3. Новаторы-электрики на грани XX века

В 1891 г. началась новая эпоха в истории электротехники.

На электрической выставке в Франкфурте-на-Майне начала работать первая мощная по тому времени электропередача переменного тока.

В городе Лауфен на речке Неккар, на расстоянии 175 километров от Франкфурта, установили водяную турбину мощностью в 300 лошадиных сил. Она приводила в движение генератор трехфазного тока, развивавший около 200 киловатт, ток которого поступал на трансформаторы, где его напряжение повышалось до 12 500 и 25 000 вольт. Затем по медным проводам в 4 миллиметра диаметром ток проходил 175 километров до Франкфурта. Здесь напряжение снижалось при посредстве трансформатора примерно до 100 вольт. Это было напряжение сети, питающей электрические лампы и двигатели.

Не менее важным, чем передача переменным током на большое расстояние, было создание двигателей, работавших на трехфазном переменном токе.

Лауфен-франкфуртская электропередача явилась родоначальницей современной техники электропередачи, принятой в настоящее время во всем мире.

Строитель лауфен-франкфуртской электропередачи был человеком великих дерзаний. Он отважился применить переменный ток, против чего в то время боролись даже такие новаторы, как Томас Альва Эдисон, пытавшийся в 80-х годах XIX в. провести в США специальные законы, запрещающие пользование переменным током. В частности, Эдисон утверждал, что прокладка подземных кабелей переменного тока опаснее, чем закладывание взрывчатого вещества. Специальный агент Эдисона Браун разъезжал по США, демонстрируя уничтожение животных "смертельным" переменным током.

Строитель лауфен-франкфуртской передачи придерживался несравненно более передовых взглядов, чем такой знаменитый американский новатор, как Эдисон. С 1891 г. развитие электропередачи пошло под знаменем переменного тока, который продолжает господствовать и в наши дни. Лишь в последние годы, в связи с передачей на расстояния порядка тысячи километров, вновь ставится вопрос о возвращении для этих расстояний к постоянному току, хотя и в совершенно другом оформлении.

Какое же, однако, имеет отношение к нашей теме первая мощная электропередача переменного тока, сооруженная в 1891 г. в Германии?

Самое непосредственное.

История этой передачи - история одного из замечательных проявлений русского творчества.

Творец лауфен-франкфуртской электропередачи - русский инженер Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Он родился в Гатчине в 1862 г. По окончании реального училища в Одессе в 1880 г. поступил в Рижский Политехнический институт, который, однако, не пришлось закончить. В марте 1881 г., после казни русскими революционерами Александра II. Доливо-Добровольского уволили из института. Он стал политическим эмигрантом. Получив диплом инженера в Дармштадте, он начал работу в промышленности и быстро получил признание как один из самых выдающихся инженеров своего времени. Оставаясь русским подданным и приезжая раз в пять лет для перемены паспорта, он вынужден был трудиться за рубежом.

Рис 145. Михаил Осипович Доливо-Добровольский (1862-1919)

Продолжая дело, начатое русскими новаторами, он сумел пройти далеко вперед по пути, на который первым вступил П. Н. Яблочков, впервые применивший переменный ток для практических целей.

Доливо-Добровольский создал все элементы для передачи на большие расстояния при помощи переменного тока и, что особенно важно, он создал первые примененные на практике двигатели трехфазного переменного тока. Создавая эти двигатели, он блестяще продолжил дело, начатое творцом двигателя постоянного тока русским академиком Якоби.

Разработав все элементы электропередачи и создав двигатели, М. О. Доливо-Добровольский, опираясь на труды своих многочисленных зарубежных и русских предшественников, стал одним из основоположников техники применения переменных токов.

М. О. Доливо-Добровольский, так же как и А. Н. Лодыгин и П. Н. Яблочков вынужденный покинуть царскую Россию и искать за рубежом место для приложения своего таланта, выполнил очень много ценнейших работ, в том числе: исследования влияния сильноточных сетей на провода связи, изучение и применение электролиза, разработка теории трансформатора, новых измерительных приборов, двигателей и других аппаратов и машин. Некоторые итоги своего творчества пришлось подвести самому М. О. Доливо-Добровольскому, выступившему 28 декабря 1899 г. на Первом Всероссийском электротехническом съезде с докладом "Современное развитие техники трехфазного тока".

С чувством глубокого удовлетворения он вспомнил о том, как в 1891 г. на электрической выставке в Франкфурте были показаны созданные им: "...первые "действительные" трехфазные двигатели, которые уже тогда имели все те характерные особенности, как и теперь, когда техника трехфазного тока завоевала себе выдающееся положение". Он справедливо напомнил о том, что тогда же были показаны "вращающиеся трансформаторы для переработки трехфазного тока на постоянный с одной общей обмоткой якоря". Также он указал: "Конструкция двигателей и трансформаторов... была уже тогда совершенно та же, что и теперь, все успехи новейшего времени касаются лишь деталей и главным образом расчета и соразмерности отдельных частей".

Рис 146. Первая в мире передача переменным током, созданная русским инженером М. О. Доливо-Добровольским в 1891 году, - линия Лауфен - Франкфурт. На фотографии показано помещение выставки, в котором установлены электромоторы переменного тока, изобретенные Доливо-Добровольским и действовавшие за счет электрического тока, передававшегося из Лауфена во Франкфурт

Только вскользь он упомянул о борьбе против трехфазного тока, которую пришлось выдержать с такими его противниками, как Свинбурн в Англии. Дери в Австрии, Броун в Швейцарии, Здесь уместно отметить, что Броун сперва был одним из сотрудников Доливо-Добровольского. Он счел необходимым только бегло упомянуть об этом в своем докладе в 1899 г., когда уже наступил подлинный триумф трехфазного тока.

Творя новое и намечая перспективы для дальнейшего движения вперед, он всегда помнил о своей родине и мечтал об ее грядущем процветании.

Свой доклад М. О. Доливо-Добровольский закончил следующими словами, в которых он выразил свои заветные мысли:

"Трехфазный ток стал современным культурным фактором; благотворное влияние, которое оказывает электротехника на жизнь западных народов, не замедлит обнаружиться и у нас на Руси".

После лауфен-франкфуртской победы трехфазный ток широким фронтом вторгся в разнообразнейшие отрасли производства. Созданные М. О. Доливо-Добровольским электрические двигатели начали приводить в действие мощные прокатные станы, подъемные и мостовые краны, воздуходувки, центрофуги, насосы вакуум-аппаратов, металлообрабатывающие, прядильные, ткацкие, ситцепечатные станки, бумажные машины, портоеые и рудничные механизмы, разнообразные машины в верфях и многие другие установки во всех передовых тогда странах. Доливо-Добровольский, внеся крупнейший вклад в развитие техники переменного тока, уже тогда предвидел, что в будущем предстоит вновь вернуться к постоянному току, чему мы являемся теперь свидетелями.

В 1919 г., за несколько месяцев до смерти, он закончил исследование: "О пределах применимости трехфазного переменного тока для передачи электроэнергии на расстояние". Здесь он доказал, что для очень далеких и очень мощных электропередач должен произойти обратный переход: от применения переменного тока к постоянному.

Русские капиталисты оказались o неспособными ни понять, ни использовать заветные замыслы М, О. Доливо-Добровольского, так же как и многих других выдающихся представителей нашей технической мысли.

Русские же новаторы науки и техники неуклонно продолжали творить, вопреки всем трудностям и препятствиям.

По выражению Больцмана, учение Максвелла, облекшего в математическую форму идеи Фарадея. сначала было почти для всех электриков и вообще физиков "книгой за семью печатями".

Русские ученые Лебедев и Столетов не только свободно читали эту "книгу", но и вносили в нее свои славные страницы.

В 1895 г. П. Н. Лебедев создал аппаратуру для возбуждения и приема ультракоротких электромагнитных волн. Он дал замечательное подтверждение теории Максвелла на основе тончайших опытов.

А. Г. Столетов открыл закон изменения коэффициента намагничения я связанной с ним магнитной проницаемости. Он разработал способ измерения магнитной проницаемости.

Исследователь его творчества. А. К. Тимирязев сообщает: "В своей докторской диссертации "О функции намагничения железа" Столетов впервые устанавливает тот факт, что коэффициент намагничения (Столетов называет его функцией намагничения) и связанная о ней величина так называемой магнитной проницаемости по мере увеличения намагничивающего поля сначала растет, достигает максимума и потом вновь убывает. Столетов не только первый открывает этот факт, не только первый разрабатывает один из наиболее совершенных методов измерения этой величины, но и, разбираясь в результатах, добытых его предшественниками, находит и у них подтверждения найденному им закону, которого те не видели".

А. Г. Столетов писал в своей диссертации, что:

"...изучение функции намагничения железа может иметь практическую важность при устройстве и употреблении как электромагнитных двигателей, так и тех магнито-электрических машин нового рода, в которых временное намагничение железа играет главную роль... Знание свойств железа относительно временного намагничения так же необходимо, как необходимо знакомство со свойствами пара для теории паровых машин". Открытый Столетовым закон и разработанный им способ измерения магнитной проницаемости различных сортов стали и железа - это основа, на которой теперь покоится проектирование всех электрических генераторов и двигателей.

В протоколах I Мирового конгресса электриков, состоявшегося в 1881 г. в Париже, имеется много записей, показывающих, как Столетов прокладывал тогда новые пути в развитии мировой науки, увлекая за собой таких ее корифеев, как Уильям Томсон, Гельмгольц.

Опубликованные А. Г. Столетовым в 1889 г. "Актино-электрические исследования", то есть исследования фотоэлектрических явлений, составляют один из классических вкладов в науку.

Анри Беккерель, Мария Склодовская-Кюри и другие исследователи радиоактивности, открывшие явления распада веществ, непосредственно исходили из изучения фотоэлектрических явлений, впервые исследованных А. Г. Столетовым. Он стоит у истока пути, по которому пришли к открытию и использованию атомной энергии.

Русские новаторы не покладая рук работали над развитием новой техники. Они были в числе тех, кто впервые начал создавать периодическую печать по электротехнике. В феврале 1880 г. на заседании организованного тогда VI (электротехнического) отдела Русского технического общества В. Н. Чиколев внес предложение приступить к изданию специального журнала по электротехнике. В июле 1880 г. вышел первый номер журнала "Электричество", продолжающего выходить и по сей день.

Рис. 147. Александр Григорьевич Столетов (1839-1896)

Вслед за первенцем русской электротехнической периодики появились и другие: "Газета электрика" - с 1889 г., "Электротехнический вестник" - с 1893 г. и т. д.

Русские ученые одними из первых качали преподавать электротехнику в военных и гражданских учебных заведениях. С 60-х годов много внимания преподаванию учения об электричестве и его применении начали уделять такие передовые ученые, как Ф. Ф. Петрушевский. В 1884-1885 гг. профессор Петербургского практического технологического института Р. Э. Ленц выделил из курса физики вопросы технического применения электричества и стал излагать их в специальном курсе. С 1892 г. А. А. Воронов начал читать курс электротехники в Петербургском Технологическом институте, уделяя особенное внимание динамомашинам. Профессор Медико-Хирургической академии Н. Г. Егоров, профессора Петербургского университета И. И. Боргман и О. Д. Хвольсон, профессор Московского университета А. Г. Столетов, профессор Минного класса в Кронштадте А. С. Попов и другие выполнили выдающуюся работу, разрабатывая научные основы курсов, посвященных электричеству и его применению, создавая самые курсы, издавая их я читая лекции.

Передовые русские деятели неуклонно шли вперед, развивая преподавание электротехники и разрабатывая важнейшие ее проблемы, а также Принимая участие в международных съездах и созывая свои съезды, первый из которых, как упоминалось, был созван на исходе 1899 г.

Русские электротехники с честью встретили XX в.