркивает скорее различие, чем сходство. Начать хотя бы с величины: световые волны настолько же меньше — короче — морских, насколько микроб меньше человека.
Морская волна пройдет за час несколько десятков, самое большее — сотен километров. А световая волна проходит триста тысяч километров — не за час, а за одну секунду. Морские волны идут в какую-нибудь одну сторону. А световые волны распространяются во все стороны. И наконец, морские волны, встретив на своем пути какое-либо препятствие, например камень, не могут пройти сквозь него: они либо отхлынут, либо обойдут камень. А световая волна может пройти сквозь препятствие, например сквозь стекло.
На этом и основана вся оптика: поставить на пути световой волны такое препятствие, которое заставило бы ее изменить свой путь.
Ставят, например, зеркало: волна откатится, отразится от зеркала и пойдет уже в новом направлении.
Или ставят такое стекло, которое, скажем, с левого конца тоньше, чем с правого. Через стекло свету пройти труднее, чем через воздух, — он тратит на это в полтора раза больше времени. Левый край волны, которому надо пройти меньший путь в стекле, обгонит ее правый край, и вся волна повернет направо, пойдет уже не так, как шла прежде.
Или ставят на пути волны такое стекло, которое толще всего в своей средней части. Тогда оба края волны уйдут вперед, а ее середина останется, — волна, пройдя стекло, начнет суживаться, сходиться.
Так, подставляя кусочки стекла различной формы, человек управляет световыми волнами. И световые волны — такие маленькие, что в сантиметре их умещается десятки тысяч, такие быстрые, что путь от Солнца до Земли они проходят за восемь минут. Световые волны слушаются человека, идут, куда приказано!
Но они слушаются только тогда, когда стеклу придана нужная форма совершенно точно и на нем нет никаких выступов или ям.
А что такое выступы и ямы? Мамонту булыжная мостовая показалась бы, наверное, совсем гладкой. А микробу оконное стекло показалось бы гористым, пересеченным оврагами и пропастями.
Когда мы говорим о световых волнах, мы должны считаться не с мамонтом, а с микробом. Для световых волн крохотный, не ощущаемый нами выступ на стекле — то же самое, что для морских волн — высокий утес.
Мы уже говорили о том, как шлифуют и полируют обыкновенные зеркала. Но оптические зеркала и линзы полируют несравненно тщательнее. Это действительно необычайная работа: отполировать стекло так, чтобы даже микробу оно показалось гладким! Недаром этой работой увлекались такие люди, как великий философ Спиноза, Ньютон и другие знаменитые ученые.
Но мало сделать стекло гладким снаружи, надо сделать его еще «гладким» и внутри.
Что это значит? Конечно, в самой толще стекла никаких выступов и ям нет. Но зато там могут быть места, которые окажутся для световой волны большим препятствием, чем соседние части стекла. Достаточно ничтожного различия в составе стекла, чтобы световая волна уже отклонилась от указанного ей пути, пошла совсем не туда, куда нужно.
VIII.3. САМОЕ ЧИСТОЕ СТЕКЛО
Смотрели ли вы когда-нибудь сквозь осколок бутылочного стекла? Люди кажутся сквозь него кривобокими, с перекошенными лицами, пузатыми, как самовары, или длинными, как башня.
Это потому, что такое стекло не однородно. Оно сварено из десятка веществ, и в одну каплю его попало больше одного вещества, а в другую - другого. Каждой своей точкой стекло фальшивит: любой миллиметр отклоняет луч по-своему.
Возьмем кусок оконного или бутылочного стекла и внимательно на него посмотрим, поставив его против света. Что мы заметим? Прежде всего мы заметим мельчайшие пузырьки. Когда стекло варилось, оно бурлило и кипело, оно выделяло газы. При остывании не все газы успели покинуть стекло, часть их оказалась как бы замурованной в стеклянной толще, осталась здесь навек в виде мельчайших пузырьков.
Мы увидим еще в стекле как бы прозрачные нити и полоски это так называемые свили, которые состоят из стекла, незначительно отличающегося по своему составу от всей остальной массы стекла. Они особенно хорошо заметны, если рассматривать стекло на бумаге, покрытой мелкими линиями.
Мы можем еще иногда увидеть в стекле крохотные сероватые камешки. Это или крупинки песка, не успевшие полностью расплавиться во время варки, или комочки огнеупорной глины, проникшей в стекло при разъедании стенок горшка или упавшей в него случайно со сводов печи.
Вот сколько пороков можно увидеть в обыкновенном стекле, если на него внимательно посмотреть.
Все эти пузырьки, камешки, нити изменяют ход лучей и искажают изображение. Конечно, зеркальное стекло несравненно лучше бутылочного. Зеркальное стекло, вставленное в витрину магазина, почти невидимо. Оно кажется совсем чистым, прозрачным, однородным. Трудно поверить, что оно всё же искажает ход лучей. А между тем это так: любой кусочек этого стекла немного отличается от соседних.
Правда, таких грубых недостатков, как в бутылочных стеклах, в зеркальном стекле нет. Но если посмотреть на зеркальное стекло в торец, то сразу обнаружится, что оно далеко не так однородно и прозрачно, как это кажется на первый взгляд. Мы увидим, что всё стекло состоит как бы из отдельных слоев, оно похоже на слоеный пирог. Оказывается, что при отливке зеркального стекла свили, которые имеются в горшке, располагаются в стекле в определенном порядке, слоями. Эта слоистость делает зеркальное стекло совершенно непригодным для изготовления деталей к оптическим приборам.
Если бы линзы микроскопа были сделаны из зеркального стекла, в такой микроскоп не стоило бы смотреть: вместо четкого и точного изображения мы увидели бы бесформенное, тусклое пятно. Получилось бы так, как при детской игре в «телефон»: слово передается на ухо от одного к другому, а когда оно дойдет до последнего, то оказывается неузнаваемым, — так успели его за это время переврать.
Как же сварить такое стекло, которое было бы лучше зеркального?
В природе — правда, очень редко — находили такое вещество, которое по чистоте, прозрачности, по силе, с какой оно преломляет свет, было гораздо лучше даже зеркальных стекол: это горный хрусталь. Но горный хрусталь всё же не стекло, это совершенно прозрачный и очень чистый кварц. В природе его очень мало, и на него нельзя было рассчитывать как на материал для всевозможных оптических приборов, которые к этому времени стали необходимы ученым различных областей знаний.
Много веков стеклоделы мечтали о том, чтобы сварить стекло, которое было бы таким же чистым и прозрачным, как горный хрусталь. И, наконец, триста лет назад сделали такое стекло, — тогда, когда об этом и не думали.
В то время английские стеклоделы перешли с дровяного отопления на угольное. Копоть попадала в горшки, и от этого стекло получалось темным.
Попробовали варить стекло в закрытых горшках. Чернота исчезала, но стекло не проваривалось. Тогда решили прибавить к стеклу свинец.
И верно, стекло сварилось прекрасно. Но уж такое это вещество — стекло, что от него всегда можно ждать неприятных сюрпризов: сварилось оно хорошо, а получилось ярко-желтым. Чего-чего только не перепробовали английские стеклоделы, чтобы избавиться от этой новой беды!
Однажды они вместо соды (Na2CO3) положили в стекло поташ (K2CO3) — порошок, который, как и сода, употребляется при стирке.
Новое стекло сварилось легко, и желтизны не было.
Когда же из него сделали бокал, то все поразились.
Бокал сверкал почти как алмаз. Легкий удар по его краю рождал певучий, серебряный звон.
По своему блеску, прозрачности и чистоте новое стекло могло соперничать с драгоценным хрусталем, а по всем остальным свойствам это было обычное стекло, которое, к тому же, хорошо вело себя в варке и легко поддавалось любой обработке: выдуванию, гранению и резьбе. Это действительно прекрасное стекло и стали называть хрустальным.
Сделано было это открытие в 1635 году. Как вы уже знаете, хрусталь оказался настоящим кладом для художников-мастеров.
Однако еще более ценным кладом оказалось хрустальное стекло для ученых, потому что помимо своей красоты оно обладало одним важным свойством — очень сильно преломляло свет. Это стекло оказалось незаменимым для различных оптических приборов.
Стекла, содержащие свинец, стали называть «флинтами» (тяжелыми флинтами, в отличие от легкого крона) за их прозрачность и бесцветность. Это название пришло из Англии, где флинтами назывались стекла, в которые вместо песка вводился порошок чистого кварца — кремния (по-английски кремень — флинт) и которые благодаря этому были прозрачнее и чище обычных стекол.
Впоследствии удалось сварить стекло такого же высокого качества, как флинт, но не содержащее свинца и обладающее другими важными свойствами. Этот сорт стекла назвали кроном. Из этих-то чистых и прозрачных стекол, флинта и крона, и стали делать линзы и призмы для оптических приборов. Но даже самые лучшие стекла были всё еще недостаточно хороши: неоднородность, пузырьки и свили в стекле оставались.
Если бы можно было от них избавиться, то все оптические приборы сразу стали бы во много раз лучше. Но как это сделать?
Многие ученые и инженеры задумывались над этим, но ничего придумать не могли. Пузыри в стекле так же неизбежны, как оспины на лице человека, перенесшего оспу, — считали опытные стеклоделы.
И вот, к величайшему удивлению, они узнали, что какой-то французский часовщик, по фамилии Гинан, ухитряется делать чудесные линзы — почти без пузырьков и свилей. И не маленькие, как раньше, а величиной с дессертную тарелку, причем варил он стекло в больших горшках, вмещающих 500 килограммов расплава.
Гинан стал знаменитостью. Он разбогател, основал собственную фирму и, единственный в мире, стал изготовлять оптическое стекло. Боясь потерять богатство и достигнутый с таким трудом успех, он никому не открывал секрета производства этого стекла. Если людям нужны были оптические приборы, они получали стекло у Гинана. Пусть его было мало и стоило оно дорого, зато владелец завода всё больше богател.
Перед смертью Гинан завещал свой секрет сыновьям. Но вместе с изобретателем умерли и его творческие способности.
В руках у наследников остались только застывшие неизменные рецепты нескольких сортов стекла. Богатство пяти поколений зиждилось на них, и на них стали смотреть почти как на священную заповедь. Конечно, за сто лет наследники Гинана несколько дополнили эти рецепты, но никогда не смели резко отходить от них. Да в этом и не было надобности: соперников не было.
Правда, появился еще один завод в Англии, но он был основан компаньоном сына Гинана, убежавшим от французской революции, и работал по тем же рецептам.
Соперники появились только в конце XIX века. Выдающийся немецкий физик Аббе разработал новые требования к оптическим стеклам; он определил, какие именно нужны стекла для различных оптических приборов.
Аббе работал совместно с химиком Шоттом, который успешно разрешил задачи, поставленные перед ним Аббе. Он разработал большое количество составов оптических стекол и научился произвольно менять их свойства, а также усовершенствовал качество самого стекла. В 1881 году Шоттом был создан завод оптического стекла в Иене, который впоследствии стал известен всему миру.
Научно обоснованная совместная работа Аббе и Шотта дала блестящие результаты, и оптические приборы были обеспечены необходимыми сортами стекла. Но конкуренция оставалась, и методы и открытия Аббе — Шотта были так же засекречены, как раньше были засекречены рецепты и способы варки стекла потомками Гинана.
Всем странам нужны были оптические приборы — фотоаппараты, бинокли, подзорные трубы, микроскопы и телескопы. А делать их умели всего-навсего три завода на земле: один — во Франции, один — в Германии, один — в Англии.
VIII.4. ВНЕШТАТНЫЙ ЛАБОРАНТ
На одной из окраин Петербурга, возле Невы, высились мрачные кирпичные здания Императорского Фарфорового и стекольного завода. Этот завод пользовался громкой славой. В течение десятилетий он выпускал фарфоровую и хрустальную посуду, статуэтки, вазы, люстры, которые за красоту и подлинно виртуозное исполнение получали высокую оценку знатоков во всем мире.
Вполне естественно, что молодому инженеру Николаю Качалову, только что окончившему Горный институт, казалось очень интересным работать на таком заводе. И вот, с рекомендательным письмом одного влиятельного немца, он отправился к директору завода — барону Вульфу.
«Вы хотите заниматься научной работой? — удивился герр Вульф. — Но зачем это нам? Здесь на заводе мы прекрасно обходимся без науки».
Однако рекомендательное письмо возымело свое действие, и Качалов был принят на должность внештатного лаборанта.
Как и говорил директор, в стекольном цехе, или, как тогда называли, «стеклянном шатре», никто и не помышлял о каких-либо исследованиях. Процесс варки стекла не совершенствовался, технологические приемы повторялись из года в год, сырье было привозное. Лаборатория представляла собою тесное полуподвальное помещение, в котором фактически никто не работал.
Как же мог завод при таких руководителях и таком отношении к науке выпускать прекрасную продукцию? Славу завода создали и поддерживали потомственные рабочие, владевшие тайнами утонченного мастерства. Они сами, без помощи и руководства безграмотных начальников, знали, что и как нужно делать.
В таких условиях приступил к работе Николай Качалов, а три года спустя началась первая мировая война, развязанная немецкими милитаристами.
Уже через несколько месяцев после начала войны русская армия стала остро испытывать недостаток в одном из важнейших видов вооружения — оптическом вооружении. Небольшие запасы оптических военных приборов, имевшихся в России и собранных из иностранных материалов, были уничтожены в первых боях. Отечественные оружейные заводы могли бы изготовлять необходимые приборы, но у них не было оптического стекла. А иностранные фирмы союзных России государств, не имея излишков, отказались снабжать стеклом нашу промышленность. Русская армия оказалась в исключительно тяжелом положении.
Тогда только спохватились царские министры, и на все стекольные заводы было послано правительственное распоряжение срочно разработать технологию производства оптического стекла. Задача была поставлена очень тяжелая, — никто не знал, как варить такое стекло, не было никаких указаний, никакой литературы. Да и уровень техники на заводах был очень низким.
Однако многие русские специалисты охотно взялись за новое дело. Особенно горячо принялся за него фарфоровый и стекольный завод в Петрограде, на котором уже не было немцев, а техническим руководителем завода работал бывший внештатный лаборант Николай Николаевич Качалов. К решению поставленной задачи он привлек лучшие научные силы страны. На заводе появился специальный отдел оптического стекла, заведовать которым пригласили молодого химика — Илью Васильевича Гребенщикова. Приступили к большой серии работ по изучению влияния состава на оптические свойства стекла. Начались экспериментальные варки.
Но фронт не ждал. Положение в армии становилось всё более напряженным. Начались бои под Верденом. Для того, чтобы поддержать союзников, необходимо было наступление России на Восточном фронте. И тогда русские ученые пришли к заключению, что изготовить отечественное оптическое стекло в те короткие сроки, которые требует война, невозможно. Пришлось обратиться к союзникам — французам и англичанам.
Союзники не спешили с помощью. На просьбу продать секрет варки оптического стекла русские представители, отправленные для этой цели за границу, получили категорический отказ: отказал английский министр, отказал владелец французской фирмы Парра-Мантуа.
Только при вторичном посещении Англии удалось очень дорогой ценой добиться цели: английский заводчик Ченс согласился продать русским секрет варки оптического стекла, но потребовал за него 600 тысяч рублей золотом и особые права на 25 лет. Это были очень тяжелые кабальные условия, но Россия не могла воевать без оптических приборов, и ей пришлось на них согласиться. Договор был подписан.
VIII.5. БОЛЬШАЯ ПОБЕДА
Туманным весенним утром по улицам английского города Бирмингама шла группа рабочих, по виду — иностранцев. Это были русские рабочие, приехавшие на обучение к Ченсу. На ходу они тихо переговаривались: «Вот поглядим, братцы, что там англичанин придумал», «Должно, всё машиной орудуют...», «Ясно, такое стекло просто не сваришь!», «И печи-то, верно, не как у нас, и горшки не такие». Их руководитель, Илья Васильевич Гребенщиков, сочувственно прислушивался к этим разговорам: его самого очень интересовало, что же представляет собой пресловутый английский секрет, как варят иностранцы оптическое стекло? Он ожидал увидеть на заводе Ченса совершенно новый технологический процесс, последние достижения науки в области стекловарения.
Но уже первый осмотр производства удивил и разочаровал русских мастеров: стекло варилось, что называется, «по старинке». Поражала недопустимо устаревшая конструкция стекловаренных печей, старинный тип горшков, устаревшие приемы работы. Отсутствовала самая элементарная механизация работ, и стекловары надрывались от тяжелого ручного труда в горячих цехах: нелегко было таскать из печи огромные раскаленные горшки со стеклом и простыми ковшами засыпать в пышущую жаром печь шихту. Но заводчики, думавшие только о прибыли, меньше всего заботились об условиях труда рабочих. На всем лежала печать консерватизма и равнодушия.
Как же всё-таки ухитрились англичане варить в таких условиях оптическое стекло? В чем состоял секрет Ченса, — вернее, секрет Гинана? Чтобы объяснить это, придется начать издалека.
В стекле свили получаются оттого, что всё время, пока идет варка, расплавленное стекло соприкасается со стенками горшка и всё время разъедает, то есть растворяет их. При этом растворении, конечно, получается стекло уже совсем не того состава, какой имеет вся остальная масса стекла в горшке. И вот от стенок начинают ползти свили. Они распространяются всё дальше, к середине горшка, и постепенно портят всё стекло. Как же избавиться от этих свилей? Оказывается, в горшке во время варки надо создать непрерывный вихрь, — расплавленное стекло должно быть в нескончаемом круговороте. А для этого его надо всё время мешать изогнутым железным прутом с наконечником из огнеупорной глины.
Перемешивание стекла во время варки — вот единственный новый прием, который вывезли русские из Англии. В остальном это был набор механически связанных между собой операций, сущности которых никто не понимал, но было известно, что если их аккуратно воспроизводить, то можно получить удовлетворительное оптическое стекло. Очень скоро русские мастера овладели английским методом, и в Петрограде на Фарфоровом заводе открылся цех оптического стекла. Правда, тогда варили только два наиболее ходовых типа стекла невысокого качества, но всё-таки начало новому делу было положено.
Завод работал до Великой Октябрьской социалистической революции и первое время после ее победы. Но уже через два года, в связи с трудностями гражданской войны, завод пришлось остановить. Погасли печи, ушли на фронт рабочие. Казалось, и кончилась на этом история русского оптического стекловарения. Кто в голодном Петрограде мог позаботиться о заброшенном цехе? Кому нужно было следить за целостью его имущества, охранять оборудование?
Но такой человек нашелся. Это был Дмитрий Сергеевич Рождественский, ученый-физик, работающий в области физической оптики. Настоящий русский человек, преданный Родине и народу, Дмитрий Сергеевич прекрасно понимал, какое значение имеет оптическое стекловарение для молодой советской республики.
В 1918 году при активной поддержке и помощи со стороны советского правительства Дмитрий Сергеевич организовал Государственный оптический институт, который очень быстро стал крупным центром по теоретическому изучению разнообразных вопросов оптики. Молодой коллектив ученых института взял шефство над оптическим цехом Фарфорового завода. Уже в 1923 году цех был восстановлен и превращен в самостоятельный завод. Техническим руководителем стал Н. Н. Качалов. Но и после этого оптический институт, директором которого был академик Рождественский, а руководителем лаборатории оптического стекла — И. В. Гребенщиков, сохранил живую связь со своим «подшефным».
Возникло самое настоящее содружество науки с производством. И на заводе с первых же дней большое внимание было обращено на научные исследования, были организованы прекрасно оборудованные лаборатории, подобраны сильные кадры научных сотрудников. Старые рабочие, разъехавшиеся в разные города Советского Союза и побывавшие на фронтах гражданской войны, возвратились на завод. Вскоре завод стал варить оптическое стекло гораздо лучше, чем раньше.
И вдруг произошло несчастье: на оптическое стекло напала «мошка». Не подумайте, что в раскаленные печи тучами налетела мошкара. «Мошкой» старые рабочие-стекловары называют мельчайшие, едва заметные невооруженным глазом пузырьки. Их бывает огромное количество, по нескольку сотен штук в одном кубическом сантиметре стекла. Стекло с «мошкой» совершенно непригодно ни для каких оптических приборов, поэтому, когда на заводе пошел сплошной брак, приходилось выбрасывать всё стекло от варки к варке. Нельзя было отобрать ни одного годного кусочка. А ведь если стекловаренный завод не выпускает стекла, то останавливаются другие заводы, собирающие различные оптические приборы для оборонной промышленности.
Для того, чтобы ликвидировать эту опасность, были приняты срочные меры. В цехах завода появились известные уже в то время ученые: А. А. Лебедев, И. В. Гребенщиков, В. Л. Фок, Л. Е. Тищенко (все четверо стали впоследствии академиками), профессор Грум-Гржимайло и другие сотрудники оптического института. Они вошли в состав «авральных» бригад, которые стремились во что бы то ни стало найти причины появления «мошки». А это оказалось очень трудным делом. Рецепты Ченса здесь были бесполезны. В них говорилось о том, что к горшку нельзя прикасаться металлическими инструментами, указывалось даже на влияние пасмурной погоды, но они совершенно не объясняли того, что происходит в горшке во время варки, и не предохраняли стекло от брака. Советским специалистам самим пришлось бороться с непонятным врагом.
И вот начались круглосуточные дежурства ученых и инженеров у стекловаренных печей. Было проделано огромное количество изумительно интересных и смелых опытов. Пробовали менять состав стекла и процесс варки. Повышали температуру до того, что у одной из печей обрушился свод. Раскаленные горшки со стеклом обливали ледяной водой. Детально исследовали процесс размешивания. Опыты следовали один за другим. Вот что рассказывает об этом профессор Н. Н. Качалов: «Каждый такой опыт длится около 3—4 суток, и весь завод с затаенным дыханием ждет его результатов.
Результат иногда обнаруживается ночью. В ожидании его измученные исследователи спят как попало — на столах и стульях лаборатории, подложив под головы портфели, собственные меховые шапки или свернутые в рулон рабочие халаты. Спит и академик Рождественский, скрючившись на узком клеенчатом диване; тут же прикорнул И. В. Гребенщиков. По всей лаборатории раздается только всхрапывание да сонное бормотание. И вдруг дребезжит телефонный звонок! Это из стеклоплавильного цеха слышится голос мастера: «Проба». Все срываются со своих мест и, на ходу надевая шубы, скатываются с лестницы, по морозному воздуху пересекают двор. Впереди всех, сверкая очками, несется академик Рождественский. Вот все столпились у подъемной стопудовой двери стеклоплавильной печи. Через крошечное окошечко мастер, щурясь от нестерпимого жара, на тонком железном пруте вынимает небольшую порцию добела раскаленного жидкого стекла. Это и есть «проба». Все склоняются и, стукаясь головами, молча смотрят. На оранжевом фоне горят тысячи и тысячи мельчайших звездочек. Это «мошка»! Опять проклятая «мошка»!
Медленно, молча, опустив головы, возвращаемся через двор, подымаемся в лабораторию и садимся за большой, покрытый линолеумом стол. Над столом горит ослепительно яркая лампа. В громадных колбах заваривается крепкий чай. На фильтровальной бумаге раскладываются бутерброды. Из жилетных карманов вытаскиваются завернутые в бумажки кусочки сахара. Царит молчание. .. и вдруг раздается голос Дмитрия Сергеевича: «Ну, что же, товарищи, не будем унывать, — когда-нибудь да одолеем же мы эту мошку. Илья Васильевич, что вы думаете относительно того, если мы в следующем опыте...», и очередное совещание начинается».
Три месяца работали они в таком напряженном режиме, три месяца не отходили от печей, а дело не улучшалось, — «мошка» не пропадала.
Но за это время участники авральных работ начали гораздо глубже понимать природу всех процессов стекловарения и всё чаще задумывались над тем, правильна ли в самой основе технология варки стекла, освещенная вековым опытом Мантуа, Ченса и Шотта? Не нужно ли отступить от общепризнанных правил? И в конце концов пришли к выводу, что это единственный выход.
Тогда-то Н. Н. Качалов, И. В. Гребенщиков и Д. С. Рождественский решили попробовать метод ускоренной варки. Дело в том, что, по установившимся приемам работы, стекло варилось четверо суток. В течение 90 часов кипела и бурлила в печи масса, и лишь в самом конце этого времени в печь погружали мешалку. В результате мешка, в которой заключалась суть всего процесса, занимала только 1/15 часть общего времени варки.
А что если сократить время варки и начинать мешку стекла в самом начале, как только горшок заполнится расплавившейся шихтой? «Это же технологическая ересь!» — возмущались старые стекловары. Но ученые решили рискнуть. Риск состоял в том, что работу по новому методу приходилось сразу начинать на заводе, без предварительной проверки в лабораторных условиях. Но другого выхода не было.
И вот в ночь с 6 на 7 июня 1926 года началась первая варка по новому методу. К реостату электрической мешальной машины встал Н. Н. Качалов. Прошло всего несколько часов, и он уже включил рубильник. Хобот из огнеупорной глины заворочался в расплавленной массе, к которой в течение ста лет боялись прикоснуться раньше чем через девяносто часов. И вскоре стало ясно, что рискованный опыт удался. Стекло варилось прекрасно. К вечеру первый горшок был вытащен из печи. Пришедшая на смену бригада с радостным изумлением, глазам своим не веря, рассматривала безупречные пробы — бесцветные, бессвильные и беспузырные. «Мошка», проклятая «мошка» исчезла! Это была победа! В жизнь вошел новый метод варки оптического стекла, и разработали его в Советском Союзе.
Вскоре во всех свободных проходах цеха лежали большие глыбы прекрасного, беспорочного, кристально-чистого стекла — результат напряженной и упорной работы большого коллектива ученых, инженеров, рабочих, один из ярких примеров блестящего успеха советской науки. Вот тогда и произошла та сцена, которую мы описывали в начале главы об оптическом стекле.
Теперь всё это уже старая история. Около ста различных типов оптического стекла варят советские заводы. В стекловаренных цехах специальные краны ворочают тяжелые горшки, ставят и вынимают их из печи. Механически загружается шихта. Стекло уже не мешают глиняной кочергой, как это делал Гинан. Особый механизм создает в горшке смерч, поддерживая непрерывный круговорот расплавленного стекла.
Из отечественного оптического стекла мы делаем теперь любые приборы.
