Шесть прорывов русских инженеров . Русские изобретения - Дмитрий Савицкий

В сети регулярно появляется множество списков, озаглавленных "Русские изобретения" или "Что русские дали миру". К сожалению, большая часть приведенной в них информации сомнительна, зато ряд настоящих русских изобретений не упоминается вовсе. Конечно, проще и понятнее сказать: "В России изобрели самолет" (это не так), чем: "В России изобрели центробежный вентилятор" (это правда). Итак, поговорим о российских прорывах.

К сожалению, судьба огромного количества русских изобретателей складывалась по одному и тому же сценарию. Сначала блестящий инженер что-либо придумывает либо параллельно с иностранным коллегой, либо даже немного раньше. Затем он двадцать лет ходит по инстанциям и получает отказы, в то время как француз или американец за два-три года патентует свою разработку, находит инвестора, начинает производить и… поставлять в Россию. Так было с торпедами, трамваями, фотопленкой, парашютами и т. д., причем не только в области изобретательства. Скажем, Нестеров, номинально первым сделавший "мертвую петлю", получил за это выговор, в то время как великий французский летчик Адольф Пегу развил воздушный пилотаж в отдельный вид искусства и стал его официальным родоначальником.

Такое развитие событий было связано в первую очередь с крайне слабой законодательной базой. Какое-никакое понятие об авторском праве в области науки и техники в России появилось в начале XIX века - на 200 лет позже, чем даже в США (первый американский патент датируется 1641 годом), и почти на 400 - чем в Европе. Во-вторых, играла роль психология - консервативный образ жизни, сила привычек.

Но все-таки были настоящие русские прорывы. Глобальные изобретения, которые зародились у нас и завоевали мир, двигаясь с Востока на Запад и дальше, через океан, даже если на родине они в итоге и не "выстрелили". Некоторые из них мы сегодня и рассмотрим.

Токарный станок

Первым русским изобретателем нужно считать Андрея Константиновича Нартова. Совсем молодым человеком он с несколькими немецкими мастерами был вызван Петром I из Московской школы математико-навигацких наук в личную мастерскую царя, где с 1712 по 1725 год разработал целый ряд новаторских приспособлений для различных технологических операций. Самое важное изобретение Нартова - это токарно-винторезный станок с механическим суппортом. До Нартова существовали примитивные токарные станки, но, работая на них, мастер держал и перемещал инструмент руками, что требовало недюжинных навыков и при этом не обеспечивало почти никакой точности. Внедрив суппорт, Нартов мог бы совершить революцию в производстве, но не совершил по описанным во вступлении причинам.

По воле Петра он много путешествовал по Европе - учился, набирался опыта и добывал сведения о технологиях. Свой станок он возил с собой, демонстрируя русскую технологию миру, в частности прусскому королю Вильгельму Фридриху I, а также представителям Парижской академии наук. Говорят, что Жан-Поль Биньон, президент академии, предлагал Нартову остаться во Франции, но тот отказался, и Биньон написал для Нартова хвалебное рекомендательное письмо, служившее, по сути, пропуском в научные круги любой европейской страны. Станок Нартов оставил во Франции, и тот по сей день экспонируется в парижском Музее искусств и ремесел (остальные сохранившиеся станки Нартова хранятся в Эрмитаже).

После смерти Петра развитие техники в России резко застопорилось. Нартов долгое время работал в различных инстанциях, занимал среднего порядка должности в Петербургской академии наук и написал книгу "Театрум Махинариум", в которой подробно описал 36 конструкций токарных станков разного свойства. К сожалению, она затерялась в бюрократических кругах и обнаружена была лишь 200 лет спустя.

А токарный станок с суппортом первым запатентовал британский механик Генри Модсли в 1800 году. До того Модсли изучал все, что было связано с токарным делом, и, несомненно, опирался в своих разработках - более совершенных, все-таки прошло 80 лет - на виденный им в парижском музее удивительный станок Нартова.

Телеграф

В 1830-х годах электрический телеграф создавался и развивался параллельно в разных странах. Несколько инженеров практически одновременно подошли к идее передавать информацию по проводам. В России тоже был свой пионер - барон Павел Львович Шиллинг, и так случилось, что он успел раньше всех.

Шиллинг был очень известным дипломатом - работал в Германии, позже много ездил в качестве этнографа по Сибири и Монголии, собирая коллекцию литературных памятников тибетско-монгольской культуры. Параллельно интересовался электротехникой и создал ряд интересных систем, в частности первую в России схему электрического подрыва мин. Для дипломатической переписки он усовершенствовал биграммный шифр (метод, при котором шифруются пары из двух букв) и разработал механическое устройство для шифрования.

Но самой известной его работой стал телеграф. Он сконструировал его, используя наработки своих добрых знакомых - немецкого врача Самуэля Томаса Земмеринга, создавшего одну из ранних неудачных телеграфных систем, и знаменитого французского физика Андре-Мари Ампера, предложившего использовать для телеграфа гальванометр, прибор для измерения силы тока, стрелка которого может отклоняться на заданную величину в зависимости от сигнала.

Шиллинг построил две различных модели телеграфа, которые многократно совершенствовал. Первая состояла из шести неградуированных гальванометров, которые реагировали на подачу тока, поворачиваясь черной или белой стороной, - Шиллинг использовал шестисимвольную систему шифрования текста. Вторая имела лишь один гальванометр со шкалой - стрелка отклонялась на заданную величину, поскольку сила тока для каждого передаваемого знака была различной. Первая версия прибора была триумфально продемонстрирована императору Николаю I, лично отправившему телеграмму в соседнюю комнату, а в 1835 году Шиллинг провел по дну канала вокруг Адмиралтейства первую в мире работающую телеграфную линию. К сожалению, второй заказ, линию Петергоф - Кронштадт, он выполнить не успел, скоропостижно скончавшись в 1837 году.

Он активно публиковал свои работы на разных языках и не делал из них секрета. Его публикации дали начало развитию телеграфа в Европе. Первой коммерческой стала система, разработанная британцами Уильямом Фотергиллом Куком и Чарльзом Уитстоуном. Кук указывал, что исходником его схемы было изобретение Шиллинга, о котором он узнал из лекций в Гейдельбергском университете.

Радиатор отопления

Конечно, в стране, известной своими морозами, не могло не произойти серьезного прорыва в области отопления. Сделал его Франц Карлович Сан-Галли, в 1843 году приехавший из Германии 19-летним юнцом, обрусевший, получивший гражданство и добившийся невероятного успеха. Его маленькая мастерская разрослась со временем до огромного чугунолитейного завода - он производил ограды и фонарные столбы, решетки и козырьки, сейфы и канализационные люки, детали кораблей и промышленных механизмов. Если внимательно ходить по Санкт-Петербургу и рассматривать старинные кованые элементы, примерно на половине будет клеймо завода Сан-Галли.

В 1855 году скромная мастерская Сан-Галли получила необычный заказ на ремонт отопительной системы в императорских оранжереях Царского Села. Платили хорошо, но в первую очередь важен был престиж. Это был первый крупный заказ для маленькой фирмы, и первый - государственный! Изначально в оранжереях стояла устаревшая и громоздкая система англо-американца Энджера Марча Перкинса, одного из мировых пионеров центрального отопления. Сан-Галли в процессе работы понял, как можно в десятки раз увеличить теплоотдачу системы Перкинса, не тратя лишнего топлива и сделав всю конструкцию значительно компактнее. Старые калориферы он заменил подобием современных радиаторов собственной разработки - толстыми трубами, оснащенными большим количеством перпендикулярных дисков. Такая схема позволяла сильно увеличить площадь нагревающейся поверхности.

По окончании работ в 1857 году приемная комиссия была поражена эффективностью обновленной Сан-Галли системы. Слухи об удивительной системе передавались из уст в уста, и уже на следующий год у фирмы не было отбоя от клиентов. Впоследствии Сан-Галли будет вносить усовершенствование за усовершенствованием, и к концу XIX века отопительная батарея его конструкции приобретет ровным счетом такой вид, какой имеют обычные чугунные или стальные батареи под нашими окнами.

Ледокол

Изобретение ледокола можно назвать первой настоящей историей русского успеха. Разработал его "владелец заводов, газет, пароходов", богатый купец и промышленник Михаил Осипович Бритнев в начале 1860-х годов.

Суровые зимы мешали одному из его начинаний - регулярной судоходной линии Кронштадт - Ораниенбаум. Летом товары доставлялись пароходами, зимой приходилось переходить на санные упряжки, идущие непосредственно по льду и значительно менее выносливые, а весной и осенью линия вообще останавливалась. Технологии колки льда того времени были крайне несовершенными - использовались так называемые гиревые ледоколы, первым из которых был филадельфийский City Ice Boat No. 1, спущенный на воду в 1837 году. На этих судах устанавливались специальные мачты, с которых тяжелые гири на бечевках сбрасывались на лед, раскалывая его. Скорость была, прямо скажем, крайне низкой.

Бритнев использовал тот же принцип, что применялся на старинном промысловом судне Русского Севера - коче. Коч имел хитроумно скошенный нос, позволявший затащить его на лед и пройти несудоходный участок волоком. А при схождении льдин коч не затирало, но выталкивало наверх. В 1864 году Бритнев модернизировал таким образом паровой катер "Пайлот". Пароход был значительно тяжелее коча, что позволяло ему продавливать льдины собственной тяжестью.

Правительство схему Бритнева отвергло (кто бы сомневался!), но он был богат и на свои деньги переоборудовал в ледоколы еще два буксира - "Айрут" и "Наш", а позже построил на своей верфи два специализированных ледокольных судна - "Бой" (1875) и "Буй" (1889). Бритнев получил европейские и американские патенты на ледокол и успешно продал права в Нидерланды, Германию, Данию, Швецию и США. Еще при жизни Бритнева ледоколы современного типа широко распространились в России и мире.

Сварка

Сварку металлов - процесс, незаменимый ныне на любом производстве, - не просто изобрели в России. Именно у нас сделали абсолютно все шаги, необходимые для ее появления и внедрения, от открытия электрической дуги до получения патентов на все возможные виды этой технологической операции.

В основном это заслуга двух инженеров - Николая Николаевича Бенардоса и Николая Гавриловича Славянова. Трудно представить себе двух более отличных друг от друга людей. Бенардос был обеспеченным прожигателем жизни, он бросил два университета, жил за границей, промотал отцовское состояние и постоянно находился в конфликте с властями из-за самодурства. В частности, он не мог работать на государственных должностях, поскольку имел судимость за устроенный над местным земским врачом суд Линча. Славянов же был скромным, старательным, происходил из небогатой семьи, с отличием окончил Петербургский горный институт и всю жизнь работал на казенных горных и пушечных заводах.

Бенардосу повезло. В 1881 году его друг, известный электротехник Павел Яблочков, представлял продукцию своей фирмы на Международной электрической выставке в Париже и отправил Бенардоса в качестве своего представителя. Готовясь к выставке в лаборатории при журнале Électricien, Бенардос случайно обнаружил способность электрической дуги соединять металлы. Это изобретение было спонтанно показано на выставке вместе с другой продукцией и получило… золотую медаль! Позже Бенардос запатентовал технологию (денег у него уже не было, и он вписал в патент богатого купца Ольшанского, выделившего средства) и основал фирму "Электрогефест", выпускавшую сварочные аппараты нового типа.

Славянов в 1887 году, внедряя технологию Бенардоса у себя на заводе, серьезно ее усовершенствовал, использовав плавкий электрод и разработав сварку под слоем флюса, и в 1893 году получил за это изобретение золотую медаль Всемирной выставки в Чикаго. В принципе такой, какой сварку сделал Славянов, мы знаем ее и сегодня.

Сейсмограф

Одним из основоположников современной сейсмологии и, в частности, изобретателем электрического сейсмографа был русский князь Борис Борисович Голицын. Выходец из известнейшего дворянского рода, он прошел домашнее обучение и школу для аристократической элиты, учился сперва в Морской академии, затем в Страсбургском университете и, будучи энтузиастом физики, много лет воевал с научным сообществом, регулярно публикуя различные исследования сомнительной ценности. Но так случилось, что в 1900 году в возрасте 38 лет он вошел в качестве рядового члена в только что образованную Постоянную центральную сейсмическую комиссию, и обнаружилось, что это его призвание. Будучи посредственным физиком, Голицын оказался гениальным сейсмологом.

Он с головой ушел в работу и плотно занялся конструированием и созданием новых типов сейсмографов и в считаные месяцы сумел решить уже давно стопорившую мировую сейсмологию проблему регистрации слабых колебаний. Суть в том, что сейсмографы того времени были сугубо механическими и регистрировали колебания на закопченной бумаге. Землетрясения интенсивностью до 4 баллов они могли зафиксировать разве что случайно. А если говорить о дальних землетрясениях, то здесь вступали в действие различные искажения, возникающие при прохождении сейсмическими волнами определенного расстояния. В общем, у механических сейсмографов был предел.

В 1903 году Голицын представил сейсмограф, в котором с маятником связывалось не перо, а индукционная катушка, движущаяся относительно постоянного магнита. Когда маятник менял положение, катушка сдвигалась, менялся поток магнитной индукции и возникала ЭДС, пропорциональная изменению положения маятника. Оставалось только ее зафиксировать. Это позволило делать сейсмографы с увеличением в 1000 раз и более при маятнике массой всего 10 кг (механический аналог должен был иметь маятник массой порядка 2 тонн). Впоследствии Голицын сконструировал десятки сейсмометров и инициировал создание в России сейсмометрических станций I класса, оборудованных по последнему слову техники.

Тим Скоренко http://tass.ru/rusengineers/vik-tochka-zreniya/3732252

см. в цикле:

Очередной невероятный прорыв в области хранения информации. Русские изобретения https://cont.ws/post/437082