Николай Тошкович – първият български изобретател

Николай Стефанов Тошкович се смята за първият български автор на патенти и първият български изобретател. Сведенията за него  са твърде оскъдни, като не разполагаме дори със снимка на лицето му!

Роден е най-вероятно в Одеса през 1830 или 1831 г. в семейството на известния калоферски търговец Стефан Тошкович от известното българско семейство Тошкови. Семейството се преселва в Одеса през 1819 г. Николай учи в Технологическия институт в Петербург. По-късно живее в Одеса, където се ползва с голям авторитет – подпомага много българи да учат в тамошните училища. Никола Тошкович е член (от 1855 г.) на Селскостопанското дружество в Южна Русия и работи в областта на парните машини. Починал е през 1893 г. в Одеса.

През 1855 г. Тошкович заминава в Париж, където започва обучение в заводите на известната френска компания ,,Жан-Франсоа Кай и с-ие“ – един от най-големите производители на парни локомотиви, селскостопански машини и др. – за да изучава ,,художеството как се правят машините, които действат с пара, а особено ония машини по железните пътища“ (цит. по: Сава Филаретов, ,,Цариградски вестник“, бр. 330, 25.V.1857) – тоест парни локомотиви, а и други машини. Париж е мястото на най-плодотворна творческа дейност за Николай Тошкович – там през 1857 и 1859 той получава два патента, с което се превръща в първия български патентопритежател, а според световните принципи на техническата история това го прави и първия официално признат български изобретател. Също така, през 1860 г. тук завършва и ръкописа си ,,Практически бележки за параходите“.

Горе – единственият запазен автограф на Тошкович на заглавната страница на ръкописа му ,,Практически бележки за параходите“.

Както знаем, през средата на ХІХ век парният двигател е най-високотехнологичният и разпространен източник на тяга за влакове и кораби, но в средата на онова столетие парната машина все още е твърде далеч от онзи си вариант, в който век и нещо по-късно започна да напуска и последните си владения върху релсите. Но затова пък тогава тя най-стремително се усъвършенства и нейният принос за общото развитие на техниката е огромен. Важно е, че младият изобрета­тел Николай Тошкович се захваща  не да съживя­ва отживели времето си търсения, а здра­вото му чувство за съвременност го на­сочва към територии с голямо бъдеще и с възможности за усъвършенстване.

Постоянна цел на тогавашните конструктори конструктори на парни двигатели  е да получат по-високо КПД с по-малък разход на гориво и от по-малък двигател, като подобрят конструкцията – напр. на буталото, което да се уплътнява добре към цилиндъра независимо от степента на налягането, а същевременно с това и да не се изхабява от триенето при движение в цилиндъра. Тогава парният цилиндър бил най-слабото място на парната машина, и то най-вече поради недоброто уплътнение на бутало­то, което бързо се износва и заедно с това поврежда и самия цилиндър.

Първият български патент има решение за проблема. Николай Тошкович замисля парно бутало, което се уплътнява към цилиндъра с по­мощта на сегменти. Те се притискат към цилиндъра чрез пружини, които пък на свой ред притискат клинове, които  предават натиска върху сегментите. (Ако това звучи твърде сложно, накратко можем да кажем, че Тошкович предлага бутало, чийто натиск върху парния цилиндър се регулира автоматично чрез нова конструкция с вградени пружини.) Пружините са хитро решение, защото те притискат двата пръстена, от които се състои буталото, и така компенсират износването. Задачата не била никак проста, ако се съди и по това, че при хоризонталния парен цилиндър, за разлика от вертикалния, износването става едностранно от­долу.  Двата бутални пръстена са съставени от по осем сегмента. Буталото на Тошкович можело да се центрира без разглобяване на машината след работа.

На чертежа горе – различни видове гребни витла, анализирани в труда на Николай Тошкович.

Какви са били възможностите на Тошкович да построи прототип на своята идея, е трудно да се предпола­га. Но от следващите данни в съобщение­то на Сава Филаретов – че новото бутало постига икономия на пара и гориво от 16 до 18 процента – можем да съдим, че данните са получени експериментално. Филаретов дава и някои икономически показатели за изобретението – буталата на Тошкович са 3 пъти по-евтини от всички тогавашни бутала.

Преглед и оценка на изобретението са направени от сериозни френски институции – Дружеството за подкрепа на националната промишленост и Комитетът за механични изкуства. За изобретението което описахме по-горе, на 17 януари 1857 г. на името на Николай Тошкович е издаден френски патент № 30585. Toвa e пъpвият извecтeн пaтeнт, дaдeн нa бългapин. Интересно е, че той има и съпритежател – френският механик Франсоа Жерар – но в получения на 17.І.1857 документ за патента приносът на Николай Тошкович е несравнимо по-голям, защото името му стои на първо място.

Второто изобретение на българина е от 1859 г. и тук патентът вече е само на негово име. Става дума за корабна част – гребно витло с двойно действие от нов вид – което има непозната дотогава ефективност. Както е описано в патента, разработената от Тошкович конструкция е много по-икономична и с нея ,,получавате печалба за хода на кораба и за горивото, която общо е поне 25 %“. Това е мощна стъпка напред в сравнение с познатите дотогава витла. За него на 12.ІІІ.1859 г. Тошкович получава на свое име френски патент № 40180. Изобретателят разработва и чертеж, показващ принципа и някои от параметрите на съоръжението. Нещо повече, той създава и опитно устройство, на което корабен модел се движи както с дотогавашно, така и с неговото ново витло, и на практика доказва предимствата на изобретението си.

Практическо устройство на гребното витло с двойно действие на Тошкович – вторият патент

Ръкописът на Тошкович ,,Практически бележки за параходите“ от м. май 1860, останал неиздаден, е първото българско техническо изследване по корабостроене. Родолюбивият автор го подарява на младия Софийски университет още в края на ХІХ век, за да подпомогне развитието на българската наука и техника. Ръкописът е бил положен в специално шкафче в Университетската библиотека с отбелязан върху капака надпис ,,Pъĸoвoдcтвo и плaнoвe пo мexaниĸa“, съдържащи още бележки. ,,Бележките за параходите“ са caмoбитeн нayчeн тpyд, който пpaви oпит дa paзглeдa в пo-гoлямa пълнoтa пapнaтa тягa във вoдния тpaнcпopт, ĸaтo ocoбeнo пoдpoбнo ca изcлeдвaни гpeбнитe витлa. Hиĸoлaй Toшĸoвич пpaви oпиcaниe и aнaлиз нa пoзнaтитe дo мoмeнтa гpeбни винтoвe и ce cпиpa нa тexнитe пpeдимcтвa и нeдocтaтъци. Haлицe e дoбpa epyдиция зa мaтeмaтичecĸи и xидpoдинaмичeн aнaлиз, тpyдът e изпълнeн c пpeцизнo изpaбoтeни чepтeжи. А прогнозите на изобретателя за бъдещия ефект от противоположно въртящите се съосни гребни витла се потвърждават от историята на корабостроенето в следващите десетилетия.

Според нас първият български изобретател Николай Тошкович  е един истински иноватор на ХІХ век – умът му е погълнат от търсенето на новото, от съдружието на човека с техниката. Този човек е пример за това какво може да постигне една талантлива личност, когато попадне в силно напреднало общество и делова среда, която му допада и стимулира творческото мислене на личността. Със сигурност той не би бил първи български изобретател, ако не бе успял да достигне до един от най-големите производители на двигатели и машини в тогавашния свят, защото във фабриката на Кай намира достойно място за изобретателския си ум. Едва ли в България от средата на ХІХ век Тошкович би намерил тези възможности. Но понякога е нужно да извадиш диаманта от глухото местенце, в което е скрит, за да заблести той със своя неповторим блясък. Самият Тошкович винаги е заявявал своя български произход, помагал е на българите навсякъде, където е живял, с любов е оставил диря в първите години на българското университетско образование и заслугата на първи български изобретател никой не може да му отнеме. 

Анализ на силите, действащи върху лопатките на корабно витло – отново страница от ръкописа ,,Практически бележки за параходите“.

Никак не е изключено бъдещето да донесе нови сведе­ния за този ако не пръв, то сред първите българи — машинни инженери. Тогава на­вярно ще можем да знаем повече за творе­ца на нашето възрожденско новаторство.

Накрая ще цитираме част от съобще­нието на Сава Филаретов в „Цариградски вестник“ от 1857 година, с което нашият възрожденец се опитва да направи до­стояние на българските читатели вестта за първия патент на Николай Тошкович. Интересно е равнището на техническите познания на българина по онова време. В българския език тогава липсват дори най-обикновени технически термини (известно е, напр., че Иван Богоров нарича една от частите на парахода ,,тръкало“), та Сава Филаретов е принуден да обяснява патента така:

„Известно е, че най-голямата мъчнотия за сичките фабриканти и механици е била тази част на машината, която се нарича „паровой поршень“ (поршень е и оная дръжка, ръчица от тулумбата, която без- престанно пъхат и вадят тулумбаджиите в една друга по-голяма вита и валчеста металическа дръжка (цилиндър), за да сгъстяват с това въздуха, от налягането на който правят да се повдига водата и да стреля накъдето щат).

Безпрестанно се появяваха поршени, на­правени по нов начин, остроумно извърте­ни, разположени хитро, скачени с всякакви дъсчици и завъркулки; всичко това се при­ема, изпитва се и като гледат, че не влиза в работа, оставят го настрана и така си се и забравя. Николай Тошкович измислил сега такъв поршень, който отстранява тази мъчнотия: направата му е таквази, що той може да се употребява с години, защото колкото от една страна той се из­трива, толкова пък от друга страна, така да речем, от само себе си се разширочава и сичко си остава гладко и чисто…“

На долната снимка е изобразен гребен винт с двойно действие, патентован от Н. Тошкович през 1859 г. във Франция (табл. ХХІІІ на ръкописа му „Практически записки по параходите”, 1860 г.).