Читать интересную книгу Русские инженеры - Лев Гумилевский

Н. П. Петров не был узким специалистом железнодорожного дела. Даже те его работы, которые касались специальных вопросов, носили характер широких обобщений и оставляли заметный след в теоретической и прикладной механике. Не говоря уже о его «Гидродинамической теории», редкая статья Николая Павловича не привлекала к себе внимания специалистов — математиков и механиков.

По поводу исследования «Влияние поступательной скорости колеса на напряжение в рельсе» Жуковский писал Николаю Павловичу:

«Ваш прием позволяет распространить вывод на случай подвижных опор и приводит к интересному заключению об опасном влиянии этой подвижности. Посылаю вам найденное мною доказательство любопытного свойства наших графиков, которое вы указываете…»

В дискуссии, разгоревшейся вокруг исследования Петрова «О скольжении ремня на шкивах», Жуковский решительно склоняется на его сторону и приводит ряд доказательств правильности его теоретических соображений.

Н. П. Петров вводил науку и научный метод в железнодорожное дело не только как профессор и администратор — своей ученой деятельностью он немало способствовал вовлечению русской науки в интересы железнодорожной техники.

Не менее энергичным и замечательным организатором научно-исследовательской работы на железнодорожном транспорте в России был другой блестящий русский инженер — Александр Парфенович Бородин.

Как и его брат, известный ботаник, Александр Парфенович был не только талантливым, но широко образованным человеком. Он обладал неиссякаемой энергией и огромной любознательностью. После окончания курса Института путей сообщения в 1872 году он быстро завоевал себе репутацию отличного инженера и превосходного организатора, так что никто не был особенно удивлен, когда в начале восьмидесятых годов Бородин занял должность управляющего Юго-Западными железными дорогами.

Стремление к экономии топлива и успехи в применении принципа двойного расширения пара привели техников всех стран к попыткам применить этот принцип, так называемый принцип «компаунд», к паровозам.

Система двойного расширения пара в двух цилиндрах с неравными диаметрами была введена уже очень давно. К паровозам эту систему впервые, но без успеха, применил в 1876 году Малле, известный конструктор сочлененных паровозов, получивших название «маллет». Широкое же распространение компаунд-паровозы получили позднее, главным образом в результате работ русских инженеров — прежде всего Бородина.

В 1882 году Бородин организовал в Киеве первую в мире паровозную лабораторию для изучения вопроса о целесообразности применения принципа «компаунд» в паровозостроении. Лаборатория эта помещалась в Киевских мастерских Юго-Западных дорог. Опыты производились с двухцилиндровым компаунд-паровозом, переделанным из паровоза простого действия. Работал он в качестве стационарной машины. Это был первый в мире опыт научного исследования работы паровоза в лабораторных условиях.

Исследования показали, что система «компаунд» в применении к паровозам может дать значительную, примерно до двадцати процентов, экономию в расходе пара по сравнению с паровозами однократного расширения.

После этого Бородин переделал на систему «компаунд» еще несколько паровозов и продолжил свои исследования в условиях нормальной эксплуатации.

Управляющий крупнейшей сетью железных дорог превращался при этих исследованиях и в машиниста, и в смазчика, и в кочегара. Копоть, сажа и угольная пыль густым слоем покрывали с ног до головы и Александра Парфеновича и его помощников.

Черные пятна от сажи на Протоколах научных испытаний как бы свидетельствовали о полном единстве теории и практики, научного исследования и опыта.

Этот талантливый представитель инженерной науки шел верным путем. Исследования показали, что действительная экономия пара меньше полученной в лаборатории, но вместе с тем выяснилось, что эта экономия может иметь место при условии продолжительной работы паровоза и при правильном расчете некоторых деталей конструкции.

В 1886 году Александр Парфенович опубликовал результаты своих исследований в трактате «Опытные исследования над применением системы „компаунд“ и паровых рубашек к паровозной машине, произведенные на Юго-Западных железных дорогах». Вслед за этим повсеместно начались опытные исследования, подтвердившие правильность выводов русского инженера.

Исследования на Юго-Западных дорогах продолжались. Положительные результаты многолетних и всесторонних испытаний компаунд-паровозов побудили Юго-Западные дороги перейти к постройке новых компаунд-паровозов, вскоре получивших в России значительное распространение. В связи с русским опытом начали их строить и за границей.

Следует заметить, что в 1890 году Коломенский завод поставлял пассажирские компаунд-паровозы за границу, успешно конкурируя с германскими заводами.

Метод научного исследования, введенный впервые в практику паровозостроения Бородиным, имел огромное значение для дальнейшего развития у нас этой области железнодорожного хозяйства. Все последующие усовершенствования в области паровозостроения, как, например, перегрев пара или сочленение паровозов, вводились в России раньше и с большим успехом, чем за границей.

Любопытна история русских «маллетов». Сочлененные компаунд-паровозы системы Малле появились у нас на Московско-Рязанской дороге в 1897 году, тогда как во Франции, в Германии и Швейцарии «маллеты» не оправдали своего назначения и от постройки их отказались.

Появление сочлененных паровозов было вызвано у нас необходимостью усилить мощность паровозов на участках дороги с возросшим движением. Слабое верхнее строение пути не позволяло усилить давление на рельсы от оси паровоза. Чтобы не прибегать к укладке более тяжелых рельсов, начальник службы тяги Московско-Рязанской дороги Е. Е. Нольтейн решил поставить на опытную работу паровоз системы «компаунд». Основная причина неуспеха «маллетов» за границей заключалась в их неспособности трогать с места тяжелые поезда, что противоречило расчету. Проверив расчет, Нольтейн пришел к выводу, что дефект кроется в каком-то конструктивном недостатке, ускользнувшем от строителей.

Придя к такому заключению, Нольтейн отправился на тот паровозостроительный завод, который строил сочлененные паровозы, и предложил им построить паровоз такой системы по его указаниям.

Дирекция завода отнеслась к проекту критически, и инженеру с большим трудом удалось убедить завод взяться за выполнение заказа.

Заказанный паровоз прибыл на место и при первых испытаниях не оправдал надежд Нольтейна. Не падая духом, он взялся за исследование паровоза и после многих опытов увидел, что все дело кроется в том, что в ресивере, соединяющем цилиндры высокого давления с цилиндрами низкого давления, недостаточно давление пара. Дефект этот был устранен небольшим изменением конструкции, и система «компаунд» вдруг получила все права гражданства.

После этого Коломенский завод начал строить шестиосные паровозы серии «В», с размещением осей на двух тележках. С 1903 года паровозы серии «в» работали на Сибирской железной дороге. В 1910 году на этих паровозах был введен и перегрев пара.

Русский «маллет».

Так как перегреватель пара на паровозах Коломенский завод стал устанавливать раньше, чем американские и английские заводы, то в результате работ русских паровозостроителей в России и появился тот тип сочлененного компаунд-паровоза с перегревателем, который показал свои эксплуатационные достоинства и послужил примером для Америки, не имевшей у себя паровозов такой системы.

С этого момента многие железные дороги стали вводить сочлененные паровозы, постепенно усиливая их и помещая на восьми, десяти и даже на пятнадцати осях. Из скромного шестиосного сочлененного паровоза Московско-Казанской дороги, имевшего восемьдесят тонн сцепного веса, «маллет» вырос до пятнадцатиосного триплекс-паровоза со сцепным весом в триста восемьдесят семь тонн.

Нельзя не пожалеть о ранней смерти Бородина, «крестного отца» этого великолепного паровоза.

Этот замечательный русский инженер в своих статьях ни разу не упомянул о том, что он шел впереди американской техники и указывал пути дальнейшего развития в области паровозостроения. Не предвидел он и той блестящей судьбы, которая ожидала его сочлененные паровозы.

Вероятно, так же мало подозревал и Иван Алексеевич Вышнеградский то, какое огромное значение для современного машиностроения будет иметь его учение о регуляторах и насколько впереди своего времени шел он, создавая теорию автоматического регулирования. Если до него проектирование автоматических регуляторов всецело зависело от догадливости и изобретательности инженера-конструктора, то после его работ это важное и сложное дело получило теоретическую основу. Опираясь на науку, на теорию, на расчет, автоматическое регулирование машин, как известно, достигло к нашему времени удивительной высоты.