Technický génius Aurel Stodola Jeho princípy parných turbín dodnes poháňajú svet

Aurel Stodola je bezpochyby najvýznamnejším Slovákom, ktorý sa kedy celosvetovo preslávil na poli vedy a techniky. Stojí za tým nielen jeho geniálne riešenie plynových a parných turbín, ktoré sú dodnes základným nástrojom výroby elektriny, ale aj jeho pedagogické pôsobenie, keď svojich najnadanejších študentov inšpiroval k tomu, aby ďalej posúvali hranice vedecko-technického poznania.

Naozaj podarená rodina

V skratke by sa dalo povedať, že Aurel Stodola (1859 – 1942) bol vrcholným výhonkom zlatého veku slovenských evanjelikov v 19. storočí. Narodil sa do významnej evanjelickej rodiny v Liptovskom Mikuláši, ktorý bol už od začiatku 19. storočia dôležitým centrom národného života. A to nielen na poli kultúry, na Liptove sa vtedy rodila aj slovenská podnikateľská vrstva.

Do nej patril aj Aurelov otec Ondrej, ktorý v meste vybudoval prosperujúcu garbiarsku fabriku. Nielen zisky z podnikania, ale aj osobná povaha Ondreja Stodolu viedli k tomu, že svojich štyroch synov povzbudzoval do vzdelania, ktoré si sami zvolia.

Bratia Stodolovci - sprava Aurel, Jozef, Emil, vpredu najmladší Kornel. Zdroj: Múzeum Janka Kráľa v Liptovskom Mikuláši.

Najstarší Jozef (1856 – 1938) sa vybral v otcových šľapajach a neskôr aj prevzal vedenie garbiarskej fabriky, niekoľko rokov bol starostom Liptovského Mikuláša. Emil (1862 – 1945) vyštudoval právo vo Viedni, v Prahe, Berlíne a Budapešti a založil časopis Právne obzory, ktorý vychádza dodnes. Angažoval sa v Slovenskej národnej strane, patril medzi signatárov Martinskej deklarácie. Najmladší z bratov Kornel (1866 – 1946) sa venoval ekonómii, no bol aj vášnivým športovcom, na Liptove zriadil prvý lyžiarsky vlek v Uhorsku. Ako senátor za Agrárnu stranu intenzívne loboval za hospodárske záujmy Slovenska v 1. ČSR.

No a z rodiny Stodolovcov nemôžeme nespomenúť ani Jozefovho syna Ivana Stodolu, spisovateľa a dramatika, ktorý je známy svojimi dielami Jožko Púčik a jeho kariéra či Bačova žena. No napísal aj spomienkovú knihu Náš strýko Aurel.

Zürich – Praha – Zürich

Aurel Stodola je označovaný aj ako otec parných turbín. Technické vzdelanie získal po maturite v Košiciach na polytechnike v Budapešti. Škola však nebola dostatočne vybavená na to, aby uspokojila Aurelov talent, učitelia mu preto odporučili prestup na technickú školu v Zürichu. Tú v roku 1881 skončil s vyznamenaním s najvyššou možnou známkou 6.

Vzdelanie si ďalej doplnil v Berlíne a Paríži, neskôr sa zamestnal v Prahe v dnešných závodoch ČKD. Tam však jeho talent zostal nevyužitý, poverovali ho len podradnými úlohami. Prestúpil preto ku konkurencii, do strojární Ruston. Rýchlo sa vypracoval a skonštruoval napríklad turbínu na pohon parníka Cisárovná Mária Terézia, ktorý premával po Bodamskom jazere.

Aj tu však zažíval nevraživosť. „Spoločensky som pred Čechmi úplne kompromitovaný skrze svoje nemecké sympatie. Nemci ma vyhlásili za pansláva, lebo nemôžem súhlasiť s ich nesmiernym šprihaním na všetko, čo je české a slovenské vôbec. Som teda politické amfíbium a v očiach každého šovinistu z tej či onej strany bezcharakterný človek,“ písal bratovi Emilovi.

„Často ma považujú za Švajčiara. Hoci som naposledy navštívil Slovensko v roku 1912 pri úmrtí matky, vyhlasujem, že nikdy nevychladli moje city pre môj národ. Jasne som vyzdvihol svoj slovenský pôvod, keď ma sem povolali, a od toho času ho aj vždy zdôrazňujem.“Zdieľať

Aurelove pražské výkony si však všimol jeho bývalý profesor z Zürichu, ktorý ho oslovil s ponukou miesta vedúceho katedry stavby strojov. Hoci chvíľu váhal a o radu žiadal aj rodinu z Liptova, nakoniec sa v roku 1892 presťahoval do Švajčiarska a odštartoval veľkolepú kariéru na poli teoretického aj praktického výskumu novej technológie parných turbín.

Patentový nákres plynovej turbíny Aurela Stodolu. Zdroj: Múzeum Janka Kráľa v Liptovskom Mikuláši.

Aurel Stodola nebol tým, kto objavil potenciál pary, a ani nevymyslel samotnú parnú turbínu. Svoje slávne dielo Dampf- und Gasturbinen: mit einem Anhang über die Aussichten der Wärmekraftmaschinen (Parné a plynové turbíny a o perspektívach tepelných motorov) vo vydaní z roku 1924 začína práve vymenovaním tých, ktorí s parou a jej využitím experimentovali už pred ním. Od starovekých Archimeda a Heróna cez zmienky o Giovannim de Brancovi a Jamesovi Wattovi až po svojho priameho predchodcu, švédskeho inžiniera Gustafa de Lavala, ktorý prvú parnú turbínu skonštruoval v roku 1882.

Prínos Aurela Stodolu spočíva v zlepšení Lavalových turbín tak, aby efektívnejšie využívali energiu pary a dokázali stabilne pracovať omnoho dlhší čas, čo je pre priemysel, ale aj pre energetiku kľúčovou vlastnosťou. V diele zároveň sformuloval tzv. Stodolov zákon, teda zákon elipticky-kužeľového rozloženia rýchlostí a tlakov v multifázovej turbíne.

Jeho učebnica o parných turbínach mala niekoľko vydaní a z krátkej prednášky v roku 1902 pre Úniu nemeckých inžinierov nakoniec dosiahla rozsah viac ako 1 100 strán. Aurel Stodola je tak de facto zakladateľom teoretickej vedy o parných turbínach.

Teória si však vyžadovala aj praktické testy. Veľkým počinom bolo, keď od vlády získal jeden milión švajčiarskych frankov na laboratórium, v ktorom mohol stavať už nie modely, ale stroje v skutočnej veľkosti a testovať tak správnosť svojich výpočtov a účinnosť turbín na reálnych zariadeniach. To by vo fabrikách nebolo možné.

Tým, že sa pustil do teoretického aj praktického skúmania rozvíjajúcej sa technológie, prilákal na zürišskú polytechniku študentov z celej Európy, ba aj zo zámoria. Z pôvodne vyššej technickej školy sa aj jeho zásluhou stala vyhľadávaná a prestížna technická univerzita.

Aurel Stodola testuje prvú plynovú turbínu s výkonom 4000 kW v závode Brown Boveri vo švajčiarskom Badene. Zdroj: ETH-Bibliothek Zürich, Bildarchiv.

Okrem toho sa jeho výskum stal podkladom aj pre budúci vývoj prúdových a raketových motorov.

Dodnes sa vedú dohady aj o jeho vzťahu s Albertom Einsteinom. Hoci geniálny fyzik nebol jeho priamym študentom, vzájomná písomná komunikácia, ale aj vzájomné odkazy v korešpondencii s inými dokazujú, že ich intelektuálny vzťah bol veľmi intenzívny a plný vzájomného profesionálneho obdivu.

Tepelné čerpadlo

Technológia parných turbín, v ktorej Stodolove princípy platia dodnes, nie je jedinou, ktorú rozvinul. Stál aj na počiatku dnes veľmi populárneho tepelného čerpadla.

Základom tejto technológie je Guoyho-Stodolov zákon (princíp objavili nezávisle od seba), ktorý definuje ireverzibilné tepelné straty, na základe ktorých fungujú práve tepelné výmenníky a čerpadlá. Aj počas Veľkej vojny trápil Európu nedostatok energie. Hoci sa Stodola zaoberal premenou tepla na elektrinu, využil aj takpovediac obrátený postup. Elektricky poháňaná kompresorová stanica vyrábala teplo stláčaním vzduchu nasýteného vodnými parami.

V roku 1928 na základe tohto mechanizmu navrhol prvé a dodnes funkčné tepelné čerpadlo, ktoré vykuruje ženevskú radnicu.

Stodolova ruka

Aurel Stodola si vo Veľkej Británii a v USA v rokoch 1904 a 1905 dal patentovať svoju plynovú a výbušnú plynovú turbínu. Jeden zo svojich výtvorov však dal svetu takpovediac zadarmo.

V roku 1915 sa v Zürichu stretol s nemeckým chirurgom Ferdinandom Sauerbruchom. Počas rozhovoru sa dotkli aj témy vojnových invalidov, ktorí sa z frontu vracali po amputácii končatín. Stodola preto navrhol tzv. mechanickú ruku, kým Sauerbruch sa venoval tomu, ako ju pripojiť k fungujúcim svalom a šľachám postihnutého.

Mechanická ruka, resp. protéza pôvodne skonštruovaná v roku 1915 ako pomôcka pre vojnových invalidov. Zdroj: Múzeum Janka Kráľa v Liptovskom Mikuláši.

Už do konca roka 1915 získalo protézu 27 pacientov a v ďalších rokoch počet operácií rástol. Aj desať rokov po vojne bolo plne funkčných viac ako 90 percent protéz.

Odkaz študentom a inžinierom

Po odchode do dôchodku zostal naďalej aktívnym vo výskume aj v praktickej aplikácii turbínovej technológie. Pustil sa však aj na pole filozofie. Vo svojom diele z roku 1931 Gedanken Zu Einer Weltanschauung Vom Standpunkte Des Ingenieurs (Úvahy o svetonázore z pohľadu inžiniera) sa aj na pozadí udalostí Veľkej vojny zamýšľa nad tým, ako by mala veda a technika spolupracovať na spoločnom dobre ľudstva, keď to bol do veľkej miery práve rozvoj technológií, ktorý spôsobil dovtedy nevídané vojnové utrpenie.

Technika a intelekt, ktoré posúvajú ľudstvo vpred, musia byť pre dobro ľudstva nevyhnutne spojené s etikou samotných vedcov a inžinierov. A práve takých má podľa neho vychovávať aj akademické prostredie.

Zasadzoval sa za výraznú finančnú podporu študentov, zriadil štipendijný fond a veľkú časť svojich príjmov venoval práve na tento účel.

Technika a intelekt, ktoré posúvajú ľudstvo vpred, musia byť pre dobro ľudstva nevyhnutne spojené s etikou samotných vedcov a inžinierov. A práve takých má vychovávať aj akademické prostredie.Zdieľať

Hľadel aj na sociálnu otázku. V rozvoji techniky videl budúcnosť priemyslu v takmer úplnej automatizácii, no obával sa sociálnych následkov toho, ak manuálne pracujúci preto stratia možnosť živobytia.

Hoci na konci 19. storočia navždy spojil svoj život s Zürichom a so Švajčiarskom, nikdy svoj slovenský pôvod netajil. „Často ma považujú za Švajčiara. Hoci som naposledy navštívil Slovensko v roku 1912 pri úmrtí matky, vyhlasujem, že nikdy nevychladli moje city pre môj národ. Jasne som vyzdvihol svoj slovenský pôvod, keď ma sem povolali, a od toho času ho aj vždy zdôrazňujem,“ povedal na rozlúčkovej prednáške pri odchode do dôchodku v roku 1929.

A rovnako ako bol prísny, no láskavý k svojim študentom, bol taký aj k Slovensku. Svoju kariéru rozvinul v cudzine, no vedel, že rozvoj potrebuje veda aj u nás doma. „Slováci sú malý národ, a preto potrebujú veľa vzdelania a veľa idealizmu, aby prenikli do sveta.“

Na sklonku života, v roku 1939 dostal ponuku stať sa profesorom Slovenskej technickej univerzity. Ako presvedčený pacifista sa však nemohol stotožniť s režimom slovenského štátu, preto ponuku decentne odmietol aj s odkazom na pokročilý vek.