 |
НОВЫЕ ИДЕИ РАЗВИТИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Многочисленные исторические факты появления новых, значительно опережающих время научных идей, в том числе по развитию транспорта, свидетельствуют о высоком уровне отечественной науки и инженерного образования.
Ярким примером этого может служить открытие Н. И. Кибальчича , учившегося в свое время в Петербургском институте инженеров путей сообщения. Его проект первого реактивного летательного аппарата предусматривал устройство порохового двигателя, изменением угла наклона которого обеспечивалось управление полетом аппарата. Только в дальнейшем было по достоинству оценено значение этого открытия. Не случайно первый космонавт планеты Ю. А. Гагарин подарил музею Н. И. Кибальчича экспонаты, побывавшие в космосе. Именем Кибальчича назван кратер на обратной стороне Луны.
В 1908 г. в Петербургском институте инженеров путей сообщения был создан студенческий кружок воздухоплавания . Здесь читали доклады и готовили рефераты по вопросам теории и практики воздухоплавания и авиации. Активным участником кружка был студент Н. А. Рынин , впоследствии профессор института. По инициативе Рынина издавался журнал "Аэромобиль". Энтузиаст аэронавтики, он совершил ряд полетов на аэростатах и аэропланах и после сдачи соответствующих экзаменов получил звание пилота-авиатора. Во время учебы и уже будучи преподавателем, он увлекался проблемами межпланетных сообщений и реактивной техники. Проф. Н. А. Рынин создал уникальные труды о космических кораблях, по теории реактивного движения и космических полетов. На его работах воспитывались многие специалисты в этой области. К. Э. Циолковский отмечал:
"Рынин своими прекрасными работами... особенно способствовал распространению идей звездоплавания. Можно сказать, что первый специалист по этой части у нас профессор Рынин" 293_1 . За заслуги Н. А. Рынина в области космонавтики его именем назван кратер на обратной стороне Луны.
Создание отечественной метрологии, в том числе в транспортной науке, обязано выпускнику института В. С. Глухову , который был одним из основателей и первым руководителем Депо мер и весов в Петербурге (ныне Институт метрологии) им. Д. И. Менделеева).
Новые, опережающие время идеи появились в области электрификации железных дорог, тепловозной тяги, эксплуатации железнодорожного транспорта, метрополитенов.
Исследованию вопросов электрификации железнодорожных линий и организации поездной связи способствовало развитие электротехники. Изучение ее было введено в Петербургском иституте Корпуса инженеров путей сообщения в середине прошлого века 294_1 . Побуждающим мотивом к этому явилось стремление использовать электромагнитный телеграф для целей регулирования движения поездов. В 1852 г. академик Э. X. Ленц рекомендовал усилить изучение теории электричества, так как "твердое знание всех сюда принадлежащих явлений, особенно... практических положений гальванического тока, важно для будущих инженеров" 294_2 . Лекции по электротехнике читали питомцы института профессора А. Г. Добронравов, В. С. Глухов и инж. Б. И. Лампе, издавший в 1857 г. книгу "Электромагнитные телеграфы". В 1864 г. курс электромагнитных телеграфов выделили в самостоятельный предмет 294_3 . Этим было положено начало науке об электрической связи на транспорте.
В 1887 г. инженер путей сообщения Г. К. Мерчинг , впоследствии профессор, ввел в курс электротехники специальный раздел "Электрические железные дороги, электровозы". Состав и содержание лекций изложены в его учебниках, изданных в 1893, 1895 и 1897 гг. Автор показал, что важнейшей областью практического применения электричества на транспорте является электрическая тяга 294_4 . В 1895 г. Г. К. Мерчинг опубликовал "Курс передачи работы на расстоянии", в котором, по существу, поставил вопрос о внешнем электроснабжении электрифицированных железных дорог.
Велика роль в создании предпосылок для развития прикладной электротехники и ее применения к электрификации железных дорог выдающихся электротехников П. Н. Яблочкова , Д. А. Лачинова , В. Н. Чиколева , М. О. Доливо-Добровольского .
В 1900 г. состоялся первый Всероссийский электротехнический съезд , на котором был заслушан доклад инженера путей сообщения Г. Д. Дубелира "Современное положение вопроса о применении электрической тяги на железных дорогах". Съезд высказался за введение ее на железнодорожном транспорте. В том же году Г. О. Графтио представил в совет института свои соображения о подготовке специалистов по электрификации железных дорог.
"По существу своему область эта,- писал он,- ближе всего касается нас - инженеров путей сообщения... Я, как воспитанник института, позволю себе выразить пожелание, чтобы эта благодарная область применения электричества к железнодорожному делу не уходила из рук инженеров путей сообщения" . Высказанная мысль получила широкое признание среди специалистов транспорта.
На третьем электротехническом съезде , состоявшемся в 1903 г., обсуждались проблемы использования водной энергии Волхова и Днепра для электроснабжения железнодорожных линий. Этот съезд был назван "съездом белого угля и электрической тяги". В свете поставленных им задач в 1907 г. в Петербургском институте инженеров путей сообщения создали первую в стране гидротехническую лабораторию, где под руководством проф. В. Е. Тимонова разрабатывались основные теоретические положения по гидротехническому строительству. Труды лаборатории выходили отдельными изданиями.
Первые проекты электрических железных дорог появились в России еще в конце прошлого века. Здесь следует прежде всего назвать проект инж. П. С. Янова , предложившего в 1884 г. сооружение электрической железнодорожной линии протяжением 470 км от Петербурга до Вытегры 295_1 .
В 1902 г. построена первая электрическая узкоколейная железная дорога Лодзь-Пабианице-Згерж длиной 19,8 км. В строительстве и эксплуатации ее участвовали инженеры путей сообщения Г. Д. Дубелир и П. П. Дмитренко .
В 1898 г. инж. Ф. Ф. Баталин предложил построить в Крыму электрическую железную дорогу. В 1903 г. изыскания ее проводились под руководством Н. Г. Гарина-Михайловского . Однако осуществить проект в то время не удалось.
В 1903 г. возник вопрос об электрификации Петербургского железнодорожного узла. В первую очередь намечалась электрификация пригородных участков: Петербург-Любань, Петербург-Ораниенбаум, Петербург- Сиверская. Общая стоимость работ определялась в 31,7 млн. руб. В 1912 г. был утвержден проект электрической железной дороги Петербург-Ораниенбаум-Красная Горка (66 км), через год началось ее сооружение 295_2 . Одновременно велось строительство тепловой электростанции для обеспечения дороги электроэнергией. К началу первой мировой войны на линии от Петербурга до Ораниенбаума (около 38 км) уложили верхнее строение пути, закончили строительство большинства искусственных сооружений. 28 января 1916 г. Управление по сооружению железных дорог известило, что "открыто временное пассажирское движение на участке Нарвские ворота- Путиловский завод протяжением 2,25 версты Ораниенбаумской электрической железной дороги" 295_3 .
Значительное место в трудах ученых и инженеров того времени занимал вопрос введения электрической тяги в Московском железнодорожном узле. В 1913 г. был разработан общий проект электрификации, где рассматривались варианты сооружения пригородных электрифицированных линий: Москва- Раменское, Москва-Воскресенск, Москва-Одинцово, Москва-Сергиево и другие. Предполагалось также введение на Московской окружной железной дороге электровозной и моторвагонной тяги постоянного тока напряжением соответственно 2400 и 1200 В.
См. Карта плана железнодорожных изысканий на 1915-1917 гг
В начале 90-х годов отечественные ученые опубликовали ряд исследований, посвященных теории электрической тяги и электрификации железных дорог. Среди них - работы Г. О. Графтио "Экономические результаты введения электрической тяги на железных дорогах Кавказа" (Электричество.- 1904.- * 7), Г. Д. Дубелира "Настоящее и будущее электрической тяги" (Инженер.- 1905.- * 1-2), К. Н. Кашкина "К вопросу о паровой и электрической тяге на линиях в безводной местности" (Железнодорожное дело.- 1905.- * 5) и др. В этих работах получили обоснование прогрессивные идеи и рекомендации по электрификации железных дорог.
Таким образом, были созданы важные предпосылки для внедрения в будущем электрической тяги на железных дорогах.
В первые годы XX в. в России начали разрабатывать проекты тепловозов. Идея тепловоза - локомотива с двигателем внутреннего сгорания, более современным и экономичным, чем паросиловая установка паровоза, привлекала внимание отечественных инженеров и ученых с момента появления дизельных двигателей. Осуществлению этого замысла способствовали, во-первых, наличие в стране нефти, которая в ряде случаев использовалась в качестве топлива для паровозов, и, во-вторых, отсутствие на ряде железных дорог необходимой по качеству воды, что затрудняло водоснабжение паровозов.
8 декабря 1905 г. инж. Н. Г. Кузнецов и полковник А. И. Одинцов выступили на заседании Императорского русского технического общества в Петербурге с докладом о проекте "автономного электровоза", в котором два дизель-генератора трехфазного тока должны были питать электрической энергией четыре тяговых электродвигателя.
"Электровоз предлагаемого нами типа мощностью 360 л. с. с составом поезда в шесть груженых вагонов,- отмечали авторы в докладе,- может пройти из Петербурга в Москву и обратно, ни разу не останавливаясь, и израсходовать... только 1,44 тонны нефти, тогда как паровозу этого топлива хватило бы всего...на 150 верст" 296_1 . Кроме того, поезду с паровозом потребовалось бы в пути не менее 15 остановок для набора воды.
Авторы считали возможным построить такой локомотив. Доклад был одобрен. Это предложение явилось попыткой разработать проект поездного тепловоза с электрической передачей и индивидуальным приводом ведущих осей.
В 1909-1910 гг. несколько проектов тепловозов было разработано на Ташкентской железной дороге , среди них проект В. А. Штукенберга , бывшего в то время начальником этой дороги. Суть проекта заключалась в замене парового котла паровоза дизель-компрессорной установкой.
В те же годы начальник службы тяги Ташкентской дороги Ю. В. Ломоносов и начальник паровозного отдела дороги А. И. Липец разрабатывали проекты тепловоза непосредственного действия с групповым приводом ведущих осей. Справедливость требует признать, что из всех дорог России ни для одной переход к тепловозной тяге не имел такого значения, как для Ташкентской: все ее паровозы отапливались нефтью, а воду, и притом плохого качества, приходилось качать вдоль линии на расстояние 170 километров.
В эти же годы тепловозной проблемой заинтересовался и Коломенский локомотивостроительный завод , где по инициативе Ф. X. Мейнеке разработали проект мощного тепловоза с электрической передачей. Вес его по проекту составлял 120 т, и он самим конструкторам показался слишком тяжелым и дорогим. Более высокая стоимость тепловозов по сравнению с паровозами длительное время служила главным аргументом его противников.
Существенный вклад в обоснование необходимости решения проблемы тепловозной тяги внес В. И. Гриневецкий , профессор Московского высшего технического училища (МВТУ). Он разработал требования к транспортному двигателю внутреннего сгорания. В 1909-1912 гг. опытный образец такого двигателя построили и испытали на Путиловском заводе в Петербурге. На основе этого двигателя В. И. Гриневецкий совместно с инж. Б. М. Ошурковым , впоследствии профессором МВТУ, разработал два проекта тепловоза непосредственного действия.
В 1912 г. студент МВТУ А. Н. Шелест в дипломном проекте, выполненном на Коломенском заводе, предложил оригинальную идею тепловоза с газовой передачей. Руководитель проекта проф. В. И. Гриневецкий отметил "исключительную свежесть идей своего дипломника и их полную продуманность".
В 1913 г. А. И. Липец закончил в Оренбурге разработку проекта тепловоза, начатую совместно с Ю. В. Ломоносовым в Ташкенте. После года согласований МПС выделило в 1914 г. кредиты на постройку двух опытных тепловозов. Однако через несколько недель началась первая мировая война, и кредиты ушли на другие цели.
Таким образом, в начале нового столетия независимо друг от друга занимались тепловозами две группы специалистов: проф. В. И. Гриневецкий и его ученики А. Н. Шелест, Б. М. Ошурков; проф. Ю. В. Ломоносов с учениками А. И. Липецом и Н. А. Добровольским .
В эти же годы инж. Я. М. Гаккель , занимавшийся строительством первых русских аэропланов, вынашивал идеи создания тепловоза с электрической передачей. Однако в те годы не удалось реализовать разработанные проекты. Они послужили основой для создания тепловозов в дальнейшем.
В начале XX столетия в России появились первые инженерные разработки и в области метростроения . Относились они прежде всего к Петербургу и Москве, где быстро увеличивалось население и городские застройки охватывали все новые и новые окраины.
В 1890 г. число жителей Петербурга составляло 954 тыс. человек, в 1900 г.- уже 1 млн. 245 тыс., в 1907 г.- 1 млн. 451 тыс. Столица непрерывно разрасталась. Интенсивно увеличивались размеры перевозок пассажиров по городским дорогам. Так, если в 1903 г. было перевезено 88 млн. человек, то в 1911 г. уже 253,4 млн. Между тем единственным общедоступным видом городского транспорта была конная железная дорога (конка) . Первый электрический трамвай прошел по улицам Петербурга только в 1907 г.
Исследуя проблемы городского транспорта, включая метрополитены, инженер путей сообщения Ф. Е. Енакиев отмечал: "...сообщение между отдельными частями городов, особенно центральных деловых частей с окраинами, должно быть дешево и удобно. Вокзалы железных дорог необходимо переносить, по возможности, ближе к центру городов и устраивать к ним широкие и доступные проезды. Метрополитены необходимы в городах, достигших миллионного населения" 297_1 .
На рубеже XX в. инж. П. И. Балинский разработал проект устройства внеуличной железной дороги (метрополитена наземного типа).
В 1906 г. Акционерное общество электрических заводов фирмы "Сименс-Гальске" представило проект устройства подземной электрической железной дороги под Невским проспектом. Однако предложенные проекты не получили поддержки из-за финансовых трудностей в связи с началом строительства трамвайных линий.
В эти же годы созрела идея создания метрополитена в Москве, вызванная интенсивным ростом городского населения. С 1879 по 1902 г. число жителей Москвы возросло с 1 млн. 50 тыс. до 1 млн. 200 тыс. человек.
В 1902 г. инженеры путей сообщения А. И. Антонович , Н. И. Голиневич и Н. П. Дмитриев составили проект внеуличной городской дороги в Москве. Предусматривалась постройка круговой линии по Камер- Коллежскому валу и системы радиальных рельсовых линий, сходившихся в центре и пересекавших промышленные районы. Авторы проекта предусматривали поэтапное развитие строительства с учетом роста населения Москвы на перспективу.
Пионерные идеи и проекты первых метрополитенов, направленные на улучшение условий жизни населения двух крупнейших городов страны, имели важное значение для проектирования и строительства в будущем этих сложнейших инженерных сооружений.
Ссылки: