100 великих научных достижений России - Виорель Ломов

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».