Паровоз Черепановых

 

По теме "история"

Cпециальные проекты

Реклама

Партнеры и спонсоры

Что еще?

Постройка Нижне-Тагильской железной дороги. Паровоз Ефима Алексеевича Черепанова и его сына Мирона

Начало тепловой модернизации паровоза было положено первыми русскими паровозостроителями — Ефимом Алексеевичем и Мироном Ефимовичем Черепановыми. А блестящее решение этой основной проблемы, как мы увидим дальше, принадлежит советским учёным и инженерам.
Первые русские паровозостроители были крепостными людьми крупных уральских промышленников и помещиков Демидовых. Прадед Демидовых Никита Демидович Антуфьев, или просто Никита Демидов, тульский оружейный мастер, умевший угодить царю Петру, выпросил у него казённый Невьянский завод в Верхотурском уезде на реке Тагил, обещая давать казне металла, сколько потребуется.
Получая всяческие привилегии от царя, безмерно эксплуатируя приписанных к заводу крестьян, обманывая правительство, Демидов начал быстро богатеть и строить новые заводы. Через несколько десятилетий вместе со своим сыном Акинфием он владел чуть, ли не всем Уралом.
Внуки и правнуки Демидова превратились в вельможей, жили большею частью за границей, но, контролируя работу заводов через своих управителей, вели дело с той же жестокостью, хитростью и лицемерием, как и их предок. Наряду с эксплуатацией рабочих и служащих, состоявших из крепостных людей, наследники Демидова принуждены были, конкурируя с другими заводчиками, принимать меры и к улучшению горнозаводской техники.
Начало XIX века ознаменовалось вторжением парового двигателя в производство и, хотя с некоторым запозданием, живший в Италии Николай Демидов распорядился организовать специальный механический завод на Выйском руднике, входившем в группу Нижне-Тагильских заводов. Это «механическое заведение» должно было строить не только станки, заводские механизмы, но и начать производство паровых двигателей.
Во главе «механического заведения» был поставлен главный механик Нижне-Тагильских заводов Ефим Алексеевич Черепанов, а помощником был назначен его сын Мирон Ефимович Черепанов.
Ефим Алексеевич Черепанов родился в 1774 году. В двадцать шесть лет Ефим Алексеевич уже был плотинным мастером на Выйском заводе, способным и изобретательным механиком, лично известным Демидову. Сын его Мирон родился в 1803 году. Отцу не удалось поместить сына в школу, но и дома мальчик был обучен так хорошо, что в 1815 году двенадцатилетний Мирон Черепанов поступил на Выйский завод писцом. В конторе любознательный и способный мальчик пользовался всеобщей симпатией и ему не мешали знакомиться с делами, рассматривать чертежи разных машин, механизмов и горнозаводского оборудования. Мальчику же было до самозабвения интересно угадывать в этих черчениях виденные им в натуре машины, находить между ними соответствие, постигать масштабы и по чертежам изучать внутреннее строение машин. Вскоре он научился читать чертежи не хуже, чем «Прибавления к технологическому журналу» и другие технические издания того времени.
Когда мальчик подрос, его перевели на работу «по строительной части», и он увидел, как начерченное на бумаге превращается в машины, механизмы, плотины и здания. В 1821 году отец задумал построить первую свою паровую машину «силою против четырёх лошадей», и Мирон не только помог ему составить чертежи, но и принял самое горячее участие в постройке машины.
Ефим Алексеевич был доволен сыном не меньше, чем паровой машиной, которую удалось закончить только через три года: работали механики урывками, по собственной инициативе. На демидовских заводах паровых машин ещё не было. Но вместе с сыном они машину построили и поставили её к жерновам мукомольной мельницы. Машина работала, жернова крутились, однако заводское начальство приказало машину от мельницы отставить, так как при. водяном колесе на мельнице работал один мельник, а при паровой машине стояли два сменных машиниста. Кроме того нужны были дрова, а рубка и подвозка их требовали рабочей силы.
Поэтому рапортуя хозяину о постройке машины, начальство добавляло, что «впредь строить такие машины контора надобности не предвидит».
Однако с этой поры механики Черепановы приобретают в глазах начальства вес и значение. Вместе с другими двумя мастерами Козопасовым и Любимовым Черепановых отправляют в 1825 году в Петербург для ознакомления с тамошними заводами, а попутно и по делам конторы. Петербургская контора в свою очередь отправляет всех четверых в Швецию, а по возвращении их оттуда назначает Ефима Алексеевича «приказчиком» с наказом «заниматься по одной только части — устройства заводских машин».
Вскоре после приезда путешественников домой на Выйском руднике случился пожар, во время которого погибла конная машина при насосах, откачивавших воду из шахт. Рудникам грозило затопление. Контора вызвала механиков спасать положение, суля за дельный совет награды и благодарность хозяина.
Козопасов предложил строить штанговую машину — водяное колесо со штанговым приводом к насосам, протяжением чуть ли не в целую версту. Черепанов брался построить паровую машину.
О предложениях механиков было донесено Демидову. Он распорядился строить и ту и другую, а награду в тысячу рублей выдать тому, кто раньше построит свою машину и пустит в ход насосы.
Первым в июне 1827 года закончил работу Козопасов. Талантливый гидротехник соорудил колоссальное водяное колесо с валом и кривошипами, приводившими в движение штанги, укреплённые на столбах, отстоявших один от другого на пять сажен, или, как теперь говорят, «полевой шатун». Столбы и штанги шли от плотины до шахты, представляя оригинальный передаточный механизм, тяжёлый и скрипучий, но заставлявший насосы откачивать воду из рудника. Стоило же содержание шатунной передачи в двести раз дешевле устройства конного привода.
Козопасов превзошёл самого себя в строительном искусстве, рассчитывая получить «вольную». Но получил он только «тысячу рублей ассигнациями» и от огорчения запил.
Черепановы пустили в ход свою паровую, в тридцать сил машину, через год, в 1828 году. Откачивала она меньше воды, чем штанговая машина, к тому же нуждалась в дровах и казалась невыгодной. Но на штанговую машину при осеннем мелководье воды не хватало, она останавливалась, а паровая машина работала беспрерывно. Впредь решили, чтобы летом работала штанговая машина, а зимой — паровая.
Черепановым указано было построить ещё одну машину для откачки воды. Откачка подземных вод, затоплявших рудники, и перевозка руды и угля от рудника к заводу были теми статьями расхода, которые больше всего беспокоили хозяина, а значит и контору, желавшую угодить ему. Целый посёлок, расположенный на левом берегу Тагила, занимался перевозками руды и угля, скупкой башкирских и калмыцких лошадей, приучением их к работе. Вереницы двухколёсных тележек, управляемые женщинами и подростками, составляли неотъемлемую принадлежность индустриального пейзажа и в Нижнем Тагиле, да и на всём почти Урале.
Этот пейзаж был постоянно у всех на глазах, но только у одного Мирона Ефимовича Черепанова пробудил он мысль о том, что и здесь можно заменить с выгодой и успехом лошадей паровой машиной, как это сделано было у насосов.
И вот, пока строилась новая паровая машина для откачки воды, Мирон Черепанов начал обдумывать, как построить паровую телегу для перевозок медной руды с Выйского рудника до плавильного завода. О том, чтобы пустить паровую телегу по разбитой, ухабистой дороге, едва проходимой осенью и весной, негодной для колёс зимою, нечего было и думать. Рельсового пути, или «колёсопроводов», как говорили уральцы, на заводах Демидова не существовало, но проложить их между рудником и заводом не было большой трудностью, выемок, мостов, насыпей тут не требовалось.
Что «сухопутный пароход» должен ходить по колёсопроводам, Мирон Черепанов не сомневался. Вопрос заключался в том, как уместить паровой котёл с машиной на железной телеге, как облегчить вес всех частей, не снижая их прочности, как устроить перемену хода с прямого на обратный...
Вторую паровую машину для насосов мощностью в сорок лошадиных сил достроили в 1831 году.
«Сия вновь построенная машина, — говорилось в рапорте конторы Демидову, — далеко превосходит первую, как чистотою отделки, а равно и механизмами, а потому контора обязанною себя почитает труды Ефима Черепанова и его сына поставить на вид и просить о вознаграждении их за устройство сей машины, дабы не ослабить их усердия на будущее время на пользы ваши». Донесла контора о черепановской машине и главному начальнику Хребта Уральского. Он ответил на донесение присылкой Ефиму Черепанову правительственной медали. К денежной награде Демидов присоединил и «отпускную» Черепанову-отцу, но не его семейству. Такая «отпускная» для главы семейства не имела большой ценности: семья продолжала оставаться крепостной, и на ней в любую минуту помещик мог выместить свой гнев на «вольного» человека.
Что касается Мирона Ефимовича, ближайшего помощника отца, то ему в знак благоволения хозяина было предписано: отправиться в Петербург на открывавшуюся там в 1833 году Всероссийскую промышленную выставку, познакомиться с достижениями отечественной техники, а заодно осмотреть и пароходы на Неве и разные машины на заводах и вообще всё то, что можно было бы перенять и ввести в заводское хозяйство Нижнего Тагила.
Особенно любопытного на этот раз в Петербурге для демидовского механика не нашлось, и он уже собирался возвращаться "в Тагил, когда получил приказ Петербургской конторы выехать в Англию «изучить выделку полосного железа посредством катальных валов». Путешествие продолжалось три месяца.
В отсутствие Мирона между Петербургской и Нижне-Тагильской конторой шла переписка по поводу предложения Черепановых построить колёсопроводы между рудником и заводом с тем, чтобы пустить по ним паровые телеги с вагонетками. В ответ на запрос Петербургской конторы, может ли Мирон Черепанов справиться с таким делом, Нижне-Тагильская контора уклончиво отвечала, что он «по пристрастию своему, как и отец его, к паровым машинам, надеется быть в состоянии устроить паровые телеги для перевозки тяжестей».
Управлял Петербургской конторой в это время П. Д. Данилов, имевший от хозяина полную доверенность. По докладам Черепанова обо всём виденном им на выставке, на заводах в Петербурге и затем в Англии Данилов убедился в том, что в лице нижне-тагильского механика демидовские заводы на Урале располагают таким инженером, какой вряд ли сыщется и в Петербурге, среди людей, получивших инженерное образование. При свидании с Черепановым, он даже спросил его мнение по поводу некоторых технических проектов, рассматривавшихся в конторе, а затем перешёл к вопросу о сухопутном пароходе.
Мирон Ефимович объяснил свой замысел, выставил свои доводы, для ясности начертил на бумаге, с дозволения управляющего, конструкцию «парохода» и схему «колёсопроводов».

Модель паровоза Черепановых, хранящаяся в Ленинградском музее железнодорожного транспорта
Осенью Мирон приехал домой и нашёл, что у отца работа над пароходом подвинулась значительно вперёд: были готовы цилиндры, котёл, жаровые трубки и многие мелкие детали. Мирон начал делать деревянные модели для отливки чугунных частей. В декабре и эти части были готовы. К новому году первый русский паровоз был собран, а с января 1834 года началось его опробование, первое робкое движение по колёсопроводам, положенным возле механического заведения.
Опробование показало недостаточную паропроизводительность котла и несовершенство топки. На разогревание котла уходило слишком много времени.
Мирон Ефимович предложил перестроить котёл заново, придав ему устройство, отличное от котлов стационарных машин, которые они строили до сих пор.
Перестроенный котёл разогрелся очень быстро, паропроизводительность его не оставляла желать лучшего, но при испытании предельной выносливости его, в апреле 1834 года, «оного парохода паровой котёл лопнул», как было записано в протоколе испытаний.
Авария не могла обескуражить конструкторов, так как паровоз уже был «действием перепущен, в чём и успех был», тем более, что при взрыве котла никто не пострадал. Для нас же совершенно ясно, что авария была следствием того, что Мирон Черепанов вовсе не следовал чужим образцам, проектируя свою машину, а шёл своим собственным путём. Подобно своему гениальному предшественнику в железнодорожном строительстве, Мирон Черепанов, так же как и Пётр Фролов, принадлежал к тем людям, которым легче обнять весь многосложный предмет в целом, предвидя его частности и выводы, нежели ощупью идти от частностей к этим выводам, чтобы, наконец, обнять весь предмет.
С гениальной проницательностью Мирон Черепанов пришёл к выводу, что основной задачей конструктора является улучшение парообразования в котле, ибо пар составляет всю силу машины. Черепанов правильно рассчитал и то, что повысить парообразование можно прежде всего увеличением поверхности нагрева. Для этого он решил резко увеличить число трубок в котле, доведя его в конце-концов до восьмидесяти, что вчетверо больше, чем у паровозов Стефенсона.
Кладя начало тепловой модернизации паровоза, Мирон Черепанов столкнулся с технической трудностью размещения такого количества трубок в котле, в результате чего при опробовании котла и произошла авария.
При постройке нового котла трудности были преодолены, и при опробовании его оказалось, что паровоз «успех желаемой оказывает».
Лето 1834 года ушло у Черепановых на конструирование устройства для перемены прямого хода паровоза на обратный. И с этой трудной задачей они справились самостоятельно.
После того как паровоз был совершенно готов и неоднократно испытан, начались работы по прокладке линии.
При накопленном русскими строителями опыте в прокладке рельсовых путей работы были закончены очень быстро.
В августе 1834 Года Черепановы пустили свой паровоз вход на новой чугунной дороге протяжением в один километр.
На планах того времени эта первая русская железная дорога называлась «Тагильская железная дорога». Она была проложена между Выйским медеплавильным заводом Демидовых и незадолго до того открытым месторождением медных руд, находящимся у подошвы горы Высокой.

Первая русская Нижне-Тагильская ж. д. (С картины художника Владимирова)
Медеплавильный завод, расположенный на реке Вые, в двух километрах от Нижне-Тагильского завода, был обширным предприятием этого рода в России, как и старый Нижне-Тагильский завод. Железная дорога возникла здесь совершенно естественно — для обслуживания острой нужды завода в бесперебойной доставке руды, и открытие её произошло без всякого шума и без всяких споров.
Первый «сухопутный пароход» в России был невелик. Паровой котёл его имел около полутора метров в длину и менее метра в диаметре.
Издававшийся тогда в Петербурге «Горный журнал» писал о паровозе Черепановых:
«Сухопутный пароход ими, Черепановыми, устроенный, ходит ныне в обе стороны по нарочно приготовленным на длине четырёхсот саженей чугунным колёсопроводам. Пароход их был неоднократно в действии и показал на деле, что может возить более двухсот пудов тяжести со скоростью от двенадцати до пятнадцати вёрст в час. Самый пароход состоит из цилиндрического котла, длиною пять с половиной футов, диаметром три фута, и из двух паровых лежащих цилиндров, длиной девять дюймов, в диаметре семь дюймов. После первых опытов, для усиления жара, прибавлено в котёл некоторое число парообразовательных модных трубок и теперь имеется оных до 80. Обратное движение машины без поворота производится ныне переменой впуска паров в другую сторону, действием эксцентрического колеса, приводящего в движение паровые золотники. 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 сорока человек».
К этому описанию добавим, что для перекачивания воды из тендера в котёл по бокам котла имелись два медных поршневых насоса.
Из описания первого русского паровоза видно, что он по своей конструкции стоял выше общего уровня тогдашней паровой техники; железная же дорога, построенная по образцу фроловских дорог, несомненно превосходила английские железные дороги, над совершенствованием которых так долго бились Стефенсон и его предшественники.
Работу паровоза хозяева признали хорошей. Мирон Черепанов получил от Демидовых отпускную и предложение строить второй «пароход» больших размеров. В следующем году новый паровоз
был готов к работе. Он был вдвое мощнее первого и водил гружёные тележки общим весом до шестнадцати тонн.
К сожалению, описания этого второго паровоза не сохранилось, но по его мощности можно судить, что первый опыт был использован и изучен конструкторами весьма основательно и с большой пользой для дела.

Паровоз Черепановых
(С картины художника
В. Викторова)
Нижне-Тагильскую железнодорожную линию, сооружённую русскими мастерами из русских материалов,оборудованную подвижным составом, также построенным из русских материалов, руками русских рабочих, по чертежам русского конструктора, и следует считать первой железной дорогой в России, открытой в 1834 году. Дорога перевозила не только грузы, но и пассажиров.
Первой русской железной дороге Черепановых, так же как и первой русской теплотехнической установке Ползунова, не было в своё время уделено царскими чиновниками того внимания, которого они заслуживали.
Разысканные ныне чертежи и документы, характеризующие деятельность Черепановых, свидетельствуют, что в лице этих первых русских железнодорожников мы имеем истинных новаторов и высокоодарённых мастеров техники. Они создали не только Нижне-Тагильскую железную дорогу и её подвижной состав. Ими сконструировано было много металлообрабатывающих станков, построена паровая турбина.
В краеведческом музее города Нижнего Тагила хранится чертёж первого в России паровоза, сконструированного Черепановыми. Коллектив Нижне-Тагильского завода имени Куйбышева, под руководством инженера Шляпникова, построил по имеющимся чертежам действующую модель паровоза Черепановых.
Сейчас точные копии черепановского паровоза и трёх вагонов выставлены для обозрения около Высокогорского рудника. Правящие классы царской России не верили в творческие силы народов России и усиленно насаждали среди них преклонение перед всем иностранным. В то же время с ещё большей силой отстаивали свою самостоятельность в науке, технике, литературе и искусстве передовые люди, настоятельно боровшиеся со всеми попытками снизить высокое достоинство и превосходство отечественной науки и техники.
История железнодорожного транспорта в России, как мы уже видели и увидим дальше, с особенной убедительностью и ясностью свидетельствует о передовом характере русской техники и науки.

Рекомендовать эту статью

Термины, пояснения и исторические справки

Новости из интернета

  

Места на карте, упоминающиеся на сайте 1520mm.ru

Будьте в курсе наших новостей


© 2002—2017 Nicos
Страница сгенерирована за 0,0065 сек.
Rambler's Top100 Яндекс.Метрика