100 великих научных достижений России

«ОГНЕННАЯ МАШИНА» ПОЛЗУНОВА

Механик, конструктор, строитель, изобретатель; шихтмейстер (горный чиновник XIV класса Табели о рангах, наблюдающий за шахтами) Колывано-Воскресенских заводов (Алтай), командир Чарышской флотилии, комиссар (заместитель управляющего по хозяйственной части) Колыванского завода, единственный в российской истории «механик в чине инженерного капитана-поручика» (звание учреждено специально для Ползунова Екатериной II), Иван Иванович Ползунов (1728–1766) прославился многими усовершенствованиями, облегчавшими труд рабочих, в частности, «пильной мельницей» – лесопилкой, приводимой в движение водой. Выдающимся научным достижением пионера русской теплотехники стала впервые сформулированная им идея создания универсального теплового двигателя (1763), а также строительство по собственным чертежам первой паровой машины – «плавиленной фабрики» (1764–1766).

Живи Д. Уатт в России, а И. Ползунов в Англии, началом промышленной эры в мире считался бы не 1784, а 1766 г., Ползунов получил бы патент, а Уатт сгинул вместе со своей машиной в вечности, не оставив потомкам даже своего портрета. Вот только Россия и в этом раскладе осталась бы все равно ни с чем. Хорошо еще, что сохранились документы и свидетельства очевидцев одного из первых русских изобретений мирового уровня, которые могут как-то утешить нашу историческую гордость.

Судьба Ползунова сложилась и счастливо, и трагически. Солдатский сын своими трудами выбился в люди, стал «вашим благородием», был замечен императрицей; успел в 38 лет стать первостатейным ученым и изобретателем, создать и построить грандиозную для тех лет паровую машину, но не успел испытать ее и запустить в серию.

Но обо всем по порядку.

Модель паровой установки И.И. Ползунова

В 1761 г. на Барнаульский завод, при котором находилась канцелярия Колывано-Воскресенских заводов (бывших Демидовских), прямо подчинявшаяся «Кабинету ее величества», приехал новый начальник заводов, горный специалист, организатор и руководитель горнозаводского производства на Алтае А.И. Порошин. С собою генерал-майор привез, как сейчас сказали бы, пакет модернизационных мер, одобренных Екатериной II. Естественно, «для улучшения заводов» Порошину понадобились хорошие специалисты.

Нашлись такие. Среди них своим образованием (полученным большей частью за счет самообразования) и несомненным инженерным талантом выделялся шихтмейстер Иван Иванович Ползунов, горнорудный специалист широкого профиля. В свои 33 года он уже отличился в проектировании дорог и строительстве переправ, пристаней, крепостей; проектировании и переоборудовании медеплавильного и иных заводов; при отладке технологии стекольного завода; на строительстве лесопилки и золотопромывальной фабрики; в руководстве рудовозной флотилией и даже какое-то время в управлении Колыванским заводом и прилегающим к нему округом.

Схема одноцилиндрового паро-атмосферного двигателя английского изобретателя Т. Ньюкомена подвигла Ползунова на собственное творчество. Загоревшись идеей сконструировать некое подобие этого парового насоса, и тем самым «преодолеть рабскую зависимость горнозаводского производства от водяного колеса» (заводы вынуждены были ставить на реках, как правило, вдали от горнорудных шахт), инженер разработал собственный проект «огненной машины» и положил на стол Порошину в 1763 г. чертежи и пояснительную записку. При этом Ползунов преследовал еще одну цель: облегчить каторжный труд заводских рабочих.

Генерал рассмотрел пионерный проект паро-атмосферной двухцилиндровой машины, дал ему добро и отправил в столицу на высочайшее утверждение. Помимо «огненной машины», работавшей по принципу сдвоенного паро-атмосферного цикла, установка включала еще котел. Машину предполагалось заключить в специально построенный трехэтажный сарай. Как ученый Ползунов впервые сформулировал зависимость оптимальной работы двигателя от температуры воды, конденсирующей пар. «Действие эмволов (поршней) и их подъемы и спуски тем сделаются выше, чем в фанталах (фонтанах) будет вода холоднее, а паче от такой, которая близ пункта замерзания доходит, а еще не сгустеет и от того во всем движении многую подаст способность». Сие определение есть один из законов термодинамики, высказанный русским ученым чуть ли не за век до формирования этой науки.

Двигатель предназначался «для подачи воздуха в плавильные печи к воздуходувным мехам и для приведения в действие поршней водяных насосов, подающих воду в верхний бассейн для питания фонтанов внутри цилиндров в момент конденсации пара». Дополнительно двигатель мог приводить в действие рудодробилки и другие механизмы, а также совершать вращательные движения с помощью кривошипного механизма.

Ответ из Петербурга пришел через год. «Механикусу» Ползунову был пожалован чин капитана-поручика и награда в 400 руб. (которой лауреат так и не дождался), а дальнейшую судьбу перекладывал на решение местных властей. Ползунов тем временем за год разработал проект второй очереди: конструировал теплосиловую станцию на 15 плавильных печей, и Порошин дал команду – строить на Барнаульском заводе первую в мире универсальную теплосиловую установку, требующую громадных затрат, соизмеримых со строительством нового завода. Руководить строительством мог лишь один Ползунов, технически грамотных помощников у него не было. Вместо 76 положенных по штату работников, в том числе 19 мастеров, инженеру «от щедрот» дали четырех учеников, двух отставных мастеровых да четырех солдат-охранников. Через какое-то время дали еще несколько крестьян. Не было станков, инструментов, не хватало металла и материалов. Не сделали обещанный по кооперации семисотведерный литой котел, и его пришлось делать самому конструктору, вынужденно тонкостенным. Пришлось выкручиваться, для экономии средств и ускорения работы совершенствовать установку, что в другое время и в другом месте обернулось бы не одним патентом. Надо ли говорить, что, занимаясь всем на свете, днюя и ночуя на строительстве, сутками на ледяной стуже, Иван Иванович подорвал свое здоровье, подхватил скоротечную чахотку и за неделю до назначенных испытаний скончался в возрасте 38 лет.

23 мая (5 июня) 1766 г. 11-метровую машину мощностью в 40 л. с., впервые целиком построенную из металла, испытали юные ученики Ползунова Дмитрий Левзин и Иван Черницын. После пяти успешных испытаний добрым словом помянули великого изобретателя, не допустившего ни одного слабого места в установке, и 7 августа запустили машину в эксплуатацию.

Машина проработала не на полную мощность 43 дня, после чего дал течь котел. Казалось бы, отремонтируй и продолжай дальше! Тем более, что только за полтора месяца чистая прибыль составила 11 016 рублей 10,25 копейки, на которую можно было построить еще полторы такие машины или полтора горнорудных завода.

Увы, без Ползунова некому было продвигать его детище. Да и дармовых рабочих рук хватало. Пятнадцать с половиной лет «огненная машина» ржавела, после чего по указу властей ее разломали.

Чертежей и пояснительной записки Ползунова не осталось. Так же как и могилы гениального изобретателя.

В 1784 г. Д. Уатт получил патент на аналогичный ползуновскому универсальный тепловой двигатель, с которого и принято ныне отсчитывать промышленную эру.

ПРИБОРЫ, МЕХАНИЗМЫ, СООРУЖЕНИЯ КУЛИБИНА

Нижегородский посадский, механик, инженер, конструктор, изобретатель, художник, поэт, скульптор, композитор; заведующий механической мастерской Петербургской АН; кавалер Золотой медали императрицы Екатерины II на Андреевской ленте, Иван Петрович Кулибин (1735–1818) является создателем многих приборов, механизмов и сооружений, опередивших век. Кулибин – родоначальник приборостроения в России.

Кулибин, являвший собой редкое сочетание разнообразных талантов, создал немало замечательных приборов, механизмов, сооружений, которыми гордится наша наука, техника, искусство. Недаром высокообразованные современники Кулибина сравнивали русского уникума с Л. да Винчи, хотя и называли «механиком-самоучкой». К их словам стоит добавить: уровня Дж. Уатта, М. Фарадея, Дж. Стефенсона, Б. Франклина – точно таких же механиков-самоучек, не имевших даже школьного образования. Можно заметить еще, что механика Л. Эйлера и механика Кулибина – всего лишь две стороны одной и той же науки, в первом случае выраженной в математических символах, а во втором – воплощенной в металле, дереве и стекле. И тут никуда не уйдешь от дефиниции: «Практика – критерий истины». Истина же в том, что «сотворения премудростей диковинных» Кулибина стали не просто музейными экспонатами или историческими описаниями, а великими научными достижениями России эпохи, когда отечественная наука только-только создавалась. Общаясь с лучшими учеными того времени – Л. Эйлером, С.К. Котельниковым, Н.И. Фуссом, В.Л. Крафтом, С.Я. Румовским и др., Кулибин получал от них консультации и необходимые книги и делал свое дело на уровне современной ему науки.

И.П. Кулибин. Неизвестный художник

С главным механикусом Отечества судьба сыграла злую шутку, которую она вообще любит играть с российскими самородками. Большинство изобретений Кулибина, поданных им на рассмотрение двора и Академии наук в виде чертежей, моделей или натюрель, были с восторгом приняты, но почти все оказались в архивах, Кунсткамере, а некоторые и вовсе пропали без следа. Приборы и механизмы, которые могли принести России пользу, выгоду и славу, правительство предпочло «не замечать», и спустя несколько десятилетий закупать на Западе часто уступавшие кулибинским аналоги европейцев.

Первый же механик империи к концу жизни стал нищим; на устройство его похорон продали со стены часы. А ведь заслуга Кулибина перед Отечеством даже помимо всех его изобретений была огромнейшая. 30 лет Иван Петрович заведовал «инструментальной, токарной, слесарной, барометренной палатами», обеспечивавшими Академию наук, российские университеты и научные общества разнообразнейшими станками, астрономическими, физическими и навигационными приборами и инструментами. Историки науки отмечали, что «Кулибин фактически был министром приборостроения, инструментальной отрасли, метрологии» и стал одним из основателей приборостроительной промышленности в нашей стране. Ко всем научным приборам и изделиям – электрическим машинам, телескопам, микроскопам, весам, барометрам и т. д. Кулибин составлял подробные инструкции и научные описания, коими пользовались и лаборанты, и академики.

Не станем перечислять все «преждевременные» научно-технические шедевры Кулибина. Упомянем лишь, что механик создал серию часов, которые считаются непревзойденными, с оптикой он творил чудеса непостижимые и не достижимые больше никем по тогдашнему уровню развития техники.

Из самых известных изобретений Ивана Петровича назовем лишь несколько. Материальному воплощению каждого из них предшествовали годы инженерно-конструкторских и экономических расчетов, изготовления чертежей, моделей, испытаний. Изобретатель к каждому своему детищу подходил с тщанием и любовью. Одних только чертежей, исполненных конструктором, сохранилось ныне свыше 2000!

Итак, по абзацу-другому на 5 изобретений Кулибина – ножные протезы, арочный мост, оптический телеграф, «самобеглую коляску», «водоходное судно».

«Описание, каким образом для офицеров, рядовых солдат и другого звания людей, лишившихся на войне и по другим причинам природных ног, делать вместо безобразных деревянок и подпазушных костылей искусством механики произведенные и скрытно привязанные ноги в виде натуральных» – таково название «механической ноги» для семнадцатилетнего офицера С.В. Непейцина, потерявшего ногу под Очаковом. Военные хирурги признали изобретение Кулибина самым совершенным из всех тогда существовавших.

Благодаря протезу будущий герой войны 1812 г. «обувался в шелковые чулки, башмаки и сапоги, ибо у приделанной ноги плюсня должна быть для обуви разгибная, с пружиною на шарнире, чтобы, обуваясь при надевании чулка, могла разгибаться подобно натуральной», и в конце концов начал ходить. Эта «нога» стала основой современного протезирования.

Будучи крупнейшим мостостроителем своего времени, Кулибин при расчете деревянного одноарочного моста через Неву с пролетом 298 м впервые в мире применил теорию т. н. многоугольника, которая потом вошла во все курсы теоретической механики. четырнадцатисаженную, в 1/10 натуральной величины «модель такого моста, который бы состоял из одной дуги или свода без свай и утвержден бы был концами своими только на берегах реки», Кулибин в 1776 г. успешно испытал в присутствии специальной академической комиссии. Проект неразводного моста получил высокую оценку, поскольку позволял заходить в порт громадным судам. Это был первый случай моделирования мостовых конструкций. Мост, по признанию специалистов, остался непревзойденным образцом деревянного мостостроения.

Выдающийся мостостроитель Д.И. Журавский об этой модели сказал, что «на ней печать гения; она построена на системе, признаваемой новейшею наукою самою рациональною; мост поддерживает арка, изгиб ее предупреждает раскосная система, которая, по неизвестности того, что делается в России, называется американскою». Увы, мост не был построен, а модель сгнила в Потемкинском саду.

В 1779 г. Кулибин сконструировал первый семафорный телеграф – прототип современного прожектора. Фонарь-прожектор представлял собой вогнутый круг из зеркальных кусочков, в котором отражаемый свет усиливался от слабого источника в несколько сот раз. Такими фонарями при Екатерине II освещались дворцовые парки и главная улица северной столицы – Невский проспект. Кулибин разработал также секретный код для передач. Портовому городу это изобретение было как нельзя более кстати, но с кончиной Екатерины II оно было «забыто». Лет через тридцать во Франции купили менее совершенный телеграф за 120 тыс. рублей.

Трехколесная самокатка с ножным приводом, продемонстрированная Кулибиным в 1791 г., развивавшая скорость до 15 км/ч, привела публику в восторг. Маховое колесо, тормозное устройство, коробка скоростей, рулевой привод, подшипники скольжения – через сто лет легли в основу ходовой части автомобиля К. Бенца. Что стало с «самобеглой коляской» – неизвестно. Говорят, ее уничтожил сам автор.

Гениальным по замыслу стало «водоходное судно» изобретателя. Устроив на носу посудины поперечный вал, на который были насажены два колеса с лопастями, и соединив его зубчатой передачей с другим параллельным ему валом с муфтами-катушками, к которому крепились канаты с двумя якорями, Кулибин создал первую «самоходку» в мире. Самоходку, бегущую без весел и паруса против течения за счет встречного потока воды! Дело в том, что по ходу судна бросался якорь, течение закручивало водные колеса, а на муфты вала наматывался канат, прикрепленный к якорю. Когда канат выбирался, второй якорь на лодке завозился вперед. Трудно переоценить это изобретение в век бурлачества, когда тысячи бурлаков беспросветно тянули свою лямку.

Впервые самоходка была испытана в 1782 г. С грузом песка в 4000 пудов, комиссией из адмиралов и генералов, под управлением изобретателя судно обогнало двухвесельный ялик. Екатерина была в очередной раз поражена, комиссия одобрила детище механикуса. За 20 с лишним лет Кулибин создал еще несколько более совершенных моделей, успешно испытал их, но никто не пожелал связываться с этим новшеством. Зачем? Бурлаков хватало.

При Александре I в 1807 г. проект Кулибина был окончательно отклонен, а самоходку продали на дрова за 200 рублей. Идея, правда, была использована. Через полвека в России создали т. н. туерную систему, когда паровое судно (туер) двигалось вверх по течению, выбирая цепь, уложенную на дне реки.

В основу строительства знаменитого пекинского стадиона «Птичье гнездо», сооруженного для Олимпийских игр 2008 г., положены идеи, высказанные в свое время Кулибиным.

СУХОПУТНЫЙ «ПАРОХОД» ЧЕРЕПАНОВЫХ

Промышленные инженеры, механики, изобретатели; главные механики всех нижнетагильских заводов (Урал); выходцы из крепостных Демидовых, Ефим Алексеевич (1774–1842) и его сын Мирон Ефимович (1803–1849) Черепановы, прославились строительством машиностроительных заводов, конструированием и созданием разнообразных станков, усовершенствованием механизмов, использовавшихся в металлургии, добыче золота, железа и меди, в модернизации лесопилок и мукомольных мельниц. Выдающимся научно-техническим достижением изобретателей стали паровые машины и первые российские паровозы – «пароходы» Черепановых.

Находясь под впечатлением от железных дорог Европы и паровоза Стефенсона, император Николай I стал инициатором строительства первой железной дороги в России. В 1837 г. состоялось торжественное открытие движения на участке Санкт-Петербург – Царское Село Царскосельской железной дороги.

Поезд состоял из паровоза «Проворный», закупленного в Англии, и восьми английских же повозок-вагонов. За границей были приобретены и рельсы, стрелочные переводы, крепления. Руководителем строительства и машинистом поезда был австрийский инженер Ф.А. Герстнер.

Собравшихся участников церемонии, включая царя, переполняли гордость и восхищение при виде огнедышащего «парохода», изготовленного и управляемого руками иностранцев. Обуревала ли кого печаль по поводу того, что все это могло быть нашим, российским, но почему-то не было, – почем знать. Если верить Лесковскому «Левше» – вряд ли.

У нас же, где ни копни, всюду свой левша, который ни в чем не уступит «аглицкому». Будь он ранга Ломоносова, будь он ранга Ползунова – все едино. Так и в железной дороге мы могли бы похвастать своими заслугами хотя бы перед императором, вот только хвастать было некому – царь был в столице, а изобретатели – на Урале.

Дело в том, что пространства российские и дела хозяйственные настоятельно требовали прокладки железных дорог. В 1778 г. на Александровском пушечном заводе была построена первая чугунная дорога, в 1806 г. – дорога от Змеиногорского рудника до Корбалихинского сереброплавильного завода на Алтае. По этим дорогам конями тягали повозки с рудой.

Что касается паровых машин, которые являлись важнейшей частью паровоза, первая в мире была построена И.И. Ползуновым в 1766 г. На Урале в 1799 г. была пущена паровая машина на Гумешевском руднике Турчанинова. Вслед за ней еще несколько на Юговском, Златоустовском и Верхне-Исетском заводах.

За 3 года до Царскосельской, в 1834 г., была сдана в эксплуатацию первая русская рельсовая дорога с паровой тягой на Нижнетагильском металлургическом заводе Демидовых, строителями которой были отец и сын Черепановы. Отец, Ефим Алексеевич, в 1833 г. за великие заслуги в изобретательстве получил от господ вольную, сын, Мирон Ефимович, крепостной Демидовых, получил вольную только в 1836 г. К слову сказать, эти вольные вовсе не означали для главных механиков девяти демидовских заводов свободу. Черепановы всю свою жизнь были привязаны вместе со своими семьями и скарбом к господам и обязаны были преданно служить им. И Черепановы на совесть, а еще по письменному «обязательству на службу господам-доверителям» делали это.

Памятник Ефиму и Мирону Черепановым в Нижнем Тагиле. Скульптор А. Кондратьев

Отец и сын возвели несколько заводских плотин, машиностроительных заводов, оснастив их комплексом металлорежущих станков собственной конструкции; усовершенствовали оборудование медеплавильного, золотодобывающего, доменного, железоделательного, лесопильного, мукомольного производств; создали несколько воздуходувных установок и прокатных станов; соорудили 20 паровых машин (первую в 1824 г.) мощностью от 2 до 60 л. с.; построили чугунные железные дороги.

Побывав в Петербурге, в Швеции и Англии, изобретатели «нахватались» технических новшеств, преломив которые через собственное восприятие нужд производства, создали свои технические творения.

В частности, в 1833 г. Мирон Черепанов был командирован в Англию для изучения «выделки полосного железа посредством катальных валов, томление и плавку стали на тамошний манер». Там он изучил и устройство железных дорог, паровых машин, пароходов и паровозов. Все это пригодилось ему с отцом при создании «паровой телеги», в конструкции которой были осуществлены самые передовые технические идеи.

Изобретатели подогнали размеры парового котла с машиной к габаритам железной телеги; облегчили вес конструкции, не снижая ее прочности, расположили цилиндры паровой машины горизонтально; создали устройство реверса, позволявшее менять направление движения паровоза без разворота.

Главное, что сделали Черепановы, – существенно подняли паропроизводительность котла. Гениальная догадка изобретателей заключалась в том, что они увязали мощь машины с количеством выработанного пара. Решив, что парообразование можно повысить только за счет увеличения поверхности нагрева, Черепановы довели число дымогарных трубок в котле до восьмидесяти (против двадцати на паровозе Стефенсона).

«Запас горючего материала, состоящего из древесного угля и потребной на действие воды, следует за пароходом в особом фургоне, за которым далее прикреплена приличная повозка для всякой поклажи или для пассажиров, в числе 40 человек».

Чугунная рельсовая 853,5-метровая дорога (Тагильская железная дорога) была проложена от Выйского плавильного завода до Медного рудника. Рельсы, тогда называвшиеся «колесопроводами», были изготовлены на Нижнетагильском заводе. В 1834 г. паровоз мощностью в 20 л. с. перевозил 3,5 т грузов со скоростью 15 км/ч.

Модернизировав первый паровоз, Черепановы построили второй, более мощный – в 40 л. с., на котором в 1835 г. смогли перевозить уже до 17 т грузов со скоростью 16,4 км/ч.

Изобретение русских механиков сделало нашу страну второй в мире после Англии обладательницей отечественных локомотивов, и четвертой после Англии, США и Франции, в которой были построены железные дороги с паровой тягой.

Информация об изобретении Черепановых появилась в «Горном журнале» за 1835 г. – «Известие о сухопутном пароходе, устроенном в Уральских заводах в 1833 году» и «Известие о другом сухопутном пароходе, устроенном в Уральских заводах в 1835 году». Следующее сообщение о выдающемся достижении русских изобретателей появилось в печати только в… 1902 г.! В нем было отмечено, что первый русский паровоз «по своей конструкции стоял выше общего уровня тогдашней паровой техники; железная же дорога… несомненно превосходила английские железные дороги, над совершенствованием которых так долго бились Стефенсон и его предшественники».

О паровозе Черепановых, который первоначально предназначался для перевозки медной руды от места ее добычи до Выйского завода – это 3 версты, забыли. Забыли, как его и не было, в первую очередь потому, что самим Демидовым он был не нужен. И без него хватало рабочих рук для приращения богатства, и вполне справлялась конная тяга. Во всяком случае, на выставке в Тагиле, устроенной для прославления Демидовских заводов, детище Черепановых так и не побывало. Хотя оно было и не так громоздко, вполне могло войти в обычный ящик – «самый пароход состоит из цилиндрического котла длиною 5 1/2 фута (1676 мм), диаметром 3 фута (914 мм) и из двух паровых лежачих цилиндров длиной 9 дюймов (229 мм), в диаметре 7 дюймов (178 мм)».

Как это случилось не в первый раз в российской истории, изобретение Черепановых оказалось преждевременным и потому невостребованным. Заводчикам было выгоднее эксплуатировать крепостных, чем тратиться на «инновации и модернизации», и не была еще создана в рамках страны промышленно-транспортная инфраструктура, в которую могла бы экономично вписаться железная дорога со своими необходимыми издержками.

Необходимость железных дорог для поступательного экономического развития страны на государственном уровне была осознана позднее, при строительстве Транссиба.

Чертежи первого паровоза Черепановых частично сохранились, так же как и действующая модель паровоза, сделанная изобретателями в 1837 г. для промышленной выставки в Петербурге. Описание второго паровоза утеряно.

Сегодня точные копии черепановского паровоза и трех вагонов выставлены для обозрения около Высокогорского рудника.

РУССКИЙ БУЛАТ АНОСОВА

Горный инженер, ученый-металлург; член-корреспондент Казанского университета, почетный член Харьковского университета; организатор горнозаводской промышленности; исследователь природы Южного Урала; горный начальник и одновременно директор Оружейной фабрики, руководитель Златоустовского завода и Златоустовского горного округа, главный начальник Алтайских заводов и гражданский губернатор Томска; генерал-майор; кавалер орденов Святой Анны 2-й и 3-й степеней, Святого Станислава 2-й степени, Святого Владимира 3-й степени, золотой медали Московского общества сельского хозяйства; лауреат государственных и общественных премий, Павел Петрович Аносов (1796–1851) основал отечественную научную металлургию, качественное сталеварение и новую науку – металлографию. Практически все достижения металлурга были связаны с раскрытием им утраченного секрета восточного булата и получением булата русского.

Булата много в европейских сказаниях, восточных сказках, русских былинах, стихах – мечи булатные, кинжалы, сабли… Пушкин расставил все по своим местам:

«Всё мое», – сказало злато;

«Всё мое», – сказал булат.

«Всё куплю», – сказало злато;

«Всё возьму», – сказал булат.

Это слово происходит от персидского فولاد‎ – «фул́ад» («пулад») и тюркского «болот». Булатом принято называть «сталь, благодаря особой технологии изготовления отличающуюся своеобразной внутренней структурой и видом (“узором”) поверхности, высокой твердостью и упругостью». В Индии булат называли «вутцем», и именно им встретили воины царя Пора македонских захватчиков, в Сирии – «дамаском», в Иране – «хорасаном», в Японии – «якиба» (твердая часть клинка), ну а у нас еще «красным железом». Родина булата – Восток, точнее, Индия, и Европа многие века могла лишь восхищаться клинками азиатов, крошившими латы и мечи крестоносцев и в то же время свободно сгибавшимися в дугу. Говорят, булатным клинком иногда даже «подпоясывались».

Памятник П.П. Аносову в Златоусте. Скульпторы А.П. Антропов и Н.Л. Штамм

Хотя и назван булат сталью, это не совсем сталь. Булат тоже сплав железа и углерода, с минимально возможными примесями серы, марганца и кремния, но по малому содержанию углерода он все же ближе к чугунам, да и по твердости после закалки намного превосходит низкоуглеродистые стали. Уникальные свойства булата зависят от его химического состава, структуры металла (наличия в нем легирующих добавок; в Японии, например, молибдена), а также от специфических способов его термообработки, ковки и закалки. Сложность изготовления булатов (можно сказать, эксклюзивность) чрезмерно удорожала их, вследствие чего появлялась масса декоративных подделок. Внешне булат отличается наличием беспорядочного узора, который получается при кристаллизации, и т. н. «ложные булаты» (золингеновские, толедские и тому подобные клинки) в тщете иметь все нужные характеристики булата старались воспроизвести хотя бы этот рисунок.

Надо сказать, что булат и сегодня превосходит все стали по совокупности параметров – ковкости, упругости, хрупкости, сопротивлению коррозии, способности затачиваться до бритвенной остроты, долго сохранять ее… Например, хорошо заточенный индийский или японский клинок из булата обладает несравненно более высокими режущими способностями, чем стальной клинок, – он перерезает в воздухе газовый платок, а сделанный из самых лучших современных сталей – нет.

В 1828 г. Горное ведомство, озабоченное улучшением свойств холодного оружия, поручило управляющему Оружейной фабрики Аносову заняться получением качественной стали. Павел Петрович, уверенный, что такую сталь можно изготовить только литьем, взялся за практически неразрешимую задачу – раскрыть секрет литого булата. Это означало ни много ни мало восстановить утерянный из-за чрезмерной секретности мастеров древности и Средневековья семь веков назад «рецепт» получения восточного сплава, над которым уже долго и безрезультатно бились лучшие ученые-металлурги Европы, включая самого М. Фарадея.

Аносов, к концу жизни прослужив на Златоустовских казенных заводах 33 года от практиканта-шихтмейстера до горного начальника, знал металлургию, как никто больше в России, и был автором многих крупных открытий, большая часть которых родилась в связи с булатной проблемой.

Ученый создал способ газовой цементации железа при переделе в сталь, метод прямого получения стали из руд в тиглях; предложил технологию передела чугуна в сталь с присадкой руды, чем за 30 лет упредил открытие П.Э. Мартеном мартеновского процесса. Освоив тигельный способ плавки стали, Аносов заложил основы металлургии легированных сталей; впервые в мире применив для исследования строения стали микроскоп, он основал металлографию – за 23 года до того, как это сделал английский металлург Г. Сорби, коего в Европе почитают создателем этой науки.

На счету металлурга много других, более «мелких» новаций: он заменил вредное для здоровья ртутное золочение клинков гальваническим; разработал способ получения золота из золотосодержащих песков в доменных печах; усовершенствовал золотопромывальную машину и др.

В 1837 г. П.П. Аносов получил привилегию на изобретение литой стали.

Своими трудами русский металлург стал знаменит во всем мире. Так, например, английский ученый-геолог Р. Мурчисон назвал Златоустовский завод «Шеффилдом и Бирмингемом хребта Уральского», а по словам владельца Уральских чугуноплавильных заводов П.Н. Демидова, опытам Аносова «удивлялась вся Европа».

После двенадцатилетних экспериментов по сплавлению в огнеупорных тиглях в разных пропорциях мягкого железа с графитом и рудой, с варьированием всевозможных добавок – кремния, марганца, хрома, золота, платины, титана и других металлов, ученый открыл тайну булата и получил литой булат, не уступавший по свойствам индийскому вутцу и имевший характерный булатный узор, который нельзя было получить никаким другим способом. К своему открытию металлург пришел четырьмя путями, из которых отдал предпочтение «сплавлению железа непосредственно с графитом или соединение его прямо с углеродом». Другим трем, которые тоже увенчались успехом, Аносов посвятил немало опытов, но отверг их из-за дороговизны либо нетехнологичности.

Результаты своих многолетних трудов Петр Павлович изложил в прекрасном исследовании «О булатах», опубликованном в «Горном журнале» в 1841 г. В этой монографии ученый дал своему детищу новое имя – русский булат. Отдал дань признательности Аносов и правительству Николая I. «Если мои опыты и увенчались успехом, то этот успех принадлежит не мне, а правительству: оно, дав направление моей службе, наделило и средствами к исследованиям. Этого мало, оно готовило меня к успеху другими пособиями: награды при малейших успехах по службе и милостивое ободрение при неудачах постоянно поддерживали пламенное усердие к достижению предположенной цели».

Помимо самого сплава, металлург «оставил подробное описание процесса производства булатной стали и изделий из нее. Какие необходимы исходные материалы, как вести плавку, нагревать металл к ковке и даже каким образом полировать и травить готовое оружие» (Ю.Г. Гуревич).

Производство булата на Златоустовской оружейной фабрике было пущено на поток. При жизни Аносова булат приобрел широкую известность и стал таким же легендарным, как и восточный; много раз был отмечен на российских и международных выставках. На одной из таких выставок в Лондоне англичане, испытывая крепость златоустовского булата, «рубили русским клинком по английскому. В результате на английском клинке образовалась изрядная зазубрина, а на аносовском – только пятнышко».

На аносовских клинках мастер И. Бушуев выгравировал крылатого коня, который стал частью герба Златоуста.

После смерти Аносова в 1851 г. за особые заслуги металлурга «по горной части» его вдове и семейству была назначена пожизненная пенсия, равная 2/3 его жалованья. Почти все дети (их у Павла Петровича было девятеро) получили образование за казенный кошт, некоторые стали инженерами и предпринимателями.

Что же касается русского булата, в нем, как и в восточном, не обошлось без тайны. Аносов оставил булатные клинки, гнущиеся в дугу, перерубающие гвозди и газовые платки на лету, а также отработанную в подробностях технологию создания сплава, по которой, однако, ни один из его последователей до наших дней не смог получить литой булат искомого качества.

СТВОЛЫ И КРИСТАЛЛЫ ГАДОЛИНА

Механик, инженер, минеролог, ученый-артиллерист, генерал от артиллерии; участник Крымской кампании; профессор физики Михайловской артиллерийской академии и Петербургского артиллерийского училища; доктор минералогии Петербургского университета; почетный профессор Московского университета; почетный академик Артиллерийской академии; академик Петербургской АН; почетный член многих русских и иностранных обществ; инспектор русских арсеналов; заведующий техническим артиллерийским училищем, постоянный член Артиллерийского комитета и различных комиссий по перевооружению армии, по воздухоплаванию и др.; кавалер ордена Александра Невского, Святого Георгия 4-й степени и других русских орденов, Командорского креста Почетного легиона, шведского ордена Короны 1-й степени; лауреат Ломоносовской премии АН, Премии им. А.В. Дядина, Большой Михайловской премии, Аксель Вильгельмович Гадолин (1828–1892) является автором теории проектирования орудий, разработчиком вопросов технологии металлов, формовки и металлообработки, а также одним из основоположников теории симметрии и антисимметрии кристаллов.

В истории русской науки имя А.В. Гадолина неразрывно связано с выдающимися достижениями ученого в теории артиллерийских орудий и в минералогии. Не станем разрывать эти достижения, тем более что труды физика – генерала от артиллерии разделить нереально, как невозможно разорвать стальные стволы спроектированных им пушек и нарушить природную гармонию открытых им кристаллов. К тому же без законов кристаллографии не обойтись при стальном литье. Недаром Гадолин «для основательного изучения физики и химии в артиллерийском училище, а также для подготовки артиллерийских приемщиков, которым необходимо было знать курс горных наук, ввел в преподавание кристаллографию». Как ученый-артиллерист, Гадолин оставил свой след практически во всех вопросах проектирования и технологии изготовления артиллерийских орудий, от теоретических основ пороходелания до решения проблемы влияния ветра при артиллерийской стрельбе. Главным «артиллерийским» трудом Гадолина стала созданная им теория сопротивления стен орудий (теория скрепления), сыгравшая исключительно важную роль в последующем развитии артиллерии в мире.

А.В. Гадолин

Как физик, Аксель Вильгельмович прославился своим учебным «Курсом кристаллографии» (1873) и фундаментальным научным трудом «Вывод всех кристаллографических систем и их подразделений из одного общего начала» (1869). Эта монография по теоретической кристаллографии, поначалу отмеченная только специалистами, через шесть лет послужила основанием для награждения ученого Ломоносовской премией и его избрания действительным членом Петербургской АН, а также почетным членом многих русских и иностранных обществ. Сочинение Гадолина получило широкое признание у минералогов мира, и было включено в серию «Классики точных наук Оствальда» (Ostwald\'s Klassiker der exakten Wissenschaften, № 75, 1897), состоявшую из нескольких сотен классических работ по математике, физике и химии. По единодушному признанию специалистов эта работа составила эпоху в развитии кристаллографии и минералогии.

Теория скрепления орудий, состоящих из нескольких слоев, изложена Гадолиным в работах «О сопротивлении стен орудий давлению пороховых газов при выстреле» (1858) и «Теория орудий, скрепленных обручами» (1861). Этими сочинениями ученый положил начало современной теории слоистых стен орудий, ставшей азбукой проектирования артиллерийских стволов.

Теория возникла не сама по себе, а как ответ на запрос бога войны увеличить мощность артиллерийских орудий, что можно было сделать только за счет отыскания новых способов изготовления стволов, представлявших собой однослойные стальные трубы, выдерживавшие давление пороховых газов не выше 2000 атм.

Воспользовавшись выводами из теории упругости французского математика Г. Ламе, показавшего, что в стенке трубы, нагруженной изнутри равномерным давлением, слои металла испытывают неодинаковые напряжения – внутренние до предела, а наружные незначительно, Гадолин сразу же отказался от дальнейшего утолщения сплошных стенок и впервые предложил теорию орудий, скрепленных обручами.

Теоретические исследования привели ученого к принципиально новой конструкции ствола. Определив для орудий, составленных из нескольких концентрических слоев металла, зависимость сопротивления разрыву от числа слоев, их размера, степени обжатия, артиллерист предложил бандажный способ усиления ствола. Последовательно надевая на внутренний цилиндр раскаленный внешний, обжимающий после охлаждения внутренний, можно было получить т. н. «скрепленные» стволы, выдерживавшие огромные давления пороховых газов в тысячи атм. Новый метод (его называют еще «натягом») позволял значительно повысить живучесть, мощность и дальнобойность орудий без увеличения их веса.

Эта работа, отмеченная большою Михайловской премией, тут же была внедрена в производство. С 1865 г. Обуховский завод стал изготавливать стальные орудия, скрепленные кольцами. Впервые новая система орудий была принята на вооружение русской армии в 1867 г., а затем и в армиях зарубежных стран. Особенно важную роль теория Гадолина сыграла в проектировании крупнокалиберной корабельной и береговой артиллерии в последней четверти XIX в.

Переходя ко второй части научных достижений Гадолина, необходимо отметить, что ученый не был профессиональным кристаллографом. К решению сложнейших вопросов теоретической кристаллографии, математическую обработку которых он представил в своем «Выводе…», ученого привели его любительские занятия описательной минералогией. Данной проблемой он занимался автономно, независимо от предшественников и от современников.

Плененный геометрически правильной формой кристаллов, их симметрией при любом перемещении в пространстве, ученый попытался математически точно описать все возможные фигуры, отличающиеся числом, величиной, формой граней и углами между ними. При этом минералога прежде всего интересовали оси, плоскости и другие элементы симметрии кристаллов.

Следующим шагом исследователя стало выяснение законов геометрических фигур вообще. Основной посыл ученого состоял в том, что кристаллографическая форма есть, в сущности, такое же физическое свойство кристалла, как и все прочие его физические свойства. Ограничение было одно: рассматривались не произвольные геометрические конечные фигуры, а лишь многогранники, возможные в кристаллографии. Заметив, что в разных симметричных фигурах элементы симметрии могут сочетаться разным образом, Гадолин сводил все формы кристаллов, имеющие одинаковые элементы симметрии, в отдельный класс. Получив 32 класса макросимметрии кристаллов, ученый разбил их на 7 систем.

Полученная классификация позволила в дальнейшем по признакам симметрии заранее предсказывать свойства кристаллов (некий аналог таблицы Менделеева), поскольку внешняя симметрия кристаллов является всего лишь отражением симметрии внутренней – их физической структуры.

Проиллюстрировав свои абстрактные выводы примерами из минералогии, Гадолин полностью подтвердил свою теорию. Труд ученого был тут же востребован при решении практических задач по классификации кристаллических многогранников и лег в основу всех дальнейших изысканий в области кристаллографии.

Продолжением и развитием идеи Гадолина стали многочисленные работы кристаллографа Е.С. Федорова, получившего в 1880–1890 гг. 229 различных кристаллических строений, по отношению к которым 32 класса Гадолина являются общими отделами.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ЯКОБИ И ДОЛИВО-ДОБРОВОЛЬСКОГО

Физик, инженер, электротехник, архитектор, метролог, мостостроитель, изобретатель, педагог; профессор Дерптского университета; академик императорской Санкт-Петербургской АН; лауреат Демидовской премии, обладатель Золотой медали Парижской выставки и других наград, Борис Семенович Якоби (Мориц Герман фон Якоби; 1801–1874) прославился как изобретатель гальванопластики и гальваноударных морских мин, создатель первых электродвигателей и магнитоэлектрических двигателей, первого электрического телеграфа и первого буквопечатающего аппарата. Электротехник, инженер, изобретатель, предприниматель; директор фирмы AEG (Allgemeine Elektricitats-Geselschaft), Михаил Осипович Доливо-Добровольский (1861–1919) является создателем фазометра, стрелочного частотомера, техники трехфазного переменного тока, трехфазного трансформатора, трехфазного асинхронного электродвигателя, первым осуществил передачу электроэнергии на большие расстояния.

Одну из самых ярких страниц в историю электротехники (так назвал в 1879 г. новую область физики один из ее создателей Э.В. Сименс) вписали в XVIII–XIX вв. наши ученые: М.В. Ломоносов, Т.В. Рихман, В.В. Петров, П.Л. Шиллинг, Э.Х. Ленц, А.Н. Лодыгин, П.Н. Яблочков, А.Г. Столетов и др. Достойное место в этом ряду занимают Б.С. Якоби и М.О. Доливо-Добровольский. Их научные и инженерные труды обозначили в мире начало и завершение более чем полувекового периода создания современного электродвигателя, а Россию сделали его родиной. Электродвигатели русских изобретателей – на постоянном токе с непосредственным вращением якоря (Якоби) и трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором (Доливо-Добровольский) – стали самыми совершенными электротехническими устройствами первой и второй половины XIX в. соответственно.

Б.С. Якоби

Началом электродвигательной истории стали работы М. Фарадея по созданию физических приборов для демонстрации преобразования электрической энергии в механическую. В 1821 г. английский ученый открыл явление вращения проводника с током вокруг полюса постоянного магнита, а в 1831 г. – явление электромагнитной индукции (появление индукционного тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока), чем, собственно, и зародил идею электрического двигателя.

Первые электродвигатели копировали паровые машины с возвратно-поступательным (или качательным) движением поршня с прикрепленным к нему электромагнитом. Удачной модели создано не было, поскольку вращательный момент на валу двигателей был резко пульсирующим.

Отказавшись от поршневого принципа, Якоби стал исследовать непосредственное вращение подвижной части двигателя. В 1834 г. ученый сконструировал электромеханическое устройство, основанное на принципе притяжения и отталкивания между электромагнитами. Одна группа электромагнитов располагалась на неподвижной раме (станине), а другая – на вращающемся диске (явно-полюсном якоре). Запитан двигатель был от батареи гальванических элементов. Новшеством устройства стал коммутатор, периодически разрывавший электрическую цепь и менявший полярность электромагнитов якоря. Первый электродвигатель отличался устойчивой работой и развивал мощность до 15 Вт.

Сообщение об эпохальном изобретении Якоби было прочитано на заседании Парижской АН, и вскоре корпус инженеров и физиков занялся исследованиями по созданию промышленного образца электродвигателя. На этом поприще определенных успехов добился американский техник Т. Девенпорт, построивший компактный двигатель (1837). Якоби приспособил свое детище для электропривода судна (лодки, вмещавшей десять пассажиров). В 1938 г. на Неве электродвигатель Якоби был успешно испытан, скорость бота составляла 2–4,5 км/ч.

Последующие годы были посвящены испытаниям различных конструкций машин, их оптимизации, уменьшению габаритов, увеличению мощности и КПД, созданию экономичного генератора взамен гальванических элементов. Однако принципиальных усовершенствований в электродвигателях на постоянном токе создано не было, хотя они и стали находить практическое применение.

В последней четверти XIX в. развитие промышленности и концентрация производства потребовали создания высокоэффективного двигателя. Тогда же новым направлением поисков стала разработка электродвигателей на переменном токе, получаемом вращением рамки в магнитном поле – этот принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток низкого напряжения затем можно было повышать до любой величины в трансформаторе и с наименьшими потерями (при передаче постоянного тока потери были колоссальны) передавать к промышленным объектам на любые расстояния. Эти две взаимосвязанные задачи с блеском решил Доливо-Добровольский.

До него многие физики и инженеры (Бейли, М. Депре, Бредли, Венстром и др.) пытались создать электродвигатель переменного тока, но ни один из них не удовлетворил промышленность. Из ряда громоздких и неэкономичных либо сложных и ненадежных машин выгодно отличался двухфазный электродвигатель Н. Теслы, построенный американским ученым на принципе вращающегося магнитного поля, и двухфазный генератор к нему, а также демонстрационная трехваттная установка итальянского физика Г. Феррариса. Эти не во всем совершенные машины стали предтечей изобретения трехфазных двигателей, которыми была поставлена точка в их дальнейшем принципиальном совершенствовании.

В 1888 г. к конструированию машины приступил Доливо-Добровольский, яснее других осознавший преимущества трехфазного тока перед двухфазным и сразу же придавший своим работам практический характер.

Сделав в обмотке машины постоянного тока ответвления от трех равноотстоящих точек якоря, применив коллектор как одноякорный преобразователь, а также новую конструкцию ротора с обмоткой – «беличью клетку», выполненного в виде стального цилиндра с просверленными в нем каналами для медных стержней, ученый получил трехфазный ток с разностью фаз 120 °. Вращающееся магнитное поле возникало как раз благодаря этому сдвигу фаз.

В результате многочисленных экспериментов изобретатель разработал в 1889 г. трехфазную электрическую систему и первый асинхронный электродвигатель мощностью 100 Вт, запитанный от трехфазного одноякорного преобразователя. Двигатель, имевший фактически современный вид, мало изменившийся с тех пор, прошел успешные испытания. Благодаря своим превосходным показателям новые двигатели очень быстро получили широкое распространение.

В 1891 г. во время Международного конгресса электротехников русский ученый впервые осуществил передачу трехфазного тока на расстояние 170 км с невиданно высоким КПД 75 %.

Тогда же на Международной электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне перед входом на выставку был построен искусственный водопад и установлен мощный асинхронный двигатель Доливо-Добровольского на 100 л. с., который приводил в движение насос, подававший воду к водопаду.

С двигателя Доливо-Добровольского и с демонстрации электропередачи началась электрификация всех стран.

ПОДВОДНАЯ ЛОДКА ДЖЕВЕЦКОГО

Кораблестроитель, инженер, конструктор, изобретатель, предприниматель, путешественник, коллекционер; участник Русско-турецкой войны 1877–1878 гг.; товарищ председателя воздухоплавательного отдела Русского технического общества; член Парижского воздухоплавательного общества; член Морского технического комитета; обладатель первой премии Международного конкурса в Париже в 1898 г. за проект подводной лодки; кавалер солдатского Георгиевского креста, Степан Карлович Джевецкий, настоящее имя Стефан Казимирович Држевецкий (1843–1938), прославился своими трудами в области судостроения, авиации и морской техники. Джевецкий является создателем первых боевых подводных лодок, оборудования и вооружения для них.

С.К. Джевецкий с одинаковым успехом занимался вопросами воздухоплавания и кораблестроения. И хотя большая часть научных работ ученого посвящена аэропланам, конструкциям воздушных винтов и теории полета, за которые он получил титул «дедушки современных самолетов» (академик А.Н. Крылов), 11 модификаций подводных лодок Джевецкого стали первыми боевыми субмаринами. Тяга Джевецкого к конструированию подводных и воздушных судов вполне объяснима не только пристрастиями ученого, но и общей атмосферой общества второй половины XIX в., пронизанной идеями научно-технического прогресса. В 1869–1870 гг. Ж. Верн опубликовал роман «20 000 лье под водой». Весьма вероятно, покоренный верновским «Наутилусом», молодой инженер загорелся идеей создать собственный подводный корабль. Во всяком случае, сохранившийся экземпляр 4-й модификации ПЛ Джевецкого, хранящийся в зале Центрального военно-морского музея в Санкт-Петербурге, внешне точь-в-точь напоминает подводный корабль из жюльверновского романа.

Подводная лодка С.К. Джевецкого в Центральном военно-морском музее

Известно, что в 1876 г. Степан Карлович приступил к конструированию своей первой подлодки. Начавшаяся в 1877 г. Русско-турецкая война прервала его занятия, и ученый ушел добровольцем в Черноморский флот. В одном из боев была выбита половина корабельной команды. Рядового Джевецкого за храбрость наградили солдатским Георгием, а волонтер укрепился в своей идее создать для морского флота эффективное средство для борьбы с надводными кораблями противника. Он, кстати, был не одинок в этом стремлении. Русскими изобретателями были предложены несколько вариантов ПЛ, приводимых в движение электродвигателем, но Морской технический комитет отклонил их, поскольку не было самого электродвигателя.

Демобилизовавшись, инженер за полгода доработал свою конструкцию и предложил командованию проект одноместной подводной лодки, движимой силой ног человека. Лодка была построена на Одесском заводе Г. Бланшара за счет средств купца Родоконаки. (Степан Карлович всю жизнь вкладывал в свои изобретения собственные деньги либо весьма находчиво подыскивал спонсоров.)

Пятиметровая лодка обтекаемой формы из листовой стали имела баллон со сжатым воздухом для дыхания, рассчитанный на 20 минут. Сжатый воздух использовался также и для продувания водяного балласта из цистерны при всплытии лодки. Для обзора служил стеклянный колпак. Цилиндр с поршнем обеспечивал равновесие лодки в погруженном состоянии. В корпус были вмонтированы два рукава с резиновыми перчатками, что позволяло крепить мины к неприятельскому кораблю, которые затем дистанционно взрывались с помощью электрического провода.

Лодка прошла успешные испытания в 1878 г. на Одесском рейде. Перед комиссией, возглавляемой главным командиром Черноморского флота вице-адмиралом Н.А. Аркасом, Джевецкий погрузился на своей «посудине» в воду, проплыл под водой 200 м, прикрепил мину к барже и взорвал ее. Комиссия порекомендовала построить лодку больших размеров, однако вскоре окончилась Русско-турецкая война, и боевая ПЛ потеряла свою актуальность.

Изобретателя это лишь раззадорило. Через год Джевецкий предложил четырехместный вариант ПЛ (с ножным приводом), которым тут же заинтересовалось Военно-инженерное ведомство, озабоченное созданием надежной обороны приморских крепостей. Новая ПЛ имела дополнительный управляемый гребной винт в носу, служивший одновременно вертикальным рулем, благодаря чему обеспечивалось всплытие или погружение лодки на подводном ходу, два перископа и две мины.

ПЛ была продемонстрирована на Серебряном озере в Гатчине цесаревичу Александру Александровичу. Лодка произвела на будущего императора неизгладимое впечатление. Он тут же распорядился спешно построить 50 лодок, а Джевецкому за труды выплатить 100 000 рублей. За год модифицированные Джевецким лодки были построены и испытаны в Невской губе. Джевецкий лично взорвал стоящее на якоре судно. Трехместные серийные ПЛ имели водоизмещение 3,3 т, глубину погружения 12 м, скорость хода в подводном положении 4,9 км/ч.

32 лодки были отправлены в Одессу для обороны рейдов Очаковского, Севастопольского и других портов, 16 – оставлены в Кронштадте, одна передана Инженерному ведомству и еще одна – Джевецкому для дальнейших усовершенствований.

Конструктор не стал тянуть и тут же переоборудовал ее по четвертому варианту, с новым источником энергии – аккумуляторной батареей из губчатого свинца и электродвигателем, вращающим гребной винт. С этой лодки – первой в мире такого типа – началось новое направление в подводном судостроении.

В 1890-х гг. Джевецкий предложил еще ряд проектов ПЛ с механическим двигателем. За один из них (разработанный совместно с А.Н. Крыловым) – с паровыми двигателями, водоизмещением 120 т для экипажа из 12 человек – Джевецкий получил на Международном конкурсе в Париже в 1898 г. первую премию. Обтекаемая ПЛ с убирающейся рубкой могла погружаться на глубину до 20 м, имела запас хода над водой 500 миль, под водой – 300 миль и могла находиться под водой до 5 часов. Впервые подлодка была вооружена разработанными Джевецким решетчатыми торпедными аппаратами, принятыми затем на вооружение нашим, французским и итальянским флотом и применявшимися до 1940-х гг.

В 1905 г. изобретатель разработал потрясающий проект ПЛ без экипажа, управляемой дистанционно по проводам. Разумеется, построить такую лодку тогда не было никакой технической возможности, и вообще эту идею смогли воплотить лишь в XXI в.

Тогда же конструктор разработал особый тип миноносца с паровой машиной для надводного хода и электромотором для движения в почти погруженном состоянии, названный им водобронным, отклоненный, правда, Морским министерством. Другой проект – ПЛ с бензиновым двигателем как для надводного, так и для подводного хода – был утвержден. В 1909 г. первый (и последний) в мире корабль, имевший общий двигатель для подводного и надводного хода, под названием «Почтовый» вышел в море. На одном из вариантов этой ПЛ Джевецкий заменил бензиновые двигатели дизелями.

У конструктора была уйма идей: он впервые использовал водометный движитель; разработал теорию гребных винтов, нашедшую применение в вихревой теории Жуковского; сконструировал механический прибор для автоматической прокладки курса корабля на карте; предложил водолазные работы по заделке пробоин в подводной части судов…

Отдельное направление – научные труды и изобретения, связанные с авиацией. Один лишь пример. В 1912 г. Джевецкий построил и экспонировал на 4-й Международной воздухоплавательной выставке в Париже аэроплан, который был отмечен за решение вопроса устойчивости и «великолепный стиль конструктора».

Промышленный шпионаж процветал во все времена, особенно на Западе. Не обошел он стороной и Джевецкого. С ученым произошла та же самая «патентная история», что и почти со всеми русскими изобретателями. Сам конструктор, правда, придавал этому мало значения, но все же – «за державу обидно». По воспоминаниям академика А.Н. Крылова, друга Джевецкого, Степан Карлович, «хотя… и брал иногда на свои изобретения патенты, но его интересовала не столько нажива и эксплуатация патентов, сколько сам процесс изобретения, получение изящных кинематических комбинаций и преодоление встречающихся трудностей».

Половина заказа на изготовление 3-й модификации ПЛ Джевецкого была размещена на машиностроительном заводе Платто во Франции. Через 4 года изобретатель К. Губэ, имея на руках копии с чертежей русского ученого, построил и запатентовал собственную ПЛ «Губэ-1», как две капли воды похожую на оригинал, вполне устроившую морское министерство Франции.

МОСТЫ И ЦЕМЕНТ БЕЛЕЛЮБСКОГО

Механик, материаловед, проектировщик и строитель мостов, педагог, пропагандист русских научных достижений; заслуженный профессор, заведующий кафедрой строительной механики, ректор Петербургского института инженеров путей сообщения; начальник первой в России механической лаборатории по испытанию сопротивления материалов (Государственной испытательной станции); действительный член Академии художеств; председатель Мостовой комиссии при Инженерном совете МПС; основатель и редактор журнала «Цемент, его производство и применение»; председатель бюро «Съездов русских техников и заводчиков по цементному, бетонному и железобетонному делу»; президент Международного общества испытания материалов; учредитель Общества вспомоществования недостаточным студентам и Общества изыскания средств для технического образования женщин; доктор-инженер Нonora causa Высшей технической школы в Берлине; почетный член Общества гражданских инженеров во Франции и Бетонного института в Англии; лауреат медали Эдинбургской выставки 1890 г., высшей награды Парижской выставки 1900 г., а также участник еще 6 международных выставок в Чикаго, Стокгольме и Париже, Николай Аполлонович Белелюбский (1845–1922) является автором более 50 трудов по цементам и мостостроению. Белелюбский – глава первой научной школы русских мостостроителей, спроектировал и построил более 100 мостовых сооружений.

Первый русский полный «Курс строительной механики», написанный профессором Н.А. Белелюбским в 1885 г., на много десятилетий стал классическим учебником для студентов и настольной книгой специалистов, а напутствие педагога своим ученикам актуально и ныне: «Вы – будущие инженеры. Нет прекрасней доли. Вы будете проектировать и строить мосты. Это дело на века. Ищите лучших конструкций, приемов и способов строительства. Но не забудьте одного – быть хозяином своих строек. Не владельцами, а хозяевами, ибо строите для государства, для народа. Стройте рачительно, бережно, экономно, прочно. И ново. Каждое время приносит свою полезную новизну, каждый инженер должен сделать в своей практике шаг вперед. Во всяком случае, он должен хотеть это сделать, иначе он не инженер, не хозяин своего дела».

Мост Н.А. Белелюбского через реку Мста в Боровичах

Николай Аполлонович был хозяином своих слов и своих дел: как говорил, так и жил – «деятельность его была широка и многогранна. Современники говорили, что Николай Аполлонович не человек, а целое министерство, а то и два»); за полвека «в России не было построено ни одного моста, в проектировании, сооружении или экспертизе которого не принимал бы участия Белелюбский». И ни к одному из его сооружений ни время, ни люди не предъявили претензий, ни один мост не разрушился сам по себе!

При этом надо заметить, что в заслугах ученого, конструктора, инженера и педагога в двух неразрывно связанных направлениях его деятельности – мостостроении и изучении цементов – невозможно выделить главные – их не разорвать, они будто скреплены цементом, да и не хватит места в очерке. Посему, не вникая в суть научных достижений мостостроителя, остановимся хотя бы на перечне его нововведений, а также на конкретном воплощении новаций в конструкциях самых знаменитых мостов.

Применив в пролетных строениях мостов литое железо, Белелюбский первым отметил его высокие качества по сравнению со сварочным. После подробного изучения механических свойств и особенностей обработки этого железа, ученый, несмотря на противодействие со стороны МПС, внедрил его в отечественное мостостроение, создал на него технические условия (ТУ), легшие затем в основу зарубежных ТУ.

Проведя сравнительные испытания считавшегося в ту пору лучшим английского цемента и отечественного, Белелюбский доказал, что наши цементы по своему качеству ничем не уступают заморским. Одновременно ученый выдал рекомендации по выбору песка, выработал номенклатуру вяжущих веществ, провел исследования шлаковых цементов и русской пуццоланы (активная минеральная добавка из смеси вулканического пепла, пемзы, туфа и т. п.). Возглавив комиссию для выработки норм и ТУ по приемке и испытанию цементов, Николай Аполлонович успешно справился и с этой работой. Авторитет ученого в решении любых «цементных» вопросов был столь велик, что его – мостостроителя – много лет избирали вице-председателем, а затем и председателем бюро Съездов русских техников и заводчиков по цементному, бетонному и железобетонному делу.

Когда в начале 1890-х гг. в строительстве появился новый материал – железобетон, Белелюбский стал его страстным пропагандистом. Тщательно изучив новый строительный материал, ученый в 1905 г. организовал комиссию по выработке ТУ для железобетонных работ на основе опыта отечественного строительства и к 1908 г. разработал и утвердил первые нормы. Помимо научных и организационных мер, Николай Аполлонович первым в нашей стране применил железобетон на строительстве мостов, позволивший ему увеличить длину пролетов и разнообразие мостовых конструкций.

Отдельной заслугой материаловеда Белелюбского стала возглавляемая им с 1878 г. механическая лаборатория Института инженеров путей сообщения, преобразованная затем за величайшие заслуги перед отечественной наукой и техникой в Государственную испытательную станцию. Удивительно, но ученый в одиночку (еще с одним помощником) в этой единственной в России лаборатории умудрился исследовать и описать для нужд МПС механические и физические (выветриваемость) свойства почти всех русских строительных материалов! Эта лаборатории стала первым в России местом испытаний сопротивления материалов. Многие результаты исследований Белелюбского легли в основу норм испытаний строительных материалов, рельсов и пр. у нас и за рубежом. Потомкам испытатель оставил громадную коллекцию каменных материалов со всей страны с характеристикой их механических свойств. Ныне эта лаборатория носит имя своего создателя.

Ну и, наконец, о главном детище Белелюбского – мостах. Их Николай Аполлонович спроектировал больше ста, в том числе величайший для своего времени по протяженности и совершенству конструкции Сызранский мост через Волгу, соединивший железнодорожную сеть центра России с Заволжьем и Сибирью; двухъярусный мост через Днепр возле Днепропетровска, разрушенный во время Великой Отечественной войны; Обской мост, связавший два самых крупных и значимых участка Транссиба – Западно-Сибирскую и Средне-Сибирскую железные дороги и послуживший основанием города Ново-Николаевска (Новосибирска)…

Все мосты строителя хороши сами по себе, но во многих ученый заложил еще и новшества, которые стали непременным атрибутом последующих мостовых конструкций у нас и на Западе.

Так, заменяя деревянные конструкции старых мостов металлическими, Белелюбский разработал способ быстрой замены без перерыва движения; впервые в мировой практике предложил конструкцию свободных поперечных балок, стал возводить уникальные насыпи и строить мостовые опоры кессонным способом; существенно улучшил конструкции металлических пролетных строений; впервые применил свободное шарнирное опирание поперечных балок на балансиры, за что был удостоен медали на Эдинбургской выставке в 1890 г.; предложил метод расчета отверстий больших мостов, принятый с тех пор в международной практике мостостроения.

Последним и крупнейшим из мостов Белелюбского, сооруженных в России (были и за рубежом), стал Симбирский (Николаевский) мост (1916) с длиной каждого из 12 пролетов 158,4 м и общей длиной (с учетом подходящей к нему эстакады) 2810 м (четвертое место в мире по длине). На строительстве этого сооружения применялась новейшая техника: кессоны, опускные колодцы, экскаваторы…

Очерк хочется завершить словами академика Г.П. Передерия: «Н.А. Белелюбский своей деятельностью, особенно в области мостостроения, стяжал себе мировую известность. Такая слава редко выпадает на долю инженера, и даром она не дается. Нужно родиться с талантами и задатками, с такой колоссальной энергией, какими обладал Н.А. Белелюбский. Нужно направить эту энергию на большое общественное дело, нужно суметь его довести до успешного конца, и тогда слава приходит как дань благодарности современников и последующих поколений людей».

ОТЕЦ И СЫН АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ

У отца и сына, Евгения Оскаровича (1867–1953) и Бориса Евгеньевича Патонов (род. 1918), у каждого своя судьба, хотя оба занимали по очереди одну и ту же неофициальную должность – главного сварщика страны. Их объединяло не только прямое родство и дело жизни – автоматическая сварка под флюсом, не только громадный вклад в развитие российской науки и техники, но даже звания, должности и заслуги перед Отечеством. Каждый из них – ученый в области сварки, педагог, руководитель научной школы, государственный деятель, депутат Верховного Совета СССР; профессор, академик, член многих академий и научных обществ мира, директор Института электросварки АН УССР в Киеве, автор сотен научных трудов, монографий, открытий; лауреат престижных премий, кавалер двух орденов Ленина, Трудового Красного Знамени и других высших отечественных и иностранных орденов и медалей, Герой Социалистического Труда.

Благодаря созданному Е.О. Патоном в 1934 г. специализированному Научно-исследовательскому институту электросварки город Киев стали называть в мире «столицей электросварки».

Ничего удивительного в том не было, так как Россия является родиной и даже «страной электросварки». Именно русский физик-экспериментатор, профессор, корреспондент Петербургской АН В.В. Петров в 1802 г. открыл явление электрической дуги и в своей книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах посредством огромной батареи, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков» (1803) описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность ее применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов. Через 80 лет наш изобретатель Н.Н. Бенардос изобрел электрическую сварку с применением угольных электродов (1882). Затем другой изобретатель Н.Г. Славянов в первый раз применил дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса (1888). Профессор В.Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трехфазную дугу для сварки металлов (1905).

Уже в советское время член-корреспондент АН УССР К.К. Хренов также впервые в мире осуществил дуговую сварку под водой (1932), а отец и сын Патоны разработали целый ряд технологий автоматической сварки под флюсом (Е.О. Патон, 1939), в космосе и под водой (Б.Е. Патон, вторая половина XX в.), чем, собственно, довели этот метод соединения материалов, сооружения мостов и герметизации земных, космических и подводных аппаратов до совершенства.

(Сварочным флюсом называют материал, используемый при сварке для защиты зоны сварки, химической очистки соединяемых поверхностей и улучшения качества шва – буру, борную кислоту, хлориды, фториды. При электрошлаковой сварке флюсы еще выделяют тепло при прохождении через них электрического тока и нагревают свариваемые детали.)

Памятник на могиле Е.О. Патона в Киеве

Создание Института сварки стало знаменательной вехой в развитии электросварки вообще, но не началом творческого пути Е.О. Патона. Впервые электросваркой Евгений Оскарович занялся уже, можно сказать, «на пенсии» – в 1928 г., когда его, заведующего кафедрой мостов, известного своими работами по вопросам статики сооружений, расчета и конструирования железных мостов, коллеги стали называть «Батей», и весь мир знал его как автора более 50 проектов железных клепаных мостов.

Занявшись исследованиями прочности и эксплуатационной надежности сварных конструкций, Е.О. Патон в 1929–1938 гг. сформулировал главные положения по технологическим основам дуговой сварки, теоретически и экспериментально доказал высокую техническую и экономическую эффективность замены клепаных металлоконструкций сварными, а болтов, гаек и прочих креплений сварным швом. Новая технология была внедрена на 20 заводах, производящих вагоны, котлы, балки для мостов и другие ответственные конструкции. Надежность метода была проверена на более чем 100 сварных мостах, среди которых один из крупнейших в мире (1543 м) – первый в мире цельносварной 26-пролетный мост через Днепр в Киеве (1953). Во время монтажа мостовых конструкций было сварено 10 668 м швов. По своему научному значению, по мощи инженерной мысли и по культурно-эстетическому значению в мировой истории этот мост равен Эйфелевой башне в Париже. Ныне это грандиозное сооружение носит имя Е.О. Патона.

С началом Великой Отечественной войны 75-летний «Батя» эвакуированный вместе со своими немногочисленными сотрудниками в Нижний Тагил, в один из уральских танкоградов под № 183, под открытым небом, в лютые морозы, в невероятно сжатые сроки разработал и внедрил технологию автоматической скоростной (до 10 раз производительнее других методов) сварки броневых корпусов тяжелых танков KB, средних Т-34 и легких Т-60 и Т-70. С момента прибытия завода до рождения лучшего танка Второй мировой войны Т-34 прошло менее двух месяцев.

«За годы войны общая длина “патоновского шва” составила 6000 километров!» Этот шов впервые в истории сварки стал прочнее основного металла и не разрушался даже при прямом попадании в него снаряда. На установках Патона варили не только танки, но и авиационные бомбы, пушки, трубы и др.

В 1942 г. третьим изданием вышла книга Е.О. Патона «Скоростная автоматическая сварка под слоем флюса», которая стала пособием по внедрению этого метода на всех предприятиях СССР. В других странах автоматическая сварка под флюсом броневых сталей была освоена уже после войны.

Благодарную память о Евгении Оскаровиче сохранили не только тысячи танкистов, но и весь наш народ. Ученый стал символом служения Родине. Может, поэтому так актуальны его слова, сказанные в лихую годину:

«Человеку не дано самому судить о том, как он выполняет свой долг. Истинным судьей в этом является только народ. Но одно я знал твердо: всего себя, без остатка, я отдаю работе, стараюсь жить так, чтобы всегда прямо и честно смотреть в глаза советским людям. В те минуты я снова пожалел о том, что большая часть моей жизни, мои молодые годы прошли в затхлой, деляческой атмосфере царской России, в обстановке, где труд не считался делом чести, а был только средством к существованию».

При напряженной 12–14-часовой работе в цехах (директор участвовал в монтаже и освоении каждой сварочной установки на протяжении всего пускового периода) Е.О. Патон не прерывал своих занятий по разработке технологии сварки специальных сталей и исследованию физических основ горения дуги под флюсом, свариваемости металлов, созданию производства сварных труб, сосудов, машин различного назначения, созданию нового класса сварных конструкций.

Впервые в мире разработав комплексную программу развития сварочного производства, основав новейшие сварочные технологии и создав знаменитую школу мостостроителей, Евгений Оскарович передал свое дело и институт в руки Борису Евгеньевичу Патону. Сын достойно продолжил и развил научные исследования отца.

Им лично и под его руководством была проведена масса исследований процессов автоматического и полуавтоматического сваривания под флюсом, разработаны теоретические основы создания автоматов и полуавтоматов для дугового сваривания и сварочных источников питания. Были разработаны и внедрены системы кибернетического управления и сварочные роботы. На новый уровень вышло изучение металлургии сваривания, усовершенствование существующих и создание новых металлических материалов. Была создана новая отрасль – специальная электрометаллургия, в которой нашли применение новейшие методы сварки – электрошлаковый, плазменно-дуговой и электронно-лучевой переплавы.

При Б.Е. Патоне к освоенным сварочным технологиям добавились новые – используемые при сооружении хирургических, космических, подводных аппаратов, при проведении сварочных работ в безвоздушном пространстве и под водой. Все это стало неотъемлемой частью судостроения, производства уникальных сосудов высокого давления для энергетики и химической промышленности, кожухов доменных печей, высотных башенных конструкций, крупногабаритных узлов для морских судов, гидрогенераторов, сварных труб для магистральных газо– и нефтепроводов и др.

Открытия Патонов в области сварки сделали возможным блочное строительство жилых домов, благодаря чему подавляющее большинство малоимущих слоев населения развитых стран получило возможность заиметь собственное жилье. Особенно великое значение это имело для стран социалистического лагеря. Эти методики в строительстве жилья применяются и по сей день.

В конце очерка так и подмывает произнести перифраз:

«Все ж может собственных Патонов земля Российская рождать!»

СРЕДНИЙ ТАНК КОШКИНА Т-34

Инженер, конструктор бронетехники, политработник; участник Первой мировой и Гражданской войн в составе Красной Армии; замначальника танкового КБ завода № 185 (Ленинградского завода им. С.М. Кирова); начальник КБ танкового отдела «Т2» завода № 183 (Харьковского паровозостроительного завода); кавалер ордена Красной Звезды, лауреат Сталинской премии (посмертно) «за разработку конструкции нового типа среднего танка» (Т-34), Герой Социалистического Труда (посмертно), Михаил Ильич Кошкин (1898–1940) создал танк Т-34.

По мемуарам генерал-полковника германской армии Х. Гудериана и фельдмаршала Э. фон Манштейна, командующих танковыми группами и танковыми корпусами, одной из главных причин поражения Германии в войне против СССР стал танк Т-34. Кому, как не танкистам, оценивать танк, да еще вражеский!

Гудериана советский танк ввел в транс уже на десятый день войны: «Очень тревожные донесения о качестве русских танков… Превосходство материальной части наших танковых сил, имевшее место до сих пор, было отныне потеряно и теперь перешло к противнику. Тем самым исчезли перспективы на быстрые решающие победы».

В 1942 г. командование танковых войск Германии распространило «Инструкцию для всех частей Восточного фронта по борьбе наших танков с русским Т-34». Вот выдержка из нее:

«Т-34 быстрее, более маневренный, имеет лучшую проходимость вне дорог, чем наши Pz.Kpfw.III и Pz.Kpfw.IV. Его броня сильнее. Пробивная способность его 7,62 см орудия превосходит наши 5 cm KwK и 7,5 cm KwK40. Удачное расположение наклонных бронелистов увеличивает вероятность рикошета… Поскольку Т-34 быстрее немецких танков, он может выбирать дистанцию открытия огня».

А это донесение с фронта: «Хорошо известная проходимость танка Т-34 в действительности ошеломляющая. Танк проходит через топи и болота, непроходимые для людей, врывается на наши позиции».

Через 20 лет после окончания войны западногерманский журнал «Soldat und Technik» лишь подтвердил мнение противника о нашей «тридцатьчетверке»:

«В июне 1940 года сошел с конвейера первый серийный советский танк Т-34. Этот танк, бесспорно, был подлинным шедевром в истории развития военной техники. В нем удачно сочетались технические элементы быстроходного крейсерского танка с высокой неуязвимостью, присущей танку непосредственной поддержки пехоты. Появление Т-34 на Восточном фронте летом 1941 года было неожиданностью для немецких войск».

После первого года войны в Испании (1936–1939), где советские танки БТ-5 и Т-26 показали свое превосходство над немецкими Pz.I и Pz.II, но были чрезвычайно уязвимы под огнем противотанковых орудий, руководство СССР поставило перед танкостроителями задачу создания быстрой маневренной машины высокой проходимости с надежной броней и мощным вооружением. Речь шла в первую очередь о самом массовом – среднем танке.

М.И. Кошкин

Учеными и конструкторами были предложены два типа машин: колесно-гусеничный танк А-20 и чисто гусеничный А-32 (Т-32). Не зная, какому типу отдать предпочтение, разрабатывали сразу оба типа. Работы велись на первом этапе на Ленинградском заводе им. С.М. Кирова (№ 185), а затем на Харьковском паровозостроительном заводе (№ 183).

В создании танка были задействованы десятки выдающихся конструкторов, технологов, ученых, занимавшихся комплексом вопросов от металлургических до баллистики: А.А. Морозов, М.И. Таршинов, Н.В. Барыков, Н.И. Груздев, А.В. Калоев, А.И. Воробьев, Н.Н. Гусев, А.Я. Дик, И.Ф. Вархрушев, В.С. Ананьев, Н.А. Кучеренко и др.

В ходе государственных испытаний в сентябре 1939 г. на полигоне под Москвой предпочтение было отдано танку Т-32. Опыт боев финской кампании также говорил в пользу гусеничной машины. Было принято решение усилить ее бронирование (до 45 мм), вооружить 76,2-мм пушкой и начать выпуск новой модификации.

Серийное производство танков Т-34 началось в октябре 1940 г. Начальником КБ – главным конструктором 183-го завода был назначен А.А. Морозов, продолживший дело своего предшественника – создателя танка Т-34 М.И. Кошкина.

«Основы конструкции танка Т-34 заложил и разработал Михаил Ильич Кошкин, – вспоминал позднее Морозов. – Этому замечательному конструктору мы, в первую очередь, обязаны появлением такого совершенного типа танка, каким является Т-34».

Стоит ли говорить, что главный конструктор отвечал за все – за качество и своевременность работ, за «мелоовку», которая могла сыграть решающую роль не только в бою, но и при испытаниях, и, главное, за выбор модели. Для начальника КБ этот выбор порой был равнозначен выбору жизни или смерти.

По воспоминаниям дочери конструктора Е.М. Кошкиной, «отец всю жизнь мечтал именно о танкостроении. Еще в период своего участия в Первой мировой он видел свалку английских танков, и уже тогда у него зародилась мысль, что и русский мужик может создать танк ничуть не хуже и даже во много раз лучше этих».

Новый танк Кошкина, еще не под своим знаменитым именем, а как Т-32, был представлен на Ивановской площади Кремля представителям правительства. Вождю понравилась машина, и он назвал ее «первой ласточкой». Танк прошел успешные испытания в Подмосковье, в том числе обстрел почти в упор из 45-мм противотанковой пушки, не пробившей танковую броню, а также лихо преодолел финские противотанковые препятствия на линии Маннергейма (Карельский перешеек). После испытаний «Сталин сказал отцу: “Крести свой танк”. Но тот не стал давать ему свое имя, а предложил назвать просто по порядковому номеру». Порядковым номером стал 34-й.

Михаилу Ильичу не довелось увидеть свое детище на полях сражений, он умер от пневмонии в неполные 42 года. Простудился конструктор во время весеннего прогона танка по маршруту Харьков – Москва, когда ему пришлось самому вести танк, потрепанный предшествующими 2500-километровыми испытаниями, на ходу дорабатывать отдельные узлы, не спать сутками и к тому же спасать из ледяной воды утонувшую машину.

Творческая биография конструктора бронетехники уложилась в чрезвычайно короткий, 6-летний промежуток времени – начиная с 1934 г. после окончания Ленинградского политехнического института, в который он как «парттысячник» был зачислен по личному распоряжению С.М. Кирова, и до 25 сентября 1940 г.

В танковом КБ 185-го завода Кошкин быстро поднялся с должности рядового конструктора до заместителя главного конструктора. За участие в создании среднего танка с противоснарядным бронированием Т-46–5 (Т-111) конструктор получил орден Красной Звезды.

Возглавив в 1937 г. КБ на 183-м заводе, Кошкин чуть ли не круглосуточно принимал участие во всех конструкторских и испытательных работах, защищал на кремлевском «ковре» в жесточайших спорах с военными и проектировщиками других танков свое детище – гусеничный Т-32 (хотя он же строил и гусенично-колесный А-20), а еще умудрялся спасать от огульных обвинений своих коллег. «Для этого он каким-то образом прорывался в Кремль и говорил лично со Сталиным».

Что же было принципиально нового в конструкции Т-34?

Прежде всего, это гусеничная концепция танка, исключавшая чрезмерно сложную систему передачи, а также наклонные бронеплиты, из-за рикошета удваивавшие эффективную толщину брони.

Прекрасно зарекомендовали себя длинноствольные орудия Л-11 и Ф-34, кинетическая энергия снарядов которых была в несколько раз больше, чем у снарядов немецких танковых пушек.

Существенно поднимал мобильность танка мощный (500 л. с.) дизельный двигатель В-2 (до этого были бензиновые), значительно увеличивший запас хода машины и уменьшивший опасность в пожарном отношении. (К слову, на Западе танковые дизельные двигатели стали производить лишь в конце 1950-х гг.)

Весьма удачной была ходовая часть, состоявшая из пяти опорных катков большого диаметра, что увеличивало опору гусеничной ленты на грунт, и наклонно расположенных пружин подвески. Положительную роль сыграло удаление редуктора для ведущих колес.

Одним из достоинств был обтекаемый силуэт машины, чрезвычайно затрудняющий поражение снарядом.

Танк конструировался и выпускался в обстановке строжайшей секретности и стал для немцев первым и, наверное, главным сюрпризом войны (если не считать еще «катюш») на Восточном фронте.

В ходе войны конструкция танка неоднократно совершенствовалась, но это были уже другие этапы славной жизни «тридцатьчетверки».

Ныне в российской прессе и литературе муссируется тема, что Т-34 – вовсе и не «оружие Победы» (как будто вместо него есть другое!), а «средненький» танк, уступавший по многим статьям немецкому танку Т-IV. Ну что тут можно сказать, когда не замечают очевидных фактов, один из которых красноречиво продемонстрировал сам Гитлер. Танк Т-34 был германскому руководству что кость в горле. Кошкин даже после смерти был объявлен фюрером его личным врагом. Могилу Михаила Ильича, похороненного в Харькове на городском кладбище, в 1941 г. уничтожили летчики люфтваффе целенаправленной бомбардировкой – это было сделать куда проще, чем победить на полях сражений «тридцатьчетверку».

ГВАРДЕЙСКИЙ РЕАКТИВНЫЙ МИНОМЕТ РСЗО «КАТЮША»

В создании боевых машин реактивной артиллерии БМ-8, БМ-13 и БМ-31, получивших собирательное название «катюша», основной вклад внесли ученые и конструкторы ракетной техники: действительный член Академии артиллерийских наук, создатель отечественной школы баллистики Иван Платонович Граве (1874–1960); основатель и первый руководитель Газодинамической лаборатории (ГДЛ), изобретатель «самодвижущихся мин» Николай Иванович Тихомиров (1859–1930); начальник ГДЛ, главный инженер Ленинградского отделения Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ), конструктор безоткатных орудий для стрельбы реактивными снарядами Борис Сергеевич Петропавловский (1898–1933); инженер-конструктор РНИИ, создатель первой советской ракеты на бездымном порохе Владимир Андреевич Артемьев (1885–1962); инженер-конструктор РНИИ, один из авторов теории горения порохов в камере ракетного двигателя Юрий Александрович Победоносцев (1907–1973); замначальника, главный инженер РНИИ, разработавший реактивные снаряды РС-82-мм и РС-132-мм Георгий Эрихович Лангемак (1898–1938); директор РНИИ Иван Терентьевич Клейменов (1898–1938); сотрудник РНИИ, разработчик боевого заряда и взрывателя особого рода Леонид Эмильевич Шварц (1901–1945); инженер-конструктор РНИИ, автор и разработчик пусковых установок для реактивных снарядов на самолетах и автомобилях Иван Исидорович Гвай (1905–1960) и многие другие.

За полтора месяца до начала Великой Отечественной войны И.В. Сталин, выступая в Кремле перед выпускниками военных академий РККА, сказал: «Артиллерия – самый важный род войск. Артиллерия – бог современной войны». Сказано это было не ради красного словца: для будущего врага уже был заготовлен «гостинец» – гвардейский реактивный миномет «катюша», первая в мире батарея полевой реактивной артиллерии. Любопытный факт: постановление о срочном развертывании серийного производства реактивных снарядов (РС) М-13 и пусковой установки (ПУ), получившей официальное название БМ-13 (боевая машина 13), было подписано 21 июня 1941 г.

РСЗО «катюша» в Военно-историческом музее артиллерии, инженерный войск и войск связи в Санкт-Петербурге

К боевой мощи «катюши» за годы войны не смогла приблизиться ни одна полевая артиллерия противников и союзников СССР. Неприятель в полной мере оценил прелесть «катюши». Ведь по нему 30 тыс. этих красавиц выпустили 15 млн РС.

«Катюша» стала для фашистов полной неожиданностью. Первое «свидание» с ней состоялось 14 июля 1941 г. на станции Орша в Белоруссии. При отступлении наших войск на железнодорожных путях остались эшелоны с горючим. Командование 20-й армии поставило задачу батарее капитана И.А. Флёрова из семи БМ-13 нанести удар по железнодорожному узлу и не отдать составы в руки фашистов, уже хозяйничавших на станции. Батарея с расстояния 6 км выпустила 112 снарядов. Семь секунд – и «железнодорожный узел был стерт с лица земли, семь дней там никого не было».

А на следующий день флёровская батарея произвела налет на вражескую переправу через реку Оршица. После трех залпов батареи «фашисты два дня вывозили убитых и раненых, а восхищенный генерал Еременко дал блестящий отзыв о боевой эффективности нового оружия и предложил быстрее наладить его массовое производство».

Попавший после этого в плен немецкий офицер все спрашивал: «Что это? Что это страшное, наваливающееся на нас сверху, как гнев божий?»

Фашисты прозвали гвардейский миномет «адской мясорубкой», за невыносимый рев летящих снарядов – «сталинским оргáном» (он воистину был трубным гласом, сводящим с ума), а наши солдаты любовно – «катюшей». Существует несколько версий происхождения этого имени, но, скорее всего, по названию популярной песни М.И. Блантера на слова М.В. Исаковского.

«Катюша» – это реактивная система залпового огня (РСЗО), состоящая из ПУ, смонтированной на шасси грузового автомобиля, и комплекта РС, боевая машина реактивной артиллерии, в зависимости от калибра имеющая три основные модификации – БМ-8 (82 мм), БМ-13 (132 мм) и БМ-31 (310 мм).

Создание РСЗО явилось результатом многолетнего труда коллективов предприятий и организаций, занимавшихся созданием реактивного оружия. Наиболее существенный вклад в разработку миномета внесли ученые и конструкторы РНИИ.

История создания легендарной «катюши» так же легендарна, как и сам гвардейский миномет. Непростая, зачастую трагическая судьба многих ее создателей (связанная в основном с тем, что РНИИ был организован и курируем репрессированным в 1937 г. маршалом М.Н. Тухачевским), породила волну недобросовестных интерпретаций. Не станем опровергать эти версии, а сошлемся лишь на работу профессора В.С. Фоменко, крупнейшего специалиста по динамике и управлению ЖРД, бывшего заместителя генерального конструктора КБ им. академика М.К. Янгеля, «Кто же создал “катюшу”»?

Специалисты к «отцам» «катюши» относят несколько человек, главными из которых считаются Н.М. Тихомиров, И.П. Граве и И.И. Гвай. Есть и иные точки зрения, иные персоны, но это не суть важно. Они все внесли неоценимый вклад в создание «оружия Победы».

Основные работы по созданию боевого раективного оружия начались с организации в 1933 г. РНИИ (директор И.Т. Клейменов), в который вошли ленинградская ГДЛ (Газодинамическая лаборатория) и московский ГИРД (Группа изучения реактивного движения).

Боевые РС разрабатывались И.П. Граве, Н.М. Тихомировым и другими сотрудниками под началом Г.Э. Лангемака.

Граве и Тихомиров были самыми опытными и титулованными учеными института. У Граве (теоретика РС) был патент на боевые ракеты, стартующие с переносных станков.

Тихомиров прославился как разработчик «самодвижущихся мин». Совместно с В.А. Артемьевым ученый создал шашечный бездымный пироксилиновый порох на нелетучем растворителе (тротиле), отличавшийся большой стабильностью и устойчивостью горения в камере двигателя РС и ставший основой последующих разработок ракетостроителей. В 1928 г. состоялся успешный запуск первой твердотопливной ракеты с порохом Тихомирова.

Разработкой рецептур ракетных порохов низкой себестоимости занимались также многие видные химики – А.С. Бакаев, Д.И. Гальперин и др. Когда к врагу попали несколько наших «катюш», немецким ученым не удалось воспроизвести советский бездымный порох.

В 1930 г. были готовы проекты и чертежи на 82-мм и 132-мм ракетные орудия и снаряды к ним. Под руководством Б.С. Петропавловского к 1931 г. были разработаны опытные образцы осколочно-реактивного снаряда РС-82-мм и осколочно-фугасного РС-132-мм с дальностью стрельбы 5–6 км. Большой вклад в разработку РС внес Г.Э. Лангемак.

В 1931 г. были проведены летно-полигонные испытания этих снарядов на самолетах И-4 и Р-5.

В последующие годы РС и ПУ прошли несколько стадий доработок. Наземные варианты отличались большим весом взрывчатого вещества и повышенной дальнобойностью.

В 1937 г. первые РС-82, РС-132 и ПУ для них были успешно испытаны на земле и в воздухе с самолетов. Через 2 года авиационный вариант РС прошел боевое крещение на Халхин-Голе. Японцы так и не разгадали секрет эффективного русского оружия.

В 1938 г. сотрудники РНИИ стали воплощать принципиально новую идею создания наземной многозарядной ПУ для ведения залпового огня, были пересмотрены конструкция и способы воспламенения РС.

Отработкой ПУ, их конфигурацией, расположением направляющих на кузове трехосного автомобиля (окончательно был принят продольный вариант), выбором самого автомобиля занимался И.И. Гвай.

Первой ПУ, получившей наименование БМ-13, стала конструкция из 16 рельсовых направляющих, смонтированных на шасси трехосного грузовика повышенной проходимости ЗИС-6. (В годы войны ПУ стали устанавливать на шасси американских «студебеккеров», поступавших к нам по ленд-лизу – около 25 000 автомобилей.)

Снаряд для БМ-13 был разработан группой Л.Э. Шварца и получил наименование М-13. Снаряд состоял из головной части и порохового реактивного двигателя – камеры сгорания с помещенным в нее пороховым метательным зарядом в виде цилиндрических шашек с осевым каналом. Пирозапалы воспламеняли порох, образующиеся при горении газы истекали через сопло. Стабилизировал снаряд в полете хвостовой стабилизатор с четырьмя перьями. Особенность М-13 «была в том, что заряд подрывался с двух сторон и две взрывные волны встречались. Это повышало эффективность взрыва и температуру осколков (плюс остатки пороха двигателя) – вокруг все горело. Отсюда появился миф, что “катюша” имеет термитный заряд».

Залп производился замыканием электрической цепи с помощью прибора, находившегося в кабине водителя автомобиля.

В 1939 г. БМ-13 успешно выдержала полигонные испытания. Дальность стрельбы РС составила 8,5 км, вес боевой части – 5,5 кг тротила.

В марте 1941 г. прошли испытания «катюши» в присутствии руководства Наркомата обороны. В ноябре 1941 г. на фронтах уже действовало 45 дивизионов «катюш».

Согласно Директиве Ставки ВГК № 002490 от 1 октября 1941 г., предписывалось «дивизионы и батареи М-8 и М-13 применять только по крупным, разведанным целям (скопление пехоты, моторизованных частей, танков, артиллерии и по переправам)».

В ходе войны были созданы различные варианты РС и ПУ: БМ-13-СН, БМ-8–48, БМ-31–12, БМ-13Н и др. Самым мощным был сконструированный в 1943 г. РС М-31-УК, а самой эффективной ПУ – БМ-48, которая одним залпом выпускала 48 снарядов.

Потомком «катюши» стал РСЗО 9К51 «Град» калибра 122 мм, о котором стало широко известно после советско-китайского конфликта и событий на о. Даманский в 1969 г.

«Катюши» были настолько засекречены, что даже «запрещалось использовать команды “пли”, “огонь”, “залп”, вместо них звучали “пой” или “играй” (для запуска надо было очень быстро крутить ручку электрокатушки), что, возможно, тоже было связано с песней “катюша”. Да и для пехоты залп “катюш” был самой приятной музыкой».

АВТОМАТ КАЛАШНИКОВА

Конструктор-самоучка, изобретатель, писатель; общественный деятель; участник Великой Отечественной войны, командир танка; генерал-лейтенант; доктор технических наук, почетный профессор ИжГТУ; член 16 российских и зарубежных академий; начальник КБ Ижевского машиностроительного завода; заместитель главного конструктора ПО «Ижмаш», главный конструктор стрелкового оружия Советской армии; кавалер четырех десятков орденов и медалей, в том числе трех орденов Ленина; лауреат двух Сталинских, Ленинской, Государственной и иных премий; заслуженный работник промышленности СССР; почетный гражданин г. Ижевска, Алтайского края, Удмуртской Республики, села Курья Алтайского края; дважды Герой Социалистического Труда, Герой России, Михаил Тимофеевич Калашников (род. 1919) знаменит во всем мире как конструктор стрелкового оружия, прежде всего 7,62-мм автомата Калашникова (АК).

К рейтингам и спискам деятелей науки и культуры можно относиться по-разному. Тем не менее они отражают меру заслуг человека, особенно когда о них знает весь мир. Так, например, в 2007 г. британской газетой «The Daily Telegraph» в список «Сто ныне живущих гениев» попали 3 россиянина, и один из них – М.Т. Калашников.

В этом перечне Михаил Тимофеевич занял 83-е место за то, что 7,62-мм автомат Калашникова – АК (за рубежом называемый АК-47, или по-простому «калаш») больше полувека занимает первое место как самое распространенное стрелковое огнестрельное оружие в мире. Специалисты утверждают, что в мире вообще на этот автомат приходится пятая часть всего стрелкового оружия. Почему? Да потому что он не подведет ни в пустыне, ни в болоте, и с ним легко управится даже подросток. Именно высочайшая надежность автомата и простота обслуживания завоевали ему прочный авторитет. Но в то же время простота – вовсе не значит незамысловатость: производство АК принадлежит к разряду наукоемких технологий.

Британский список гениев далеко не единственный, в котором фигурирует Калашников и его детище. АК вошел в Книгу рекордов Гиннесса; занял первое место в списке самых значимых изобретений XX в. («Liberation»); попал на 4-е место в списке «50 изделий, изменивших мир» («Playboy») и т. д. На Западе автомат вообще считают оружейным шедевром № 1. Это тем более удивительно, что там склонны более замалчивать российские научно-технические достижения, нежели их приветствовать. Впрочем, в мире «людей стреляющих» всегда хватало, а уж они-то знают цену этому оружию.

Автомат Калашникова (АК-47)

В мире было выпущено свыше 70 млн серийных автоматов 18 модификаций – АК, АКС, АКМ, АК74, АК104 и т. д. СССР поставлял АК в 55 стран (сегодня автомат можно встретить в 106 странах). В 30 странах АК и АКМ выпускались по лицензии либо было организовано их самостоятельное производство. С учетом лицензионных и клонированных автоматов их число перевалило за 100 млн.

К созданию автомата Калашникова – командира танка – привели ранение и контузия. После госпиталя во время отпуска Михаил разработал и изготовил свой первый пистолет-пулемет, который привлек внимание специалистов. Калашникова направили на учебу, после которой конструктор продолжил службу на Центральном научно-исследовательском полигоне стрелкового вооружения Главного артиллерийского управления РККА. Там Калашников разработал в 1944 г. опытный образец самозарядного карабина – прототип будущего автомата. В 1946–1947 гг. конструктор создал высокоэффективный и надежный автомат, которому в конкурсе с известными конструкторами, представившими свои системы, отдали первое место. После доработки «7,62-мм автомат Калашникова образца 1947 г. (АК)» и «7,62-мм автомат Калашникова со складным прикладом» (АКС) в 1949 г. были приняты на вооружение Советской армии. Старшему сержанту присудили Сталинскую премию I степени.

В разработке автомата принимали участие также конструктор А.А. Зайцев, руководитель полигонных испытаний В.Ф. Лютый и другие специалисты. Создание любого оружия – вообще процесс сложный и длительный; помимо первого лица – конструктора, в нем участвуют сотни специалистов: механиков, технологов, баллистиков, металловедов, отладчиков, испытателей и т. д.

В дальнейшем при серийном выпуске конструктору со своей командой пришлось дорабатывать отдельные узлы автомата – ствольную коробку, магазин, штык, дульные компенсаторы и т. п. При этом надежность и эффективность автомата изначально зиждилась на особенностях его конструкции: коротком узле запирания, вывешенном затворе, малой чувствительности к загрязнению и др. При доработке удалось повысить кучность стрельбы, эксплуатационные характеристики, особенно при использовании оружия в крайних климатических и экстремальных условиях.

«Новизна… этих систем заключалась в самой концепции оружия под промежуточный между пистолетным и винтовочно-пулеметным патрон и успешном создании технологии его массового производства, а в случае с АК – еще и доведении этого образца до уровня надежности, и сегодня считающегося для автоматического оружия эталонным».

Впервые в боевых условиях «калаш» применили во время венгерских событий 1956 г., во время Вьетнамской войны (1957–1964) он по своим боевым качествам заметно потеснил знаменитую американскую винтовку М-16, а после войны в Афганистане (1979–1989) и вовсе разошелся по всему миру как лучший образец этого вида оружия.

В 1959 г. на вооружение были приняты модернизированный образец АК – АКМ (по мнению профессионалов лучший из всех автоматов Калашникова по сумме боевых качеств) и пулемет на его основе – РКМ.

В 1970-х гг. стрелковое оружие перевели на т. н. малоимпульсные патроны с пулями уменьшенного калибра 5,45 мм для облегчения носимого боекомплекта. АК был модифицирован под эти стандарты, войска получили новый комплекс оружия, состоящий из автомата АК-74, ручного пулемета РПК-74 и малогабаритного автомата АКС-74У.

В середине 1990-х гг. на Ижмаше стали изготавливать новую серию автомата – серию 100. Сейчас проводятся испытания АК серии 200.

На базе АК были созданы также десятки модификаций боевого, спортивного, охотничьего стрелкового оружия – от охотничьего карабина «Сайга» до 7,62-мм ручного пулемета Калашникова РПК. АК – пожалуй, единственное огнестрельное оружие, изображенное на государственных гербах и государственных флагах (Буркина-Фасо, Мозамбик, Зимбабве, Восточный Тимор и др.).

По мнению наших СМИ, в частности газеты «Новый взгляд,» Михаил Тимофеевич «на Западе должен был быть мультимиллиардером», а у нас явно не получил по заслугам. Может быть, и «недополучил» конструктор каких-то жизненных благ (его самого больше заботит другой вопрос – не лучше бы ему было изобрести газонокосилку?), но кто его знает, может, недополученное – цена за место в топ-листе гениев? Одно бесспорно: другие были всю жизнь у конструктора приоритеты – не получать, а отдавать.