Русская техника/Глава VIII
Материал из Викиучебника
| Введение | ||||
| Глава I | Глава II | Глава III | Глава IV | Глава V |
| Глава VI | Глава VII | Глава VIII | Глава IX | Глава X |
| Примечания | ||||
Содержание |
[править] Глава VIII. ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
[править] 1. Пионеры электропередачи
Классическая оценка открытия передачи электрической энергии на большие расстояния для промышленного использования, данная 27 февраля 1883 г. Ф. Энгельсом в письме к Э. Бернштейну, полностью подтверждена всем последующим развитием мировой техники.
«Паровая машина, — писал Ф. Энгельс, — научила нас превращать тепло в механическое движение, но использование электричества откроет нам путь к тому, чтобы превращать все виды энергии — теплоту, механическое движение, электричество, магнетизм, свет — одну в другую и обратно и применять их в промышленности...
Новейшее открытие Депре, состоящее в том, что электрический ток очень высокого напряжения при сравнительно малой потере энергии можно передавать по простому телеграфному проводу... окончательно освобождает промышленность почти от всяких границ, полагаемых местными условиями, делает возможным использование также и самой отдаленной водяной энергии, и если вначале оно будет полезно только для городов, то в конце концов оно станет самым мощным рычагом для устранения противоположности между городом и деревней. Совершенно ясно, что благодаря этому производительные силы настолько вырастут, что управление ими будет все более и более не под силу буржуазии».
Труды Ф. А. Пироцкого, Д. А. Лачинова и других русских деятелей, работавших по созданию электропередачи, так же как труды таких зарубежных их соратников, как Марсель Депре, должны стать хорошо известными каждому, кому дорога мировая история созидательного труда.
Электропередача привлекала внимание передовых деятелей задолго до ее практического осуществления.
Еще в 1760 г. М. В. Ломоносов обратил особое внимание на возможность передавать по проволоке «електрическую силу на великое расстояние до тысячи сажен и далее».
В 30-х годах XIX в. Ленц и Якоби, работавшие в России, открыли обратимость электрических генераторов и двигателей.
Широкую известность получил опыт, показанный в 1873 г. Фонтэном на Всемирной выставке в Вене, подтвердивший то, что открыли русские ученые.
Посетители выставки увидели две установки, расположенные одна от другой на расстоянии одного километра. В составе каждой находилось по одной динамомашине постоянного тока системы Грамма, каждая мош-иост-ью около одной лошадиной силы. Отличие было только в том, что одна машина была соединена с газовым двигателем, а вторая — с центро бежным насосом. Лишь две изолированные проволоки соединяли обе установки, отделенные, как сказано, друг от друга расстоянием в километр. Первая динамомашина, приводимая в действие газовым двигателем, вырабатывала электроэнергию, передававшуюся по проводам второй машине. Потребляя энергию, последняя приводила в действие насос.
Это была первая осуществленная передача электрической энергии для производства механической работы на расстоянии. Скромен был по виду этот почин, о котором еще тогда справедливо говорили передовые деятели: «...из этого опыта должен возникнуть переворот экономический и промышленный».
Опыт был замечательным, однако понадобились годы для того, чтобы осуществить первые промышленные электропередачи.
В 1876 г. во Франции в артиллерийских мастерских города Сен-Тома-д'Анжер установили на расстоянии всего лишь шестидесяти метров, но в разных зданиях, две динамомашины системы Грамма, одна из которых работала как генератор энергии, а вторая — как мотор. Вслед за тем электрическую передачу, также всего лишь в пределах одного предприятия, применили в мастерских Валь-д'Он в Париже по почину французского инженера Эрнеста Кадия. Для правильной оценки темпов развития нового дела напомним, что принято считать только 1880 г. датой первого применения электрического двигателя в промышленности США. К этому году относится применение электрического двигателя в небольших деревообделочных мастерских фирмы Томсон-Гоустон.
Все это, конечно, не представляло собой электропередачи в том смысле, как мы ее теперь понимаем.
Передовые русские и зарубежные деятели в те годы уже начали борьбу за осуществление электропередач больших мощностей и на большие расстояния. В 1875 г. Ниоде во Франции писал, что идея таких передач должна быть осуществлена, так как она «действительно представляет возможность использования силы многочисленных горных водопадов на большом от них расстоянии; она также дает возможность использовать вдали от берегов силу прибоя... осуществление этих идей повлечет серьезные последствия в промышленно-экономической жизни».
Одним из первых в мире застрельщиков нового дела был русский новатор Федор Аполлонович Пироцкий. Он начал действовать в России в те годы, когда только что прошла демонстрация обратимости динамо-машины на Всемирной выставке в Вене.
В сентябре 1874 г. на Волковом поле в Петербурге Ф. А. Пироцкий произвел в больших по тому времени масштабах опыты, показавшие возможность передачи на расстояние значительных электрических мощностей.
Шестисильная динамомашина, приводимая в движение паровым локомобилем, давала ток, передававшийся по проводам на расстояние 50 метров. Здесь была установлена вторая динамомашина, приводимая в действие током, поступавшим от первой. В следующем году Пироцкий произвел успешные опыты с двумя шестисильными машинами, расположенными на расстоянии одного километра.
Произведенные Пироцким опыты не только подтвердили обратимость динамомашин, но и доказали возможность передачи на расстояние одного километра в шесть раз большей мощности, чем это имело место при передаче Фонтэна в Вене в 1873 г.
Основываясь на произведенных им опытах, Ф. А. Пироцкий выступил в печати с чрезвычайно смелыми и оригинальными по тому времени мыслями, изложенными в его статье, написанной летом 1876 г. Публикуя в 1877 г. статью Пироцкого «О передаче работы воды, как движителя, на всякое расстояние посредством гальванического тока», редакция «Инженерного журнала» предпослала публикации характерное примечание:
«Помещая эту статью, редакция слагает с себя всякую ответственность относительно практической стороны дела, и смотрит лишь на предложение автора как на мысль, во всяком случае, заслуживающую внимания».
Мысль автора действительно «заслуживала внимания».
В самом заголовке работы было точно указано, что он считает возможной передачу «на всякое расстояние» электрической энергии, полученной за счет привода генератора водяным двигателем.
Русский новатор выступил застрельщиком создания электропередач от гидростанций, а тем самым и вообще от электростанций, — на любые расстояния. Развитие мировой техники электропередач в дальнейшем пошло, как известно, именно под знаком стремления все более увеличивать радиус электропередач. Только теперь мы приближаемся к осуществлению электропередач на всякое расстояние, что предвидел Пироцкий еще в 1876 г.
К мысли об использовании водных сил для производства электроэнергии и передаче ее на большие расстояния Ф. А. Пироцкий пришел самостоятельно Он писал:
«В виду громадных издержек, необходимых на содержание паровых движителей больших заводов и фабрик, нам пришла мысль о возможности передачи работы воды, как самого дешевого движителя, на известное расстояние посредством гальванического тока, полученного какою-либо динамомашиною».
Как и все передовые русские техники-новаторы, Ф. А. Пироцкий прежде всего заботился о своей родине. Это показывают слова о предлагаемых им электропередачах, действующих за счет использования водных сил:
«У нас в России передача работы может иметь огромное применение, в чем не трудно убедиться, взглянув на карту».
Не ограничиваясь общими высказываниями, он назвал некоторые из мест скоплений водных сил, которые считал целесообразным использовать. Ему принадлежит первое, известное нам, указание на целесообразность использовать Нарвский водопад для производства электроэнергии.
С целью доказать исключительную выгоду передачи на большое расстояние электроэнергии, выработанной за счет водяного двигателя, он произвел расчеты и сопоставления с производством электроэнергии на теплосиловых установках.
Расчеты и опыты убедили Пироцкого в том, что использованию водных сил при помощи электропередач принадлежит огромное будущее. Приведя конкретные доказательства в пользу преимущества использования именно водных сил, он еще в 1876 г. указал:
«Не странно ли после этого видеть употребление динамо-электрических машин исключительно лишь для освещения и частью для гальванопластики, тогда как они далеко с большею пользою могли бы служить для передачи работы; огня и света (как это показано на чертежах) и даже для передачи звука».
Применяя понятия и термины того времени, русский новатор противопоставил необходимость универсального использования электричества использованию его в то время для ограниченных целей. Так же как в свое время боролся Ползунов за универсальный паровой двигатель, Пироцкий ратовал за использование электротехники для всех видов промышленных нужд. Ключом для решения этой задачи он считал именно электропередачу на большое расстояние, основанную на использовании энергоресурсов, казавшихся ему самыми дешевыми.
Рис. 138 и 139. Первый проект электрической передачи на большие расстояния, разработанный Ф. А. Пироцким в 1876 году-—По его статье: „О передаче работы воды как движители, на всякое расстояние посредством гальванического гока”, „Инженерный журнал”, 1877 год.
Пироцкий не только предлагал, но и действовал.
В апреле 1876 г. он начал опыты по приспособлению обычного рельсового пути для электропередачи. Ему удалось добиться разрешения производить опыты под Петербургом на участке Приморской железной дороги возле Сестрорецка. Для опытов выделили участок протяжением в З1/2 версты (3,73 км), соединяющий Сестрорецк с пристанью. Опытные машины были установлены на расстоянии свыше одного километра. В качестве проводников для электропередачи использовали рельсы: один как прямой, а второй как обратный провод. После обеспечения необходимых соединений на стыках рельсов, опытную электропередачу осуществили успешно. По утверждению автора установки, утечка тока в землю не была заметной. Коэффициент полезного действия передачи, по его же подсчетам, был достаточно высоким. Расходы на приспособление для электропередачи существующего железнодорожного пути были ничтожны — от 50 до 100 рублей на версту.
Опыты Пироцкого послужили для него основанием завершить труд, написанный, как указывалось, летом 1876 г., словами: «...выработанный мною способ приспособления готового рельсового пути к прохождению тока разрешает, по моему мнению, вопрос передачи работы со стороны практической».
Не ограничиваясь первыми опытами, Пироцкий продолжал работу в дальнейшем. В 1880 г. он произвел опыт электропередачи по рельсам конной железной дороги в Петербурге на Песках в районе Дегтярного переулка и Болотной улицы. Он передавал ток по рельсам, приводя в движение вагон при помощи установленной на последнем машины, принимавшей ток.
Для того чтобы правильно оценить смелость дерзаний Пироцкого, вспомним о том, как в 1884 г. французский пионер электрических передач на большие расстояния Марсель Депре вынужден был писать о мнении, распространенном в широких кругах техников, после того, как уже осуществили первые электропередачи:
«До сего времени продолжают рассматривать электричество с точки зрения телеграфии, иначе говоря, как предназначенное исключительно к произведению точных, но весьма слабых механических эффектов».
Вспомним и о том, что понадобился гений К. Маркса и Ф. Энгельса для того, чтобы справедливо оценить значение труда тех, кто открыл возможность передачи электрической энергии на большие расстояния.
Русский застрельщик электропередач «на всякое расстояние» Федор Аполлонович Пироцкий шел в первой шеренге мировых пионеров нового великого дела. Проводя опыты и выступая в печати, он работал как деятельный участник международного созидательного труда.
Русскому творчеству принадлежит первенство также в деле разработки теоретической основы электропередачи. Эта теоретическая основа раньше всего была разработана и при помощи печати превращена в общее достояние незаслуженно забытым русским новатором — Дмитрием Александровичем Лачиновым.
В 1878 г. он показал на примере электрического освещения, что для широкого использования электрического тока необходимо добиться его «идеальной дробимости», продолжив начинания П. Н. Яблочкова.
Подобные идеи занимали в те годы многих русских электротехников, как показывает публичная лекция, прочитанная В. Н. Чиколевым в 1880 г. в Русском техническом обществе. Применяя термин «канализация» для передачи и распределения электроэнергии, он сказал: «Под канализацией я понимаю одну толстую трубу — проводник, — несущую по всему району огромную массу электричества малого давления... Из этого магистрального источника электричество черпается в нужном количестве маленькими ветвями в каждый источник света или электродвигатель для механической работы, и затем, по произведении нужного эффекта, это электричество выливается в общий громадный резервуар, который никогда не переполнится, — землю... Я не сомневаюсь, хотя это достанется, конечно, уже на долю наших детей, что перестанут жечь уголь для передвижения поездов железных дорог, а попросят солнце принять на себя этот почтенный труд».
Рис. 140. Дмитрий Александрович Лачинов (1842-1902).
В 1880 г. Д. А. Лачинов опубликовал в журнале «Электричество» труд «Электромеханическая работа», представляющий один из самых замечательных примеров русского творчества в области электротехники.
Д. А. Лачинов первым в мире теоретически доказал возможность и целесообразность передачи на большие расстояния мощных потоков электрической энергии.
Разрабатывая теорию электропередачи, русский новатор поднял знамя борьбы за электротехнику как науку, основанную на математическом анализе явлений. На смену эмпирике он уверенно вводил математический метод в новую отрасль техники. Положение в то время было таким, что Лачинову пришлось написать:
«Так как даже в среде электротехников мы слышим мнения о неуместности для журнала статей, подобных настоящей, переполненных скучными и бесполезными формулами (хотя в сущности теория динамомашин развита здесь кратко и элементарно), то тем более вероятно, что между посторонними читателями найдется много лиц, держащихся того же взгляда».
Возражая против подобных мнений, Лачинов утверждал, что техника без должной разработки теории слепа.
«Мы, напротив, считаем, что распространение теоретических сведений между электротехниками совершенно необходимо, в подтверждение чего позволим себе поивести давнишнее, но верное сравнение человека, лишенного теоретических знаний, со слепым, принужденным подвигаться вперед ощупью. Если искание истины возможно и с завязанными глазами, то нельзя не согласиться, что этот способ труден и неудобен».
В своем обширном труде Д. А. Лачинов поставил вопрос электропередачи с чрезвычайной силой и глубиной.
Он дал замечательный анализ работы электрических генераторов и двигателей, но этим не ограничился, выдвинув еще новую задачу, не решенную и в наши дни. Он сказал:
«...мы полагаем, что впоследствии явится возможность получить гальванический ток более прямым путем, не переводя сначала теплоту угля в работу посредством паровой машины, причем теряется девять десятых, а превращая ее прямо в электричество».
Заглядывая, подобно П. Н. Яблочкову, так далеко в будущее, Д. А. Лачинов устремил тогда свое внимание на то, чтобы прежде всего помочь настоящему. В этом плане всего важнее открытие, сделанное Ла-чиновым и выраженное им после глубокого математического анализа в следующих словах:
«Вышеприведенные формулы показывают, что полезное действие не зависит от сопротивления, следовательно, можно передавать работу даже на весьма значительные расстояния, не опасаясь экономических невыгод».
Теория, опубликованная Д. А. Лачиновым в июле 1880 г., содержала основные элементы современной нам теории передачи энергии постоянным током. Понятно, что в то время речь могла идти только о простейшей цепи, для которой он вывел уравнения для определения элекгрических величин. Русский новатор сделал открытие, оцененное Ф. Энгельсом в связи с последующими работами Депре как открытие величайшгго революционного значения для всего человечества.
Ф. Энгельс и К. Маркс, придававшие исключительное значение работам Депре, не располагали материалами о творчестве Лачиноза. Сомнительно, чтобы об его работе что-либо знал сам Депре, хотя труд Лачинова был опубликован в широко известном русском электротехническом журнале. Более чем через год после опубликования труда Д А. Лачинова, 1 октября 1881 г.. Марсель Депре сделал доклад «О передаче, и распределении .электрических токов» на пятом общем собрании I Всемирного конгресса электриков в Париже.
Депре пришел к тому же выводу, что и Лачинов. В докладе на конгрессе Депре доказал, что при соблюдении определенных условий при электропередаче «полезная механическая работа и экономическая отдача остаются постоянными, какова бы ни была дальность передачи».
На стороне Депре оказалось существенное преимущество. Выступая со своим открытием через пятнадцать месяцев после того, когда подобное же открытие было уже сделано русским новатором, французский новатор имел своими слушателями участников мирового конгресса.
Общим и для Лачинова и для Депре было то, что на родине каждого из них не нашлись условия для практического приложения сделанного ими открытия. Лачинов не поехал за рубеж искать доли для своего детища. Депре пошел на то, что первая установка, основанная на его открытии, была осуществлена за рубежами его родины. В сентябре 1882 г. начала действовать знаменитая электропередача на 57 километров из Мис-баха в Мюнхен. Электрическая энергия передавалась по телеграфной проволоке в соответствии с открытием Лачинова и Депре.
Эта установка и последующие практические труды Депре закрепили именно за ним известность как за творцом первых электропередач на большие расстояния.
Чтя память Марселя Депре — замечательного пионера электрических передач на большие расстояния, — мы должны вместе с тем отдать должное почину Д. А. Лачинова, сделавшего и опубликовавшего открытие, к которому французский новатор пришел только через пятнадцать месяцев после того, как был опубликован труд русского автора теории передачи электрической энергии на большие расстояния.
Рис. 141. Иван Филиппович Усагин (1855—1919).
Слава Марселя Депре — это одновременно и слава его предшестве» ника Дуитрия Лачинова.
Приоритет в решении многих других задач, важнейших для развития промышленной электротехники, также принадлежит русским новаторам.
Иностранные авторы пишут о том, что трансформаторы впервые были продемонстрированы в 1884 г. на Международной электротехнической выставке в Турине как изобретение Голярда и Джиобса. На этом основании 1884 г. считают датой изобретения трансформатора как установки для производственных целей. Это опровергается французской привилегией, выданной, как упоминалось, в ноябре 1876 г. П. Н. Яблочкову на установки для электрического освещения с «дроблением света» при помощи трансформаторов.
Продолжая дело, начатое Яблочковым, иностранцев опередил Иван Филиппович Усагин.
28 августа 1882 г. в павильоне «Товарищества электрического освещения Яблочкова» на Всемирной промышленной выставке в Москве демонстрировалась установка с новой системой распределения электроэнергии «через индукцию» по способу И. Ф. Усагина, создавшего оригинальный трансформатор. При первой же публичной демонстрации, как сообщает печать того времени, его творчество встретило восторженное отношение-специалистов. Трансформаторы, созданные русскими новаторами Яблочковым, а затем Усагиным, открыли широкие возможности для использования переменного тока для промышленных целей.
Творцы электрической сварки
Электрическая сварка — русское изобретение.
Первенство русского народа в создании и практическом применении электрической сварки удостоверяют патенты, взятые русскими изобретателями.
На способ электросварки, изобретенный Николаем Николаевичем Бенардосом, выданы патенты в 1885 г.: в России, Франции, Бельгии, Великобритании, Италии и Германии, а в 1886 г. — в США, Дании, Швеции, Австро-Венгрии и Испании.
На способ электрической сварки, изобретенный Николаем Гавриловичем Славяновым, патенты выданы в 1890—1891 гг, в России, Франции, Великобритании, Германии, Австро-Венгрии, Бельгии и заявлены в США, Швеции и Италии.
Бенардос и Славянов — творцы дуговой электросварки — применили для промышленных целей то, что открыл В. В. Петров, показавший впервые в самом начале XIX в., что между сближенными угольным и металлическим электродами, находящимися под током, происходит явление, которое теперь наблюдают при электросварке.
В анналах мировой истории техники до работ русских творцов электрической сварки значится попытка применить электрический ток для сварки, сделанная в 1867 г. американским электротехником Э. Томсоном. Эта попытка относится к сварке, получившей теперь название контактной. Предложение Томсона не нашло в его время почвы для распространения.
Э. Томсон располагал куски металла, предназначенные для сварки, так, что они соприкасались в месте, подлежащем сварке. Затем через свариваемый металл он пропускал электрический ток огромной силы и ничтожного напряжения. Наибольшее сопротивление прохождению тока именно в месте стыка кусков металла вызывало здесь чрезвычайное выделение тепла. Сжимая свариваемые части и хорошо проковывая место сварки, можно-было получить сварившиеся куски металла или какие-либо сварившиеся изделия.
Бенардос и Славянов пошли другим путем. Они создали и ввели в производство дуговую сварку.
Н. Н. Бенардос был выдающимся изобретателем. К 1890 г. в списке его достижений значились десятки весьма оригинальных изобретений: поворотный подъемный однолопастный гребной винт; гребное подводное пароходное колесо; пароход, переходящий мели и обходящий пороги по рельсовому пути; различные электрические приборы; тормоз для железных дорог; машины разного назначения и многое иное.
В числи изобретений Бенардоса находится «Способ электрического паяния накаливанием». В 1890 г. изобретатель писал, что приборы, употребляемые для электрического паяния, «могут служить не только для паяния, а также и для закалки и отжига стальных пружин и инструментов».
Самое замечательное изобретение Бенардоса представляет его способ «электрогефест».
Русский новатор, создавший названный способ, ввел в мир доподлинно новую технику, отличную от всего того, что было известно людям в данном деле с тех времен, когда в древней Греции верили в Гефеста — бога огня и покровителя искусства и ремесел, основанных на использовании огня.
«Электрогефест», или «Способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока», создан около 1882 г.
Рис. 142. Установка для электрической сварки, изобретенной Н. Н. Бенардосом в России около 1882 года.
Н. Н. Бенардос предложил производить сварку, помещая свариваемые предметы на металлическую «наковальню», соединенную с одним из полюсов источника электричества. Второй полюс соединялся с угольным электродом или электродом «из другого проводящего вещества», укрепленным в держателе. Поднося держатель с электродом к обрабатываемому предмету, получали электрическую дугу, под действием которой металл обрабатываемых предметов плавился и затем сваривался.
Способ Бенардоса, помимо сварки, был предназначен для электрического резания металлов.
Совершенствуя свой способ, изобретатель в дальнейшем разработал не только сварку при помощи угольного электрода, но и все известные теперь способы электрической дуговой сварки. Он предложил применение дуговой сварки и резания как в обычных условиях — на вольном воздухе, — так и под водой. Он разработал «сварку в струе газа», обычно теперь связываемую с именем Александера, работавшего много позднее.
Предваряя на мною лет работы Цернера, Бенардос разработал «сварку косвенно действующей дугой, горящей между двумя или несколькими электродами». Бенардос же предложил «магнитное управление сварочнои дутой», получившее впоследствии применение в сварочных автоматах Линкольна. Бенардосу же принадлежит изобретение некоторых систем автоматов для сварки угольными и металлическими электродами. Его творческие и притом чрезвычайно плодотворные искания запечатлены в предложенных им разнообразных формах и сочетаниях угольных и металлических электродов.
Бенардос позаботился о том, чтобы обеспечить широкое промышленное использование своего изобретения. Он обратил особое внимание на источник электрической энергии и создал особый тип аккумуляторов для питания электрической дуги. В 1890 г., характеризуя свой аккумулятор.
Рис. 143. Николай Гаврилович Славянов (1854—1897).
Бенардос писал, что он «служит с большим успехом при пользовании самыми сильными токами и есть единственный аккумулятор, вполне годный для способа электрогефест».
Электросварка Бенардоса была применена в русской промышленности еще в 1888 г. в мастерских Орловско-Витебской ж. д. для ремонта паровозных колес и рам. В тех же 80-х годах XIX в. это изобретение стало известным во всем мире и получило промышленное применение для десятков различных технологических операций: 1) заварка пустот, раковин, пузырей и отверстий в металлических изделиях; 2) заварка треснувших металлических предметов, например паровозных рам; 3) сварка сломанных деталей; 4) приваривание отломанных частей; 5) заварка сработанных поверхностей; 6) сварка частей сосудов, резервуаров и пр; 7) дуговая резка металла; 8) дуговое сверление; 9) дуговая плавка и очень многое другое. Труды Бенардоса получили всеобщее признание в России и за рубежом, откуда приезжало в Петербург немало специалистов, чтобы поучиться тому, что делает русский новатор.
В 1888—1890 гг. Н. Г. Славянов разработал свой способ использования электрической дуги для сварки металлов. Бенардос, предложивший различные применения угольных и металлических электродов, придавал основное значение сварке при помощи угольной дуги. Славянов же применял электрод из того металла, из которого состояло обрабатываемое изделие.
Рис. 144. Установки для электросварки. Привилегия Н. Г. Славянова № 8747, заявленная 8 августа 1890 года и выданная 13 августа 1891 года.
Металлический электрод у Славянова служил как для поддержания электрической дуги, так и для получения из того же электрода расплавленного металла, необходимого для создания шва или заливки.
Различие в материале электрода, в способах того и другого русского новатора, на первый взгляд не столь значительное для процесса, имело, однако, решающее значение для успешного развития электросварки.
Н. Г Славянов считал, что суть его творческого достижения «в наливании расплавленного электрическим током металла на часть поверхности металлической вещи, причем эта поверхность также более или менее расплавляется и соединяется (сливается) с наливаемым металлом в высшей степени совершенно». Вот почему Славянов называл «электрической отливкой» разработанные им процессы, входящие теперь в круг производства, обычно именуемого электрической сваркой.
Совершенствуя и развивая свой «способ и аппараты для электрической отливки металлов», Славянов провел очень много опытов. Выполнив громадную работу, он уверенно вводил свои завоевания в производство.
В 1892 г. он издал в Петербурге книгу: «Электрическая отливка металлов». Это был первый сбстоятельный труд по электросварочному делу, содержавший описание технологических процессов, а также изобретенного Славяновым и примененного на практике сварочного полуавтомата или, как его называл изобретатель, — «электрического плавильника».
Свой способ Славянов создал и применил на Пермских пушечных заводах, широко известных под именем Мотовилихи. Первоначальным толчком к созданию электросварки здесь послужило стремление к заливке усадочных раковин при отливке заготовок для артиллерийских орудий. За первые же три с половиной года Славянов успешно произвел свыше полутора тысяч разнообразных работ, использующих его способ.
Занимая должность «горного начальника Пермских пушечных заводов», как именовались тогда руководители этого крупнейшего артиллерийского завода, Н. Г. Славянов начал с 1890 г. здесь принимать и исполнять разнообразные заказы по исправлению машинных, пароходных, паровозных частей. Способ электрической отливки Н. Г. Славянова был применен и в самом производстве пушек. Славянов сваривал при помощи электричества пушечные лафеты, паровые цилиндры, зубчатые колеса, золотниковые коробки и многое другое.
В девяностых годах XIX в. на Пермских пушечных заводах была создана «Фабрика электрической отливки по способу горного инженера Славянова», объединенная со станцией электрического освещения. Здесь действовали для нужд электросварки и освещения завода две машины: в 60 и 150 лошадиных сил. Только за 1898 г. общий вес исправленных при помощи электросварки чугунных, железных, стальных вещей и колоколов составил около десяти тысяч пудов.
Замечательный технолог Славянов добился исключительно высокого-качества работ, подвергая сварке не только железо и сталь, но и чугун, бронзу, латунь.
В 1895 г. в Петербурге опубликовали материалы, показавшие отличное качество работ: «Свидетельства испытательных и приемных комиссий и механических испытаний образцов железа, стали, чугуна, бронзы и латуни, сплавленных по способу... Н. Г. Славянова».
Сохранившиеся образцы славяновской работы не уступают по качеству образцам, выполненным в наши дни после более чем полувекового развития электрической сварки. Особенного мастерства достиг Славянов в сварке и наплавке разнородных металлов. Выполненные им наплавки бронзы на сталь считались непревзойденными до самого последнего времени.
Создавая новую технику и добившись исключительно высокого качества изделий, Славянов положил много труда для того, чтобы сделать электрическую сварку достоянием человечества.
В 1892 г. он опубликовал в своих трудах для сведения всех заинтересованных лиц инструкцию по устройству «электролитейной фабрики». Стремясь сделать «электрическую отливку» общим достоянием, он демонстрировал на отечественных и зарубежных выставках свои изделия, подвергнутые обработке новым способом. В 1892 г. он демонстрировал в Петербурге такие образцы, как сварная медная труба, выдерживавшая давление в пятьсот атмосфер.
Работы русского новатора быстро получили мировое признание. На IV Электротехнической выставке в Петербурге в 1892 г., на Всемирной выставке в Чикаго в 1893 г. работы Славянова были удостоены высоких наград. В мировой литературе еще в те годы появилось множество работ, посвященных замечательному вкладу русского новатора в мировую сокровищницу цивилизации. По всему свету разошлись вести о новой технике, разработанной Николаем Гавриловичем Славяновым на берегах Камы на Урале.
Электрическая сварка, созданная русскими новаторами, все быстрее распространялась за рубежом, где к началу XX в. ее уже применяли по крайней мере на сотне заводов.
Иным было положение в царской России, где к тому времени электросварка была введена всего лишь на каком-нибудь десятке предприятий. Пока живы были творцы электросварки, она еще кое-как держалась на достигнутом уровне. В дальнейшем электрическая сварка в царской России была почти совсем забыта и притом именно в те годы, когда она быстро завоевывала новые и новые позиции за рубежом, особенно в США, Германии, Англии.
После Великой Октябрьской социалистической революции советскому народу пришлось заново вводить в промышленность русское изобретение — электрическую сварку, за самый короткий срок достигнув замечательных успехов и в этой отрасли.
[править] 3. Новаторы электрики на грани XX века
В 1891 г. началась новая эпоха в истории электротехники.
На электрической выставке в Франкфурте-на-Майне начала работать первая мощная по тому времени электропередача переменного тока.
В городе Лауфен на речке Неккар, на расстоянии 175 километров от Франкфурта, установили водяную турбину мощностью в 300 лошадиных сил. Она приводила в движение генератор трехфазного тока, развивавший около 200 киловатт, ток которого поступал на трансформаторы, где его напряжение повышалось до 12 500 и 25 000 вольт. Затем по медным проводам в 4 миллиметра диаметром ток проходил 175 километров до Франкфурта. Здесь напряжение снижалось при посредстве трансформатора примерно до 100 вольт. Это было напряжение сети, питающей электрические лампы и двигатели.
Не менее важным, чем передача переменным током на большое расстояние, было создание двигателей, работавших на трехфазном переменном токе.
Лауфен-франкфуртская электропередача явилась родоначальницей современной техники электропередачи, принятой в настоящее время во всем мире.
Строитель лауфен-франкфуртской электропередачи был человеком великих дерзаний. Он отважился применить переменный ток, против чего в то время боролись даже такие новаторы, как Томас Альва Эдисон, пытавшийся в 80-х годах XIX в. провести в США специальные законы, запрещающие пользование переменным током. В частности, Эдисон утверждал, что прокладка подземных кабелей переменного тока опаснее, чем закладывание взрывчатого вещества. Специальный агент Эдисона Браун разъезжал по США, демонстрируя уничтожение животных «смертельным» переменным током.
Строитель лауфен-франкфуртской передачи придерживался несравненно более передовых взглядов, чем такой знаменитый американский новатор, как Эдисон. С 1891 г. развитие электропередачи пошло под знаменем переменного тока, который продолжает господствовать и в наши дни. Лишь в последние годы, в связи с передачей на расстояния порядка тысячи километров, вновь ставится вопрос о возвращении для этих расстояний к постоянному току, хотя и в совершенно другом оформлении.
Какое же, однако, имеет отношение к нашей теме первая мощная электропередача переменного тока, сооруженная в 1891 г. в Германии?
Самое непосредственное.
История этой передачи — история одного из замечательных проявлений русского творчества.
Творец лауфен-франкфуртской электропередачи — русский инженер Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Он родился в Гатчине в 1862 г. По окончании реального училища в Одессе в 1880 г. поступил в Рижский Политехнический институт, который, однако, не пришлось закончить. В марте 1881 г.. после казни русскими революционерами Александра II, Доливо-Добровольского уволили из института. Он стал политическим эмигрантом. Получив диплом инженера в Дармштадте, он начал работу в промышленности и быстро получил признание как один из самых выдающихся инженеров своего времени. Оставаясь русским подданным и приезжая раз в пять лет для перемены паспорта, он вынужден был трудиться за рубежем.
Рис. 145. Михаил Осипович Доливо-Доброволъский (1862—1919).
Продолжая дело, начатое русскими новаторами, он сумел пройти далеко вперед по пути, на который первым вступил П. Н. Яблочков, впервые применивший переменный ток для практических целей.
Доливо-Добровольский создал все элементы для передачи на большие расстояния при помощи переменного тока и, что особенно важно, он создал первые примененные на практике двигатели трехфазного переменного тока. Создавая эти двигатели, он блестяще продолжил дело, начатое творцом двигателя постоянного тока русским академиком Якоби.
Разработав все элементы электропередачи и создав двигатели, М. О. Доливо-Добровольский, опираясь на труды своих многочисленных зарубежных и русских предшественников, стал одним из основоположников техники применения переменных токов.
М. О. Доливо-Добровольский, так же как и А. Н. Лодыгин и П. Н. Яблочков вынужденный покинуть царскую Россию и искать за рубежом место для приложения своего таланта, выполнил очень много ценнейших работ, в том числе: исследования влияния сильноточных сетей на провода связи, изучение и применение электролиза, разработка теории трансформатора, новых измерительных приборов, двигателей и других аппаратов и машин. Некоторые итоги своего творчества пришлось подвести самому М. О. Доливо-Добровольскому, выступившему 28 декабря 1899 г. на Первом Всероссийском электротехническом съезде с докладом «Современное развитие техники трехфазного тока».
С чувством глубокого удовлетворения он вспомнил о том, как в 1891 г. на электрической выставке в Франкфурте были показаны созданные им: «...первые «действительные» трехфазные двигатели, которые уже тогда имели все те характерные особенности, как и теперь, когда техника трехфазного тока завоевала себе выдающееся положение». Он справедливо напомнил о том, что тогда же были показаны «вращающиеся трансформаторы для переработки трехфазного тока на постоянный с одной общей обмоткой якоря». Также он указал: «Конструкция двигателей и трансформаторов.. была уже тогда совершенно та же, что и теперь, все успехи новейшего времени касаются лишь деталей и главным образом расчета и соразмерности отдельных частей».
Только вскользь он упомянул о борьбе против трехфазного тока, которую пришлось выдержать с такими его противниками, как Свинбурн в Англии. Дери в Австрии, Броун в Швейцарии Здесь уместно отметить, что Броун сперва был одним из сотрудников Доливо-Добровольского. Он счел необходимым только бегло упомянуть об этом в своем докладе в 1899 г., когда уже наступил подлинный триумф трехфазного тока.
Творя новое и намечая перспективы для дальнейшего движения вперед, он всегда помнил о своей родине и мечтал об ее грядущем процветании.
Свой доклад М. О. Доливо-Добровольский закончил следующими словами, в которых он выразил свои заветные мысли:
«Трехфазный ток стал современным культурным фактором; благотворное влияние, которое оказывает электротехника на жизнь западных народов, не замедлит обнаружиться и у нас на Руси».
После лауфен-франкфуртской победы трехфазный ток широким фронтом вторгся в разнообразнейшие отрасли производства. Созданные М. О. Доливо-Добровольским электрические двигатели начали приводить в действие мощные прокатные станы, подъемные и мостовые краны, воздуходувки, центрофуги, насосы вакуум-аппаратов, металлообрабатывающие, прядильные, ткацкие, ситцепечатные станки, бумажные машины, портовые и рудничные механизмы, разнообразные машины в верфях и многие другие установки во всех передовых тогда странах. Доливо-Добровольский, внеся крупнейший вклад в развитие техники переменного тока, уже тогда предвидел, что в будущем предстоит вновь вернуться к постоянному току, чему мы являемся теперь свидетелями.
Рис. 146. Первая в мире передача переменным током созданная русским инженером М. О. Доливо-Добровольским в 1891 году — линия Лауфен — Франкфурт. На фотографии показано помещение выставки, в котором установлены электромоторы переменного тока изобретенные Доливо-Добровольским и действовавшие за счет электрического тока передававшегося ив Лауфена во Франкфурт.
В 1919 г., за несколько месяцев до смерти, он закончил исследование: «О пределах применимости трехфазного переменного тока для передачи электроэнергии на расстояние». Здесь он доказал, что для очень далеких и очень мощных электропередач должен произойти обратный переход: от применения переменного тока к постоянному.
Русские капиталисты оказались неспособными ни понять, ни использовать заветные замыслы М. О. Доливо-Добровольского, так же как и многих других выдающихся представителей нашей технической мысли.
Русские же новаторы науки и техники неуклонно продолжали творить, вопреки всем трудностям и препятствиям.
По выражению Больцмана, учение Максвелла, облекшего в математическую форму идеи Фарадея, сначала было почти для всех электриков и вообще физиков «книгой за семью печатями».
Русские ученые Лебедев и Столетов не только свободно читали эту «книгу», но и вносили в нее свои славные страницы.
В 1895 г. П. Н. Лебедев создал аппаратуру для возбуждения и приема ультракоротких электромагнитных волн. Он дал замечательное подтверждение теории Максвелла на основе тончайших опытов.
А. Г. Столетов открыл закон изменения коэффициента намагничения и связанной с ним магнитной проницаемости. Он разработал способ измерения магнитной проницаемости.
Исследователь его творчества А. К. Тимирязев сообщает: «В своей докторской диссертации «О функции намагничения железа» Столетов впервые устанавливает тот факт, что коэффициент намагничения (Столетов называет его функцией намагничения) и связанная о ней величина так называемой магнитной проницаемости по мере увеличения намагничивающего поля сначала растет, достигает максимума и потом вновь убывает. Столетов не только первый открывает этот факт, ее только первый разрабатывает один из наиболее совершенных методов измерения этой величины, но и, разбираясь в результатах, добытых его предшественниками, находит и у них подтверждения найденному им закону, которого те не видели».
А. Г. Столетов писал в своей диссертации, что:
«...изучение функции намагничения железа может иметь практическую важность при устройстве и употреблении как электромагнитных двигателей, так и тех магнито-электрических машин нового рода, в которых временное намагничение железа играет главную роль... Знание свойств железа относительно временного намагничения так же необходимо, как необходимо знакомство со свойствами пара для теории паровых машин».
Открытый Столетовым закон и разработанный им способ измерения магнитной проницаемости различных сортов стали и железа — это основа, на которой теперь покоится проектирование всех электрических генераторов и двигателей.
В протоколах I Мирового конгресса электриков, состоявшегося в 1881 г. в Париже, имеется много записей, показывающих, как Столетов прокладывал тогда новые пути в развитии мировой науки, увлекая за собой таких ее корифеев, как Уильям Томсон, Гельмгольц.
Опубликованные А. Г. Столетовым в 1889 г. «Актино-электрические исследования», то есть исследования фотоэлектрических явлений, составляют один из классических вкладов в науку.
Анри Беккерель, Мария Склодовская-Кюри и другие исследователи радиоактивности, открывшие явления распада веществ, непосредственно исходили из изучения фотоэлектрических явлений, впервые исследованных А. Г. Столетовым. Он стоит у истока пути, по которому пришли к открытию и использованию атомной энергии.
Русские новаторы не покладая рук работали над развитием новой техники. Они были в числе тех, кто впервые начал создавать периодическую печать по электротехнике. В феврале 1880 г. на заседании организованного тогда VI (электротехнического) отдела Русского технического общества В. Н. Чиколев внес предложение приступить к изданию специального журнала по электротехнике. В июле 1880 г. вышел первый номер журнала «Электричество», продолжающего выходить и по сей день.
Рис. 147. Александр Григорьевич Столетов (1839- 1896).
Вслед за первенцем русской электротехнической периодики появились и другие: «Газета электрика» — с 1889 г., «Электротехнический вестник» — с 1893 г. и т. д.
Русские ученые одними из первых начали преподавать электротехнику в военных и гражданских учебных заведениях. С 60-х годов много внимания преподаванию учения об электричестве и его применении начали уделять такие передовые ученые, как Ф. Ф. Петрушевский. В 1884—1885 гг. профессор Петербургского практического технологического института Р. Э. Ленц выделил из курса физики вопросы технического применения электричества и стал излагать их в специальном курсе. С 1892 г. А. А Воронов начал читать курс электротехники в Петербургском Технологическом институте, уделяя особенное внимание динамомашинам. Профессор Медико-Хирургической академии Н. Г. Егоров, профессора Петербургского университета И. И. Боргман и О Д Хвольсон, профессор Московского университета А. Г. Столетов, профессор Минного класса в Кронштадте А. С. Попов и другие выполнили выдающуюся работу, разрабатывая научные основы курсов, посвященных электричеству и его применению, создавая самые курсы, издавая нх и читая лекции.
Передовые русские деятели неуклонно шли вперед, развивая преподавание электротехники и разрабатывая важнейшие ее проблемы, а также принимая участие в международных' съездах и созывая свои съезды, первый из которых, как упоминалось, был созван на исходе 1899 г.
Русские электротехники с честью встретили XX в.
[править] 4. Создание радио
Русские традиции в деле создания новых средств связи замечательно-продолжил А. С. Попов.
Жизнь и творчество изобретателя телеграфа без проводов теперь хорошо известны широким кругам по многочисленным статьям и книгам, изданным в 1945 г. в связи с пятидесятилетием этого нового средства связи, а потому ограничимся только несколькими справками.
А. С. Попов родился в 1859 г. на Урале.
Ко времени окончания в 1883 г. Петербургского университета он сумел накопить обширные познания в области теории электричества и приобрел хорошую практическую подготовку.
Трудясь как ученый и педагог, он вместе с тем никогда не порывал связи с производством, разрешал многие практические вопросы, связанные с введением электричества во флоте, работал как руководитель Нижегородской электрической станции, давал заключения об устройстве электрических станций в таких городах, как Пермь.
Основная работа А. С. Попова в качестве педагога и исследователя с 1883 г. по 1901 г. проходила в Минном офицерском классе в Кронштадте, а в последующие годы, вплоть до его смерти на рубеже 1905 и 1906 гг., — в Петербургском Электротехническом институте.
Одним из первых А. С. Попов обратил внимание на работы Г. Герца, доказавшего в 1888 г. на опыте существование электромагнитных волн, предсказанных Максвеллом.
После многих опытов, проведенных вместе со своим помощником П. И. Рыбкиным, А. С. Попов добился того, что его приемник начал принимать с большого расстояния электромагнитные волны. С его помощью А. С. Попов сначала смог обнаруживать эти волны на расстоянии нескольких метров, а затем и километров. Приемник регистрировал волны, образуемые грозовыми разрядами, и был назван грозоотметчиком
Во время опытов А. С. Попов обнаружил, что дальность действия егс приемника сильно возрастает при присоединении к нему свободного про вода. Первый радиоприемник он соединил с первой антенной.
25 апреля (7 мая н. ст.) 1895 г. Александр Степанович Попов пуб лично демонстрировал свой прибор на заседании Русского физико-химиче ского общества.
Обобщив в своем докладе результаты опытов, Попов сказал:
«В заключение могу выразить надежду, что мой прибор, при дальнее шем усовершенствовании его, может быть применен к передаче сигнале на расстояние при помощи быстрых электрических колебаний, как только будет найден источник таких колебаний, обладающий достаточной энергией».
Летом 1895 г. грозоотметчик Попова был успешно испытан Г. A. Любославским в метеорологической обсерватории Петербургского Лесного института. В том же году Попов присоединил к своему прибору аппарат ранее применявшийся при записи телеграмм на проволочном телеграфе.
Рис. 148. Александр Степанович Попов (1Ь59—1905).
В 1896 г. приемник Попова был применен на Нижегородской электрической станции для предупреждения о приближающейся грозе. На Всероссийской промышленной и художественной выставке в Нижнем-Новгороде в том же году Попов получил диплом: «За изобретение нового и оригинального инструмента для исследования гроз».
Попов не делал из своего изобретения тайны, описал его в печати, неоднократно докладывал о нем на заседаниях научных обществ.
12 (24) марта 1896 г. на заседании Русского физико-химического общества А. С. Попов продемонстрировал передачу слов по беспроволочному телеграфу.
Это была новая великая победа русского творчества.
Новая демонстрация была весьма важной, так как в дальнейшем в Англии появился предприимчивый Маркони, попытавшийся приписать себе все дело изобретения нового средства связи.
Летом 1897 г. Попов успешно провел опыты на море. Удалось осуществить радиосвязь между берегом и кораблем на расстоянии более 3 километров и между кораблями на расстоянии свыше 5 километров. Радиоперекличка шла между кораблями с знаменательными названиями: «Россия», «Европа», «Африка». Так подготавливалась грядущая беспроволочная связь материков.
В 1898 г. на Балтике провели опыты еще более успешные, чем прежде. В отчете о кампании 1898 г. А. С. Попов писал:
«В настоящее время вопрос о телеграфировании между судами эскадры может считаться решенным... В недалеком будущем, вероятно, все океанские суда будут иметь приборы для телеграфирования без проводов».
Творец радио добился выдающихся результатов, создавая первые радиостанции из старого, бросового оборудования. Для кампании 1898 г. пришлось комбинировать детали устаревших учебных аппаратов проволочного телеграфа, создавая радиоустановки.
В 1899 г. А. С. Попов совместно со своими учениками и помощниками П. Н. Рыбкиным и Д. С. Троицким сделал новое важное изобретение: прием сигналов на слух при помощи телефонной трубки.
После успешных опытов на Балтике и на Черном море наступило время серьезного практического испытания. Радиотелеграф А. С. Попова помог спасти броненосец береговой обороны «Генерал-адмирал Апраксин», наскочивший в ноябре 1899 г. на камни у острова Гогланд.
Русский народ благодаря труду А. С. Попова встретил XX век большой победой. Радио было создано, работало и оправдало себя в ответственных делах, вплоть до спасения людей.
Труды А. С. Попова привлекли внимание широких кругов за рубежом, где, однако, далеко не всегда относились беспристрастно к вопросу о первенстве в изобретении.
В связи с притязаниями Маркони на первенство в изобретении беспроволочного телеграфа неоднократно выступали представители и зарубежной науки, техники и промышленности, отстаивая первенство русского изобретателя. В 1898 г. творец кохерера Э. Бранли просто и точно указал:
«Телеграфия без проводов вытекает в действительности из опытов Попова».
Авторитет русского изобретателя непрерывно возрастал во всем мире. К нему обращались с предложениями покинуть Россию и сулили доходы от коммерческого использования его изобретения. О том, что оно могло бы дать, можно судить по успехам Маркони.
А. С. Попов предпочел верное служение родине погоне за обогащением. Он просто и достойно ответил предпринимателям, уговаривавшим его покинуть Россию:
«Я русский человек, и все свои знания, весь свой труд, все свои достижения имею право отдать только моей Родине».
В истории развития радио в нашей стране сказались со всей силой условия, имевшие место в дореволюционные годы.
Нельзя сказать, что никто в царской России не понял и не оценил великий почин А. С. Попова. Наоборот, передовые деятели русской науки
Рис. 149. Эскиз первого в мире радиоприемника, изобретенного А. С. Поповым в 1895 году. — Эскиз собственноручно выполнен изобретателем в его письме к Ф. Я. Капустину.
и техники сразу и отлично поняли значение его изобретения, но судьбы страны и творимых в ней дел тогда ведь решали не они и не представители интересов народа. В результате создалось то положение, о котором, после победы радио при Гогланде, адмирал С. О. Макаров сказал:
«Профессор Попов первым открыл способ телеграфирования без проводов. Маркони выступил после Попова, но в Англии образовалось общество с большим капиталом, которое не щадило средств на исследования и рекламу, тогда как Попов должен был ограничиться скромными средствами, которые в его распоряжение из любезности предоставлял Минный класс».
Вопреки постоянным и настойчивым напоминаниям изобретателя не была обеспечена подготовка знатоков нового дела. Не было создано и отечественное производство приборов для беспроволочного телеграфирования.
Не сберегли и самого А. С. Попова. На исходе 1905 г. произошло тяжелое объяснение А. С. Попова — первого выборного директора Электротехнического института в Петербурге — с министром внутренних дел, вздумавшим ввести полицию в институт. После этого объяснения у А. С. Попова произошло кровоизлияние в мозг. 31 декабря (ст. ст.)
1905 г. великого изобретателя не стало. Он умер в расцвете лет, на сорок седьмом году жизни.
К 1914 г., за исключением Радиотелеграфного депо морского ведомства, все дело, начатое Поповым, оказалось в России в иностранных руках. Всем заправляли: «Русское общество беспроволочных телеграфов и телефонов», зависящее от Маркони, «Русское общество Сименс и Гальске» — филиал немецкого «Телефункен», дочерней организации концерна «Сименс» и АЭГ.
Дело дошло до того, что боевое снабжение русской армии радиосредствами к началу войны 1914 г. по существу оказалось в зависимости от
Рис. 150. Лицевая и оборотная стороны медали, отчеканенной в честь изобретателя радио А. С Попова. — Всемирная выставка в Париже, 1900 год.
воротил германского концерна, сидевших в Берлине. Только победа революции могла исправить положение,
В первые же дне Великой Октябрьской социалистической революции новое средство связи было использовано великим Лениным для борьбы за победу революции.
Советская власть сразу же создала все условия для быстрого развития радиотехники в стране.
[править] 5. Всемирная выставка 1900 г. в Париже
Основные итоги русского творчества в области электротехники были предъявлены всему ученому миру в докладах на Международном электротехническом конгрессе, состоявшемся в Париже в 1900 г., а также на Всемирной выставке в Париже в том же году.
Ко дню открытия выставки издали на русском и французском языках книгу: «Очерк работ русских по электротехнике с 1800 по 1900 г. Объяснительный каталог экспонатов, выставляемых VI Электротехническим отделом... Русского технического общества».
Каталог составила специальная комиссия, в которую по поручению VI (электротехнического) отдела Русского технического общества вошли: Я. И Ковальский, Н. А. Рейхель, Н. М. Сокольский, В. А. Тюрин.
Первое слово посвятили Михаилу Васильевичу Ломоносову, как зачинателю научного изучения электричества в России. Не забыли и об его соратнике Г. В. Рихмане. погибшем на своем посту при изучении атмосферного электричества. Уделили внимание трудам В. В. Петрова, отметив, что его исследования «во многом предупреждают исследования других европейских ученых относительно различных применений электрического тока, доставляемого вольтовым столбом». В каталоге также напомнили всему миру о первенстве нашей страны во многих делах благодаря творчеству П. Л. Шиллинга, Б. С. Якоби и Э. X. Ленца.
Отдав должное трудам В. В. Петрова, открывшего электрическую дугу, и трудам П. Н. Яблочкова и А. Н. Лодыгина, как основоположникам электрического освещения, напомнили о том, кто же является творцом электрической лампы накаливания. Рассмотрев вопрос об изобретении этой лампы А. Н Лодыгиным и последующем усовершенствовании ее в России Н. П. Булыгиным, В. Ф. Дидрихсоном, В. Я. Флоренсовым, указали, что созданные впервые в России практически применимые электрические лампы накаливания хорошо были известны многим зарубежным ученым и инженерам и были ими описаны именно как русское изобретение. Так, в частности, поступил крупнейший электротехник и распорядитель электрозавода Грамма в Париже Фонтан, описавший для зарубежных читателей лампу А. Н. Лодыгина, видоизмененную Н. П. Булыгиным. Четко и точно сказа\и о том, что изобретение Лодыгина послужило источником для последующего творчества американского изобретателя Т. А. Эдисона, лишь усовершенствовавшего русскую электрическую лампу накаливания.
В каталоге, составленном для посетителей Всемирной выставки 1900 г. в Париже, закончи\и описание экспонатов русских электрических ламп накаливания следующими словами:
«В заключение остается сказать, что лейтенант Хотинский, близко знакомый с кружком всех лиц, работавших над усовершенствованием лампы накаливания, уезжая в С. Америку, взял с собой [из России. — В. Д.] несколько образчиков таких ламп и показал их Эдисону. Это и послужило Эдисону главным поводом заняться дальнейшей разработкой лампы накаливания».
Скоро исполнится полвека после опубликования этих слов, сказанных на русском и французском языках представителям всех национальностей, посетившим Всемирную выставку 1900 г. Возражений против этих слов не было, нет, да и не может быть.
Посетителям Всемирной выставки 1900 г. показали, что русское творчество в создании электрического освещения далеко не исчерпывается трудами его русских основоположников. Выставка демонстрировала изобретения продолжателей дела А. Н. Лодыгина и П. Н. Яблочкова:
1. Дифференциальную электрическую лампу системы В. Н. Чиколева, т. е. дуговую лампу с дифференциальным регулятором. «Регулятор этот представляет тот интерес, что он был первый дифференциальный и его описание появилось в 1879 г., то есть раньше дифференциальной лампы Сименса».
2. Электрическую свечу В. Тихомирова, представляющую специальное видоизменение свечи Яблочкова для постоянного тока. Изобретение Тихомирова получило бронзовую медаль на выставке в Париже в 1880 г. и было экспонировано на Электрической выставке в Петербурге в 1882 г.
3. Дуговую электрическую лампу Репьева, экспонированную еще на Электрической выставке в Петербурге в 1882 г.
4. Оригинальный регулятор для электрических дуговых ламп системы Майкова-Доброхотова.
5. Фотографический способ исследования и поверки отражательных прожекторов, изобретенный В. Н. Чиколевым в 1892 г.
На Всемирной выставке были также продемонстрированы многие другие завоевания русского творчества. Посетителям выставки напомнили о том, что в 1892 г. В. Н. Чиколев, В. А. Тюрин и Р. Э. Классон опубликовали труд: «Осветительная способность прожекторов электрического света». Авторы этого труда создали теорию электрических прожекторов и сделали много выдающихся открытий. Выводы авторов через два года подтвердил французский исследователь А. Блондель, опубликовавший труд, посвященный теории электрических прожекторов. В. Н. Чиколев и его товарищи доказали следующее: «...параболические прожекторы электрического света — при правильной постройке — эквивалентны простым световым источникам громадной силы; так, напр., авторы нашли, что параболический прожектор однометрового диаметра и 400-миллиметрового фокусного расстояния должен давать вдоль своей оси такую же силу освещения, которую дал бы на том же расстоянии простой источник света силой в 163 000 000 свечей».
Рис. 151. Владимир Николаевич Чиколев (1845—1898).
Так действовали русские новаторы еще в прошлом столетии, разрабатывая практику и теорию освещения, получившего впервые массовое распространение под названием «русский свет».
Посетителям Всемирной выставки 1900 г. также были показаны трудю русских новаторов по созданию динамомашин, двигателей и трансформаторов, начиная с знаменитого труда Б. С. Якоби по созданию первого практически применимого двигателя. Представители всех наций смогли ознакомиться с изобретениями П. Н. Яблочкова, создавшего оригинальные динамомашины, конструктором одной из которых был Маркэр, директор завода Яблочкова в Париже. Кроме того, были представлены русские изобретения:
1. Динамомашина без железа Д. А. Лачинова, то есть динамомашина с якорем из деревянного барабана с проволочной обмоткой, вращающегося внутри электромагнита, образованного витками проволоки, намотанной на деревянный цилиндр. Подобной же конструкции были созданы легчайшие по весу электрические двигатели. Эти изобретения описаны в журнале «Электричество» еще в 1881 г.
2. Дисковая динамомашина А. И. Полешко с якорем в виде диска, состоящего из 320 узких медных секторов, изолированных друг от друга. Эта машина была сооружена и испытана в 1889 г., а ее описание появилось еще в 1890 г. в «Журнале Русского физико-химического общества».
3. Динамомашина А. Клименко, привлекшая внимание широких кругов за рубежом. Она была показана еще на Венской электрической выставке и описана на французском и других языках.
4. Трансформатор А. И. Полешко, успешно работавший и экспонированный на IV Электротехнической выставке в 1892 г. в Петербурге. Об этом трансформаторе в каталоге сказали: «Трансформатор этот можно считать первым, изготовленным в России». Следует, однако, вспомнить, что мировая история трансформаторов промышленного типа начинается значительно раньше: с трансформатора Усагина, созданного еще в 1882 г. и имевшего своими предшественниками трансформаторы П. Н. Яблочкова, введенные в 1876 г. в практику для дробления электрической энергии.
Посетители Всемирной выставки 1900 г. имели также возможность познакомиться с тем, что электрическая сварка представляет русское изобретение благодаря трудам Н. Н. Бенардоса и Н. Г. Славянова. Здесь также были показаны: радио, изобретенное в России, и многие изобретения по электрической телеграфии, телефонии, связи, транспорту, сделанные Поповым, Игнатьевым, Охоровичем, Голубицким, Нагорским, Линевым и другими русскими новаторами. В особый отдел выделили многочисленные изобретения отечественных новаторов в области электрохимии, отлично продолжавших почин творца гальванопластики. В этом отделе были показаны следующие русские изобретения:
1. Медные трубы без шва, отлично изготовленные при помощи гальванопластики Ф. Г. Федоровским, демонстрированные еще в 1867 г. на выставке в Париже и затем получившие распространение за рубежом.
2. Способ гальванопластического осаждения железа, разработанный Е. И. Клейном в русской Экспедиции заготовления государственных бумаг. доложенный Русскому техническому обществу еще 11 апреля 1869 г. и получивший в дальнейшем мировую известность.
3. Добывание водорода при помощи электролиза по способу Д. А. Лачинова, оригинальность которого была утверждена еще в 1888 г. привилегиями, выданными в России, Англии, Германии, Франции.
4. Способ покрывания железных судов медью, изобретенный Н. Н. Бенардосом и показанный еще в 1892 г. на выставке в Петербурге. Подобный же способ был патентован год спустя американцем Т. Креном.
Экспонаты выставки напомнили о том, что в России созданы оригинальные электролитические способы беления: А. П. Лидова и В. Тихомирова — 1882 г., С. Н. Степанова — 1890 г. Также были выставлены аккумуляторы системы Хотинского, оригинальные гальванические элементы П. Н. Яблочкова, В. А. Тюрина. В число русских изобретений, с которыми познакомили посетителей Всемирной выставки 1900 года, входили: электрические приборы для помощи слепым — электрофтальм К. Ноишевского— 1889 г. и аппараты для чтения слепых В. А. Тюрина — 1898 г. На выставке показали крутильные весы высокой чувствительности В. А. Тюрина — 1900 г.
Из русских изобретений по применению электричества в военной технике показали только «систему автоматической стрельбы» А. Давыдова, испытанную еще в 1877 г. на судах русского военно-морского флота.
Из отдельных исследований предъявили материалы по актиноэлектриче-ским трудам А. Г. Столетова и по электрокультуре С. П. Кравкова.
Русская творческая мысль в области электротехники была блестяще представлена в Париже на Всемирной выставке 1900 г.
[править] 6. Строители
Показ в Париже в 1900 г. русского творчества по электротехнике сочетался с весьма существенной особенностью.
Славных имен и славных дел было названо немало, но в то же время, за ничтожными исключениями, отсутствовало даже упоминание о предприятиях, осуществлявших в России то, что творили наши новаторы. На всем протяжении каталога оказались упомянутыми: попытки наладить промышленное производство ламп А. Н. Лодыгина; Экспедиция заготовления государственных бумаг, где были применены новые способы гальванопластики; Пермские пушечные заводы. Это, конечно, были только случайные упоминания, так как в задачи составителей выставочного каталога входил лишь показ творчества новаторов, но не промышленного его использования. Однако случайные упоминания совпали с фактическим положением. Среди случайных упоминаний нет ни одного названия электротехнических предприятий России, что полностью соответствовало действительности. То, что существовало вплоть до 1917 г. в стране, давшей миру М. В. Ломоносова, В. В. Петрова, П. Н. Яблочкова, А. Н. Лодыгина, М. О. Долнво-Добровольского, А. С. Попова и их соратников по творчеству, — трудно даже назвать электропромышленностью.
Один из многих примеров именно такого положения — производство электрических ламп. К 1917 г. в США успешно действовали в этой области предприятия мирового масштаба: «Вестингауз» и «Дженерал электрик компани», — обязанные своим возникновением непосредственно труду А. Н. Лодыгина. Крупнейшие фабрики действовали во многих других странах: Эдисон — Сван и Томсон — Гаусгон — в Англии; Филипс — в Голландии; Кременецкий — в Австрии; Осрам и Пинч — в Германии.
В царской России было пять предприятий по производству электрических ламп: только два из них заслуживали названия фабрики, остальные три представляли собою небольшие мастерские.
Все пять электроламповых предприятий царской России занимались изготовлением электрических ламп из материалов, которые доставлялись из-за границы. Сборка осуществлялась вручную. Применение механизмов и машин почти не имело места.
Размеры производства были совсем недостаточны. В 1912 г. в России только около 2 миллионов электроламп было местного производства, а 17 миллионов ввезли из-за рубежа; в 1916 году 5 миллионов электроламп было изготовлено в России, а свыше 15 миллионов были импортными. Среди последних немалую долю составляли лампы германского и австрийского производства, которые ввозили через Швецию.
Это было подлинное экономическое рабство.
Почти таким же было при царизме положение с электромашиностроением, производством электротехнического оборудования, приборов и прочими отраслями электропромышленности. Плохо обстояло дело и с производством электроэнергии, хотя первые электрические станции появились в России очень рано и русские новаторы немало трудились для развития этого нового дела.
Появлению центральных электрических станций в России предшествовали отдельные установки, осуществляемые такими новаторами, как Константин Павлович Поленов, о котором мы уже сказали, что он в 70-х годах XIX в. создал на Нижне-Салдинском заводе постоянно действовавшую установку для электрического освещения заводской конторы.
Специальные исследования, к сожалению, не произведенные до сего времени, несомненно позволят установить наличие ряда забытых частных установок для электрического освещения, появившихся у нас очень рано. Об одной из таких частных установок, имевшейся в Красноярске в 1884 г., сообщил в своих воспоминаниях А. А. Игнатьев, автор известной книги «Пятьдесят лет в строю». Рассказывая о приезде из Петербурга в Красноярск, он писал:
«Пыльные, грязные вылезли мы из нашей кибитки и очутились в каменном двухэтажном «дворце» купца Гадалова, освещенном электрическим светом, которого я никогда до тех пор не видел».
Пример установки Гадалова, действовавшей в 1884 г. в Сибири, показывает, что подобные забытые установки могли быть осуществлены и в других местах. Выявление таких установок очень важно, многие из них могут открыть нам забытые имена русских новаторов, очень рано и очень много труда положивших для распространения электричества в России. Чрезвычайно много в этом направлении выполнил В. Н. Чиколев, занимавшийся и теорией, и практикой нового дела.
В 1880 г. в одном из первых номеров журнала «Электричество» он выступил со статьей, посвященной техно-экономическому анализу электрического освещения улиц, мостов и площадей.
Любуясь теперь освещением проспектов и улиц наших городов, следует помнить о том, что электрическое освещение в нашей стране внедрялось буквально руками русских новаторов. Сохранились сведения, что изобретатель радио А. С. Попов, еще будучи студентом, работал монтером на одной из первых электрических станций в Петербурге, установленной на барке на реке Мойке у Невского проспекта. Он также принимал участие в устройстве электрического освещения одной из выставок в Михайловском манеже и на выставке в Соляном городке в Петербурге, организованной электротехническим отделом Русского технического общества.
Станция на барке на р. Мойке, построенная в 1882—1883 гг., видимо, была одной из первых русских электрических станций, вырабатывавшей электричество для общественных нужд. К середине 80-х годов XIX в. на этой станции были три паровых локомобиля и двенадцать динамомашин постоянного тока; обслуживал станцию 21 рабочий. К этому времени действовала еще одна электрическая станция возле Казанского собора, расположенная в двухэтажном деревянном здании. Девять человек обслуживали здесь два паровых локомобиля и три динамомашины постоянного тока. Сохранились сведения, что обе эти станции давали электроэнергию для 80 уличных фонарей на Невском, для 367 электроламп в 44 магазинах и для 960 ламп, установленных в «благородном собрании», в зале Общества взаимного кредита, в одной из зал Городской думы и в доме Дер-виза. Доставляя энергию для 1327 электрических ламп и 80 фонарей, обе установки представляли собой крупные по тому времени и к тому же вообще одни из первых предприятий подобного рода.
Одним из застрельщиков в борьбе за создание электрических станций в России был Ф. А. Пироцкий, о работах которого для развития электропередач уже было сказано. Он выступил в 1880 г. с предложением осветить Петербург электрическими лампами, пользуясь разработанным им «новым способом передачи электрического тока». Созданное тогда же товарищество «Электротехник» просило Петербургскую городскую думу разрешить ему построить центральную электростанцию: «...отвести, близ Невского проспекта, место для постройки изящного железного павильона, с зеркальными стеклами, для устройства небольшого электрического завода». Товарищество «Электротехник» просило предоставить ему: «...право проводить, вдоль Невского проспекта, проводники для электрического освещения во все дома на протяжении от Адмиралтейской площади до Аничкова моста».
Товарищество предлагало городу в порядке возмещения за предоставленное ему право «...зажигать для города бесплатно по одному электрическому фонарю на известное число фонарей, поставленных для частного употребления». В первую очередь предлагали бесплатно осветить Екатерининскую площадь перед Александрийским театром. Предложение товарищества «Электротехник» не было использовано.
Только через три года осуществили электрическое освещение Невского проспекта станциями на р. Мойке и затем у Казанского собора, установленными предприимчивым Сименсом. Перелом наступил толькопосле организации так называемого «Общества электрического освещения 1886 года», построившего четыре электрических станции для общественных нужд в Петербурге и одну в Москве. Технической частью «Общества 1886 года» руководил Николай Павлович Булыгин, один из близких соратников П. Н. Яблочкова и один из пионеров в деле введения электрического освещения в русском флоте Под руководством Булыгина построили в 1887—1888 гг. первые центральные электрические станции «Общества 1886 года», вырабатывавшие постоянный ток.
В 1887 г. вступила в строй Царскосельская центральная электрическая станция переменного (однофазного) тока, на которой заведывал электрическим освещением В. Гриневич. Царскосельская станция в деле применения переменного тока была одной из первых не только в России. Эта станция располагала сетью высокого напряжения с распределением энергии посредством трансформаторов. В 1890 г. здесь была установлена новая динамомашина, дававшая ток весьма высокого по тому времени напряжения — 2400 вольт.
Выдающееся дело совершили русские инженеры Н. П. Булыгин и Н. В. Смирнов, построившие в Петербурге за короткий срок станцию, принадлежавшую последнему и известную под названием Василеостровской центральной электрической станции инженера Н. В. Смирнова. В мае 1894 г. на месте будущего строительства были только сараи и пустырь. В 1895 г. здесь уже действовав электростанция с установленной мощностью 800 киловатт, Станция вырабатывала переменный (однофазный) ток. Она долгие годы служила образцом для строительства подобных станций в России. Этому много способствовало не только устройство станции, но и очень хорошо поставленные здесь планирование и организация производства электроэнергии. Графики работы этой станции до настоящего времени привлекают внимание исследователей Описывая эту станцию, как образцовую для данной мощности и замечательную по скорости сооружения, Ч. К. Скржинский в январе 1900 г. сказал в своем докладе на I Всероссийском электротехническом съезде:
«Перенесемся мыслью в 1893 и 94 год. Тогда ни в Петербурге, ни в Москве ничего электротехнического не сооружали и ничего подобного построенным ныне крупным электрическим станциям не имелось. Тогда-то была задумана и в самый короткий срок построена описанная мною станция.
Такой своего рода смелый подвиг удается только самому энергичному и непоколебимому строителю, каковые, как это видно из прочитанного-мною доклада, появляются у нас в России».
Рис. 152. Проект машинного здания гидроэлектрической станции на р. Волхов, разработанный в 1894 году инженером В. Ф Добротворским. На общем валу по две группы турбинных колес и по три электрогенератора. Общая мощность станции с установленными 18 турбинами (в 2 запасными) по 2082 лот. сил., составляет 37 476 лот сил; 1894 год. — Из доклада В. Ф Добротворского I Всероссийскому электротехническому съезду „Электропередачи силы порогов Волхова. Наровы Вуоксы в С.-Петербург”, 29 декабря 1899 года.
Выдающимися следует также признать последующие дела, совершенные вслед за строительством Н. П. Булыгина и Н. В. Смирнова такими новаторами, как Р. Э. Классов и В. Н. Чиколев. Они были инициаторами сооружения в 1895—1897 гг. на Охтенских пороховых заводах в Петербурге «электрической передачи силы трехфазным током». Строителем и руководителем ее был Классов. Станция вырабатывала электроэнергию для освещения и для заводских нужд. Охтенская установка была построена отлично много лет она служила образцом. Принципы, положенные в ее основу, на протяжении десятков лет были ведущими в деле сооружения подобных электростанций.
Выдающийся строитель русских электрических станций, Р. Э. Классов совершил много других больших дел.
В 1897 г. он построил первую в Москве центральную электрическую станцию трехфазного тока также нового типа, производившую электроэнергию для освещения и для промышленных потребностей. В начале XX в. Р. Э. Классов создал первую в России электропередачу значительного протяжения: из Баку в нефтяной район Сабунчи, Балаханы, Романы. К 1906 г. постройка бакинских электростанций была закончена Р. Э. Классовом и принимавшим участие в этих работах Л. Б. Красиным.
В 1900—1902 гг. инженер М. К. Поливанов построил первую в России центральную электростанцию, генераторы которой приводились в действие паровыми турбинами. Эта станция сооружена на Никольской мануфактуре в Орехово-Зуевском районе.
В 1912—1914 гг. Р. Э. Классов выполнил последнее из выдающихся дел в области сооружения электрических станций в старой России. Он построил под Москвой первую русскую районную электроцентраль, получившую название «Электропередача». Дальность передачи составляла' 70 километров, напряжение в линии передачи — 33 000 вольт, мощность станции ко времени окончания постройки — 15 000 киловатт.
Классон смело применил на этой станции новое топливо — торф. Россия получила самую мощную в .мире электрическую станцию, работавшую на торфе. «Электропередача», созданная Р. Э. Классоном и отлично работающая и теперь, послужила образцом для строительства советских районных электростанций, работающих на торфе.
В годы же ее постройки «Электропередача» были уникумом в старой России. Иные электрические станции были типичными здесь в дореволюционные годы.
На I Всероссийском электротехническом съезде Р. Р. Тонкое сделал доклад о статистике и развитии электрических станций в Петербурге. К январю 1900 г., по его подсчетам, положение было следующее: «... всего на всех 294 частных и центральных станциях Петербурга имеется 50 906 паровых лошадей, 408 паровых двигателей, 98 газовых, 502 динамо-машины, 3317 дуговых фонарей и 451 551 лампа накаливания — приходящихся почти поровну между частными и центральными станциями».
В столице империи построили до 300 электрических станций к 1900 г., но все это были мелкие установки, резко отстававшие и по мощности, и по качеству от того, что тогда сооружали в передовых капиталистических странах.
На оборудовании всех электростанций России — на двигателях, на генераторах, на трансформаторах, на динамомашинах — пестрели марки иностранных фирм, полностью захвативших в свои руки поставки электрического оборудования в Россию. Использовалось оборудование очень плохо. Установленная мощность всех электрических станций была совершенно недостаточной для огромной страны 1098 тысяч киловатт к 1913 г. с общей выработкой в год до 2 миллиардов киловатт-часов.
Рис. 153. Машинная и котельная установки центральной электрической станции На Васильевском острове в Петербурге, построенной в 1894 году русскими инженерами Н. П. Булыгиным и Н. В. Смирновым. — Из доклада Ч. Скржинского I Всероссийскому электротехническому съезду: „О Василеостровской центральной электрической станции инженера Н. В. Смирнова, построенной на 800 киловатт, как о типе станции подобной величины”, 9 января 1900 года.
Передовые русские строители электрических станций Р. Э. Классов, Л. Б. Красин, Г. М. Кржижановский и их товарищи не могли должным образом развернуть свои силы в стране, осужденной царизмом на все большее отставание. Война, начавшаяся в 1914 г., резко ухудшила и без того плохое положение. Несовершенная и маломощная электроэнергетика страны не выдержала военного испытания и пришла в полное расстройство. Правящие классы вели страну полным ходом к невиданной катастрофе.
Страну спасла Великая Октябрьская социалистическая революция.
В сентябре 1917 г. В. И. Ленин в работе «Грядущая катастрофа и как с ней бороться» писал: «...либо погибнуть, либо догнать передовые страны и перегнать их также и экономически... Погибнуть или на всех парах устремиться вперед. Так поставлен вопрос историей».
В. И. Ленин и И. В. Сталин разрешили вопрос, поставленный историей. Страна победившего социализма на всех парах устремилась вперед.
| Введение | ||||
| Глава I | Глава II | Глава III | Глава IV | Глава V |
| Глава VI | Глава VII | Глава VIII | Глава IX | Глава X |
| Примечания | ||||
