Патенты - на пути технического прогресса

Важно не только сделать само изобретение, но и суметь грамотно оформить права на него.

Большинство великих ученых и инженеров были одновременно и великими изобретателями. Обладание удачным патентом делало человека обеспеченным на всю жизнь и, наоборот, лишение патента нередко становилось причиной настоящей личной трагедии. Вот лишь некоторые малоизвестные эпизоды из жизни великих людей, творческие достижения которых уже давно и прочно вошли в нашу жизнь.

Альфред Нобель. Трагическую роль в жизни великого изобретателя взрывчатых веществ сыграл его последний - 355-й патент на нитроглицериновый порох баллистит (1888 г.). Нобелю удалось подобрать такое соотношение двух самых сильных в то время взрывчатых веществ - нитроглицерина и пироксилина, чтобы получалась медленно горящая композиция, пригодная «для целей метания». В 1894 г. он пережил последнее великое разочарование в своей жизни, выразившееся в несправедливом приговоре английского суда по делу о кордите. Кордит - это тоже нитроглицериновый порох, но изготовленный на высокоазотном пироксилине с применением ацетона как средства желатинизации. Нобель считал его частным случаем запатентованного им нитроглицеринового пороха. Лишившись приоритета и плодов открытия им баллистита, Нобель впал в депрессию и умер в 1896 г. от сердечного приступа.

Джеймс Уатт.

Широко известен как изобретатель паровой машины, однако мало кто знает, что он был блестящим стратегом долгосрочной патентной политики в данной области техники. Свой первый патент # 013 от 5.01.1769 г. Уатт получил тогда, когда у него еще не было работоспособного экземпляра паровой машины.

Ему также приходилось доказывать ее преимущества перед применяемой уже 50 лет атмосферной машиной Ньюкомена, обладавшей крайне низким КПД. Чтобы внедрить на шахтах построенные с помощью фабриканта М. Болтона паровые машины (работоспособный образец был готов только в 1775 г.), Уатту приходилось предлагать их будущим владельцам очень заманчивые условия. Машины поставлялись бесплатно! Болтон и Уатт брали на себя расходы по демонтажу машины Ньюкомена и по обслуживанию своей. Взамен же партнеры скромно просили лишь одну треть от стоимости сэкономленного угля, но в течение 25 лет. Польстившись на дармовщинку и подписав договор, владельцы шахт далеко не сразу понимали, в какую кабалу они попадали к «гениальному изобретателю».

Идея паровой машины вскоре овладела умами других изобретателей. С учетом потенциального рынка их сбыта это не сулило коммерческим интересам Уатта и Болтона ничего хорошего. В 1779 г. Вайсберг и Пиккар берут патент на применение шатунно-кривошипного механизма в паровых машинах. Теперь колебательное движение балансира Уатт уже не мог преобразовывать во вращательное без нарушения чужих прав. Чтобы обойти патент Вайсберга и Пиккара, Уатт и Болтон сначала берут патент на связь поршня с валом при помощи шестеренчатой передачи, ставшей прообразом планетарного редуктора (1781 г.), затем на устройство, описываемое в современных учебниках как «параллелограмм Уатта» (1784 г.). Когда срок действия патента Вайсберга и Пиккара истек, Уатт и Болтон снова стали применять кривошипную передачу. Действие же патента # 013 в 1775 г. им удалось продлить еще на 25 лет. Всего он действовал 39 лет!

Проблема, с которой столкнулся Уатт после выдачи патента Вайсбергу и Пиккару, сегодня еще более актуальна для патентной экспертизы, чем в 1779 г. Это проблема «существенности отличий» заявляемого изобретения от прототипа. Выдачу патента на кривошипный механизм Уатт считал совершенно неправомерной. Он писал: «Истинный изобретатель кривошипного механизма был человек, создавший токарный станок. Применить его в паровой технике было так же легко, как воспользоваться ножом, предназначенным для резки хлеба, для разрезания колбасы».

В 1782 г. Уатт патентует расширение пара в цилиндре, а в 1784 г. - подачу пара с обеих сторон поршня, двухцилиндровую машину и центробежный регулятор. Благодаря этим патентам Уатт «свалил» в 1799 г. более эффективную машину высокого давления с двойным расширением Дж. Горнблоуэра. Он оспорил его патент в суде, и, чтобы не нарушать права Уатта, Горнблоуэр не мог в своих машинах применять пар высокого давления и конденсатор, в результате они стали неконкурентоспособными.

Заводы Болтона не обладали технологией, позволяющей им строить машины высокого давления. Поэтому Уатт почти три десятилетия блокировал их развитие с помощью патентов. У изобретателей таких машин выбор был небольшим: как хочешь поднимай давление в котле и КПД машины в целом, а Болтон и Уатт ждут тебя в королевском суде с патентом от 1769 года, и все потому, что его пункт 4 гласит: «Во многих случаях я рассчитываю применить упругую силу (давление) пара на поршень и другие части, заменяющие его». Зато к 1800 году в Англии уже работала 321 паровая машина Уатта, собранная на заводах Болтона.

Скептически относился Уатт к идее локомотива, но и его запатентовал в 1784 г. Мало ли что!

Николаус Отто. В 1877 г. он получил в Германии патент # 532 на четырехтактный газовый двигатель. Этот цикл до сих пор лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. Коэффициент полезного действия двигателя достигал 15 %, то есть намного превосходил КПД лучших паровых машин того времени (5 %). Кроме того, его двигатель был в 5 раз экономичнее широко использовавшегося в те годы газового двигателя Ленуара. Поэтому двигатель Отто стал пользоваться большим спросом, и в течение нескольких лет их было выпущено около 5 тыс. штук.

Естественно, конкуренты немедленно начали поиски оснований для аннулирования патента.

Такие основания быстро были найдены. Оказывается, еще в 1861 г. французским инженером де Рошем была издана брошюра, описывающая все четыре такта, реализованных в двигателе Отто. Хотя де Рош даже не пытался доказывать свой приоритет, это за него сделали другие. Против патента # 532 выступили баварская фирма «Братья Кертинг» и группа французских промышленников. И тут Отто подвела ошибка в формуле на изобретение - в ней он перечислил явления вместо действий, весьма распространенная ошибка изобретателей и сегодня. Как показали отечественные теплотехники А. Моравский и М. Файн (1990), Отто претендовал на то, что «смесь горючего газа с воздухом и новый слой смешиваются слоями». Если бы он описал именно действия, которые приводят к расслоению смеси: неполное вытеснение продуктов сгорания из цилиндра, всасывание заряда в две стадии - сначала чистого воздуха, а потом смеси воздуха с топливом, то вполне вероятно, что первый пункт патента не был бы аннулирован. А так как он этого не сделал, то решением суда от 4 августа 1884 г. права Отто по патенту # 532 были сокращены. Было аннулировано его монопольное право на способ, за ним закреплялось право только на разработанную им конструкцию. То есть на каждый двигатель, реализующий четырехтактный цикл, но отличающийся по конструкции, можно получить патент.

Решение суда сильно подействовало на Отто. Несмотря на то что ему было всего 53 года, а его двигатели по-прежнему успешно продавались, он начал постепенно отходить от дел.

Зингер и Вильсон. В 1850-1851 гг. ими была доведена до современного вида швейная машина. Прямой игле с ушком на остром конце сообщалось возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости, а материал располагался горизонтально и прижимался подпружиненной лапкой к игольной пластине. Однако монополию на производство таких машин им обеспечил один-единственный патент на «иглу с кососмещенным отверстием» - ее вы до сих пор можете увидеть в любой бытовой швейной машинке.

Дело в том, что швейные машинки производились и до Зингера - еще со второй половины XVIII века (швейная машинка Везенталя). Игла с ушком посредине, «которая вместе с ниткой попеременно проводится сквозь материал двумя иглодержателями, расположенными по разные стороны игольной пластины», была запатентована англичанином Стентоном. Но игла Зингера стала тем «идеальным техническим решением», которое делает дальнейшее совершенствование принципа действия швейных машин невозможным и всегда присутствует в любой работоспособной конструкции, оставляя другим изобретателям возможность лишь мелких усовершенствований типа ножного привода.

Замечу, об исключительных правах на ножной привод Зингер и Вильсон тоже позаботились. А дальше свою роль сыграла деловая разворотистость изобретателей и их наследников.

Опубликована в «НГ-Наука» № 1 (27) от 19 января 2000.

• Патенты