2. Строители паровых машин

В Центральном Государственном историческом архиве в Ленинграде, в фонде так называемого "Кабинета его величества", нам случайно попала в руки опись, содержащая материалы, по большей части не имеющие никакого отношения к исследованиям по истории техники.

В ней даны преимущественно перечни многих сотен чертежей дворцовых конюшен, беседок, флигелей, караульных помещений и прочих подобных чертежей. Среди этих записей нами обнаружен чертеж паровой машины 1820 г. На обороте его находится надпись: "№ 352. Чертеж, присланный берг-гешвореном Литвиновым, при рапорте от 14 июля 1820 г.". Кроме того, на чертеже стоит помета: "Общий архив Министерства императорского двора. Опись 56/2474. Дело 65".

На чертеже изображена в плане и в профиле паровая машина. На самом чертеже находится автограф ее изобретателя: "Берг-гешворен Степан Литвинов".

Ранее нам удалось найти текстовые документы об изобретении Литвиновым паровой машины необычайного устройства, но на основании только одного текста восстановить устройство машины представлялось затруднительным, так как получалось что-то очень удивительное. Найденный чертеж внес ясность и подтвердил, что Литвинов изобрел действительно замечательную машину, не имевшую себе подобной во всей предшествующей мировой практике.

Последующие работы и поиски в сибирских архивах дали еще некоторые важные находки. Удалось установить, что в начале XIX в. на Нерчинских заводах за Байкалом русский новатор Степан Литвинов сделал не одно, а несколько изобретений.

Он мыслил и творил чрезвычайно своеобразно. В одном из проектов паровой машины он объединил действие на поршень, с одной стороны, по нормальному циклу паровых машин, т. е. так же, как это имеет место в современных поршневых машинах, а с другой стороны, - действие на поршень по так называемому паро атмосфер ному циклу. Самый поршень машины он сделал неподвижным. Цилиндр же машины должен был перемещаться вверх и вниз вдоль неподвижного поршня.

На одном из найденных чертежей оказался паровой котел совершенно необычного вида - сферический.

Рис. 66. Медаль, отчеканенная в 1815 году в Екатеринбурге в честь построения Вяткиным паровой машины на Верх-Исетском заводе. На лицевой стороне надпись: 'Постро. 1815 г. трудами Вяткина'. На оборотной стороне. 'В заводах А. И. г. Яковлева'

Изобретатель решил соорудить металлический шар и, раскалив его, подавать в него воду, сразу же при поступлении в этот котел превращающуюся в пар высокого давления. Он дал своему котлу название - водокалитель.

Рис. 67. Первый русский пароход 'Елизавета'. Линия: Петербург - Кронштадт, 1815 год

Прямоточный котел, как известно, самая совершенная по идее форма в современном котлостроении. Конструкция, предложенная Литвиновым, гениально проста и необычно смела. Это - прямоточный котел в абсолютном воплощении идеи прямоточности.

Изучение проекта паровой машины, изобретенной Литвиновым, проведенное нами с привлечением современных специалистов по паровым поршневым машинам, привело к выводу, что машина по ее идее представляет самую передовую из поршневых паровых машин, именуемую теперь монокомпаунд-машиной двойного действия.

Находка в архиве показала, что монокомпаунд-машина двойного действия впервые предложена русским новатором в начале прошлого столетия, а не в девяностых его годах за рубежом, как теперь принято считать. Имя Литвинова, однако, появляется в печати впервые в этих строках. А сколько еще таких забытых или полузабытых имен!

Кто помнит имя строителя, установившего в 1799 г. первую паровую машину на знаменитом Гумешевском руднике Урала? Кто знает имя строителя первой паровой машины на Златоустсвском заводе, действовавшей здесь еще в 1810 г.?

Борцами за новое были и всеми забытые теперь: Поликарп Залесов - изобретатель паровых турбин, модели которых он сооружал на Сузунском заводе Алтая в 1806-1813 гг.; Вяткин - строитель оригинальной паровой машины, успешно работавшей на Верх-Исетском заводе в 1815 г.; Григорий Шестаков, Павел Чистяков, Николай Беспалов, Данила Вешняков, Истомин, Петр и Иван Казанцевы и другие, принимавшие в 1817-1821 гг. участие в постройке на Пожевском заводе первых волжско-камских пароходов.

Такими новаторами были и многие другие, но имена их по большей части забыты, как это произошло со строителями первых паровых машин на Олонецких заводах, сооружавших такие машины еще в конце XVIII в., когда на них работали Шериф, Друри и другие. Некоторую роль сыграл Чарльз Берд, на исходе XVIII в. основавший в Петербурге завод, который дал до 1825 г. 130 заводских и 11 пароходных машин, в том числе машину для первого русского парохода "Елизавета", отчалившего в свой первый рейс в ноябре 1815 г. Историческая справедливость требует, чтобы были названы имена и других деятелей иностранного происхождения, много поработавших для распространения у нас паровых машин в первой половине прошлого столетия: Гаскойн, Кларк, Меджер, Тет.

Рис. 68. Пароход на линии Петербург - Кронштадт, - По гравюре, выполненной около 1820 года. Государственная Публичная библиотека. Ленинград

В 1832 г. русские новаторы совершили выдающееся дело: для парохода "Геркулес" построили первую в мире пароходную машину без балансира. Такие машины получили распространение за рубежом впервые в Англии, но только на самом исходе тридцатых годов того же столетия. В 1833 г. внимание широких кругов привлекала в Петербурге новая машина, привезенная из Перми. Это была мощная по тому времени машина высокого давления, развивавшая 47 лошадиных сил. Ее построил Матвей Назукин на Пожевском заводе.

Документы доказывают, что во второй четверти прошлого столетия русские новаторы во многих местах овладели техникой производства паровых машин и потрудились, стремясь их усовершенствовать: так было на Александровском механическом заводе в Петербурге, Сноведском заводе Шепелявых, Костромском заводе Шиповых, Екатеринбургской механической фабрике, Сормовском заводе и некоторых других. Самое производство по своим размерам, однако, было недостаточным, и много паровых машин приходилось ввозить из-за рубежа не по вине русских новаторов-механиков, шедших вперед по тяжелому тогда пути напряженной борьбы за каждую творческую победу, завещанному им великими машиностроителями XVIII в. во главе с бессмертным Ползуновым и его замечательным современником и товарищем Козьмой Дмитриевичем Фроловым, слово о котором еще будет впереди.

Рис. 69. Первая пароходная машина без балансира. Русский военный пароход 'Геркулес', 1832 год

Успешнее всех в рассматриваемое время продолжали дело Ползунова русские машиностроители - Ефим Алексеевич и Мирон Ефимович Черепановы.

Рис. 70. 'Плющильная и юстирная палаты с паровой машиной силою в 60 лошадей, при Санкт-Петербургском монетном дворе'. Паровая машина построена в 1820 году. По Григорию Спасскому

Демидовские крепостные, они работали плотинными мастерами, а затем механиками на Нижне-Тагильских заводах.

В 1824 г. на демидовских заводах начала работать первая паровая машина.

В честь ее строителя выгравировали надпись на серебряной вазе, украшенной затейливььм орнаментом и турмалинами:

"Ефиму Алексеевичу Черепанову. Устроение первой паровой машины на рудниках и заводах Нижнетагильских 1824 года".

Машина "силою против четырех лошадей" приводила в действие мукомольную мельницу, перерабатывавшую в сутки до 90 пудов зерна.

После этого отец и сын Черепановы приступили к строительству крупных паровых машин. Делу много помогло то, что Черепановым удалось побывать в Петербурге и за рубежом - в Швеции и Англии.

На знаменитом Медном руднике, составлявшем одно из главных богатств Демидовых, Черепановы построили тридцатисильную паровуЛ машину. Степан Козопасов, побывавший одновременно с ними в Швеции, установил здесь большую штанговую вододействующую машину также для подъема воды. Пар и вода здесь действовали, дополняя друг друга.

Вслед за первой меднорудянской паровой машиной Черепановы построили вторую и третью паровые машины, еще более совершенные.

Задача была облегчена тем, что на Выйском заводе, прилегающем к Нижнему Тагилу, они создали механическое заведение, занимавшееся производством разнообразных машин и механизмов для всей группы демидовских заводов, в состав которой входили тогда заводы: Нижне-Тагильский, Выйский, Нижне-Лайский, Верхне-Лайский, Черноисточинский" Зисимо-Шайтанский, Висимо-Уткинский, Нижне-Салдинский и Верхне-Салдинский.

Доменные печи, железоделательные кричные горны, медеплавильные печи железные и медные рудники, золотые и платиновые прииски - все это требовало механизмов, производством которых ведали Черепановы.

Рис. 71. Серебряная ваза, изготовленная в честь уральского строителя паровых машин Ефима Алексеевича Черепанова

Они изобретали, проектировали и строили разнообразные установки: воздуходувные, прокатные, молотовые, лесопильные и иные. Для производства машин они создали целее машинное "царство". В их механическом заведении действовали оригинальные, высокоразвитые по тому времени токарные, строгальные, сверлильные, винторезные, штамповальные и иные станки, изготовленные по чертежам и под руководством самих изобретателей. Машины, созданные Черепановыми, позволили им построить первую русскую железную дорогу с паровой тягой.

Предшественником Черепановых в строительстве русских рельсовых путей был Петр Козьмич Фролов.

Сын прославленного механика и гидротехника XVIII в., П. К. Фролов еще в детстве мог познакомиться с внутризаводскими рельсовыми путями, впервые в России введенными его отцом Козьмой Дмитриевичем при постройке в шестидесятых годах XVIII в. прообразов заводов-автоматов на р. Корбалихе (см. гл. VI). Сын продолжил и развил начинание отца. Документы, которые нами обнаружены в архивах Ленинграда, Сибири и Алтая, показывают, что П. К. Фролову принадлежит честь выполнения впервые в России следующих работ:

1. Первые проекты многоеерстных рельсовых дорог, разработанные в 1806 г., - две чугунные дороги протяжением около 40 км каждая: Змеиногорск - река Алей и Барнаульский Бор - река Алей.

2. Постройка в 1806-1809 гг. первой чугунной дороги между двумя отдельными пунктами: Змеиногорск ий рудник - завод на р. Корбалихе.

3. Постройка переносных рельсовых путей.

4. Впервые осуществленная механизация погрузки подвижных составов.

5. Первые статические и динамические испытания железнодорожных сооружений и рельсов.

6. Первые железнодорожные графики.

Рис. 72. Паровоз Ефиме Алексеевича В Мирона Ефимовича Черепановых, построивших в 1833 - 1835 годах на Нижне-Тагильских эаводах первые русские паровозы. - Модель в Музее железнодорожного транспорта. Ленинград

В условиях того времени П. К. Фролову не удалось осуществить задуманные им проекты многоверстных дорог, не пришлось построить и проектировавшуюся им рельсовую дорогу от озера Эльтон до Волги для вывозки соли. Остальные из названных нами дел П. К. Фролов осуществил. Десятки лет успешно работала построенная им в 1806-1809 гг. на протяжении 1 версты 375 саженей рельсовая дорога с конной тягой между Змеиногорским и Корбалихинским заводом, остатки которой мне довелось отыскать и обследовать в 1938 г.

Почин первого русского железнодорожника П. К. Фролова был, как сказано, замечательно продолжен Ефимом Алексеевичем и Мироном Ефимовичем Черепановыми, строителями первых русских паровозов.

Сохранившиеся двухседмичные, то есть двухнедельные, рапорты о заводских постройках сообщают много ценных сведений об обстоятельствах сооружения первенцев русского паровозостроения.

В рапорте о работах по Нижне-Тагильским заводам за 21 января - 4 февраля 1834 г. сказано: "...пароход уже в довольном виде збирается". Следующий рапорт сообщает: "...пароход уже в довольном виде собран отделкою и неоднократно на первый раз перепущен был".

"Пароход", "пароходка", "пароходный дилижанс", "сухопутный пароход" - так называли первый русский паровоз, пробные пуски которого состоялись в феврале 1834 г.

Вскоре, однако, стряслась беда, обошедшаяся, к счастью, без жертв. Рапорт за 12 февраля - 4 марта 1834 г. гласит: "...пароход уже был отстройкою почти собран и действием перепущен, в чем и успех был, но оного парохода паровой котел лопнул". Пришлось устраивать новый котел. В рапорте за 24 июня - 8 июля сообщали: "Вновь строющейся пароходной делижанец с успешностью отстройкою оканчивается, которой уже частовременно в действие пускается, через что успех желаемой показывает".

Рис. 73. Первая рельсовая дорога в России, сооруженная П. К. Фроловым в 1806-1809 годах. - Новосибирский областной государственный архив. 1 - начальная часть дороги с бункерамии концом переносной дороги (А); 2 - малый мост; 3 - начало виадука; 4 - конец виадука, поворотный круг и начало 'флигилей' (ответвлений)

В рапорте за 5-19 августа сообщали: "Пароходной делижанец отстройкою совершенно окончен, а для ходу оного строится чугунная дорога и для сохранения делижанца отстраивается деревянной сарай".

Первый русский паровоз, вступивший в строй в августе 1834 г., ходил по колесопроводам - рельсам, проложенным на протяжении около восьмисот метров. Он перевозил примерно три с половиной тонны груза со скоростью около 15 километров в час.

Осенью того же года началась постройка второго паровоза. 3 марта 1835 г. в "двухседмичных сведениях" записали: "Пароходной... второй делижанец уже совершенно отстройкою кончен и перепускай, которой с желаемым успехом действует, но еще некоторые части к улучшению доводятся, где при исправлении всего оного находилось рабочих своих разных цехов до 62 человека".

Русские рабочие быстро соорудили второй паровоз, более мощный, чем первый. Он мог перевозить до семнадцати тонн.

Почин Черепановых увенчался полным успехом. На планах Нижне-Тагильских заводов чертежники стали проводить новые линии, над которыми ставили надпись: Тагильская железная дорога.

Труды Черепановых завоевали нашей стране право стоять в числе первых четырех стран мира, введших железные дороги с паровой тягой: Англия, США, Франция, Россия.

Замечательный почин, однако, не получил должного развития, как и многие другие смелые начинания нижне-тагильских механиков, строивших в те годы даже такие машины, как паровая турбина, получившая распространение на самом исходе XIX в.

В 1834 г. в Россию приехал австрийский профессор Герстнер, приглашенный для осмотра горных заводов. Он сумел добиться того, что началась постройка железной дороги Петербург-Царское Село, законченная к 1837 г. Паровозы для нее выписали из Англии. Однако никто тогда не вспомнил о деле Черепановых, хотя их паровозам были посвящены две заметки в "Горном журнале", издававшемся именно тем ведомством, которое пригласило Герстнера в Россию.

О паровозах Черепановых знали в Петербурге, но те, в руках которые были промышленные и транспортные дела России, не верили в силу русского творчества и предпочитали раболепствовать перед заграницей.

В 1838 г. в Нижнем Тагиле производился отбор экспонатов для создаваемой тогда Петербургской промышленной выставки. Из столичной конторы пришло на Урал предписание собрать и выставить все, что может Прославить заводы Демидовых.

На этот раз Черепановым повезло: нижне-тагильские управители решили сделать для выставки "в небольшом виде паровоз". Как решили, так и сделали: Черепановы приготовили "малинькой паровоз".

Началась отправка экспонатов на выставку, открывавшуюся в 1839 г. В ящики погрузили чугунные бюсты заводовладельцев, образцы различных сортов железа, подсвечники, прославленное тагильское листовое железо, гвозди, штыковую медь, тальк, малахит, "раритеты" из царства ископаемых н иное.

Оставалось уложить и упаковать немногое, в том числе и модель черепановского паровоза. Места для экспонатов оставалось немного, нехватало ящиков для всего. Долго не думали и вместо паровоза в Петербург отправили чугунные отливки. Вместо драгоценного свидетельства русского творчества на выставку послали экспонаты, записанные в справочных реестрах следующими словами: "чугунная кобыла" и "чугунной жеребец".