Читать интересную книгу Русские инженеры - Лев Гумилевский

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.

На нынешней ступени развития техника в ряде областей стремится не только заменить автоматическими механизмами исполнительные машины, но и автоматизировать управление ими. Вот в этом последнем деле автоматическая регулировка хода машин и механизмов и приобретает свое, исключительное значение.

Автоматический регулятор является важнейшей частью современной машины, так как он сообщает ей устойчивость движения. Без устойчивости, без способности поддерживать постоянный режим работы машина не может хорошо работать. Механизм регулирования состоит в том, что регулятор приходит в действие от изменения регулируемой величины и передает в исполнительный механизм определенное усилие, чтобы воздействовать на источник энергии, питающий данную машину. В силу инерции исполнительный механизм продолжает свое движение, и равновесие достигается лишь после нескольких постепенно убывающих колебаний.

Задача науки состояла в том, чтобы исследовать природу этих колебаний и найти способы их устранения. Вышнеградский решил эту задачу просто и ясно. Применив тонкий математический аппарат, он охватил всю сложную физическую картину взаимодействия машины и регулятора в движении и написал две имевшие большое значение работы «О регуляторах прямого действия» и «О регуляторах непрямого действия».

Конструирование различных устройств для автоматического регулирования, управления или защиты стало ныне особой областью инженерной науки и машиностроения. Но основоположником учения о регуляторах остается Вышнеградский, труды которого и по сей день не утратили своего значения.

Сын вышневолоцкого священника, он родился в 1831 году, учился в духовном училище, в семинарии, но затем — конечно, не без ссоры с отцом — оставил семинарию и поступил на физико-математический факультет Педагогического института в Петербурге. Михаил Васильевич Остроградский направил своими лекциями интересы семинариста в область механики. По окончании курса Вышнеградский некоторое время был преподавателем в Кадетском корпусе, а затем стал преподавать механику в Артиллерийской академии, ведя одновременно научно-исследовательскую работу в различных областях теоретической механики. Вышнеградский становится профессором механики в Артиллерийской академии, а затем начинает читать лекции по паровым машинам в Технологическом институте. Здесь он развивает огромную организационную деятельность и становится директором института.

Типичный представитель интересов промышленной буржуазии, Вышнеградский старался поставить инженерную науку на службу своим хозяевам.

Прежде всего он принимает участие в перестройке Охтенского порохового завода и проектирует для него ряд машин, среди которых сконструированный им пресс получил широкое распространение у нас и за границей. Здесь же он применил небывалую для того времени передачу силы проволочными канатами на большое расстояние. Это новшество обратило на себя внимание технического мира и заграничной литературы. Принимая активное участие в проектировании, строительстве и пуске нового орудийного завода и первого в России завода для изготовления металлических патронов, Иван Алексеевич лично руководил монтажем и наладкой оборудования.

В 1872 году вышел из печати «Курс подъемных машин» Вышнеградского. Это один из лучших курсов по подъемным машинам. «Кто умеет строить краны, тот сумеет любую машину построить», — говорил Вышнеградский. По словам профессора В. Л. Кирпичева, этот курс представляет собой «введение к изучению машиностроения», так как он содержит «изложение общих правил машиностроения, и подъемные машины представляют лишь конкретный пример, на котором изъясняются общие правила».

Этому в значительной степени оригинальному труду Вышнеградского предшествовал и собственный его практический опыт. Состоя инженером-механиком Главного артиллерийского управления, он создал ряд оригинальных механизмов для подъема орудий. Ему же принадлежит проект устройства в Рыбинске пристани с механической перегрузкой грузов из барж в вагоны с помощью незадолго перед тем появившихся гидравлических механизмов.

Проект этот был осуществлен самим автором.

В те времена, когда Вышнеградский начинал свою научную и инженерно-практическую деятельность, машиностроительная промышленность у нас едва начинала развиваться и многие машины еще привозились из-за границы.

Однако Вышнеградский считал своей основной задачей подготавливать не механиков заграничных машин, а создателей своих собственных механизмов. Справедливо говорит о нем его ученик профессор Владимир Львович Кирпичев, что «введение в России преподавания машиностроения, а следовательно и подготовка к отечественному производству машин, есть дело И. А. Вышнеградского, и в этом состоит его главная заслуга и особое значение».

Вышнеградский не только создал ряд курсов по машиностроению, в числе которых была и его «Элементарная механика», изложенная лишь с помощью начальной математики. Вышнеградский прочел множество публичных лекций в зале «Петербургского пассажа», этого своеобразного учреждения, игравшего в середине прошлого века видную роль в развитии русской науки. Лекции были организованы здесь по инициативе научно-популярного издательства торгового дома «Общественная польза» и отнюдь не имели благотворительного характера.

«Изящный, специально отстроенный зал был, вероятно, первым вполне приспособленным к чтению лекций с необходимой обстановкой для опытов и демонстраций при помощи волшебного фонаря, — вспоминает К. А. Тимирязев. — В антрактах красная драпировка между белыми колоннами, составлявшая фон аудитории, раздвигалась, как бы приглашая публику в ряд помещений, своего рода педагогический музей, где она могла знакомиться с диковинной для нее химической посудой, физическими приборами, естественно-историческими коллекциями, так как в круг деятельности торгового дома входила и торговля этими почти неизвестными публике предметами. Читавшиеся в этой аудитории курсы могли бы принести честь и любому европейскому научному центру»[19].

Здесь-то и выступал Вышнеградский со своими общедоступными лекциями о паровых машинах, о механической теории теплоты, о «которой, — говорит Тимирязев, — и с университетской кафедры, по крайней мере, нам, натуралистам, еще не приходилось слышать».

Многие из деятелей русской науки и техники, по свидетельству Тимирязева, «признавали в этих лекциях первый толчок, пробудивший и в них желание изучать естествознание».

Вопросы электротехники и машиностроения занимали при этом едва ли не первое место и благодаря эффектным опытам, сопровождавшим чтение лекций, привлекали особенно много публики.

4. «Русский свет» в Европе

История науки и техники свидетельствует, что никакое научное знание, никакое научное открытие не может остаться не приложенным к жизни. Так или иначе оно найдет свое применение и даст практические результаты, хотя вначале иногда трудно предвидеть, когда и как это произойдет.

Бывает, что теоретик исследует природу и проникает в ее тайны без мысли о том, когда, где и к каким практическим результатам это исследование приведет; однако он совершенно убежден, что так или иначе оно будет применено в практике. Не всегда, однако, практическое приложение научного знания делает сам ученый. Бывает, что практические выводы из научного открытия делает инженер, изобретатель, техник.

В этом отношении большой интерес представляет история русской электротехники.

В конце XVIII столетия, как известно, при физических опытах с лягушками, исследователи случайно столкнулись с непонятным явлением, получившим название «гальванизма». Они нашли, что таинственная сила электричества «течет», движется, то-есть открыли то, что мы называем теперь электрическим током. Долгое время этот ток называли «гальваническим», а не электрическим. Впрочем, непонятному явлению вначале приписывалось чисто животное происхождение.

Открытие электрического тока произвело огромное впечатление на ученых того времени, и многие стали основательно изучать «гальванизм».

Вскоре было замечено, что гальванический ток появляется при взаимодействии некоторых веществ и металлов. В 1799 году физик Вольта построил так называемый «вольтов столб» из ряда кружков меди, цинка и кожи, смоченных уксусом. На проволоке, соединявшей медные и цинковые кружки, возникал непрерывный гальванический ток. Источник его был, стало быть, электрохимический и получил название «гальванических элементов». Они широко применяются до сих пор, особенно если нужен слабый ток, причем взаимодействуют в таких «элементах» самые разнообразные вещества.