Севери не оказал большой услуги горной промышленности, но зато он помог другим конструкторам усвоить простую мысль, что в паровых машинах, для какой бы цели ни служили они, следует пользоваться готовым паром из отдельного котла, а не превращать рабочий цилиндр в котел, как это было сделано у Папена.

Письмо Лейбница произвело сильное впечатление на Папена.

В это время изобретателю шел уже пятьдесят восьмой год. Под влиянием многих неудач душевные силы его слабели, занятия с кассельскими студентами отнимали весь день. Временами он сам себе казался отживающим человеком. Он даже женился и обзавелся кучей ребят, словно для того, чтобы навсегда вычеркнуть себя из рядов великих ученых своего времени.

Незавершенные машины Папена покрывались пылью. В паровом цилиндре пауки плели паутину. Лаборатория напоминала кладовую, куда сваливают ненужный хлам.

Простая идея капитана Севери потрясла воображение Папена. Полузабытый собственный опыт, заглохшие мечты, неосуществленные замыслы воскресли в уме ученого. Несмотря на свою внешнюю солидность, он оставался в душе все тем же непоседливым, решительным и увлекающимся человеком. Папена охватило страстное желание возместить потерянное время удвоенной энергией, и, учась у Севери, он принялся за постройку новой машины.

К несчастью, Папен не умел влиять на свое воображение. Развивающиеся идеи шли у него по раз взятому направлению без всяких преград. Теперь взволнованному профессору казалось, что паровой насос англичанина — самая совершенная машина, а его собственный паровой цилиндр никуда не годится и ничего не стоит.

Исходя из опыта Севери, Папен сконструировал сложную, большую и даже остроумную машину. Но она оказалась шагом назад, а не вперед после собственных опытов Папена с паровым цилиндром.

В Мюнхенском музее истории техники хранится чертеж этой машины. Из отдельного парового котла пар через паропровод с краном направляется в своеобразный резервуар цилиндрической формы. Внизу резервуар превращается в воронку с загибающейся трубой, которая далее идет вверх и предназначена для выбрасывания воды в другой, верхний, резервуар. В первом резервуаре, как в паровом цилиндре, помещен поршень, вернее поплавок. Подавая из котла пар в этот резервуар, Папен давлением пара действовал на поплавок, и поплавок, опускаясь, заставлял воду идти в воронку, затем через загибающуюся трубу подниматься наверх и выливаться там в резервуар. Таким образом, машина состояла из двух сообщающихся водяной трубой резервуаров — нижнего и верхнего, — а давление пара из нижнего цилиндрического резервуара с поплавком перегоняло воду в верхний резервуар. Машина не могла всасывать воду, а наполнялась ею через особую воронку. Все эти трубы соединялись и разъединялись в нужный момент самодействующими клапанами.

Это была, как видите, всего лишь водоподъемная машина, притом довольно громоздкая и достаточно сложная, но Папен не хотел этого понимать. Воду из верхнего резервуара, как это предлагалось у Севери, Папен хотел направлять на обыкновенное водяное колесо, приводом от которого и должны были работать мельничный жернов и воздуходувные мехи.

Папен предполагал, кроме того, строить суда с такой машиной, с тем чтобы вода, падая на гребное колесо, заставляла его вращаться, а колесо двигало бы судно.

Описание и изображение этой машины Папен дал в книге «Новое искусство эффективно поднимать воду на высоту при помощи огня», напечатанной в Касселе в 1707 году. Тут он писал, между прочим:

«Так как получаемый при посредстве огня водяной пар обладает способностью производить давление, как и воздух, но далее при охлаждении он опять может сгущаться в воду, так что не остается никакого давления, то нетрудно, я думаю, конструировать машины, в которых силы водяного пара при посредстве огня с небольшими издержками могли бы совершать полезную работу».

Это была вторая гениальная находка Папена. Он указывал, что давление пара может совершать работу не хуже, чем атмосферное давление, и это делало честь его уму и проницательности. Гениальные догадки всегда кажутся очень простыми после того, как они высказаны, но привычный взгляд на вещи очень часто мешает нам догадываться как раз о наиболее простых и очевидных вещах.

Основные свойства пара были известны людям давно. Все знали, что, охлаждаясь, пар превращается в капли воды. Все видели, что пар, поднимая тяжелую крышку котла, оказывает на нее давление. Наконец каждый замечал, что, вырываясь из котла в узкую щель, струя пара имеет огромную скорость истечения, во много раз превосходящую самый сильный ветер.

На этих трех основных свойствах пара — конденсации, давлении и скорости — основана работа всех паровых машин, но история создания их показывает, что мысль об использовании этих свойств пара для работы давалась людям почти с таким же трудом, как и конструкция машин.

Здесь, кстати, перейдем для краткости и точности на более близкий к науке язык. Давление пара в котле образуется потому, что всякое тело, находящееся в газообразном состоянии, стремится расшириться, занять как можно более места, как можно больший объем. Это стремление пара и всех газообразных тел к расширению представляет огромную силу, взрывающую котлы, выбрасывающую из пушек снаряды.

Запертая до поры до времени в котле или другом сосуде, эта сила расширяющегося пара или газа будет его потенциальной энергией, существующей в скрытом виде, но могущей проявиться, стать действующей. Если дать выход пару из котла, сила эта проявится, начнет действовать, и тогда мы будем иметь дело с его кинетической энергией.

Из переписки Папена с Лейбницем можно видеть, что, вернувшись к осуществлению своих ранних идей, Папен, следуя примеру Севери, построил несколько паровых машин с отдельным котлом. Все ли они были той же конструкции, как только что описанная по чертежу Мюнхенского музея паровая машина, или отличались от нее, понять нельзя. Во всяком случае, ясно, что работало в них давление пара. Известно, что такую машину Папен однажды демонстрировал в Касселе в присутствии многих зрителей.

Вследствие плохо рассчитанного груза на рычаге предохранительного клапана произошел сильный взрыв.

Несколько человек из числа зрителей погибло. Происшествие обрушило на Папена сильный гнев не только населения, но и самого ландграфа Гессенского.

Папен, и без того плохо ладивший с кассельцами и придворным окружением принца, решил покинуть Германию. На родину он возвратиться все еще не мог. Лучшие воспоминания о прожитой жизни связывались у него с Лондоном. И вот французский изгнанник решил снова ехать в Англию. Он надеялся, что там его паровая машина встретит большее сочувствие и скорее найдет применение, чем в любой другой стране.

Совершить такой переезд с семьей и имуществом в те времена представлялось большим и трудновыполнимым предприятием. Может быть, Папен и не решился бы на него, если бы не имел собственного плана, как осуществить такое предприятие. План заключался в том, чтобы отправиться в Англию водным путем, на собственном судне, снабженном паровой машиной, приводящей его в движение.

Папен принадлежал к числу людей смелых и решительных. Проект судовой установки с паровой машиной, льющей воду на гребное колесо, не выходил из его головы. Естественно, что теперь он сделал все, чтобы осуществить этот проект, и возможно, что он его осуществил.

Сомнительно, чтобы потоком воды, поднятой из реки паровым насосом и падающей на гребное колесо с лопастями, можно было вести судно против течения, тем более что тот путь, который Папену удалось совершить, шел вниз по течению реки Фульды.

Как бы то ни было, но Папен построил барку для своего путешествия, и из писем его к Лейбницу видно, что он не один раз и с полным успехом пробовал построенное им судно на Фульде. Оставалось только собраться и выехать. Но тут обнаружилось неожиданное препятствие.