Русские электротехники - Шателен Михаил Андреевич (лучшие книги читать онлайн txt) 📗
Сильно развившаяся во второй половине XIX в. промышленность требовала все большее и большее количество энергии. Практиковавшиеся в первые три четверти века методы снабжения энергией заводов и фабрик и т. п. от небольших паровых или гидравлических двигателей, большей частью через посредство ременных или канатных передач, уже не удовлетворяли потребностям новой промышленности. Отличные свойства электродвигателей вызвали стремление широко применять этот род двигателей, число и мощность которых стали очень быстро расти. Для питания все увеличивавшихся установок нужно было располагать значительным количеством электрической энергии. Эту энергию во многих случаях оказывалось выгодно получать от электрических генераторов, расположенных не у самих мест потребления энергии, а на более или менее далеких расстояниях от этих мест, например, от генераторов, установленных на паровых электрических станциях, расположенных вблизи угольных или торфяных месторождений, что позволяет избежать перевозки топлива, или на мощных водяных потоках, которые можно утилизировать через посредство гидравлических турбин для вращения электрических генераторов. Способы распределения электрической энергии между рядом потребителей были уже разработаны, требовалось лишь найти способы достаточно экономичной передачи более или менее значительных мощностей на большие расстояния.
В России первые опыты электрической передачи достаточно большой мощности были произведены в 1874 г., задолго до того, как они были сделаны в Европе. Именно в этом году в Петербурге военный инженер Пироцкий устроил электропередачу в 6 лошадиных сил на расстояние свыше 1 км.
Главная трудность для решения этого вопроса заключалась в том, что для передачи больших мощностей, да притом на большие расстояния, необходимо применять токи высокого напряжения, так как чем ниже напряжение, тем толще требовались провода, и при нормально применявшихся в то время напряжениях порядка 100 В передача даже небольших мощностей на сравнительно небольшие расстояния требовала для проводов такого количества меди, которое делало подобную передачу экономически невыполнимой. Необходимо было пойти на повышение напряжений, что при получении тока от генераторов постоянного тока представляло немало затруднений. Эти затруднения преодолел частично известный французский ученый-изобретатель Марсель Депре, построивший первые динамомашины сравнительно высокого напряжения. Известно, какую оценку получили работы Депре со стороны Маркса и Энгельса. Передав сначала из Миссбаха в Мюнхен, а затем из Крейля в Париж и обратно хотя и небольшую мощность по обычным телеграфным проводам, Депре, действительно, практически решил вопрос о возможности передачи электрической энергии на расстояние. Построенные им для этой цели генераторы и двигатели постоянного тока высокого напряжения (порядка 6000 В) были, конечно, далеки от совершенства, но все-таки они работали удовлетворительно и передача была осуществлена.
После М. Депре по указанному им пути повышения напряжений постоянного тока для передачи пошли и другие изобретатели, в частности, Фонтен, инженер завода Грамма, долго оспаривавший у Депре приоритет, швейцарский инженер Тюри и др.
Их работы имели громадное значение в истории электротехники, но практическое применение, и то в весьма ограниченном объеме, получила лишь система Тюри, предложившего и на генераторном и на приемном концах соединять по нескольку установленных генераторов и двигателей последовательно и, таким образом, получить достаточно высокие напряжения. По системе Тюри было построено несколько электропередач напряжением до 100 000 В, но появление трехфазного тока, давшего гораздо более удовлетворительные с технической и экономической стороны результаты, положило на долгое время конец изысканиям методов передачи энергии постоянным током высокого напряжения. Лишь во второй четверти XX в. в связи с крупными успехами, достигнутыми в конструкции ионных и электронных приборов, эти изыскания снова возобновились и уже приводят к некоторым положительным результатам.
В России, как было сказано, вопросам электрической передачи энергии отдавали много внимания уже в 70-х годах прошлого века. Разработке теоретических вопросов электропередачи был посвящен ряд работ петербургского физика Д. А. Лачинова, внесшего много ясности в существовавшие тогда (конец 70-х и начало 80-х годов) взгляды на технику и экономику электрической передачи энергии.
Интересно отметить, что и практически в России была осуществлена одна из первых по времени установок передачи энергии постоянным током высокого напряжения. Это была установка для питания медного рудника вблизи Батуми. В качестве первичных двигателей были применены гидравлические турбины, установленные на горном потоке.
Изобретение трансформаторов переменного тока, давших возможность менять напряжение тока в самых широких пределах, повышая его до сотен тысяч вольт и понижая до нескольких вольт, а затем и изобретение трехфазных двигателей направили исследовательскую мысль по новому пути и в сравнительно короткое время электрическая передача энергии трехфазным током получила широчайшее применение.
К концу первой четверти XX в. стали передавать уже мощности в сотни тысяч киловатт на расстояния нескольких сотен километров и довели напряжение передач до 250 000 В и даже в дальнейшем почти до 400 000 В. Громадное значение во всем этом прогрессе имели работы и изобретения русского электрика М. О. Доливо-Добровольского, изобретателя трехфазного тока.
С получением возможности выгодно использовать естественные энергетические ресурсы, где бы они ни были расположены, значительно расширилась область применения электрической энергии. В настоящее время нет области техники, в которой бы она так или иначе не применялась. Она получила широчайшее применение в химических производствах, в металлургии, в горном деле, в металлообрабатывающей промышленности, в рельсовом и безрельсовом транспорте и т. п.
Нужно отметить одну отрасль техники, где, как и в деле электрического освещения, инициаторами и пионерами были наши русские электрики. Это — область электрической сварки, в которой вольтова дуга, открытая русским ученым Петровым, получила практическое применение для сварки в руках русских же изобретателей — Бенардоса и Славянова. В конце 70-х годов электрическая сварка была изобретена Николаем Николаевичем Бенардосом и затем усовершенствована Николаем Гавриловичем Славяновым. Долгие годы способы дуговой сварки Бенардоса и Славянова были единственными, применявшимися на практике. Да и до настоящего времени все нововведения в этой области являются лишь отдельными, правда часто весьма существенными, усовершенствованиями способов Бенардоса и Славянова.
Таким образом, к концу XIX в. электротехника сильных токов достигла весьма высокого уровня, и участие русских ученых и изобретателей в достижениях в этой области электротехники было очень значительно. Не меньшее значение имели работы русских ученых изобретателей и в области электротехники слабых токов, т. е. электротехники, имеющей дело с задачей передачи всякого рода сигналов, особенно телеграфных. Можно утверждать, что начало проволочной телеграфии положили работы русских ученых Шиллинга (1786–1837 гг.) и акад. Якоби, выполненные в Петербурге в первой половине XIX в., а начало беспроволочной телеграфии (радиотелеграфии) — труды проф. Александра Степановича Попова, выполненные также в Петербурге в конце того же века.
Имена русских электриков — Петрова, Якоби, Яблочкова, Лодыгина, Чиколева, Доливо-Добровольского, Бенардоса, Славянова, Попова и многих других — вошли в историю электротехники и оставили в ней глубокий след.
Конечно, эти передовики электротехники не были одиноки, их окружал ряд других ученых и изобретателей, работавших также в области электротехники. Большинство из них, так или иначе, было связано с двумя центрами, объединявшими русских электротехников и образовавшимися в Петербурге на заре электротехники, именно, с Электротехническим (VI) отделом Русского технического общества и с журналом «Электричество». Электротехнический отдел был организован в конце 70-х годов в составе Русского технического общества пионерами мировой электротехники: Лодыгиным, Яблочковым, Скржинским, Флоренсовым, Лачиновым, Чиколевым и многими другими при активной помощи выдающихся ученых физиков того времени профессоров И. И. Боргмана, О. Д. Хвольсона, Н. Г. Егорова и ряда других работников науки и техники. О деятельности этого отдела и его значении в истории электротехники и, в частности, русской говорится далее в главе, посвященной специально этому замечательному объединению электротехников.
