Очерки истории техники в России (1861-1917). Часть 1

HW100 - 45000
UAW55 - 105000
RRW100 - 175000
PKRR - 7500

Путевое хозяйство

Развитие капиталистических отношений в нашей стране происходило неравномерно, скачкообразно. Годы подъема сменялись годами кризисов. В соответствии с этим развивался и железнодорожный транспорт, который был крупным потребителем промышленной продукции и в свою очередь способствовал расширению металлургии, машиностроения, каменноугольной и строительной промышленности.

В. И. Ленин в работе "Развитие капитализма в России" писал: "Количество открываемых за год верст жел. дорог сильно колебалось в различные периоды: напр., в 5 лет, 1868-1872, открыто 8806 верст, а в 5 лет, 1878-1882, только 2221. По размерам этих колебаний можно судить о том, какая громадная резервная армия безработных необходима для капитализма, то расширяющего, то сокращающего спрос на рабочих. В развитии ж.-дорожного строительства России было два периода громадного подъема: конец 60-х (и начало 70-х) годов и вторая половина 90-х годов. С 1865 по 1875 г. средний годовой прирост русской ж.-дорожной сети составлял 1,5 тыс. километров, а с 1893 по 1897 - около 2,5 тыс. километров" (В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 3, с. 553-554.).

В период с 1875 по 1893 г. постройка новых линий продолжалась также неравномерно. По данным В. Г. Михайловского, в 1883-1887 г. в эксплуатацию было сдано 4874 км, а в следующем пятилетии - 3008 км [1]. Такая же неравномерность в развитии железных дорог наблюдалась и в начале XX в.

В первой половине 60-х годов XIX в. были достроены железные дороги Петербурго-Варшавская, Московско-Нижегородская и построены новые линии из Москвы на Рязань и Сергиево (ныне Загорск). Кроме того, были сданы в эксплуатацию Волго-Донская, Риго-Динабургская, Грушевско-Донецкая и Балта-Одесская железные дороги незначительного протяжения.

В эти же годы профессор П. П. Мельников разработал научно обоснованный план постройки сети рельсовых путей для связи Москвы кратчайшими путями с главнейшими промышленными и сельскохозяйственными районами страны и морскими портами и для обеспечения новых железных дорог топливом из Донецкого бассейна. Значительная часть этого плана была выполнена в первый период подъема железнодорожного строительства, когда построили около 15,8 тыс. км новых линий.

Мельников Павел Петрович (1804-1880): Инженер и ученый в области транспорта, почетный член Петербургской академии наук. С 1833 г. - профессор прикладной механики Института инженеров путей сообщения. Разработал теоретические основы проектирования и строительства железных дорог и первые в России технические условия проектирования. Был основным автором технического проекта железнодорожной магистрали Петербург - Москва (ныне Октябрьская железная дорога) и одним из руководителей ее строительства.

К концу 1875 г. эксплуатационная длина железных дорог в России (рис. 1) составляла 19,5 тыс. км широкой и узкой колеи (К этому времени в США железнодорожная сеть достигла 134 тыс. км, в Англии - 26,8 тыс., во Франции - 21,5 тыс. и в Германии - 28 тыс. км [2]). Почти все железные дороги тех лет были однопутными, пропускная способность их не превышала 3-8 пар поездов в сутки. Поэтому сразу же после сдачи в эксплуатацию так называемых замосковских железных дорог возник вопрос об их усилении и строительстве вторых путей.

1. Динамика роста сети железных дорог в России и в США

В 1869 г. впервые в России на Московско-Рязанской линии были построены вторые пути на трех лимитирующих пропускную способность перегонах протяжением 44 км. В начале 70-х годов была составлена программа постройки двухпутных участков ряда железных дорог общим протяжением 1800 км. Строительство вторых путей с технической стороны не вызывало затруднений, так как из 15 тыс. км железных дорог, построенных до 1873 г., свыше 10 тыс. км имели двухпутное земляное полотно [3].

В 1876-1892 гг. строительство железных дорог резко сократилось - было сдано в эксплуатацию всего 13,2 тыс. км дорог (в среднем ежегодно вводилось 770 км). В этот период построены важные магистрали на Урале, в Донбассе, на Кавказе и в Средней Азии. В 1885 г. Пермь-Екатеринбургская линия была продолжена до Тюмени, образовалась Урало-Сибирская островная железная дорога длиной 828 км, а города Тюмень и Пермь стали базами для перевала грузов с водного пути на железнодорожный и обратно. Было положено начало смешанным железнодорожно-водным перевозкам между бассейнами Оби и Волги.

Во время русско-турецкой войны 1877-1878 гг. русские инженеры построили в рекордно короткий срок (100 дней) Бендеро-Галацкую железную дорогу длиной 320 км, обеспечив тем самым переброску войск на Балканы. Эта дорога получила большой приз на Парижской выставке 1878 г., а ее строитель инженер М. А. Данилов - золотую медаль. Большое значение для развития промышленности и железнодорожного транспорта имело строительство Донецкой и Екатеринославской железных дорог, соединивших Донецкий бассейн, Екатеринослав (ныне Днепропетровск) и Криворожский железорудный бассейн между собой и с общей сетью рельсовых путей.

Д. И. Менделеев, дважды посетивший Донбасс во второй половине 80-х годов, обращал особое внимание на постройку подъездных путей для перевозок каменного угля, на механизацию погрузочно-разгрузочных работ и увеличение оборота подвижного состава. Он писал: "Если уголь в Донбасском крае дешев, а оказывается дорогим вдали от него, что сильно задерживает его распространение, то, поняв значение угля, очевидно, должно заботиться об удешевлении тарифа, чтобы увеличить торговое движение" [4, с. 114]. Материалы Д. И. Менделеева послужили основанием для постройки ряда новых железных дорог в Донбассе.

Крупным этапом в истории строительства рельсовых путей явилось сооружение Закаспийской железной дороги от Красноводска до Ташкента и до границ Афганистана протяжением 1,4 тыс. км. При ее постройке, начатой в 1880 г., были преодолены большие пространства подвижных песков в пустыне Каракум. Это беспрецедентное в мировой технике строительство стало наглядным примером для французских инженеров при составлении проекта железной дороги через пустыню Сахара.

Построенная в период 1885-1892 гг. крупнейшая восточная магистраль Самара - Уфа - Златоуст - Челябинск протяжением 960 км явилась первым звеном будущего Великого Сибирского пути. В ее строительстве принимал активное участие инженер Н. Г. Гарин-Михайловский, известный писатель и общественный деятель. Трасса через Уральский хребет и горные реки была весьма трудной. Принимая дорогу, правительственная комиссия отмечала: "Уфа-Златоустовская железная дорога является одной из дорог, представляющих большой научный интерес, и может быть признанной одной из выдающихся дорог, построенных русскими инженерами" [5, с. 43]. Следует добавить, что эта магистраль первая русская дорога, построенная исключительно из материалов отечественного производства; паровозы, вагоны и рельсы для нее были изготовлены на Боткинском, Путиловском и других русских заводах.

В 1876-1892 гг. вступили в строй Киево-Брестская, Харьково-Николаевская, Ромны-Кременчугская, полесские и другие железные дороги, завершившие в основном формирование сети рельсовых путей на западе и юго-западе нашей страны. Поти-Тифлисская линия в Закавказье была продолжена до Баку, и, таким образом, образовался единый островной рельсовый путь между Черным и Каспийским морями протяжением 859 км. Выход сети железных дорог к портам Черного моря позволил открыть смешанные железнодорожно-водные (морские) перевозки бакинской нефти из Поти и Батума в другие черноморские порты.

К концу 1892 г. в России было построено 32,7 тыс. км железных дорог [1]. Одновременно с новыми линиями строились вторые пути, смягчались предельные уклоны, а на Закавказской железной дороге был устроен тоннель через Сурамский перевал протяжением 4 км, который и поныне является длиннейшим в нашей стране.

Второй период усиления железнодорожного строительства в России был связан с общим промышленным подъемом 90-х годов XIX в. За 1893-1899 гг. сдано в эксплуатацию свыше 19 тыс. км новых железных дорог. В 1892 г. началось строительство Великого Сибирского пути от Челябинска до Владивостока общим протяжением с ветвями 7416 км. Длина перегонов колебалась от 44 до 56 км на равнинных и от 24 до 34 км на горных участках. Строительство велось с двух концов - от Челябинска и от Владивостока. Трасса прошла через весь Азиатский материк. Несмотря на большие трудности, в феврале 1897 г. было открыто движение поездов от Челябинска до Иркутска и от Владивостока до Хабаровска.

От Иркутска железная дорога была проложена по левому берегу р. Ангары до Байкала, далее шла паромная переправа до бухты Мысовой на восточном берегу озера. От Мысовой начиналась Забайкальская железная дорога до Сретенска, открытая для движения в 1900 г. К началу XX в. движение поездов осуществлялось уже через всю Сибирь до границы с Китаем. Многие сооружения Сибирского пути, в том числе мост через р. Енисей, построенный по проекту профессора Л. Д. Проскурякова, были удостоены высших наград на Всемирной парижской выставке в 1900 г.

В те же годы была сдана в эксплуатацию железная дорога Пермь - Вятка - Котлас длиной 866 км, служившая для доставки сибирского хлеба железнодорожно-водным путем в Архангельск и далее морем за границу. Таким образом, магистраль Тюмень - Екатеринбург - Пермь - Вятка - Котлас общей длиной 1694 км обеспечила выход из Сибири на внешний рынок, а с помощью соединительной линии Екатеринбург - Челябинск получила прямое железнодорожное сообщение с центральными районами страны.

В связи с перевозкой нефтяных продуктов из Баку в Батум в 90-х годах возник вопрос об усилении пропускной способности Закавказской железной дороги. Но поскольку инженерный совет министерства путей сообщения признал трубопровод (а не второй путь) "наилучше удовлетворяющим потребности движения грузов и наиболее выгодным в экономическом отношении" [6], то приступили к сооружению трубопровода от Баку до Батума протяжением 842 км, которое было завершено в 1907 г.

В 90-х годах железную дорогу Ростов-на-Дону - Владикавказ продолжили до Петровска, а в 1900 г. - до Баку, и Закавказская магистраль, включая и ранее построенную Тифлис-Карскую линию, соединилась с общей сетью рельсовых путей. В это же время Закаспийская железная дорога Красноводск-Самарканд была продолжена до Ташкента.

К началу XX в. в нашей стране находилось в эксплуатации 51,7 тыс. км железных дорог, из них 8,3 тыс. км двухпутных [7]. Сеть железных дорог шагнула далеко за пределы европейской части России. Однако на Урале и юге страны она была развита недостаточно. Так, на юге было всего 2,5 тыс. км железных дорог, что задерживало развитие горной промышленности [8].

В 1899 г. Д. И. Менделеев, посетив Урал, предложил построить ряд железных дорог для перевозки железной руды, каменного угля, транзитных грузов. "Какая бы совокупность оживляющих Урал мероприятий ни осуществлялась, - писал он, - без сети новых железных дорог обойтись никоим образом невозможно <...> связь железного дела с железными дорогами так тождественна и так всюду велика, что ее упустив - все упустишь" [9]. Д. И. Менделеев наметил основные направления новых линий, в частности второй Сибирской магистрали через Пермь на Москву.

В 1900-1913 гг. строительство новых железных дорог замедлилось: в 1901 г. было построено 3,2 тыс. км, в 1903 г. - 718 км, в 1910 г. - 70 км [10]. Длина железнодорожной сети России увеличилась с 65,3 тыс. км в 1908 г. до 70 тыс. км в 1913 г., в среднем росла на 850 км в год [11, 12].

В первые годы XX в. было завершено строительство Транссибирской магистрали. В 1904 г. вступила в строй Китайско-Восточная железная дорога, сократившая на 900 км путь до Тихого океана. В 1905 г. была сдана в эксплуатацию Кругобайкальская линия длиной 262 км, на ней прорыто 39 тоннелей общей протяженностью свыше 8 км.

Русско-японская война вынудила построить между Сретенском и Хабаровском новую железную дорогу, так как Китайско-Восточная дорога отошла к Японии. Строительство Амурской дороги длиной 2 тыс. км велось в 1908-1916 гг. На ее трассе были сооружены Амурский мост по проекту Л. Д. Проскурякова и первый в мировой практике тоннель в вечномерзлых грунтах.

В 1906 г. была закончена железнодорожная линия Петербург - Вологда - Вятка, создавшая второй выход с Урала в Москву и в северо-западные районы страны. В 1914 г. от ст. Званка на этой линии началось строительство Олонецкой железной дороги до Петрозаводска.

Важнейшей стройкой начала XX в. была Оренбурго-Ташкентская дорога, которая связала Закаспийскую железную дорогу с общей сетью рельсовых путей. В это же время переустраивались горные участки Сибирского пути от Ачинска до Нижнеудинска со смягчением предельных уклонов с 17,4 до 10 ‰ с одновременной постройкой второго пути. Вторые пути были построены также на Кругобайкальской и Забайкальской линиях Транссибирской магистрали. Выборочное строительство вторых путей велось и на Сызранско-Челябинском направлении.

Железнодорожное строительство накануне первой мировой войны развертывалось медленно, хотя нужда в экономических и стратегических железных дорогах была огромная. Рельсовых путей в Европейской России на единицу пространства было в 11 раз меньше, чем в Германии, и в 7 раз меньше, чем в Австро-Венгрии. Кроме того, двухпутные дороги в России составляли лишь около 1/4 длины всей сети, в то время как в западноевропейских странах их было от 39 до 56% [11].

К началу войны строительство Амурской железной дороги не было закончено, а железная дорога Вологда - Архангельск была узкоколейной.

Сеть железных дорог была размещена неравномерно. На европейскую территорию России приходилось 83% рельсовых путей и только 17% - на остальную часть страны. К тому же техническое состояние железных дорог, особенно верхнее строение пути, было весьма неудовлетворительным, не соответствовавшим растущему грузообороту. Слабость железных дорог заключалась еще и в том, что сила тяги паровозного парка была недостаточной и составляла в среднем не более 8300 кг на один паровоз (в Западной Европе - в 1,5-2 раза больше) [13]. К тому же, как признавало министерство путей сообщения в отчете за 1911 г., "паровозный парк нашей казенной железнодорожной сети отличался большим разнообразием типов, часто весьма устарелых".

Количество паровозов на железных дорогах за шесть предвоенных лет увеличилось с 19448 в 1908 г. до 19835 в 1913 г., т. е. возросло лишь на 387 штук, или на 2,6%. Только 1/4 часть паровозов имела возраст до 40 лет. В 1909-1911 гг. было исключено 1011 паровозов, а заказано новых только 918 [11].

Очень плохо обстояло дело с топливом для транспорта. С начала военных действий Россия вследствие блокады балтийских портов лишилась привозного угля. Состояние же Донецкого бассейна и железнодорожной связи с ним не давало возможности резко и в короткие сроки увеличить добычу и перевозки угля. В докладе царю в 1916 г. министр путей сообщения писал: "Наша железнодорожная сеть не только не имела до войны никакого запаса в своей пропускной и провозной способности, но ее перевозные средства далеко не удовлетворяли и потребностей обычных перевозок мирного времени" [14]. Это имело следствием скопление на дорогах огромного количества неперевезенных грузов, резкое ухудшение работ промышленных предприятий и недостаточность снабжения населения продовольствием.

В период первой мировой войны было сдано в эксплуатацию 10 тыс. км железных дорог, в том числе Олонецкая и Мурманская линии, позволившие соединить незамерзающий порт Мурманск с общей сетью рельсовых путей России. Всего в 1917 г. находилось в эксплуатации 81 тыс. км железных дорог и строилось свыше 13 тыс. км новых [15].

Железнодорожный транспорт оказался наиболее уязвимым звеном народного хозяйства. Страна вступила в войну, имея слабо развитую сеть железных дорог и совершенно недостаточное количество подвижного состава. Экономическая отсталость страны, крайняя скудость финансовых ассигнований на нужды транспорта после русско-японской войны и жесткий "режим экономии" на железных дорогах привели к сокращению строительства новых дорог, снизились заказы паровозостроительным и вагоностроительным заводам на изготовление подвижного состава. Царское правительство не могло поднять железнодорожный транспорт на уровень экономических и военных задач, и он в 1917 г. пришел в полный упадок.

Разработка технических условий проектирования железных дорог

Еще в 1843 г. профессор П. П. Мельников разработал "Технические условия проектирования Петербурго-Московской железной дороги", в которых были определены основные технические параметры линии - ширина колеи, число главных путей, предельный уклон, минимальный радиус кривых, расчетная пропускная способность, схемы станций, мощность водоснабжения и т. п. Уже тогда выдвигалось требование проектировать станции с учетом последующего развития, чтобы "производство работ при увеличении станций не могло представлять никаких препятствий" [16].

На рубеже 60-х годов русские ученые исследовали ряд технико-экономических вопросов проектирования железных дорог. Так, Д. И. Журавский [17, с. 447] полагал, что всякая новая железная дорога, если она имеет экономическое значение, должна проектироваться по прямому направлению. Ученый изучил вопросы стоимости постройки железных дорог в зависимости от их назначения, климата и установил, что "чем больше движения, тем больший капитал бывает выгодно употребить в видах уменьшения издержек на перевозку", и, наоборот, "чем меньше предстоит движения, тем меньше должны быть первоначальные издержки" [18]. Профессор Н. И. Липин предложил принимать к постройке такие варианты трассы, которые "при всей прочности и устойчивости сооружения потребуют наименьших затрат" [19, с. 12]. Профессор П. И. Собко, уделяя внимание выбору предельного уклона для проектируемых железных дорог, указывал, что "должно стараться по возможности уменьшать уклоны, с другой стороны, это повлечет к увеличению количества земляных работ, так что существует некоторая наивыгоднейшая величина для уклона", которая, по мнению автора, должна выбираться с учетом "количества движения в ту и другую сторону" [20, с. 28].

Русские ученые, основываясь на своих исследованиях, определили, что предельные уклоны для магистральных линий должны назначаться не свыше 5‰ и в трудных топографических условиях - 10‰, а минимальный радиус кривых - не менее 640 м.

В 1860 г. Н. И. Липин разработал проект габаритов для русских железных дорог, принятый ведомством путей сообщения как обязательный для всех строящихся линий. Таким образом, наша страна одна из первых в мире ввела единые государственные габариты подвижного состава и величины приближения строений.

В период первого подъема железнодорожного строительства новые линии возводились частными обществами по индивидуальным техническим условиям. Пропускная способность не устанавливалась, а определялась принципами размещения станций. Расстояния между ними назначались не более 267 км, но оговаривалось требование об устройстве между станциями площадок для будущих разъездов длиной не менее 426 м. Предельные уклоны принимались: для равнинной местности - не свыше 10‰, для средне-холмистой - 12,5‰ и для предгорной - 15‰.

Отсутствие единых технических условий не могло не сказаться на качестве железнодорожного строительства, а подрядчики, поощряемые премиями концессионеров, не были заинтересованы в улучшении эксплуатационных качеств железных дорог, поскольку доход с них гарантировался правительством. Такое положение привело к тому, что многие линии уже на рубеже 70-х годов не справлялись с перевозками. В связи с этим правительство ввело контроль над проектированием новых железных дорог и передало все работы по производству изысканий для выбора основных технических параметров проектируемых линий ведомству путей сообщения. В 1873 г. это ведомство разработало некоторые обязательные нормы, которые вошли в инструкцию для производства правительственных предварительных изысканий и составления предварительных проектов линий железных дорог.

Инструкция представляла собой первые общероссийские технические условия проектирования железных дорог в стадии разработки проектного задания. Она содержала указания о выборе направления линии, о предельных уклонах, минимальном радиусе кривых, плане и профиле, о размещении разделительных пунктов и т. д. В этом документе впервые в России был определен состав предварительного проекта новых железных дорог. Предельный уклон для новых линий был установлен в 18‰, а в трудных топографических условиях - до 10‰. Минимальный радиус кривых был оставлен тот же.

Введение инструкции явилось известным шагом вперед в унификации важнейших норм по проектированию железных дорог в стране. Однако окончательные изыскания и составление технических проектов на частных железных дорогах производились по-прежнему по индивидуальным техническим условиям. В этих случаях подрядчики нередко отходили от норм плана и профиля и тем самым снижали мощность железных дорог.

Вторые пути проектировались по индивидуальным техническим условиям. При этом особое внимание обращалось на возможность сглаживания предельных уклонов на отдельных участках.

В конце 80-х годов XIX в. русские ученые и инженеры составили технические условия проектирования Великого Сибирского пути с учетом этапного усиления его мощности. Считалось, что эти технические условия позволят увеличивать мощность Транссибирской магистрали "лишь достройкой ее, но не переустройством по крайней мере в главных ее частях" [21]. Однако на отдельных участках этой магистрали были допущены отклонения от технических условий профиля. Наибольшие уклоны были 7,4; 9,3; 11,3 и 17,4‰, а минимальный радиус кривых - 256 м. Пропускная способность линий была установлена всего в три пары поездов в сутки, а с учетом открытия разъездов - в семь.

В связи с постройкой Транссибирской магистрали возник вопрос об унификации железных дорог по пропускной способности, что и побудило ведомство путей сообщения разработать и ввести в 1899 г. единые технические условия проектирования и сооружения железных дорог первостепенного значения. Эти технические условия были обязательными для всех стадий проектирования как государственных, так и частных дорог. В них даны нормы для всех железнодорожных сооружений и устройств. Расчетная пропускная способность, по которой производилось размещение раздельных пунктов, была установлена в 20 пар поездов в сутки. Предельный уклон назначался сообразно с рельефом местности и объемом грузового движения, но не выше 8‰, минимальный радиус кривых - 640 м с уменьшением до 426 м в сложных условиях и на подходах к станциям. Введение новых технических условий, которые с некоторыми дополнениями и изменениями действовали до 1925 г., способствовало повышению мощности новых линий.

В начале XX в. профессор Н. П. Петров разработал технические условия проектирования вторых путей на Сибирской и Забайкальской железных дорогах с предельным уклоном между Ачинском и Иркутском 10‰ - По этим условиям было построено свыше 3 тыс. км вторых путей. Технические условия начала XX в. явились прототипом современных технических условий переустройства существующих линий и проектирования вторых путей.

В дополнение к общим техническим условиям еще в 1860 г. были составлены первые специальные условия по проектированию мостов. В последующие годы они пересматривались 3 раза (1884, 1896 и 1907 гг.). В основу последних норм расчетных нагрузок был принят локомотив с давлением на ось 20 т, что почти в 5 раз больше по отношению к нормам 1860 г. Кроме того, в 1908 г. в России впервые были введены технические условия для железобетонных сооружений, по которым производилось проектирование и строительство мостов, труб и других устройств на железнодорожном транспорте.

Изыскания и строительство железных дорог

Основные методы изысканий при проектировании железных дорог были разработаны в нашей стране в первой половине XIX в. и изложены в трудах П. П. Мельникова "О железных дорогах" (1835), Н. И. Липина "О железных дорогах" (1840), М. С. Волкова "Курс строительного искусства" (1842) и в работах инженеров, участвовавших в проектировании и строительстве Петербурго-Московской магистрали. В 50-х годах были изданы книги и статьи Д. И. Журавского, П. И. Собко, А. И. Штукенберга и Р. Н. Поплавского, в которых подробно говорилось о методах и технике изысканий.

С 60-х годов русские изыскатели стали применять барометрическое нивелирование. В 1873 г. инженер Б. И. Статковский впервые в России провел тахеометрическую съемку на изысканиях Кавказской железной дороги. Были составлены планы "в горизонтальных сечениях в масштабе 20 саж. в одной сотой сажени" [22], и по ним выбрано направление тоннеля через Главный Кавказский хребет. Одновременно автор разработал подробные указания по трассированию железных дорог, подверженных снежным лавинам, обвалам и селевым потокам. Труды Б. И. Статковского не потеряли своего значения до настоящего времени.

В 1880 г. на изысканиях Закаспийской железной дороги инженеры встретились с подвижными песками. При выборе направления линии пришлось учитывать господствующие ветры, ограничивать устройство выемок, могущих подвергаться песчаным заносам.

В 1891 г. в Петербурге был издан (посмертно) фундаментальный курс "Производство железнодорожных изысканий" А. И. Штукенберга, в котором с исчерпывающей для своего времени полнотой дан анализ техники изысканий и методов проектирования железных дорог.

В связи с увеличением объема изыскательских работ в 90-х годах возрос интерес к использованию фотометодов. В 1891 г. инженер Н. О. Виллер применил фотосъемку при изысканиях железных дорог через Главный Кавказский хребет и использовал фотоснимки для составления плана в целях проведения камерального трассирования проектируемой линии.

В 1896 г. в министерстве путей сообщения был образован фототопографический отдел во главе с Р. Ю. Тиле, автором первого в России исследования по фототопографии [23]. В 1897 г. под руководством Тиле на изысканиях восточной части Забайкальской железной дороги работала партия фототеодолитной съемки горной местности. Она вела съемку местности на территории 3 тыс. км2 и составила планы в горизонталях, по которым было определено направление линии.

Фототеодолитные съемки применялись инженером П. И. Щуровым на изысканиях линии Ереван - Джульфа в 1898 г. [24], в ущелье р. Бамбек на Тифлис-Карской линии и на других объектах.

В конце XIX в. инженер путей сообщения профессор Киевского политехнического института Р. Н. Савельев опубликовал статью "О применении воздухоплавания к железнодорожным изысканиям". Автор рекомендовал применять аэростат для фототопографической съемки местности. Он писал: "Недалеко то время, когда соответствующим образом можно будет применять воздухоплавание к производству железнодорожных изысканий в очень отдаленных местностях" [25].

В 1901 г. вышел из печати четырехтомный труд инженера Г. Краевского "Железнодорожные изыскания и составление проекта железной дороги", с исчерпывающей полнотой освещающий основы теории и практики проектирования железных дорог. В первом томе этого труда специальная глава посвящена наземной фототопографии.

Широко были поставлены фототеодолитные работы в 1908 г. на изысканиях Амурской железной дороги [26]. Здесь впервые был применен немецкий стереокомпаратор Пульфриха. Техника фототеодолитных работ была по тому времени достаточно высокой и обеспечивала рациональный выбор направления новой железной дороги.

Итоги фотограмметрических работ в России изложены в трехтомной монографии Р. Ю. Тиле [27]. Дореволюционная Россия не располагала своей оптической промышленностью и точным приборостроением, что не могло не сказаться на развитии фотограмметрии, особенно аэрофотограмметрии. Однако первые теоретические труды и практические работы способствовали широкому применению аэрофотосъемки на изысканиях железных дорог в советское время.

На рубеже XX в. в России (раньше, чем в других странах) приступили к систематическому изучению вечной мерзлоты и явлений, с нею связанных. Ряд организаций - Академия наук, Петербургский институт инженеров путей сообщения, Геологический комитет и др. - в результате проведенных исследований выработали положения по изысканиям, проектированию и строительству железнодорожных сооружений в районах вечной мерзлоты. Это способствовало успеху, в частности, при переустройстве горных участков Сибирской железной дороги и при постройке Амурской железнодорожной магистрали, где встретились большие районы вечной мерзлоты.

На строительстве железных дорог земляные работы (насыпи и выемки) производились вручную с использованием дешевого труда крестьян, которые массами уходили на отхожий промысел. Транспортировка грунта осуществлялась тачками, грабарками и платформами с паровозной тягой.

Первые попытки механизации земляных работ в последней трети XIX в. заключались в применении скреперов и паровых катков для уплотнения насыпей. Однако было много противников механизации. Так, в отчете комиссии по осмотру Закаспийской железной дороги записано: "Применение машинного способа при обилии и дешевизне рабочих рук представляется полнейшей аномалией, а расходы на покупку и поставку машин - вполне непроизводительными" [28]. Это, однако, не остановило передовых инженеров, и уже при проведении железной дороги Вологда - Архангельск были применены два экскаватора американской фирмы для разработки мокрых выемок. В 1902 г. Путиловский завод в Петербурге построил первый русский одноковшовый экскаватор весом 60 т с тремя паровыми машинами и суточной производительностью, превышающей 1 тыс. м3 грунта (рис. 2). До 1917 г Путиловский завод выпустил 36 одноковшовых и 26 многоковшовых экскаваторов для использования на строительстве железных дорог.

Наиболее широко они применялись при переустройстве горных Участков Сибирского пути между Ачинском и Иркутском и на постройке Амурской линии тем не менее уровень механизации земляных работ в предреволюционные годы не превышал 6% общего объема работ, выполненных на строительстве железных дорог.

2. Одноковшовый экскаватор, изготовленный Путиловским заводом

Яркое представление о тяжелом труде строителей на земляных работах дал художник К. А. Савицкий в картине "Земляные работы на железной дороге", находящейся в Третьяковской галерее.

Ширина земляного полотна по верху на однопутных линиях назначалась в 5,55 м а на некоторых линиях, например на отдельных линиях назначалась в 5,55 м, а на некоторых линиях, например на отдельных участках Сибирского пути, - 5,0 м в насыпях и 4,64 м в выемках. Откосы, как правило, устраивались полуторные и укреплялись одерновкой или мощением. Объем земляных работ на один километр колебался в широких пределах - от 10-15 тыс. до 60-70 тыс. м3, при среднем объеме около 20-22 тыс. м3.

Всего при сооружении новых железных дорог, переустройстве существующих и постройке вторых путей за 1837-1917 гг. выполнено около 2 млрд. м3 земляных работ.

Укладка верхнего строения и балластировка пути производились также вручную. На земляное полотно укладывались рельсы со шпалами, по которым балласт подвозился и выгружался на обочины вдоль пути; далее велась подъемка рельсов со шпалами и под ними укладывался песчаный балласт. При сооружении Закаспийской железной дороги впервые применялись укладочные поезда и жилые поезда (городки строителей). Конвейерная подача материалов шла вдоль укладочного поезда к голове, т. е. применялось роликовое приспособление, повторяющееся по своей идее во многих современных путеукладочных механизмах. Скорость укладки пути при двухсменной работе составляла 6 км в сутки, а в отдельные дни достигала 8 км.

Таковы были методы и техника изысканий и строительства железных дорог. Темпы постройки отдельных линий, в особенности Сибирского пути, были сравнительно высокими. В среднем в год строилось до 700 км рельсовых путей.

Железнодорожный путь

Железнодорожный путь - это комплекс сооружений и устройств, образующих рельсовую дорогу для движения поездов. К нему относят балластный слой, шпалы, рельсы, скрепления, стрелочные переводы. Конструкция верхнего строения пути основывалась на опыте эксплуатации Петербурго-Московской железной дороги. Так, ширина русской рельсовой колеи, габариты подвижного состава и приближения строений брались такие же, как на Петербурго-Московской дороге. Рельсы первых лет эксплуатации железных дорог были железные, весом 24-35,5 кг/м, со стыком на шпале. Длина их принималась 4,6; 5,5; 6,1 м. Железные рельсы быстро изнашивались. Поэтому вскоре перешли к укладке более экономичных двухслойных рельсов: верхняя часть головки из стали, шейка и подошва железные.

В 1868 г. появились первые стальные рельсы - на Воробьинском подъеме линии Петербург - Москва и частично на Нижегородской железной дороге. С 1875 г. они получили широкое распространение. В конце 90-х годов стальные рельсы укладывались на всех магистральных линиях, а на подъездных путях остались железные.

Мощность рельсов определяется весом на единицу длины. В XIX в. мощность рельсов изменялась в незначительных размерах, но число типов было большим, что вело к удорожанию прокатки рельсов, к укладке рельсов разных типов на одном участке и к неравномерному износу как рельсов, так и бандажей колес. В середине 70-х годов начали переходить к унификации типов рельсов в зависимости от нагрузки на ось подвижного состава, причем их вес колебался от 24 до 31 кг/м при длине 6 м.

В 1903 г. для сети русских железных дорог нормальной колеи были выработаны четыре типа рельсов - I, II, III, IV, различавшихся по мощности. В 1908 г. на основании новых обширных исследований внесены изменения в типы рельсов; их вес варьировал от 43,57 до 30,89 кг/м, и отличались они от предыдущих расположением и размерами отверстий и утолщением подошвы [29]. Рельсы 1908 г., именовавшиеся Ia, IIa, IIIa и IVa, сохранялись как стандарт до 1947 г. Их длина в начале XX в. достигала 10,67; 12,80 и 14,94 м. Стандартизация явилась важным этапом в развитии рельсового хозяйства. В этом большая заслуга Н. А. Белелюбского, Л. Ф. Николаи и других ученых, принявших активное участие в работе по созданию наиболее совершенных рельсов для русских железных дорог.

Подобно рельсам и скреплениям, с течением времени меняли свои типы и стрелочные переводы, состоящие из стрелок и крестовин. Вначале применялись стрелки с подвижными рельсами, затем появились стрелки с рамными рельсами и остряками, при этом рамные рельсы располагались на сплошных металлических лафетах. Первые крестовины у нас были подвижные, состоявшие из коротких рельсов. Очень скоро они вышли из употребления. Вместо них появились неподвижные стальные литые крестовины. Позднее стали устраивать сборные крестовины из обыкновенных рельсов со стальными литыми сердечниками. На большинстве железных дорог России применялись два вида переводов: одни - имеющие большое протяжение в длину и крестовины с маркой 1/11, другие - меньшей длины и с крестовинами марки 1/9. Эти стрелочные переводы получили широкое распространение в нашей стране.

Рельсовые опоры применялись деревянные, в виде шпал или поперечин, изготовляемых из соснового, елового и дубового леса. Размеры шпал колебались в широких пределах, причем длина их назначалась от 2,45 до 3,20 м. В 80-х годах существовало 12 типов шпал, в 1900 г. это число сократилось до пяти. На одну версту линии вначале укладывали 1300-1400, затем 1500 и к концу рассматриваемого периода 1600 шпал. Срок службы простых деревянных шпал был очень небольшим, поэтому русские инженеры занимались пропиткой их антисептиками. Первоначально шпалы пропитывали медным купоросом, затем хлористым цинком. Пропитка увеличивала срок службы шпал почти в 2 раза.

Балластный слой на первых магистральных линиях состоял из двух частей: нижняя из песка, верхняя из щебня или крупного гравия. С 60-х годов рельсовые пути стали строиться с балластом из песка без прикрытия щебнем или гравием. Толщина балластного слоя принималась 0,30-0,38 м, а в начале XX в. - 0,43 м.

Состояние верхнего строения пути наших дорог характеризуется словами доклада министерства путей сообщения в 1877 г.: "Неудовлетворительное устройство путей и бедность ремонтных средств составляют слабое место нашего железнодорожного хозяйства" [30]. Эту характеристику можно в полной мере распространить и на железнодорожный путь конца XIX - начала XX в.

Хотя верхнее строение пути в то время оставляло желать много лучшего, однако теоретические работы по расчетам пути и прочности рельсов стояли на достаточно высоком уровне благодаря трудам русских ученых и инженеров, главным образом А. А. Холодецкого, А. Л. Васютинского и Н. П. Петрова. Они выполнили экспериментальные исследования и дали расчетную схему для элементов верхнего строения пути.

В 1914 г. инженерный совет министерства путей сообщения утвердил "Временные указания для соображений при определении наибольших допускаемых нагрузок осей подвижного состава и наибольших допускаемых скоростей движения на железных дорогах в зависимости от типов верхнего строения пути и паровозов" (циркуляр управления железных дорог от 1915 г.). В циркуляре дана классификация дорог и указаны типы рельсов, величина коэффициента постели шпал, предельные скорости движения, наибольшие нагрузки на оси пассажирских паровозов в зависимости от типа рельсов, скорости и коэффициента ("Временные указания" 1914 г. действовали до 1925 г., когда взамен их в совете НТК НКПС был утвержден метод расчета пути, за основу которого взята балка на сплошном упругом основании.).

Петров Николай Павлович (1836-1920) Выдающийся ученый и инженер. Профессор Инженерной академии и Петербургского практического технологического института. В 1888-1892 гг. председатель управления казенных железных дорог. С 1892 г. председатель инженерного совета министерства путей сообщения и в течение нескольких лет - товарищ министра путей сообщения. В 1883 г. вышла работа Петрова 'Трение в машинах и влияние на него смазывающей жидкости', в которой впервые сформулирован, закон - трения при наличии смазки. Труды Петрова послужили основой для создания гидродинамической теории трения при смазке и толчком к дальнейшему развитию теоретических и экспериментальных, исследований в этой области. Ряд работ Н. П. Петрова относится к области железнодорожной техники (тяговые расчеты поездов, давление колес на рельсы и их прочность, исследование действия тормозных систем и др.). Принимал активное участие в строительстве Сибирской магистрали. В 1896-1905 гг. председатель Русского технического общества.

Классическим трудом по исследованию железнодорожного пути является работа Н. П. Петрова "Давление колес на рельсы железных дорог, прочность рельсов и устойчивость пути" [31], в которой обобщены работы автора, написанные в 1903-1915 гг. и имеющие отличительную особенность - связь теории с насущными практическими вопросами. А. А. Холодецкий применил общие формулы Н. П. Петрова для неровности и получил широко известное решение для впадины на пути, имеющей треугольное очертание.

Значительным вкладом в теорию динамического расчета пути явилась работа профессора А. М. Годыцкого-Цвирко, опубликованная тоже в 1915 г. [32].

Расчет железнодорожного пути современной конструкции, при рассмотрении его как балки на сплошном упругом основании, разработан в 1915 г. С. П. Тимошенко. Однако идея расчета и его основы были впервые сформулированы Н. П. Петровым еще в 1907 г.

Всесторонние исследования взаимосвязанных вопросов динамики пути и движущего механизма паровозов в кривых частях пути выполнил профессор К. Ю. Цеглинский, подчеркнувший ведущую роль отечественных ученых в этом вопросе [33].

Таким образом, Россия оказалась одной из первых среди стран, предпринявших усилия к созданию способа расчета железнодорожного пути.

Большое внимание уделялось механизации путевых работ. Так дорожный мастер полесских железных дорог А. А. Олекевич сконструировал винтовой аппарат для подъемки пути при подбивке и смене шпал. Через три года инженер У. Н. Ливчак изобрел прибор для автоматической регистрации неровностей и пересадок пути (это был первый путеизмеритель). Позднее появился более современный путеизмеритель Н. Е. Долгова, допускавший определение состояния пути во время прохождения динамической нагрузки вагона, движущегося со скоростью 25 км/час, при нагрузке на ось 12 т.

Большая работа проводилась по организации снегоборьбы и механической очистки пути от снега. Проблема снегоборьбы была особенно актуальной, ее решением занимались многие годы. На железных дорогах насчитывалось до 35 типов переносных щитов различной конструкции. Очистка путей от снега в большинстве случаев велась вручную лопатами. Но применялись и снегоочистители. Н. Е. Жуковский, профессора Института инженеров путей сообщения Н. А. Рынин и С. Д. Карейша и инженер Н. Е. Долгов разработали теоретические основы образования снежных наносов на железных дорогах, которыми руководствовались при проектировании новых линий.

Мосты и тоннели

Наиболее широкий размах техника устройства переходов на железнодорожном транспорте получила во второй половине XIX - начале XX в.

Первый железнодорожный мост решетчатой системы из железа р. России был построен в 1857 г. по проекту профессора С. В. Кербедза через р. Лугу на Петербурго-Варшавской линии. Он состоял из двух пролетов по 55,3 м, перекрытых неразрезными фермами.

В 60-х годах по проекту инженера А. Е. Струве построены железнодорожные металлические мосты через реки Москву, Оку и Днепр у Киева. Окский мост у Коломны на Московско-Рязанской железной дороге был первым в России совмещенным мостом: на уровне верхних поясов шли поезда, на нижних поясах гужевой транспорт и пешеходы.

В 1869 г. на Николаевской железной дороге сгорели три (из девяти) деревянные фермы Мстинского моста. Восстановление их было трудным делом, так как по условиям ледохода невозможно было устраивать кустовые подмости. Руководитель работ Д. И. Журавский спроектировал подмости в виде подкосных ферм веерной системы с противовесными малыми веерами без промежуточных опор (рис. 3). Спустя 15 лет это весьма ценное предложение было использовано английскими инженерами при постройке Аттокского моста через р. Инд. Это единственно правильное решение англичане приняли, исходя из необходимости оставить свободным русло реки, избежать нарушения подмостями речного режима. Журнал "Железнодорожное дело" писал по этому поводу "Если бы вместо англичан работами по устройству подмостей Аттокского моста руководили инженеры другой нации, то, вероятно они, воспльзовавшись чужой системой, сочли бы нравственной обязанностью об этом заявить, тем более что имя инженера Д. И Журавского хорошо известно за границею, но сыны Альбиона, весьма чуткие к своей славе, нисколько не заботятся о других, а в особенности о русских" [34, с. 250].

3. Подмости системы Д. И. Журавского

Значительный интерес представляет постройка моста Московско-Нижегородской линии через р. Клязьму у г. Коврова вместо разрушенного в 1867 г. паводковыми водами. Новый мост был построен на вспрямленном русле "в самой середине разлива в 750 саж. от прежнего поврежденного моста, одним из главных недостатков которого было то, что он находился на краю разлива" [35].

Большой вклад в развитие мостового дела в конце 60-х и начале 70-х годов внесли ученые Петербургского института инженеров путей сообщения Э. М. Зубов, автор первого русского учебника по металлическим мостам (1868), и Ф. И. Эрнольд, создавший в 1876 г. фундаментальный труд по проектированию и строительству мостов. В 70-х годах общепризнанным главой русской школы мостостроения стал профессор того же института Н. А. Белелюбский, которому принадлежит ведущая роль в создании наиболее целесообразного типа металлических пролетных строений в России. Первая работа ученого посвящена замене деревянных мостов Петербурго-Московской железной дороги металлическими, причем перестройка 120 мостов велась без перерыва движения поездов.

В последующие годы Н. А. Белелюбский составил свыше 100 проектов больших мостов на 31 железной дороге, а также ряда замечательных городских мостов. Общая длина мостов, построенных по проектам Белелюбского, превышает 17 км. Особенно велики его заслуги в создании типов стальных мостов, пролеты которых он довел до 158,4 м. В своих проектах Белелюбский применял двухраскосные, трехраскосные, многораскосные и ромбические конструкции, простую треугольную, с дополнительными стройками и подвесками и т. п. Он положил начало типизации металлических мостов и установил хорошо знакомые в настоящее время пролеты железнодорожных мостов 55, 66, 76,8, 87,6, 98,4 и 109,2 м.

Благодаря трудам Д. И. Журавского и Н. А. Белелюбского в 1875 г. впервые введены технические условия на постройку мостов, установившие единообразные нормы допускаемых напряжений, или, по терминологии того времени, "коэффициенты прочного сопротивления" для металлических пролетных строений и нормы временной нагрузки железнодорожных мостов. В последующие годы эти нормы пересматривались в связи с ростом вертикальной нагрузки и совершенствованием техники мостостроения.

4. Сызранский мост через р. Волгу

К концу XIX в. количество железнодорожных металлических мостов исчислялось уже сотнями, причем многие из них были уникальными; например, мост через р. Волгу у Сызрани (рис. 4), открытый для движения в 1880 г., состоял из 13 пролетов по 106,5 м каждый (Сызранский мост в то время превосходил по своей длине самый длинный в Западной Европе Мердейский мост (Голландия)). В докладе министра путей сообщения о Сызранском мосте говорилось: "Сооружение это может служить блестящим выражением настоящего состояния инженерной науки в России" [36]. При проектировании этого моста Н. А. Белелюбский сформулировал идею расчета отверстий мостов исходя из условия равенства средней скорости в главном русле водостока до и после сооружения мостового перехода. Этим положением, известным под названием "постулат Белелюбского", до настоящего времени пользуются при расчете отверстий мостов. Многие мосты Н. А. Белелюбского, например мост через Волгу на Петербурго-Московской железной дороге, имели шарнирное сопряжение поперечных балок проезжей части с главными фермами. Важной заслугой Н. А. Белелюбского является применение для железнодорожных мостов литого железа вместо сварочного. В связи с этим многие иностранные государства обращались к нему с просьбой сообщить данные "о добытых результатах употребления" литого железа в мостостроении [37].

Белелюбский Николай Аполлонович (1845-1922): Глава русской школы мостостроения. Ему принадлежит ведущая роль в создании и внедрении наиболее целесообразного типа металлических пролетных строений. По его проектам построено более 100 больших мостов общей длиной 17 км, среди них крупнейшие в Европе мосты через Волгу у Сызрани и Симбирска. Удостоен высшей награды (приз 'Гран При') на Всемирной выставке в Париже в 1900 г. Работы первой в России механической лаборатории по испытанию материалов, руководимой Белелюбским, заслужили мировое признание. Под его руководством в начале XX в. были разработаны первые в России нормы и технические условия для железобетонных работ. Профессор Петербургского института инженеров путей сообщения, почетный доктор инженерных наук Германии, почетный член Общества гражданских инженеров Франции, почетный член Британского бетонного института и т. д.

Позднее по проекту Н. А. Белелюбского на Сибирской железной дороге был воздвигнут консольный мост через Обь, верхнее строение которого состояло из трех двухконсольных и четырех свободных ферм. Длина консолей составляла 15 м. В дальнейшем эта система была применена для мостов Юго-Восточной, Архангельской и других железных дорог.

Важный вклад в мостостроение внес видный инженер путей сообщения Л. Д. Проскуряков. Имя его как конструктора мостов широко известно. По проекту ученого в 1888 г. был построен первый в России консольный мост через р. Сулу на Ромны-Кременчугской железной дороге. Здесь были применены береговые консоли, которые сопрягались с насыпью с помощью небольших подвесных балочек.

Проскуряков Лавр Дмитриевич (1859-1926): Крупный ученый в области мостостроения и металлических конструкций. Развил теорию о наивыгоднейшем очертании сквозных металлических ферм и ввел в нашей стране современную треугольную решетку ферм. Спроектировал большое количество мостов, экономичных и легких, с фермами нового типа (мосты через реки Нарву, Западный Буг, Волхов, Оку, Амур, Енисей и др.). За проект Енисейского моста (1896), непревзойденного по легкости конструкции, был удостоен золотой медали на Всемирной выставке в Париже в 1900 г. С 1896 г. профессор Московского инженерного училища (ныне Московский институт инженеров железнодорожного транспорта)

В 1899 г. был построен железнодорожный мост через Енисей в Красноярске. Автор проекта Л. Д. Проскуряков первый ввел в России фермы с большой высотой, со статически определимой решеткой и большими панелями. Спроектированный им мост с фермами этой системы являлся наиболее удачным решением задачи перекрытия больших пролетов (144,5 м). Енисейский мост по величине пролетов занял первое место в России и второе в Европе. Это было крупнейшее "среди сооружений европейского инженерного искусства" [38]. Модель моста, экспонированная на Всемирной парижской выставке в 1900 г., была удостоена золотой медали.

Важный вклад в теорию и практику мостостроения внесли Ф. С. Ясинский, создавший классические труды по теории устойчивости сжатых элементов мостовых ферм, и Л. Ф. Николаи - автор основного учебника по курсу мостов, по которому учились многие поколения студентов Института инженеров путей сообщения. Профессор Николаи был одним из руководителей мостовой комиссии инженерного совета министерства путей сообщения, сыгравшей важную роль в изучении сложных вопросов, касающихся мостов и искусственных сооружений.

Николаи Леопольд Федорович (1844-1908): Профессор Петербургского института инженеров путей сообщения, внесший крупный вклад в развитие отечественной школы мостостроения и строительной механики. Опубликовал около 30 научных работ по расчету отверстий искусственных сооружений, решетчатых и безраскосных ферм, по определению абсолютного изгибающего момента в балках, напряжений в круглой трубе, подверженной сплющиванию, по определению давления земли, заключенной между двумя подпорными стенами, и др. Автор классических учебников по курсу мостов.

К концу XIX в. русское мостостроение получило широкое признание. Профессор Н. Б. Богуславский писал в 1901 г: "Мостовое искусство в настоящее время поставлено у нас на должной высоте, в чем легко убедиться знакомясь с проектами железнодорожных мостов иностранных государств" [39].

В период 1900-1917 гг. построено 26 мостов с пролетами свыше 100 м и 7 мостов длиной более 1000 м. Лишь через Волгу и ее притоки было сооружено 7 больших мостов, из них Симбирский (ныне Ульяновский) с пролетами до 158,4 м и общей длиной 2600 м был самым длинным металлическим мостом в России.

Построенный в 1916 г. по проекту Л. Д. Проскурякова крупнейший мост через р. Амур у г. Хабаровска по длине превышал Симбирский. Спроектированная Г. П. Передернем железобетонная эстакада у западного конца моста до сих пор стоит без деформаций и повреждений, несмотря на суровые климатические условия.

До начала XX в. пролетные строения мостов были металлические, а опоры каменные.

Уже в начальный период развития железобетона в нашей стране из этого материала был выполнен ряд заслуживающих внимания конструкций и сооружений разных назначений; в 1885-1887 гг. на Московско-Рязанской железной дороге построен трубопровод длиной около 0,5 км, шириной 0,7 м, в 1896 г. - пешеходный арочный мост пролетом в 45 м на Нижегородской ярмарке.

В конце 1898 г. после принятия инженерным советом решения о применении железобетона на железных и шоссейных дорогах началось строительство железобетонных мостов, труб, путепроводов, резервуаров и др. О масштабах этого строительства можно судить, например, по тому, что на одной только железнодорожной линии Витебск - Жлобин в 1901-1902 гг. было построено 27 железобетонных мостов и путепроводов общим протяжением 412 м. В 1902 г. на ст. Екатеринодар Владикавказской железной дороги при строительстве водонапорной башни с баком емкостью 243 м 3 железобетон был применен для кожуха вокруг бака и купольного покрытия диаметром 10 м.

В изучении железобетона и развитии отечественной цементной промышленности большая заслуга принадлежит профессору Н. А. Белелюбскому. В 1908 г. были утверждены первые технические условия на железобетонные сооружения, разработанные под его руководством. В 1912 г. вышел в свет учебник профессора Г. П. Передерия "Курс железобетонных мостов". В 1915 г. были составлены типовые проекты железобетонных балочных мостов отверстием 2,4, 6,8 и 10 м для железных дорог нормальной колеи.

Первые железные дороги в России строились на равнинной местности, поэтому и не возникало вопроса о постройке тоннелей. В 1862 г. впервые в нашей стране были построены на Петербурго-Варшавской железной дороге два тоннеля - Панарский, длиной 427 м, и Ковенский, длиной 1280 м. Строителем тоннелей был инженер путей сообщения Г. Ф. Перрот [39]. В дальнейшем, при строительстве железных дорог в Крыму, на Кавказе, в Донбассе и на Урале, тоннелестроение стало быстро развиваться. Так, на Лозово-Севастопольской линии было построено шесть тоннелей, на Новороссийской ветви - два тоннеля, прорезывающих отроги Главного Кавказского хребта. На Закавказской железной дороге в 1890 г. был открыт Сурамский тоннель через водораздел между бассейнами Риона и Куры, начальником строительства которого был инженер Ф. Д. Рыдзевский. Сооружение тоннеля началось в 1886 г. Наибольшая суточная прокладка достигала 10,6 м.

В 90-х годах лишь на одной Тифлис-Карской железной дороге было построено 13 тоннелей общим протяжением 2633 м. Наиболее интересным в техническом отношении является Джаджурский тоннель длиной 1705 м, прорезающий Бамбакский хребет Малого Кавказа (водораздел рек Куры и Аракса).

Период 1900-1917 гг. явился временем наиболее интенсивного строительства железнодорожных тоннелей в нашей стране. Лишь на одной Кругобайкальской железной дороге пройдено 39 тоннелей. Самый большой из них - Половинный имеет длину 778 м.

Длина Хингаского тоннеля через водораздел рек Енисея и Амура на Китайско-Восточной железной дороге 3073 м.

Много тоннелей построено на линии Армавир - Туапсе, из них самый большой - Гойтхский протяжением 1397 м, а на подходах к нему находятся три спиральных тоннеля общей длиной 1,5 тыс. м. Особый интерес представляет тоннель у ст. Облучье Амурской железной дороги, пройденный целиком в вечномерзлых грунтах. Это был первый в мире тоннель подобного рода. В его сооружении принимали участие инженеры А. В. Ливеровский и А. Н. Пассек.

Всего в дореволюционной России построено около 100 железнодорожных тоннелей, среди них 12 тоннелей длиной свыше 1 тыс. м.

Подвижной состав

Состояние и развитие русского паровозо- и вагоностроения

В начале 60-х годов постройкой паровозов и вагонов в России занимались петербургские заводы - Александровский механический и отчасти Лейхтенбергский. С 1863 г. еще три завода стали строить вагоны.

Первые паровозы и вагоны широкой колеи (1524 мм) были построены для Петербурго-Московской железной дороги в 1846 г. Этот год и можно считать началом отечественного заводского паровозо- и вагоностроения. Являясь колыбелью паровозо- и вагоностроения в России, Александровский завод подготовил и первые технические кадры, организовавшие в дальнейшем нашу паровозо- и вагоностроительную промышленность.

Вначале развитие строительства отечественного подвижного состава тормозилось возможностью беспошлинного импорта паровозов и вагонов. С 1868 г. на импорт подвижного состава были введены повышенная пошлина и другие поощрительные для русской промышленности меры: выдача русским заводам гарантированных заказов и авансов, беспошлинный ввоз из-за границы чугуна и железа для производства паровозов и вагонов и пр.

В 1869-1870 гг. паровозы строили четыре завода: три частных - Невский в Петербурге (ныне завод им. Ленина), Коломенский и Людиновский и один казенный - Камско-Воткинский. Постройкой вагонов в 1875 г. занимались уже 13 заводов - в Москве (4 завода), Коломне, Брянске, Варшаве, Риге (2 завода), Сормове и Петербурге (3 завода, в том числе Путиловский). На Александровском заводе постройка новых паровозов была прекращена в 1864 г.; завод переключился на постройку вагонов и ремонт подвижного состава Петербурго-Московской железной дороги.

Кроме заводов постройкой паровозов и вагонов занимались железнодорожные ремонтные мастерские, создаваемые при каждой строящейся дороге. Ремонтируя подвижной состав, изучая его эксплуатационные недостатки, отдельные хорошо оборудованные мастерские создавали конструкции паровозов и вагонов, которые по эксплуатационным качествам могли служить образцами для специализированных заводов.

Оси, колеса, бандажи и рессорная сталь, не производившиеся в России, сначала полностью ввозились из-за границы. С 1870 г. в связи с ростом отечественного производства импорт резко сократился.

Если за период 1846-1868 гг. в России было построено лишь 227 - паровозов, то в 1875-1880 гг. построено уже 1439, что составляло 239 паровозов в год. В эти же шесть лет построено 39 280 товарных вагонов, 1005 пассажирских, в среднем 6714 железнодорожных вагонов ежегодно. Импорт паровозов сократился: в 1861-1877 гг. ввозилось ежегодно 190 паровозов, а в 1878-1890 гг. - только 70.

Окончание русско-турецкой войны, спад железнодорожного строительства и прекращение правительством выдачи гарантированных заказов на подвижной состав вызвали в 1880 г. резкое сокращение постройки паровозов и вагонов русскими заводами. За 10 лет, с 1881 по 1890 г., было построено не более 1080 паровозов. С 1888 г. паровозы широкой колеи строил только Коломенский завод. Что касается вагоностроения, то за пятилетие 1886-1890 гг. построено 327 пассажирских, вагонов и 17 484 товарных.

Резкое увеличение перевозок на существующих дорогах, а также новое железнодорожное строительство в 1893-1897 гг. потребовали поставок большого количества подвижного состава. После 1890 г. постройка паровозов возобновилась на Невском и Камско-Воткинском заводах. Была организована постройка паровозов на трех железоделательных, механических и машиностроительных заводах - Брянском, Путиловском и Сормовском и на двух новых, специализированных по паровозостроению - Харьковском и Луганском. Некоторое количество паровозов было построено на Николаевском судостроительном заводе и Краматорском машиностроительном.

Всего до Великой Октябрьской социалистической революции строительством паровозов в нашей стране занимались восемь заводов: Коломенский, Невский, Брянский, Путиловский, Харьковский, Луганский, Сормовский и Боткинский. В 1891-1917 гг. ими построено более 18 тыс. паровозов, причем ежегодное производство возросло с 86 в 1891 г. до 1266 в 1906 г.

Дальнейшее развитие получила и вагоностроительная промышленность. В 1895-1899 гг. в стране возник ряд специализированных вагоностроительных заводов: Мытищинский и Тверской (ныне Калининский) в центре страны, вагоностроительное общество "Феникс" и общество "Двигатель" в Прибалтийском крае, Николаевский и Киевский заводы на Юге, Усть-Катавский на Урале, "Товарищество петербургских вагоностроительных заводов" в Петербурге. Большое количество вагонов выпускалось заводами, строившими паровозы (Брянским, Коломенским, Путиловским и Сормовским). В 1898 г. постройкой вагонов занимались кроме железнодорожных мастерских 15 заводов, которые выпустили 21 818 товарных и 865 пассажирских вагонов. В 1899 г. построено 25 880 товарных вагонов и 934 пассажирских. Импорт вагонов почти прекратился: в 1889 г. ввезено 135, в 1890 г. - 185 вагонов. С 1910 г. постройкой вагонов занимались 19 заводов, выпустивших в 1915 г. 36 525 товарных вагонов; наибольшее количество пассажирских вагонов - 2251 - построено в 1912 г.

Несмотря на значительный рост выпуска паровозов и вагонов, насыщенность дорог подвижным составом оставалась почти без изменения, так как количество вагонов и паровозов росло пропорционально-увеличивающейся протяженности железных дорог. Число паровозов и вагонов, приходящихся на один километр железной дороги, до конца XIX в. оставалось одинаковым:

_ / 1880 г. / 1890 г. / 1900 г.
Паровозов / 0,24 / 0,24 / 0,23
Товарных вагонов / 5,90 / 5,00 / 5,20
Пассажирских вагонов / 0,31 / 0,26 / 0,25

Лишь в первые годы XX в. насыщенность дорог подвижным составом несколько увеличилась: в 1910 г. паровозов было 0,31, товарных вагонов - 6,9 и пассажирских - 0,35; в 1917 г. - паровозов - 0,31 и товарных вагонов - 8,4 на 1 км пути.

Развитие конструкций локомотивов и вагонов

В 60-90-х годах прошлого столетия русские заводы строили товарные паровозы преимущественно трехосные типа 0-3-0 (Первая цифра колесной формулы (типа) указывает число передних (бегунковых) осей, вторая - сцепных (движущих), соединенных спарниками, и третья - число задних, поддерживающих осей.) и реже четырехосные типа 0-4-0; пассажирские паровозы строились по преимуществу трехосные типа 1-2-0 и в небольшом количестве четырехосные типа 2-2-0.

В 1868-1870 г., ко времени развития паровозостроения в России в больших масштабах, были выработаны первые технические условия, предусматривавшие установление рода работы проектируемого паровоза: его тип, число осей, число осей у тендера, наибольшее допускаемое давление на рельс от бандажей одной колесной пары. Паровозы делились на пассажирские, товарные и маневровые. Наибольшее давление от бандажей одной колесной пары на рельс в первых паровозах допускалось до 10 т, а в 70-х годах оно было повышено до 12,6 т.

Мощность товарных паровозов типа 0-3-0 и пассажирских типа 1-2-0 составляла 300-440 л. с.; вес в рабочем состоянии - 32-37 т; конструкционная скорость товарных паровозов - 40-45 км/час, пассажирских - до 80 км/час.

Котлы паровозов строились горизонтальные, цилиндрические, диаметром 1200-1400 мм, клепанные из листовой стали, со 160-180 дымогарными трубами, преимущественно латунными; топки коробчатого сечения, плоскостенные, изготовлялись из красной меди. Общая поверхность нагрева котлов составляла 85-133 м2, площадь колосниковой решетки - 1,27-1,58 м2. Котел снабжался двумя инжекторами. Максимальное давление пара в котлах 8-10 ат. Паровая машина - двухцилиндровая, одноступенчатого расширения - устанавливалась на раме паровоза; с каждой стороны снаружи рамы располагалось по одному чугунному цилиндру диаметром 394-460 мм, при длине хода поршня 553-620 мм. Золотники были плоские, коробчатого сечения, парораспределение внутреннее. Диаметр колес товарных паровозов 1200-1418 мм, пассажирских - 1520-1728 мм; рессоры листовые. Паровозы снабжались прицепными тендерами для топлива и воды.

Несмотря на значительный импорт паровозов, русское паровозостроение шло своим самобытным путем, а не копировало заграничные конструкции. В 1875 г. Коломенский завод спроектировал товарный паровоз типа 0-3-0, который с небольшими изменениями строился и другими заводами (рис. 5). С 1869 по 1892 г. заводами и дорогами было разработано 32 варианта товарных паровозов типа 0-3-0.

5. Паровоз Коломенского завода

С 1874 г. Коломенский завод начал по собственным проектам строить и пассажирские паровозы. Паровозы постройки 1875 г. с топочной частью котла, расположенной сзади сцепных осей, и с топкой между осями (тип 1-2-0) имели диаметр ведущих колес 1224-1700 мм. В период 1869-1892 гг. строилось 13 вариантов пассажирских паровозов этого типа.

Нефть на паровозах в эти годы не употреблялась. Лишь после 1883 г., когда была сконструирована паровая форсунка для распыления жидкого топлива, отопление котлов нефтью получило широкое распространение.

Следует отметить, что в 80-х годах киевский инженер Ф. Р. Гешвенд, занимавшийся разработкой проектов реактивных двигателей для железнодорожного и воздушного транспорта, задолго до зарубежных ученых дал общее основание проекта применения реактивной работы пара к железнодорожным паровозам [40].

Первые четырехосные паровозы типа 0-4-0 строились Александровским заводом с 1858 г., т. е. значительно ранее, чем в западноевропейских странах. Однако выпуск их вскоре прекратился, и даже уже построенные паровозы были переделаны на трехосные. Объяснялось это тем, что на наших первых дорогах (кроме Петербурго-Московской) эксплуатировались импортные трехосные паровозы. Переход на четырехосные в то время еще не был выгодным, так как дороги не могли полностью использовать их мощность.

Одним из мероприятий по упорядочению паровозного хозяйства явилась попытка министерства путей сообщения нормализовать паровозный парк. При выборе наиболее универсального типа паровоза, который был бы экономически целесообразен для всей сети железных дорог, остановились на четырехосном товарном паровозе типа 0-4-0. Такой паровоз в необходимых случаях, и главным образом с точки зрения обороны, мог значительно увеличить пропускную способность железных дорог с меньшими дополнительными капиталовложениями. Паровоз типа 0-4-0, построенный Коломенским заводом в 1878 г., был назван "паровозом правительственного запаса". Эти локомотивы числились на особом учете, и все железные дороги обязаны были иметь их в определенном количестве и заказывать на русских заводах.

До 1890 г. на русских заводах было создано еще несколько конструкций четырехосных паровозов, которые по своим данным оказались более подходящими для эксплуатации на русских железных дорогах, чем импортные.

Бородин Александр Парфеньевич (1848-1898): Ученый в области железнодорожного транспорта. Окончил в 1870 г. Петербургский технологический институт, а в 1872 г.- Институт инженеров путей-сообщения. В 1879 г. впервые в России организовал на Юго-Западной железной дороге механические и химические лаборатории для исследования воды, топлива, смазочных масел и других материалов, применяемых службой подвижного-состава. В 1861 г. на базе Киевских мастерских Юго-Западной железной дороги создал первую в мире паровозную лабораторию. Труды Бородина получили широкое распространение за границей. Его работа по испытанию паровозов получила в 1886 г. золотую медаль Общества парижских гражданских инженеров. Общество английских инженеров-механиков признало опыты, проделанные Бородиным, самыми обширными и наиболее интенсивными. Один из основателей журнала 'Инженер' (1882), с 1885 г. - главный редактор. РТО учредило золотую медаль имени Бородина за лучшие изобретения и исследования в области железнодорожного транспорта.

Компаунд-машина (машина двойного действия, в которой пар, отработав в одном цилиндре, переходил в другой цилиндр большего диаметра) впервые в нашей стране была установлена на паровозе в 1882 г. в Киевских железнодорожных мастерских. Исследования показали, что при работе на паровозе она дает до 20% экономии в расходе пара по сравнению с машиной однократного расширения. Такие исследования были продолжены в 1885 г. по инициативе основоположника русской школы паровозостроения инженера А. П. Бородина в поездной работе на пассажирском паровозе типа 2-2-0 системы тандем-компаунд. Результаты испытания привели к тому, что железные дороги, в первую очередь частные, стали переделывать существующие паровозы и заказывать новые с машинами двойного расширения.

В 1890-1893 гг. Коломенский и Брянский заводы выпустили три новые конструкции товарных паровозов. За основу был принят "паровоз правительственного запаса". После ряда конструктивных улучшений он получил название "нормальный 1893 года", а затем "нормальный типа 1897 г." серии Од. В 1912 г. он был модернизирован (серия Ов, тип 1901 г.). Сцепной вес паровоза достиг 58,2 т, давление пара - 12 ат, конструкционная скорость - 50 км/час.

Дальнейшее повышение мощности паровозов ограничивалось максимально допустимым давлением на рельс. Но так как замена легких рельсов более тяжелыми требовала больших капиталовложений, то при возрастании веса паровоза приходилось увеличивать число его осей.

В 1896 г. Владикавказская железная дорога спроектировала шестиосный товарный паровоз типа 1-4-0 с котлом, имевшим большую поверхность нагрева, и мощной двухцилиндровой компаунд-машиной. Эти локомотивы могли водить составы большего веса, чем паровозы серии О, причем давление от оси на рельс сохранялось в 13 т. В дальнейшем паровозы такого типа строились на Брянском и Харьковском заводах и получили серию Ц.

Усиление железнодорожного пути Владикавказской железной дороги, производившееся в 1901 г., позволило повысить давление от оси на рельс с 13 до 15 т, а в некоторых местах и до 17 т. Поэтому в 1902 г. Владикавказская железная дорога совместно с Брянским заводом построила мощный товарный компаунд-паровоз типа 1-4-0 серии Ш. В 1905 г. Харьковский завод запроектировал паровоз типа 1-4-0 серии Щ, а в 1906 г. начал его массовый выпуск. Конструкция паровоза серии Щ оказалась удачнее серии Ш Брянского завода.

В период наибольшего распространения компаунд-паровозов (1906-1909) Коломенский и Луганский заводы строили локомотивы не только для русских, но и для заграничных дорог.

Компаунд-машины нашли широкое распространение и в пассажирском паровозостроении. К числу пассажирских паровозов, широко используемых на наших дорогах, относится паровоз типа 1-3-0, сконструированный инженерами Николаевской железной дороги и Александровского завода и выпущенный серией Нд в 1892 г. Диаметр движущих колес паровоза 1900 мм, давление на рельс доведено до 15 т и давление пара - до 12 ат. С небольшими конструктивными изменениями эти паровозы серий Нд, Нв, Ну и Нп строились и на других заводах. Они работали на дровах, угле и нефти почти на всех железных дорогах России до первой мировой войны.

В 1902 г. по инициативе инженера Е. Е. Нольтейна на пассажирском паровозе типа 2-3-0 серии Ж Коломенский завод в виде опыта установил в дымовой коробке пароперегреватель системы Шмидта, а компаунд-машину заменил машиной однократного расширения с цилиндрами диаметром 520 мм. Этот паровоз (ему присвоили серию 3) был первым в России, работавшим на перегретом паре. Так, ранее, чем в других странах, у нас началось применение перегретого пара на паровозах.

Опыт показал, что лучшие результаты достигаются перегревателем, помещенным в нескольких дымогарных трубах большого диаметра (впоследствии названных жаровыми трубами). Поэтому уже в 1904 г. Коломенский завод построил пассажирский паровоз серии 3 с перегревателем пара, расположенным в нескольких жаровых трубах. Диаметр цилиндров паровой машины при этом был увеличен до 540 мм, а площадь колосниковой решетки - с 2,22 до 2,34 м2. Проведенные в 1907 г. поездные испытания товарных паровозов с пароперегревателями и такого же типа паровозов (компаунд) без пароперегревателей показали, что перегрев пара дает выгоду, увеличивая силу тяги на 19% при почти одинаковом расходе топлива. Этим объясняется, что, начиная с 1907 г., заводы строили пассажирские и товарные паровозы с перегревателями пара и машинами однократного расширения. Русские инженеры разработали новые конструкции пароперегревателей, хотя наибольшее распространение получили пароперегреватели Шмидта.

Некоторые дороги начали создавать новые конструкции пассажирских и товарных паровозов с пароперегревателями. Удачным оказался сконструированный Московско-Казанской железной дорогой совместно с Коломенским заводом пассажирский паровоз серии Ку. Он имел двухцилиндровую машину однократного расширения с диаметром цилиндров 575 мм, ходом поршней 650 мм. Поверхность нагрева котла у этого паровоза 181 м2, поверхность пароперегревателя 47 м2, площадь колосниковой решетки 3,14 м2, давление пара в котле 13 ат, диаметр ведущих колес 1900 мм, сцепной вес 48 т.

С введением перегрева пара плоские золотники паровой машины были заменены цилиндрическими уравновешенными. На одном из паровозов с перегревом пара были поставлены в 1908 г. раздвижные золотники системы И. О. Трофимова, получившие в дальнейшем распространение на всех дорогах мира.

6. Схема паровоза Луганского завода

Чтобы не повышать давление на рельс, конструкторы увеличивали число сцепных колесных пар. В 1913 г. Владикавказская железная дорога и Луганский паровозостроительный завод совместно разработали и построили товарный паровоз с пятью спаренными осями типа 0-5-0 серии Э (рис. 6). Эти паровозы показали высокие эксплуатационные и экономические качества. Двухцилиндровая машина простого действия имела диаметр цилиндров 600-650 мм (в разных вариантах), ход поршня 700 мм. Паровой котел диаметром 1670 мм, с поверхностью нагрева 195 м2 и давлением 12 ат был оборудован перегревателем пара (поверхность нагрева 52 м2), размещенным в жаровых трубах. Диаметр колес 1320 мм, сцепной вес 81,2 т. Несколько позднее в паровозах этой серии стали ставить взамен медной топки стальную, со стальными связями, что явилось большим новшеством в паровозостроении. Мощность этого локомотива на 25% превышала мощность паровоза серии Щ. Паровозы серии Э нашли большое распространение на русских железных дорогах. Они строились и после Октябрьской революции и были лучшими товарными паровозами, спроектированными в России.

Широкое распространение получил паровоз, сконструированный Владикавказской железной дорогой и построенный на Путиловском заводе в 1916 г. Этот паровоз типа 2-3-1 серии Л был самым мощным пассажирским локомотивом того времени. Он имел четырехцилиндровую паровую машину однократного расширения, диаметр цилиндров 460 мм и ход поршня 650 мм. Котел диаметром 1850 мм с давлением пара 12 ат, поверхностью нагрева 252 м2, пароперегревателем площадью 85 м2. Для котла были характерными длинные дымогарные и жаровые трубы (5850 мм), длинная дымовая коробка (2790 мм) и три инжектора для питания водой. Диаметр колес сцепных осей 1840 мм и передних бегунковых - 940 мм. При мощном паровом котле и малом сцепном весе (54 т) паровоз подходил для курьерских поездов.

Довольно распространенным пассажирским локомотивом того времени был паровоз Сормовского завода типа 1-3-1 серии С. Отличительная его особенность - расположение топочной части котла выше рамы, что обеспечивало возможность значительного расширения колосниковой решетки (если у паровоза серии Б площадь колосниковой решетки составила 2,8 м2, то у паровоза серии С - 3,8 м 2). Давление пара в котле повышено до 13 ат. Большое количество таких паровозов было выпущено для колеи 1435 мм.

Первые десять бестендерных паровозов, так называемых танк-паровозов, строились в нашей стране в 1863-1870 гг. в Александровских мастерских Петербурго-Московской железной дороги из узлов трехосных паровозов.

Танк-паровозы, придя на смену конной тяге, широко использовались для внутризаводских перевозок, в угольной промышленности, а также в маневровой работе. Наибольшее распространение получил танк-паровоз 0-3-0 с боковыми и междурамными баками для воды постройки Коломенского завода. Его сцепной вес составлял 45 т, давление на рельс - 15 т.

В 90-х годах Коломенский завод построил для обслуживания пригородного движения танк-паровоз с конденсацией пара. Это явилось первой в России попыткой применить конденсацию отработанного пара для сокращения расхода воды и топлива. Часть отработанного пара из цилиндров паровой машины направлялась в трубчатый конденсатор, помещенный на крыше паровоза. Из конденсатора вода самотеком поступала в бак, откуда расходовалась для питания котла (Танк-паровозы этого типа строились и для городского трамвайного движения.).

Первые в нашей стране узкоколейные паровозы построены в 1882 г. Мальцевским заводом. Они были танк-паровозами типа 0-3-0 с тремя спаренными осями, давление на рельс 6 т, работали на угольном топливе.

В зависимости от числа осей узкоколейные паровозы строились с двумя спаренными осями типа 0-2-0; с тремя - 0-3-0, 1-3-0, 0-3-1 и 1-3-1; четырьмя - 0-4-0 и шестью - 0-3-0 - 0-3-0. В 1914 г. Коломенский завод построил первый узкоколейный паровоз с пароперегревателем и давлением на рельс до 10 т.

Пионером вагоностроения в России (равно как и паровозостроения) был Александровский завод. Первые товарные вагоны его производства были четырехосные, с двумя двухосными тележками. Грузоподъемность крытого вагона составляла 8,2 т, вес тары - 7,2 т, длина кузова по раме - 7990 мм, высота внутри - 1785 мм. Строились и четырехосные платформы грузоподъемностью 10 т при таре 4 т. Для Петербурго-Варшавской железной дороги вагонный парк был импортирован из западноевропейских стран. Это были двухосные вагоны с четырьмя упругими буферами, с центральной винтовой упругой сцепкой.

Сопоставление четырехосных вагонов отечественной постройки с двухосными европейского типа показало, что в тот период двухосные вагоны имели преимущество перед четырехосными: соотношение веса тары к подъемной силе у двухосного вагона составляло в среднем 0,79, а у четырехосного - 0,95. В дальнейшем в нашей стране были приняты лишь двухосные товарные вагоны.

В первый период развития вагоностроения в России наблюдалось большое разнообразие конструкций и габаритов, что усложняло эксплуатацию не только для общей сети дорог, но даже в пределах одной дороги. Для упорядочения этого дела министерство путей сообщения в 1875 г. обязало дороги и заводы строить крытые товарные вагоны с внутренними размерами кузова длиной 6400 мм и шириной 2743 мм, грузоподъемностью 10 т; тара тормозного вагона была 6,7 т, нетормозного - 6,2 т. Они получили наименование вагонов с кузовом "нормальных размеров". Кроме крытых товарных вагонов, платформ и полувагонов в эти годы заводы и мастерские начали выпуск вагонов специального назначения: для перевозки крупного рогатого скота (1860), живой рыбы с водяными резервуарами (1869), пожарные вагоны с инструментами и обозами для перевозки воды (1870), а также железные вагоны для особо опасных грузов (1872), вагоны-бани (1874), вагоны-ледники (1895), платформы для перевозки баллонов с газом (1900) и др. В 1892 г. в законодательном порядке были установлены единые типы "нормальных" крытых товарных вагонов (рис. 7) и платформ грузоподъемностью 12,5 т, причем каждый из пяти строящихся вагонов назначался с тормозами.

7. Нормальный крытый товарный вагон (схема)

В 1911 г. грузоподъемность двухосного товарного вагона была повышена до 16,5 т с соответствующим усилением рессор и ходовых частей.

В 1883 г. инженер А. К. Константинов сконструировал буксу с механической смазывающей щеткой. Однако она в то время не получила большого распространения. На железных дорогах других стран сходная с русской букса появилась несколько десятков лет позднее, и русское изобретение получило распространение под иностранным названием "польстера".

Для массовых перевозок людей нормальный крытый вагон был утеплен и снабжен двумя обшивками с проложенным между ними войлоком. Пол вагона имел два настила, промежуток между ними заполнялся опилками. Эти вагоны получили название теплушек.

Конструкция русского нормального типа товарного двухосного вагона была хорошо отработана и для того времени была совершенной в эксплуатационном и техническом отношении. Однако с течением времени двухосный вагон стал тормозом на пути увеличения грузооборота железных дорог. Становились очевидными преимущества большегрузных четырехосных вагонов, к проектированию которых и приступили на заводах. За период 1895-1915 гг. были построены большегрузные вагоны 15 различных типов. Больше всего строилось полувагонов, цистерн и крытых вагонов. Ширина и высота кузова большегрузного крытого вагона принимались обычно такими же, как и у нормального вагона; длина кузова была различной - от 11,6 до 14,0 м.

В 1908 г. в вагонах стали применять рамы с так называемыми хребтовыми балками и легкими наружными обвязочными брусьями, получившие в дальнейшем самое широкое распространение. В связи с усилением рамы и кузова грузоподъемность вагонов была повышена с 25-30 до 37,5 и даже до 50 т. Наибольшее распространение получили большегрузные вагоны с двумя двухосными, так называемыми диагональными тележками конструкции 1902 г.

Первая большегрузная цистерна (25 т) была построена в нашей стране в 1895 г., а три года спустя стали строить цистерны грузоподъемностью 33 т.

До Октябрьской революции почти весь парк товарных вагонов составляли двухосные. Их общее число достигало в 1880 г. - 109 550 штук, в 1890 г. - 141 898, в 1900 г. - 260 157 и в 1917 г. - 568 989 штук.

Первые пассажирские вагоны (как и товарные) были построены на Александровском заводе. Это были четырехосные вагоны, на двух двухосных тележках с центральной однобуферной сцепкой. Деревянный кузов длиной 17 м, высотой (внутри) 2 м покоился на деревянных продольных брусьях-швеллерах, усиленных шпренгелями. Вес вагона 22 т. Вагоны III класса имели сквозной проход, по бокам которого располагались парные жесткие скамейки; всего было 90 мест для сидения. Вагоны II класса - таких же размеров и конструкции, но имели мягкие (пружинные) диваны со спинками, обитыми сукном, и были рассчитаны на 52 места для сидения. Вагоны I класса имели 14 мягких диванов на 28 мест для сидения или на 14 мест для лежания.

В 1850 г. на том же Александровском заводе были построены два вагона длиной по 25 м, весом 45 т, имевших каждый по две четырехосные тележки. Эти комфортабельные служебные вагоны имели сухое отопление, уборные, умывальные и вентиляторы. В том же году завод приступил к постройке почтовых, багажных и арестантских вагонов. Импортные пассажирские вагоны из Германии и Франции были в отличие от вагонов русской постройки трехосные, длиной 9-10 м, с деревянным кузовом, без отапливаемых уборных и умывальных. Входные двери их располагались в продольных стенках с обеих сторон и отворялись наружу. Вес их составлял 9-11 т.

В ходе эксплуатации вагонов отечественной и заграничной постройки были разработаны требования к пассажирским вагонам, эксплуатируемым на русских железных дорогах. Требования касались кузова вагона, оконных рам, входных дверей, отопления, освещения, вентиляции и уборной. В результате к 1868 г. все вагоны при очередном ремонте подверглись переделке с устройством сухого печного отопления и уборных.

Еще ранее, в 1865 г., на Александровском заводе инженер К. И. Рехневский впервые сконструировал тележки с двойным подвешиванием на листовых рессорах, чем достигался плавный ход вагона. Такими тележками были снабжены многие пассажирские вагоны Николаевской железной дороги.

В 1865-1880 гг. в нашей стране было разработано много конструкций пассажирских вагонов - двух- и трехосные, с деревянными рамами и кузовами. Но в отличие от вагонов зарубежного производства входные двери устраивались со стороны крытых тамбуров (вместо открытых торцевых). Началась установка водяного отопления в мягких вагонах и печного во всех жестких. Первый вагон, оборудованный паровым отоплением, построен в 1866 г. Ковровскими мастерскими; здесь же была разработана конструкция водяного отопления. Вагоны оборудовались уборными. На крыше вагона устанавливались вытяжные флюгарки, вводилось газовое освещение.

В 1877 г. был построен жесткий четырехосный вагон на деревянных брусьях, рассчитанный на 64 дневных и 28 спальных мест. Эксплуатация этих вагонов выявила ряд их преимуществ, а потому в дальнейшем они получили большое распространение.

В 1896 г. Ковровские мастерские заново перестроили и поставили на железные швеллерные брусья четырехосный мягкий пассажирский вагон постройки 1862 г. Длина вагона по раме составляла 18 м, отсюда его название - восемнадцатиметровый. Вагон этого типа, строившийся в дальнейшем как стандартный, имел высоту (внутри) до потолка 2,65 м и ширину (снаружи) 3 м. В течение ряда последующих лет по типу этого вагона строились новые пассажирские вагоны для наших железных дорог; при этом вагоны III класса выпуска 1910-1911 гг. длиной 18 м на двухосных тележках имели по 56 дневных или 42 спальных места при весе тары 18 т; мягкие же вагоны имели 24 спальных места.

Электрическим освещением при напряжении 15 В впервые в 1887 г. были оборудованы вагоны курьерского поезда на юго-западных железных дорогах. Динамомашины приводились в движение от оси вагона; аккумуляторная батарея была емкостью от 75 до 180 А/час.

Сооружение железной дороги через Сибирь облегчило переселенческое движение. Появился сибирский тип вагона, сначала двухосный, длиной 12 м, на 40 мест, затем четырехосный на двух тележках, длиной 20 м, на 81 место для сидения. Для увеличения вместимости вагонов IV класса было построено некоторое количество двухэтажных вагонов на 106 мест для сидения. Кузов такого вагона длиной 20 м покоился на двух двухосных тележках.

Интересна конструкция четырехосного вагона I класса Владикавказской железной дороги постройки 1910 г.: вагон длиной 18 м имел семь купе по 4 места и вместо швеллеров - жесткий раскосной системы кузов, нижняя часть которого до высоты окон была обшита продольными железными листами, а верхняя - обычными обшивочными. Тележки имели штампованные листовые рамы с тройной подвеской кузова на спиральных и листовых рессорах. Это были первые попытки создать несущий кузов вагона.

8. Четырехосный вагон 1-го класса

С 1895 по 1917 г. были разработаны пассажирские вагоны нескольких типов, которые в течение длительного времени являлись образцами русского вагоностроения (рис. 8). В эти годы русские инженеры предпринимали попытки создать вагон с искусственным климатом: в 1902 г. на Средне-Азиатской дороге было осуществлено охлаждение поступающего в вагон воздуха, а в 1915 г. Киевские мастерские построили вагон-ресторан, воздух в котором очищался от пыли и охлаждался (летом), либо подогревался (зимой) до определенной температуры.

Возможность увеличения веса поездов и мощностей паровозов в нашей стране долгое время лимитировалась особенностями сцепных приборов. В США этот вопрос был разрешен в последней четверти XIX в, путем перехода на автосцепку.

В первые годы развития железнодорожного транспорта во всех странах применялась центральная однобуферная сцепка, замененная в 1860 г. сцепкой упругой, винтовой с боковыми упругими буферами, воспринимающими сжимающие усилия; по бокам сцепки имелись две запасные цепи с крюками на случай обрыва.

Увеличение мощности паровозов и веса поездов привело к усилению сцепки (упряжки). С 1892 г. начали устанавливать так называемую нормальную винтовую упряжь, с расчетным усилением на крюке до 12 т. С 1905 г. нормальная стяжка стала заменяться усиленной, а с 1912 г. - так называемой объединенной стяжкой, допускающей тяговое усилие на крюке тендера 16 т. Усиление винтовой стяжки позволило с 1910 г. упразднить установку на вагоны запасных цепей.

Вопрос об автоматической сцепке (автосцепке) подвижного состава русских железных дорог возник впервые в 1898 г., когда начальник ст. Невинномысск Владикавказской железной дороги А. П. Понятовский сконструировал сцепку, действующую с помощью рукоятки, расположенной снаружи продольной стенки вагона. В 1901 г. Е. В. Пиотровский запатентовал вагонную автоматическую стяжку, производившую сцепление вагонов автоматически, а расцепку, как у системы Понятовского, с помощью рычага, установленного сбоку вагона [41]. Проведенные в 1902-1903 гг. испытания на Московско-Виндавской и других железных дорогах (30 вагонов, оборудованных автоматической стяжкой, прошли около 4 тыс. км) дали хорошие результаты. Эта автоматическая стяжка была запатентована в пяти государствах.

В 1906 г. Московско-Казанская железная дорога оборудовала в опытном порядке автосцепкой несколько паровозов и 250 пассажирских вагонов.

В 1915 г. техник Ф. П. Гаранкин предложил оригинальную конструкцию автосцепки и получил патенты в России, Франции и Англии. Испытания на Боржомской ветке Закавказской железной дороги показали ее превосходство над лучшими образцами заграничных автосцепок. Однако, как и многие другие изобретения, автосцепка Гаранкина распространения не получила, и перевод железнодорожного подвижного состава с винтовой сцепки на автоматическую так и не был решен.

В первой половине XIX в. на подвижном составе русских железных дорог применялись исключительно ручные тормоза. Увеличение веса и скорости движения поездов, особенно пассажирских, требовало совершенствования тормозных устройств и создания тормоза, управляемого с паровоза.

Первый патент на воздушный неавтоматический тормоз был заявлен русским инженером Мартином в 1859 г., а в 1872 г. инженеры Путиловского завода Матвеев и Сазонов сконструировали самодействующий механический тормоз. Тормозные передачи вагонов были объединены между собой и паровозом в одну систему, и при разрыве поезда тормоза приводились в действие автоматически.

Несмотря на то что русские инженеры предлагали свои конструкции воздушных тормозов, чиновники из министерства путей сообщения ставили на пассажирских составах тормоза американской системы Вестингауза, и первый пассажирский паровоз серии К в 1878 г. был оборудован тормозом этой конструкции.

Вопрос об автоматических тормозах товарных поездов возник в 1897 г., а в следующем году на Николаевской железной дороге были проведены сравнительные испытания тормозов конструкции инженера О. О. Липковского и фирмы Вестингауз. Длительные годовые испытания показали несомненные преимущества тормоза Липковского. Наряду с большей простотой устройства русский тормоз расходовал воздуха на 60-70% меньше, чем тормоз Вестингауза. Поэтому уже в 1898 г. тормоз Липковского получил применение на французских железных дорогах, а в 1900 г. изобретатель был премирован двумя золотыми медалями на Всемирной выставке в Париже.

К концу XIX в. в России были разработаны не только новые конструкции тормозов, но также и теория тормозных процессов. В 1878 г. был опубликован труд профессора Н. П. Петрова "О непрерывных тормозных системах" - первое теоретическое исследование в области определения коэффициента трения тормозной колодки о бандаж, а также коэффициента нажатия колодки. Автор по результатам опытных определений ряда систем тормозов дал методику их расчета, вывел уравнения движения заторможенных и незаторможенных колес и центра тяжести заторможенного поезда. Этот классический труд, переведенный на многие иностранные языки, не потерял своего значения до настоящего времени.

В 1880 г. в России ранее, чем в любой другой стране, были изданы инструкции по осмотру, испытанию, приемке и сдаче поездных тормозов.

В 90-х годах инженер Л. М. Леви провел большие исследования в целях усовершенствования рычажных передач и определения силы нажатия тормозной колодки, о чем он докладывал в 1894 г. XVI съезду инженеров службы тяги.

В 1913 г. в Томске вышла работа инженера С. П. Гоммели о тормозных колодках [42]. Автор пришел к выводу о необходимости автоматического регулирования рычажной передачи вследствие износа тормозных колодок и привел рекомендации, направленные на уменьшение влияния износа тормозных колодок на режимы торможения.

Эта работа - одна из первых в области автоматического регулирования тормозных устройств.

Несмотря на противодействие со стороны иностранных фирм, русские изобретатели все же добились признания их патентов на конструкцию тормозов. Инженеры А. А. Холодковский и В. И. Воронянский получили в 1900 г. патент на две системы воздушных автоматических тормозов, а в 1901 г. был выдан патент на кран машиниста. В 1909 г. машинист Ф. П. Казанцев (депо Челкар Ташкентской железной дороги) изобрел двухпроводный воздушный тормоз для пассажирских поездов.

Несмотря на вполне удовлетворительные результаты испытаний, тормоз системы Казанцева до революции не получил признания. По-прежнему пассажирские вагоны оборудовались автоматическими тормозами Вестингауза, товарные же вагоны имели исключительно ручные тормоза.

Повышение в 70-х годах XIX в. скоростей движения товарных поездов с 8-10 до 16-20 км/час способствовало увеличению протяженности тяговых плеч для товарных паровозов с 80 до 110-130 км и для пассажирских до 220-250 км. Эксплуатация паровозов с трехосными тендерами позволила увеличить интервалы между пунктами набора воды с 15-20 до 50-60 км.

9. Поперечные разрезы прямоугольных депо

Паровозные депо первых железных дорог строились круглого типа с внутренним поворотным кругом, а с 70-х годов их заменили депо прямоугольного типа с двумя-четырьмя колеями и установкой на каждом пути двух-четырех паровозов (рис. 9). Некоторые дороги строили более выгодные в эксплуатации депо веерного типа, радиусом 45-70 м, с уравновешенным поворотным кругом, служившим для поворота паровоза, помещаемого в депо. В 1903 г. на Рязано-Уральской железной дороге впервые было построено прямоугольно-ступенчатое депо, а в 1910 г. - первое веерное депо большого радиуса без поворотного круга, с выходом путей из здания непосредственно на стрелочную улицу. На рис. 10 показан вид железнодорожной станции и депо того времени.

10. Вид железнодорожной станции и депо

До 70-х годов экипировка паровозов производилась вручную и занимала 4-5 час. Механизация подачи угля была впервые осуществлена в 1873 г. на юго-западных железных дорогах с помощью ручного крана "журавля" и бадьи в 120-160 кг. Благодаря этому простои паровозов под набором топлива значительно сократились. Более совершенный способ загрузки паровоза углем с эстакады впервые применен в 1879 г. на тех же дорогах, а, начиная с 1880 г., на Московско-Брестской дороге применялись передвижные углеподъемные краны грузоподъемностью 1,1 т. Установленный в 1881 г. на Московско-Курской железной дороге углеподъемный кран имел грузоподъемность 1,25 т.

Одно из крупнейших депо в железнодорожной сети России - паровозное депо Москва-Сортировочная было основано в 1909 г.

Разработка основ тяговых расчетов

Теория тяги поездов сложилась в результате обобщения тяговых расчетов, подведения под них экспериментальной и теоретической базы на основе взаимодействия практики и теории, широкого эксплуатационного опыта передовых людей железнодорожного транспорта.

В 1835 г., когда только начали развиваться железные дороги с паровой тягой, выдающийся русский инженер, впоследствии строитель Петербурго-Московской железной дороги, П. П. Мельников написал книгу, в которой были изложены теоретические вопросы железнодорожного транспорта и описаны опыты по определению сопротивления при движении подвижного состава. В то время подобными вопросами в других странах еще не занимались.

Важное значение для развития теории тяги имел курс железных дорог профессора Петербургского института инженеров путей сообщения П. И. Собко. В нем исследованы вопросы выбора руководящего уклона, наименьшего радиуса кривых и размещения раздельных пунктов. В частности, автор предложил проектировать профиль так, "чтобы за спуском следовало бы возвышение, через что излишек скорости, приобретенной при спусках, расходовался бы па всходах", т. е. использовалась бы кинетическая энергия поезда.

Исследованиями устройства и действия паровых машин первого этапа русского паровозостроения занимался в 1844-1853 гг. профессор Института инженеров путей сообщения А. Г. Добронравов, разработавший в 1853 г. правила наилучшего использования паровозов в эксплуатационных условиях нашей страны. Автор предложил провести широкие опыты по определению форсировки котла "для наибольшего поезда и наибольшего уклона" [43].

Свои многолетние исследования А. Г. Добронравов опубликовал в 1858 г. в труде "Общая теория паровых машин и теория паровозов", где дал уравнение движения поезда, формулу для определения его веса и подробно рассмотрел составные элементы сопротивления движению поезда. Впервые в нашей стране А. Г. Добронравов поставил вопрос о взаимосвязи силы тяги паровоза, веса поезда, профиля пути и "умения управлять паровозом" [44].

Идея проведения научных опытов, которые дали бы возможность получить тяговые характеристики всех основных типов и серий паровозов, зародилась в нашей стране. Именно у нас эти опыты были поставлены наиболее широко.

Первые попытки определения силы тяги опытным путем были сделаны в 60-х годах профессором М. Ф. Окатовым. В 1869 г. он ставил опыты "на скользание" (определение силы тяги по сцеплению) на участке Петербург-Любань Николаевской железной дороги.

Питомец, а затем профессор Московского университета Д. Н. Лебедев посвятил свою деятельность изучению вопросов динамики паровоза. Защищенная им в 1867 г. магистерская диссертация "О пертурбациях паровоза" содержала определение разных видов колебаний локомотива и рекомендации для повышения его устойчивости. Эта первая русская работа по теории колебаний подвешенной части паровоза доказала ошибочность исследований "частных пертурбаций" паровоза, проведенных за 10 лет до того немецким ученым Редтенбахером. В труде профессора Института инженеров путей сообщения Л. А. Кракова "Определение расходования топлива паровозами" (1877) научно разработаны основы тяговых расчетов для определения веса состава, времени хода, допускаемой скорости поездов по тормозам, расходов воды и топлива. При установлении экономической выгодности разгона состава перед вступлением его на подъем учитывалось использование накопленной кинетической энергии поезда.

Опубликованная позднее статья того же автора "Данные и расчеты, относящиеся до употребления паровозов" (1883) включала вопросы: распределение действующих в паровозе сил, сопротивление поездов движению на прямом и горизонтальном пути, сопротивление тендеров движению, сопротивление от подъемов и сопротивление при прохождении кривых частей пути [43].

Путевые опыты по определению сопротивления подвижного состава, силы тяги, расхода воды и топлива впервые в России проводились в 1877-1879 гг. В. И. Лопушинским с группой инженеров. Опыты доказали необходимость учета возврата от состава к паровозу накопленной поездом кинетической энергии [45]. По результатам опытов выведены первые эмпирические формулы для определения основных удельных сопротивлений пассажирских и грузовых вагонов и паровозов, дополнительных удельных сопротивлений на кривых участках пути, а также выявлена зависимость ограничения силы тяги по сцеплению, зависимость расхода пара на 1 и. л. с.-ч. и испарительной способности топлива от скорости движения поезда и т. д.

Несколько позднее, в 80-х годах XIX в., большой вклад в науку о тяге поездов сделали профессора Института инженеров путей сообщения А. П. Бородин и Н. П. Петров. В 1881 г. А. П. Бородин впервые высказал идею создания во время опытов над паровозами искусственных условий и первый предложил перенести опыты с пути в лабораторию, где паровоз при любом постоянном режиме отдает свою работу на трансмиссию или через катки на тормоза. В 1882 г. им же была создана первая в мире паровозная лаборатория в Киевских мастерских, в которой проводилось испытание компаунд-машин [46].

Хотя идея опытного исследования паровоза при постоянстве режима его работы возникла именно в нашей стране, тем не менее практически это дело удалось поставить группе русских инженеров только в 1898 г., когда был решен вопрос о постоянстве режима работы паровоза при опытных поездках без помощи регулируемого паровоза. В том же году на Харьковско-Николаевской железной дороге состоялась первая опытная поездка в таких условиях паровоза Ов с динамометрическим вагоном, созданным трудами инженера Теодоровича.

С 1908 г. производились систематические путевые испытания паровозов, и после испытаний составлялся на каждую серию локомотивов подробный паспорт.

Исследования силы тяги проводились в России экспериментально, что же касается изучения силы сопротивления, то оно велось как экспериментальными, так и теоретическими методами. Теоретические работы профессора Н. П. Петрова в области трения являются классическими и до настоящего времени изучаются специалистами по вопросам сопротивления подвижного состава. В курсе "Паровозы" Н. П. Петрова и в других его трудах [47-49] систематизированы исследования по теории тяги поездов. Петров подробно рассмотрел причины, вызывающие сопротивление движению колес на стыках, сопротивление воздуха движению поезда и др. Созданная и опубликованная Н. П. Петровым в 1883 г. гидродинамическая теория трения, объяснившая явления, происходящие в буксах, помогла по-новому осветить вопросы сопротивления и получила мировую известность.

В 1889 г. Н. П. Петров на основе теоретических и опытных исследований, проводившихся им на Московско-Курской железной дороге в 1876-1877 гг. и инженером В. И. Лопушинским на Владикавказской железной дороге в 1877-1879 гг., предложил расчетные формулы для определения сопротивления подвижного состава [49].

Однако, как выяснилось, одними теоретическими расчетами нельзя определить величины сил сопротивления: для этого необходимы разносторонние опыты. Идя этим путем, русские ученые установили ошибочность расчетных формул, рекомендуемых за границей (Мейер, Гейгар, Франк и др.), и дали свои надежные, основанные на опыте формулы. Опытное определение сопротивлений вошло составной частью в опытное исследование паровозов, а график удельных сопротивлений - в их тяговые характеристики.

Развивая теорию паровозов, профессор Петербургского института инженеров путей сообщения А. Д. Романов разработал метод расчета шатунов и предложил вместо криволинейного графика силы тяги параболический [50].

Инженер С. И. Смирнов, директор Путиловского завода в Петербурге, принимавший участие в создании товарного паровоза типа 0-4-0 серии Од, в 1895 г. впервые изложил основы способа "минимума" для определения направляющих сил рельсов в кривых [51]. По его же инициативе в 1903-1904 гг. на Путиловском заводе была построена паровозная лаборатория.

Начиная с 1904 г. в области подвижного состава происходит постепенный отказ от применения насыщенного пара и переход к перегретому пару. В разработку методов проектирования новых паровозов более совершенных типов и в развитие теории и практических исследований тяги поездов и динамики паровоза большой вклад внесли профессора С. А. Чаплыгин и Н. Л. Щукин, инженеры Е. Е. Нольтейн, А. О. Чечотт, М. В. Гололобов, Г. В, Лебедев, Ю. В. Ломоносов и др.

Анализ результатов испытаний паровозов дал возможность усовершенствовать методы тяговых расчетов поездов.

Широка и многообразна деятельность инженера Е. Е. Нольтейна. Долгое время он руководил Коломенским паровозостроительным заводом. Ему принадлежит заслуга в создании отечественных локомотивов. Нольтейн опубликовал ряд теоретических работ по динамике паровоза и другим вопросам; он, в частности, исследовал рабочий процесс двигателя паровоза, работу рессор и устойчивость вагонов.

А. О. Чечотт в 1904-1905 гг. предложил метод спрямления продольного профиля железнодорожного пути, а в 1909 г. разработал оригинальный способ определения скорости и времени хода с учетом инерции поезда. Способ Чечотта дал возможность свести аналитические расчеты к построению графических таблиц, которыми могли пользоваться рядовые работники дорог. В связи с этим в 1910 г. им была издана книга "Новый метод расчета времени перегонок" [52].

Ю. В. Ломоносов в 1912 г. опубликовал труд "Тяговые расчеты" [53], где впервые показал преимущество решения задач по тяговым расчетам графическим способом перед ранее применявшимся аналитическим. В этой книге он обосновал необходимость отказа от теоретического определения силы тяги и сопротивления подвижного состава и перехода к определению их значения опытным путем.

В 1914-1917 гг. по инициативе инженерного совета министерства организация "Контора опытов над типами паровозов". Эта единственная в мире организация провела большую работу по тягово-теплотехническим испытаниям всех наиболее распространенных в России серий паровозов. Деятельное участие в ее работе принимал Ю. В. Ломоносов.

В 1914-1917 гг. по инициативе инженерного совета министерства путей сообщения и при участии профессоров Петербургского института инженеров путей сообщения были разработаны и введены "Временные правила производства тяговых расчетов", в которых обобщались достижения отечественных ученых в области теории тяги поездов [43].

Подводя итог изложенному, можно утверждать, что русская наука в области определения величины сил, действующих на поезд, шла своим, самостоятельным путем еще в первый период развития железнодорожного транспорта. Профессора А. П. Бородин и Н. П. Петров являются основоположниками теории тяги поездов. К 1917 г. были испытаны основные серии пассажирских и товарных паровозов, работавших в то время на русских железных дорогах, изданы их паспорта, начаты испытания паровозного топлива, разработаны основы тяговых расчетов в виде наглядных и точных приемов приложения опытных данных к задачам повседневной практики.

Теоретические работы по созданию дизельных локомотивов. Начало тепловозостроения

Проектированию первых тепловозов в нашей стране предшествовала попытка осуществления совместной работы паровой машины и двигателя внутреннего сгорания в нескольких проектах локомотивов, носивших в то время название "нефтепаровозы". Один из проектов, разработанный Владикавказской железной дорогой в 1904 г., представлял танк-паровоз типа 1-4-2 с котлом, отапливаемым нефтью, и дополнительным нефтяным двигателем. В передней части нефтепаровоза размещалась двухцилиндровая паровая машина, в задней - двигатель внутреннего сгорания. В 1906 г. был разработан проект нефтепаровоза, отличительными особенностями которого явились двигатель с расходящимися поршнями, принцип двойного расширения и совместная работа в одном цилиндре пара и газов. Проект нефтепаровоза типа 1-4-0 с четырехцилиндровой машиной был составлен в 1913 г. Задние полости его цилиндров действовали с помощью пара, передние - подобно двигателю внутреннего сгорания с воздушным распылением нефти. Работа цилиндров передавалась отбойному валу и от него с помощью треугольного коромысла и дышел - движущим осям.

Первый в мире проект локомотива, в котором были заложены основные узлы современного тепловоза с электрической передачей, был составлен в 1905 г. инженером Н. Г. Кузнецовым и полковником А. И. Одинцовым. Проект предусматривал две индивидуальные дизель-генераторные установки, каждая из которых состояла из судового вертикального двигателя мощностью 180 л. с. и генератора трехфазного тока. Кузов и рама тепловоза покоились на двух двухосных тележках, причем каждая из осей приводилась в движение подвешенным к ней электродвигателем. В верхней части тепловоза размещались холодильники для масла и воды.

В 1909 г. на Коломенском заводе был разработан проект тепловоза с электрической передачей. Опорой кузова служили две четырехосные тележки. Энергетическая установка состояла из двух трехцилиндровых дизелей общей мощностью 1 тыс. л. с., приводящих в движение один генератор, расположенный между ними. Током генератора питались четыре электродвигателя, подвешенные к двум средним осям каждой тележки.

Следующим техническим направлением в области проектирования дизельных локомотивов были тепловозы с передачей от первичного двигателя непосредственно на движущиеся колеса. Считая, что для тепловоза необходим двигатель внутреннего сгорания с тяговой характеристикой, близкой к паровой машине, профессор В. И. Гриневецкий спроектировал в 1905-1906 гг. реверсивный двухтактный двигатель, способный изменять в широких пределах число оборотов и приспособленный к высокой перегрузке. Такой двигатель был построен Путиловским заводом в 1908 г. и прошел испытания в 1909-1912 гг. Результаты испытаний позволили В. И. Гриневецкому и инженеру Б. М. Ошуркову разработать в 1916 г. проект пассажирского тепловоза типа 2-3-2. Воспитанник В. И. Гриневецкого - студент Московского технического училища А. Н. Шелест изобрел в 1913 г. тепловоз с механическим генератором газов.

Проекты тепловозов разрабатывались и на других заводах и железных дорогах нашей страны. Однако в условиях царской России ни один тепловоз построен не был. Тем не менее большая конструкторcкая и теоретическая работа русских ученых и инженеров подготовила благоприятную почву для создания тепловоза и внедрения в нашей стране тепловозной тяги.

Первые попытки электрификации железных дорог

Первая попытка применения электрической тяги на железных дорогах была осуществлена русским инженером Ф. А. Пироцким. В 1876 г. в Сестрорецке на железнодорожной ветке длиной 3,5 км Пироцкий проводил опыты по передаче электроэнергии по рельсам. В 1880 г. в Петербурге он пустил самодвижущийся вагон с подвешенным к нему электродвигателем; причем питание двигателя током производилось по ходовым рельсам.

Начало XX в. характеризуется интенсивной деятельностью передовых русских ученых и инженеров в области разработки теории электрической тяги и применения ее на железнодорожном транспорте. Еще в 1900 г. инженер Г. О. Графтио в письме к директору Института инженеров путей сообщения указывал, что "в России более чем где бы то ни было имеется место и возможность применить знания и энергию в этой области и по существу своему область эта ближе всего касается нас - инженеров путей сообщения" [54]. Вопросы экономической целесообразности электрификации железных дорог в России неоднократно обсуждались на всероссийских электротехнических съездах начиная с 1899 г. В 1900-1901 гг. были электрифицированы подъездные пути Лодзь-Энерж, Лодзь-Пабианице протяжением 20 км.

Комиссия подвижного состава и тяги в 1907 г. рассматривала вопрос о введении электрической тяги на ряде горных железных дорог. Она указала на большую экономичность электрической тяги в сравнении с паровой на крутых подъемах и наметила построить ряд новых железнодорожных линий под электрическую тягу (перевальную железную дорогу через Главный Кавказский хребет, горные участки Амурской и Ташкентско-Алмаатинской линии), а также рекомендовала электрифицировать Сурамский участок Закавказской железной дороги, горные участки Карской, Пермской, Самаро-Златоустовской линии и ряд железнодорожных узлов с густым движением, "типичным примером которого является станция Дебальцево" [55].

Первыми учеными и инженерами, посвятившими себя разработке теоретических и практических основ электрификации железных дорог, были Г. К. Мерчинг, Г. Д. Дубелир, Г. О. Графтио, Б. Е. Веденеев, К. Н. Кашкин, Д. И. Каргин, К. Н. Антошин.

Мерчинг Генрих Карлович (1860-1916): Один из пионеров внедрения электричества. Первым в России начал читать лекции по электротехнике и электрической тяге на железных дорогах. Профессор Петербургского института инженеров путей сообщения. Заведовал электротехнической лабораторией института, основанной по его ходатайству и по его планам. Главные научные труды посвящены электрификации железных дорог, механической и электрической тяге судов на искусственных водных путях (каналах), электротехнике в применении к инженерному делу и т. д. Его учениками были многие крупные ученые (Г. О. Графтио и др.).

В 1911 г. инженерный совет вынес решение о составлении технического проекта электрификации горного участка Закавказской железной дороги. Такой проект был разработан в 1914 г. Г. О. Графтио, но не был реализован.

В 1912 г. было разработано проектное задание по электрификации Московского железнодорожного узла, и в первую очередь Московско-Раменского направления. Здесь в 1897 г. впервые в России были введены поезда-скороходы с редкими остановками для увеличения пропускной способности пригородных участков железной дороги. Однако первая мировая война прервала все проектные работы.

До 1917 г. русские инженеры разработали проекты электрификации ряда железнодорожных участков, а именно: Москва-Воскресенск и Москва-Подольск-Обираловка в 1910 г.; Москва-Одинцово в 1911 г.; Петербург-Медный завод Финляндская граница, а также Крымской железной дороги и перевальной дороги через Главный Кавказский хребет в 1913 г. В 1913 г. был составлен проект и начались работы по электрификации линии Петербург-Ораниенбаум на постоянном токе напряжением 1200 В. Были изготовлены оборудование и путевые сооружения, но начавшаяся мировая война прервала работы по электрификации.

Эксплуатация железных дорог

Перевозка грузов и пассажиров на первых железнодорожных линиях оформлялась и выполнялась в пределах этих линий. С развитием сети рельсовых путей возник вопрос о разработке более рациональной эксплуатации смежных железнодорожных направлений. Возникла необходимость учредить прямое сообщение между отдельными дорогами, ускорить оборот подвижного состава и сократить его простои.

В 1869 г. состоялось совещание представителей всех 18 железных дорог России для установления прямого сообщения по всей сети рельсовых путей. Это совещание, получившее название Первого съезда представителей русских железных дорог, положило начало прямому сообщению между отдельными железными дорогами. В последующие годы съезды собирались регулярно, но они не могли решить главную задачу - разработать основы науки эксплуатации железных дорог. Это предстояло реализовать ученым и питомцам Института инженеров путей сообщения.

В 1877 г. инженер А. Шишков опубликовал книгу "Эксплуатация железных дорог", в предисловии к которой писал: "До сих пор на русском языке не было сочинения, вполне обнимающего железнодорожное дело, экономисты рассматривали его с точки зрения политической экономии, военные люди - с военной точки зрения, техническая же сторона и отношение ее к двум первым оставалась нетронутой. Мы предлагаем наш труд для будущего воспополнения этого пробела". В этой книге изложены меры безопасности движения, скорости и правила движения поездов и порядок их формирования.

Русско-турецкая война 1877-1878 гг. ускорила решение вопроса о научной разработке технической и коммерческой эксплуатации железных дорог. Вскоре после русско-турецкой войны, в 1882 г., в Институте инженеров путей сообщения была создана первая кафедра "Построение и эксплуатация железных дорог", заведование которой было возложено на инженера путей сообщения Я. Н. Гордеенко. Его "Курс железных дорог" (1885), освещавший основные вопросы технической и коммерческой эксплуатации рельсовых путей, выдержал четыре издания.

В других научных работах того времени, в частности в статье инженера Н. А. Демчинского "Практика службы движения", впервые в технической литературе была предложена классификация маневровой работы, даны нормы протяженности маневрового района, установленные путем наблюдения. В работах инженера Л. М. Леви "Расчет нормального состава поездов в зависимости от силы паровоза, профиля пути И средней скорости движения", инженера Е. Веденеева "Время хода поезда между станциями" даны рекомендации по увеличению пропускной и провозной способности однопутных железных дорог.

В 1885 г. был введен "Общий устав Российских железных дорог", регламентирующий перевозки по всем железным дорогам России.

В 1888-1889 гг. на всей сети русских железных дорог было введено прямое и бесперегрузочное сообщение. При этом перевозки регулировались двумя положениями: "Соглашением о прямом сообщении" и "Общим соглашением о взаимном пользовании товарными вагонами". Параллельно с бесперегрузочным сообщением на железных дорогах был принят обязательный для всех дорог нормальный тип товарного вагона и общий тип платформы.

Разработка правил технической эксплуатации продолжалась в течение многих лет и велась по отдельным службам. Общий свод правил по всем службам был издан в 1898 г. под названием "Правила технической эксплуатации железных дорог для общего пользования". В научных трудах 80-90-х годов обращалось внимание на введение специализации поездов для ускорения оборота вагонов и сокращения эксплуатационных расходов по перевозкам. В 1893 г. на юго-западных железных дорогах были введены "Правила составления товарных поездов по пунктам назначения вагонов", т. е. групповая подборка вагонов. С этого же времени на ряде железных дорог начали курсировать ускоренные грузовые поезда. Для улучшения формирования прямых грузовых поездов была выдвинута идея специализации станций и изолирования поездного движения от маневрового. Крупный вклад в осуществление этой идеи внесли А. Н. Фролов и Ф. А. Галицинский - авторы фундаментальных трудов по эксплуатации железных дорог и развитию станций и узлов. Одновременно с ними другая группа ученых, в том числе В. М. Верховский, В. Н. Щегловитов [56], Б. Д. Воскресенский, разработала теоретические основы составления графиков движения поездов.

Важным фактором эксплуатации железных дорог является скорость движения поездов. Во второй половине XIX в. она еще мало отличалась от скорости следования первых поездов на Петербурго-Московской железной дороге. Но с 1 мая 1863 г. на ней были введены скорые поезда "с назначением 15 часов на весь переезд" [57]. Иначе говоря, средняя скорость движения поездов с учетом остановок составляла около 45 км/час. Позднее, с введением в 1876 г. курьерского поезда № 1 и 2, время нахождения в пути между Москвой и Петербургом сократилось до 12 час., а в начале XX в. до 10 час. В 1911 г. скорость движения поездов по Николаевской дороге увеличилась до 96 км/час для паровозов типа 2-3-0 с диаметром колес 1830 мм и до 53,3 км/час для паровозов типа 1-3-0 с диаметром колес 1700 мм [58]. На других дорогах скорость движения поездов устанавливалась в зависимости от состояния пути и подвижного состава.

Пропускная и провозная способность железных дорог ограничивалась техническим состоянием железнодорожных станций и узлов. Они постепенно переустраивались: удлинялись существующие и строились новые станционные пути, тупиковые пути превращались в сквозные, улучшались схемы станций в целом. К 90-м годам XIX в. длина приемо-отправочных путей на станциях увеличилась с 220 до 480 м, т. е. более чем в 2 раза.

В 1877 г. в Петербурге была сдана в эксплуатацию первая в России сортировочная горочная станция для использования силы тяжести сортируемых вагонов. Всего к 1917 г. на наших железных дорогах насчитывалось десять таких станций. Для примера укажем, что сортировочная станция Кочетовка занимала пути полезной длиной 60 км и насчитывала 180 стрелочных переводов.

В начале XX в. в России стали появляться теоретические исследования по вопросам сортировочной работы и сортировочных устройств на станциях, положившие основание научной разработке принципов организации сортировочной работы. Работы А. Н. Фролова, Ф. А. Галицинского, С. Д. Карейши, Е. А. Гибшмана, Г. Д. Дубелира, В. Н. Образцова и других авторов способствовали установлению рациональных в технико-экономическом отношении размеров и характера профиля сортировочных горок.

В 1908 г. железные дороги Московского узла были соединены между собой Окружной линией. Благодаря этому значительно улучшилась эксплуатационная работа узла. В Петербурге постройкой рельсового полукольца с железнодорожным мостом через Неву в 1913 г. были взаимно соединены железные дороги на правой и левой сторонах реки. Составной частью станционных устройств являются средства связи я сигнализации. В первые годы существования железных дорог связь осуществлялась применением оптического, а затем электромагнитного телеграфа. Опыт эксплуатации подтвердил удобство механической связи сигналов с положением стрелок станционных путей, для обеспечения блокировки и указаний машинисту о готовности поездного маршрута. В последующем перешли к централизации стрелок и сигналов; соответствующие устройства получили название СЦБ (сигнализация, централизация, блокировка).

Первое общее для всех железных дорог "Положение о сигналах", предусматривающее устройство перед станциями красных и зеленых дисков, было введено в 1873 г. Впоследствии красные диски постепенно заменялись светофорами, которые стали основными сигналами на железных дорогах до 1930 г.

Телеграфный способ связи постепенно дополнялся телефоном. Пионером внедрения телефонии на железных дорогах является русский изобретатель П. М. Голубицкий, а другой изобретатель - Е. И. Гвоздев применил в 1887 г. систему одновременного телефонирования и телеграфирования. К началу XX в. на железных дорогах России насчитывалось 2,5 тыс. телефонных аппаратов, свыше 100 из них системы Е. И. Гвоздева.

Блокировка как средство регулирования движения поездов появилась на русских железных дорогах в 70-х годах XIX в. Блокировочные аппараты были закуплены за границей. В конце 90-х годов начала применяться электрожезловая система с взаимозамыкающими аппаратами, позволяющими извлечь один жезл.

В 80-х годах появились первые установки русских систем механической централизации. Из них наиболее распространенной была система взаимного замыкания стрелок и сигналов профессора Я. Н. Гордеенко, впервые осуществленная в 1885 г., сначала с жесткими тягами, а позднее с гибкими.

Изобретение Я. Н. Гордеенко было удостоено премии на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде в 1896 г. и на Всемирной выставке в Париже в 1900 г. Были сделаны попытки применить радио при движении поездов. Еще в 1897 г. изобретатель радио А. С. Попов выступил на съезде представителей службы телеграфа железных дорог с докладом на тему "О телеграфировании без проводов". Появилась первая радиостанция на пароме "Байкал", перевозившем железнодорожные составы по Байкалу. Здесь в 1904 г. применялась двусторонняя радиотелеграфная связь парома-ледокола с железнодорожными станциями на обоих берегах озера. Однако это техническое новшество тогда не получило широкого распространения.

Следует отметить, что научная разработка вопросов эксплуатации железных дорог в нашей стране развивалась самостоятельно. По многим вопросам были даны четкие решения, к числу которых относятся организация бесперегрузочного прямого сообщения, организация беспересадочных сообщений, специализация поездов, анализ графика движения поездов и использования вагонного парка и многие другие.

Водный транспорт

Водные пути

Обширная территория нашей страны и бездорожье издавна обусловливали необходимость использования широко разветвленной сети водных путей. Однако лишь немногие реки в своем естественном состоянии имеют глубины, достаточные для движения современных судов. Даже на такой магистрали, как Волга между Нижним Новгородом (ныне Горький) и устьем Камы, естественные глубины на перекатах в маловодные периоды навигации снижались до 60 см, а на реках, подобных Вятке и верховьям Днепра, - до 25-30 см.

В дореволюционной России основное внимание уделялось улучшению судоходных условий таких рек, как Волга, Кама, Ока и Днепр. Северной Двиной и Доном начали заниматься только в связи с первой мировой войной. Главным способом улучшения судоходных условий было землечерпание.

Основоположниками отечественной системы улучшения судоходных условий русских рек - инженером В. Г. Клейбером и профессором В. Е. Тимоновым [59] доказана нецелесообразность сплошного выправления рек и предложена разработка перекатов землечерпанием, что давало возможность небольшим количеством земснарядов добиться существенного увеличения судоходных глубин (Эта система была значительно усовершенствована после Октябрьской революции, но основные положения ее сохранились до настоящего времени.). Улучшению судоходных условий рек Сибири уделялось недостаточное внимание. На реках Средней Азии имелась лишь судоходная обстановка; работы же по углублению фарватера не проводились.

В 1913 г. из 64,6 тыс. км эксплуатируемых водных путей 10 тыс. км были с гарантируемыми глубинами: на Волге 1,4-2,15 м, Каме 0,9-1,3 км, нижнем Дону 0,9 м, Иртыше 1,6 м, Оби 1,2, Енисее 1,5 м и т. д. Однако ширина судового хода редко превышала 30-40 м. Для поддержания глубин работало 130 земснарядов общей производительностью 20,5 тыс. м3/час (из них на реках Сибири - 18 снарядов). Обстановку имели 39,9 тыс. км (в том числе освещаемую 25,9 тыс. км) [60].

Строительство искусственных водных путей в нашей стране особенно широко началось в первой половине XIX в., когда были открыты три шлюзованные системы, соединяющие Неву с Волжским бассейном, - Вышневолоцкая, Мариинская и Тихвинская.

11. Забивание свай под основание деревянного шлюза при переустройстве Мариинской системы

В 90-х годах было произведено дальнейшее улучшение Мариинской системы, позволившее пропускать суда грузоподъемностью до 700 т (рис. 11 и 12). В эти же годы началось строительство шлюзов в верхней части р. Шексны [61].

12. Установка железных ворот в каменном шлюзе на р. Шексне

При переустройстве Мариинской системы для дноуглубительных работ использовалась землечерпательная техника, изготовленная Путиловским, Сормовским и Коломенским заводами (рис. 13 и 14).

13. Одночерпаковая землечерпательница 'Свирская-11' для работы в каменистых грунтах

Кроме шлюзованных систем и каналов Волжско-Балтийского направления в XIX в. строились системы и каналы для связи с Балтийским морем других бассейнов. В 1866 г. построен Днепробугский канал, соединивший Днепр с Балтийским морем через Припять и Пину (притоки Днепра), Мухавец и Западный Буг (притоки Вислы). Днепробугский канал с одиночными разборчатыми плотинами (полушлюзами) был приспособлен лишь для караванного судоходства.

14. Землечерпательница 'Сиговец' для работы в крепких грунтах. За ней - жилое судно для команды

К искусственным водным системам, построенным в XIX в., относятся также Северо-Двинская и Москворецкая.

Северо-Двинская система, соединяющая реки Шексну и Сухону, была построена в 1828 г. и носила название "система герцога Виртембергского". Она имела 13 шлюзов, пять водоподъемных и две водоудержательные плотины. Система была реконструирована в 1916-1917 гг. под руководством инженера И. В. Петрашеня: на Шекснинском склоне дополнительно построены три гидроузла и на склоне к Кубенскому озеру - также три гидроузла. Кроме того, был построен гидроузел "Знаменитый", запирающий исток р. Сухоны из Кубенского озера.

Москворецкая шлюзованная система (от Москвы до Коломны) была построена в 1874-1877 гг., переустроена в 20-х годах XX в. и не потеряла своего значения в наши дни. Общее падение реки в 16,23 м было распределено между шестью плотинами разборчатого типа с нормальным подпором 2,3-3,1 м и отверстием 85-117 м. Судоходные глубины увеличились до 90 см, а грузооборот возрос примерно в 1,5 раза. Судоходные шлюзы расположены в деривационных каналах с земляной откосной камерой и каменными головами. Плотины действовали до 1923-1924 гг., когда вследствие ветхости их деревянных флютбетов (искусственных подводных оснований плотин и других гидротехнических сооружений) приступили к постройке плотин на новых местах, но в составе тех же гидроузлов, с оставлением и использованием имеющихся шлюзов. Новые плотины, подобные прежним, разборчатого типа с поворотными фермами, были построены с бетонными устоями и флютбетами и до настоящего времени исправно работают.

В первых десятилетиях XX в. велось шлюзование Оки ниже Коломны (1911-1914), Северного Донца (1911-1914), Дона (1913-1914), Шексны (1913-1914) и шла реконструкция Северо-Двинской системы (1916-1917).

Вопрос об улучшении судоходных условий Оки на участке от Коломны до Рязани возник в 1901 г. Начальник строительства профессор Н. П. Пузыревский внес изменения в проект; в плотинах он назначил вместо двух одно отверстие с пониженным порогом и поворотными формами (рис. 15), а в камерах шлюзов - вертикальные железобетонные стенки. Гидроузел в Кузьминском был закончен ранее Белоомутского и введен в эксплуатацию в 1914 г.

15. Схема флютбетов разборчатых плотин на р. Оке. Белоомутская плотина с тонким устоем - вверху; Кузьминская плотина для твердого грунта - внизу.

Железобетонные контрфорсные стенки шлюзов оказались легкими и экономичными. В Белоомутском шлюзе они исправно работают до настоящего времени, простояв более полувека.

При проектировании плотин в те годы еще не выполняли расчетов на фильтрацию под основанием сооружения. Такие расчеты стали делать впервые после крупной аварии на Белоомутской плотине в 1915 г., когда при достижении проектного напора образовался пролом шириной 35 м, глубиной 18 м до известняка, подстилавшего пески Белоомутского переката. В результате аварии Белоомутский гидроузел бездействовал 16 лет.

К работам по шлюзованию Северного Донца на участке от Гундоровской до устья, длиной 229 км, приступили в 1911 г. За три года построено шесть гидроузлов с разборчатыми плотинами (с поворотными фермами, укладывающимися на флютбет, и затворами между фермами) и судоходными шлюзами. Камеры шлюзов построены с вертикальными стенками. Сооружения вступили в эксплуатацию в 1914 г.

Шлюзование Дона началось во время первой мировой войны и до Октябрьской революции не было завершено. Из намеченных к строительству четырех гидроузлов к 1921 г. построен один Кочетовский, состоящий из судоходного шлюза и разборчатой плотины. Три гидроузла остались недостроенными.

На р. Шексне по проекту, составленному под руководством инженера И. В. Петрашеня в 1912 г., предполагалась постройка дополнительно к существовавшим ранее трем гидроузлам (Деревенька, Ниловцы, Черная гряда) еще пяти (Ковжа, Судьбицы, Череповец, Черепаново, Ягорба), каждый с плотиной с укладывающимися на флютбет фермами и судоходным шлюзом. Строительство в Ковже и Судьбице было начато в 1913 г. и закончено в 1917-1918 гг. Постройка остальных гидроузлов велась уже после революции.

Первая мировая война резко сократила водное строительство. В то время Архангельский порт оказался единственным, открытым для иностранных судов. Поэтому потребовалось быстрое увеличение транзитных глубин на Северной Двине от Архангельска до Котласа. На Северную Двину были переброшены землечерпательные снаряды с обслуживающим их самоходным и несамоходным флотом. Работа этих снарядов обеспечила небывалые до этого транзитные габариты судового хода, отвечавшие интенсивному движению груженых составов судов от Архангельска до Котласа.

Протяжение искусственных водных путей в 1913 г. достигло 1,7 тыс. км и в 1917 г. - примерно 2,2 тыс. км, в том числе: Мариинская система - 706,8 км, Тихвинская - 194,8, Вышневолоцкая - 143,8 Северо-Двинская - 62 км.

Самый значительный искусственный водный путь России, соединяющий Волгу (от Рыбинска) с Балтийским морем (Мариинская система) и сохранивший до нашего времени транспортное значение, имел много небольших гидроузлов со шлюзами разных размеров, что лимитировало пропускную способность всей системы. Мариинская система состояла главным образом из деревянных гидротехнических сооружений, а Тихвинский водный путь и путь, соединяющий Шексну с Сухоной (Северо-Двинская система), имели гидротехнические сооружения, построенные исключительно из дерева.

В состав систем входили судоходные каналы, плотины небольшой высоты, камерные шлюзы и другие сооружения. Наибольшее распространение получили деревянные классического русского типа плотины напором до 3-4 м и судоходные разборчатые плотины напором 3-5 м (реки Шексна, Москва, Ока, Северный Донец, Вытегра и др.).

Русские инженеры выработали путем длительного практического изучения целесообразные детали деревянных гидротехнических сооружений, что отмечали и иностранцы, например известный американский инженер Окерсон, проехавший в 1908 г. по водному пути из Петербурга на Волгу.

Деревянные гидросооружения состояли из массы мелких элементов - бревен, брусьев, досок, соединенных между собой разного рода врубками, гвоздями, болтами и поковками. Надлежащая конструкция деревянной плотины или деревянного шлюза вместе с удовлетворительным качеством постройки предрешали их продолжительную, исправную службу, а также и удешевляли их строительство.

В качестве примера отметим шлюз Павла на Вытегре, знаменитый своей плотиной, которая обслуживает три следующих шлюза. Основание этой плотины, сооруженное в 1806 г., ни разу не перестраивалось. Существующая плотина построена на месте бывшей заводской плотины. Все элементы ее в подводной части имеют ряжевую вырубку достигающую значительной высоты во флютбете и сливе. Высота от фахбаума плотины до подпорного горизонта в глубоком русле 4 73 м разница высотных отметок бьефов 9,6 м. Плотина имеет три пролета: один 9,6 м и два по 8,5 м, ширина бычков 3,6 м.

В совершенствовании конструкций деревянных сооружений Мариинской системы за 150-летний период ее существования принимал участие ряд поколений русских инженеров, причем особенно много было сделано в 80-90-х годах прошлого века.

Плотина Мариинской системы состоит из постоянных и разбираемых частей. К первым относятся ряжевые устои и бычки, а также контрфорсные и постоянные стойки, не вынимаемые для пропуска весенних вод и льда. Разбираемыми частями являются съемные стойки и щиты либо шандоры (шандоры - применяемые при ремонте плотины и служащие для временного удержания воды специальные устройства в виде балок, плотно укладываемых одна на другую в пазы стен гидросооружений или бычков плотины), закрывающие отверстие плотины.

Перпендикулярно оси плотины забиты три поперечные стенки - шунтовые линии: в начале плотины - понурная, в плоскости затворов - королевая и в конце водобойного пола - флютбетная линия, служащая для сохранения загрузки под полами водобойной части, образованной из размываемого материала (песчано-глинистого, чуристого грунта и т. п.). Пол настилается из двух рядов досок толщиной 6,5 см в закрой, с проконопаткой обоих рядов корабельным швом и прокладкой между рядами войлока по смоленому нижнему полу.

До самого последнего времени деревянные плотины и шлюзы Мариинской системы считались наиболее целесообразными гидротехническими сооружениями. Это было настолько общепризнанным, что когда говорили о деревянных сооружениях обычной конструкции, подразумевали при этом именно мариинские сооружения. Для своего времени они были достаточно совершенной гидротехнической системой. На Всемирной выставке в Ренте в 1913 г. Мариинская система была отмечена Большой золотой медалью как выдающееся достижение русской инженерной мысли.

Перевозки и эксплуатация флота

Речной транспорт в дореволюционный период занимал сравнительно большой удельный вес (22,5%) в общих перевозках страны. До 1914 г. в водные пути нашей страны было вложено около 160 млн. руб., в то время как вложения в железные дороги превысили 7 млрд. руб. [60].

Наиболее высокого уровня развития речной транспорт достиг в 1913 г. [60].

Несмотря на отсталость и крайнюю раздробленность хозяйства, объем речных перевозок был весьма значителен. В 1913 г. было перевезено максимальное количество грузов - 35,1 млн. т, а грузооборот составил 28,9 млрд. т/км. Кроме того, на магистральных водных путях широко производился самосплав, главным образом лесоматериалов в плотах. Всего в 1913 г. самосплавом было отправлено около 14 млн. т грузов, а грузооборот составил примерно 8,3 млрд. т/км. Пассажирские перевозки в том же году достигли 11,5 млн. человек.

Распределение объема перевозок и грузооборота по речным бассейнам было крайне неравномерным. Приведенные в табл. 1 данные показывают первостепенное значение в речных перевозках Волжско-Камского бассейна. На втором месте по количеству перевозок и грузообороту стоял Северо-Западный бассейн, включающий Мариинскую систему.

Таблица 1. Объем перевозок и грузооборота по речным бассейнам, %

Бассейны / Перевозки / Грузооборот
Волжско-Камский / 47,1 / 70,6
Северо-западный / 25,6 / 10,3
Днепровский / 11,5 / 6,1
Северный / 8,2 / 6,7
Доно-Кубанский / 1,4 / 0,6
Азиатской части страны / 6,2 / 5,7
Итого / 100,0 / 100,0

На последнем месте в европейской части страны находились Доно-Кубанский и Закавказский бассейны. На долю речных бассейнов Сибири и Средней Азии приходилась совершенно незначительная часть перевозок и грузооборота. Это объяснялось политикой царского правительства, тормозившего развитие промышленности и сельского хозяйства на окраинах России.

Внутренний водный транспорт оказывал большое влияние на развитие промышленности и сельского хозяйства России.

Рост капиталистических отношений в России во второй половине XIX в. сопровождался быстрым расширением судоходства на внутренних водных путях. В начале XX в. подавляющее большинство крупнейших промышленных и культурных центров страны было расположено на берегах внутренних водных путей или вблизи них.

В работе "Развитие капитализма в России" В. И. Ленин привел такие данные о росте объема перевозок грузов по внутренним водным путям Европейской России: в 1881 г. перевезено 899,7 млн. пудов, а в 1896 г. - уже 1553 млн. пудов (В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 3, с. 555.). Наряду с другими фактами это также характеризовало развитие капитализма в России.

Некоторые судовладельцы и акционерные общества одновременно с перевозками грузов занимались их долгосрочным хранением, торговыми, страховыми и другими операциями. Например, в Волжском бассейне одно общество кроме судоходства имело лесопильные и механический заводы, другое - одновременно с перевозкой вело торговлю хлебными товарами, третье - торговлю солью, четвертое - нефтепродуктами, пятое - выполняло дноуглубительные работы и т. д.

Деревянные грузовые суда использовались не только для перевозки, но и для хранения в них грузов. Однорейсовые суда, так называемые беляны, после рейса разбирались в низовьях Волги и использовались в качестве строительного материала и дров.

Большие лесные массивы на берегах верхней Волги, Камы и Вятки и дешевая рабочая сила создавали благоприятные условия для использования в широких масштабах Волжского водного пути в целях транспортировки леса в южные районы. При этом лес в значительной части перевозился в плотах.

Речной транспорт перевозил большое количество нефтепродуктов: при общем объеме добычи нефти 9,2 млн. т перевозки нефтепродуктов речным транспортом в 1913г. составляли 3,6 млн. т.

Большая доля в грузообороте речного транспорта кроме Волги падала на Днепр, Неву и Северную Двину. Грузооборот по родам грузов и распределение его по бассейнам в 1913 г. показаны в табл. 2.

Преобладающими грузами в общем объеме перевозок по внутренним водным путям были лес, дрова, хлеб, нефть. В составе речного грузооборота почти совсем не было руды. Очень мало возили и угля. Так, при общем объеме добычи угля в 1913 г. 29,1 млн. т перевозки его речным транспортом составляли менее 1 млн. т. Это объяснялось прежде всего тем, что Волга не имела соединения с Донским речным бассейном, к которому примыкает Донбасс, где до революции добывалась подавляющая часть угля.

Таблица 2. Грузооборот речного транспорта по бассейнам и родам грузов, тыс. т

Бассейн / Лес / Дрова / Нефть и нефтепродукты / Хлеб / Соль / Каменный уголь / Рыба / Прочие грузы
Волжский / 7852 / 2738 / 3503 / 3067 / 841 / 83 / 222 / 487
Северо-Западный / 3505 / 1800 / 7 / 670 / 21 / 566 / 6 / 9
Северо-Двинский / 2851 / 356 / 2 / 101 / 5 / 32 / 27 / 2
Днепровский / 2353 / 661 / 6 / 1294 / 70 / 66 / 5 / 36
Обь-Иртышский / 389 / 255 / 34 / 360 / 50 / 22 / 15 / 14
Амурский / 283 / 294 / 13 / 224 / 9 / 6 / 63 / 23
Донской / 82 / 21 / 16 / 455 / 5 / 14 / 3 / 4
Енисейский / 57 / 27 / 1 / 40 / 2 / 14 / 4 / 1

Единых тарифов на перевозку грузов по внутренним водным путям в 1913 г. еще не существовало. Плата за перевозку по мере развития парового судоходства и под воздействием конкуренции железных дорог постепенно снижалась. По ориентировочному определению на основании материалов тарифных съездов плата за перевозку изменялась примерно следующим образом (в коп. на 1 т/км): 1841 г. - 2,0; 1863 г. - 0,4; 1913 г. - 0,2.

Несмотря на затруднения, вызванные конкуренцией с железными дорогами, запущенностью водных путей устаревшими к началу XX в. искусственными водными путями, речные перевозки грузов возрастали. Судоходные общества стремились повысить качество судов. В 1907 г. для перевозки нефтегрузов в Волжском бассейне была построена крупнейшая по тому времени нефтеналивная металлическая баржа "Марфа Посадница", принимавшая до 10 тыс. т нефтегрузов. В последующие годы стремились перейти на строительство самоходных судов с двигателями внутреннего сгорания.

Развитие конструкций судов

Начальный период создания транспортных речных судов до 80-х годов характеризовался организацией ряда пароходных обществ и мелких частных предприятий, расширением отечественного судостроения, развитием специальных инженерных знаний и т. д.

В связи с применением паровой тяги проводились большие работы по усилению и совершенствованию конструкций несамоходных деревянных судов, по улучшению обводов, увеличению их основных размеров и грузоподъемности. В результате были созданы крепленые деревянные барки, которые совершенствовались в последующие годы.

В это же время создавались основные типы пассажирских и грузопассажирских судов. Улучшались конструкции судов, их механизмы и оборудование [62]. Дерево применялось в основном для корпусов несамоходных и лишь для ограниченного количества самоходных судов. Корпуса, механизмы и оборудование первых судов этого начального периода развития речного флота были довольно примитивными: простые обводы, котлы и машины низкого давления, работающие на дровяном топливе, простейшие тяжелой конструкции гребные колеса. Суда имели низкие технико-эксплуатационные показатели.

Вторая половина XIX в. отмечена стремительным ростом парового флота. Если в 40-х годах на реках России плавало всего 30 пароходов, то в 1884 г. их было уже 1246, а в конце XIX в. - около 3 тыс. пароходов, причем значительное большинство их было построено на отечественных заводах (В 1860 г. только на Волге плавало свыше 200 пароходов (почти вдвое больше, чем во всей Германии); через 10 лет их число достигло 450, а через 20 лет - 1000.).

Реконструкция основных типов самоходных судов, особенно пассажирских и грузопассажирских, была проведена в 60-70-х годах XIX в. Заслуживают внимания труды талантливого волжского механика В. И. Калашникова. В 1872 г. он ввел на пароходах взамен одноступенчатых судовых машин низкого давления пара более совершенные по тому времени компаунд-машины, дававшие до 30% экономии топлива. Он же сконструировал форсунку для сжигания мазута в топках пароходов. Калашникову принадлежит более 80 работ по вопросам судостроения.

Калашников Василий Иванович (1849-1908): Изобретатель, механик, теплотехник. С 1865 г. работал чертежником на механическом заводе в Рыбинске, с 1872 г. - на судостроительных заводах в Нижнем Новгороде в качестве конструктора и главного механика. Создал оригинальные образцы судовых паросиловых установок. Впервые применил для речных судов паровые машины с многократным расширением пара, добившись тем самым высоких экономических показателей и снижения веса установок на единицу развиваемой мощности. Построил также двигатели для нескольких десятков пароходов, разработал более чем для 100 пароходов проекты переоборудования машин простого расширения в машины, с многократным расширением пара.

Продолжая традиции лучших русских конструкторов - изобретателей пароходных машин В. И. Калашникова, С. П. Литвинова и др., конструкторы Сормовского завода создали для буксиров, грузопассажирских судов и технического флота ряд оригинальных паровых машин (трехкратного расширения и др.), обладающих высокой экономичностью и высокими эксплуатационными качествами. Мощности паросиловых установок постепенно возрастали и к 1900 г. достигли у буксирных пароходов 1,6 тыс. л. с., у грузопассажирских - 1 тыс. л. с. Известный немецкий специалист по судовым установкам профессор Бауэр оценил паровые машины постройки Сормовского завода как лучшие машины того времени.

С 80-х годов развитие речного флота проходило в условиях жестокой конкуренции с железными дорогами. Были проведены большие работы по коренному преобразованию речного транспортного флота и улучшению его эксплуатации. Осуществлялись мероприятия по совершенствованию конструкций корпусов, улучшению оборудования и движителей. Однако главным движителем речных судов в течение всего XIX в. оставалось гребное колесо.

Большие сдвиги в речном флоте произошли на Волге в связи с перевозками нефти в наливных судах, а также в связи с применением нефти как жидкого топлива сначала в топках паровых котлов (с 1884 г.), а позднее в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания.

Организация нефтеперевозок потребовала постройки судов специальных типов - деревянных и металлических несамоходных наливных барж, а затем - самоходных танкеров и ряда других вспомогательны судов. В дальнейшем конструкция и оборудование нефтеналивных судов быстро совершенствовались. С введением нефтеналивного флота стоимость перевозки нефти на участке Астрахань - Нижний Новгород к 1884 г. упала в 4 раза. К 1913 г. число стальных барж на Волге достигло 160 общей грузоподъемностью 565 тыс. т, из них 15 барж имели грузоподъемность по 10 тыс. т.

Численность, мощность и грузоподъемность всего речного флота России к концу XIX в. достигли значительных величин.

Речное судостроение и машиностроение полностью осуществлялись на крупнейших отечественных заводах - Сормовском, Коломенском, Ижорском, Нобеля, Боткинском, Мотовилихинском, Мордовщинском (Кулебаки) и Южнорусском (ныне "Ленинская кузница"), а также на старых заводах в Нижнем Новгороде, Кунгуре, Перми и Гороховце. Сормовский завод строил большое количество судов для рек Сибири, куда детали судов отправлялись по железной дороге и затем собирались в бассейне Оби, Амура, Енисея и др.

В речном судостроении участвовали также заводы Балтийский, Невский, Адмиралтейский, Петрозаводский, "Русский дизель", Николаевский, Севастопольский, Одесский и ряд других.

Характерной особенностью крупных русских судостроительных заводов (Сормовского, Невского и др.) было наличие собственной металлургической и машиностроительной базы. По существу эти предприятия были автономны: сами прокатывали металл нужного профиля и толщины, проектировали и изготовляли главные и вспомогательные механизмы и строили суда.

Наряду с крупными предприятиями судостроением занималось значительное количество мелких заводов в Рыбинске, Николаеве, Нижнем Новгороде, Великом Устюге и др., причем эти предприятия также разрабатывали собственные конструкции как механизмов, так и судов. Это вело к тому, что флот внутренних водных путей нашей страны состоял из судов разных типов и размеров. Лишь акционерное общество Сормовского и Коломенского заводов строило для крупных пароходных компаний суда мелкими сериями, по 2-4 единицы.

Первые годы XX в. ознаменовались быстрым внедрением двигателей внутреннего сгорания. Мысль об их использовании на судах принадлежит выдающемуся судостроителю К. П. Боклевскому. В 1898 г., а через пять лет повторно он ставил перед Обществом судоходства вопрос о целесообразности использования дизель-динамо для питания гребных электродвигателей. Наконец, это предложение было принято, и в декабре 1903 г. в Петербурге построили судно нового типа - теплоход, приводимый в движение двигателем внутреннего сгорания, работавшим на нефти (Немецкому изобретателю Р. Дизелю (чьим именем назван безкарбюраторный двигатель) не удалось сконструировать двигатель для работы на наиболее дешевом топливе - сырой нефти. Такой двигатель был построен на заводе "Русский дизель" в Петербурге.).

В 1903 г. Сормовский завод закончил постройку первого в мире трехвинтового танкера-теплохода "Вандал" размерами 75*9,7*2,45 м, грузоподъемностью 800 т при осадке 1,83 м. На нем были установлены три нефтяных двигателя завода "Русский дизель" мощностью по 120 л. с. каждый, развивавшими скорость хода до 13 км/час (рис. 16).

16. Самоходная баржа 'Вандал'. Слева вверху - схема электропередачи: двигатель внутреннего сгорания, генератор, мотор и винт судна.

Так как первые дизели еще не имели обратного хода, то русские изобретатели применили на теплоходе "Вандал" в качестве передачи от дизеля к винту электропривод: дизели вращали динамо, последние питали током электродвигатели, связанные с тремя гребными винтами. Переключение обмоток давало обратный ход теплоходу. Таким образом, по способу передачи движения на гребные винты "Вандал" являлся первым в мире дизель-электроходом.

По несколько отличному принципу был оборудован в следующем, 1904 г., теплоход "Сармат". На нем при движении судна вперед два дизеля были непосредственно соединены с гребными винтами, а при движении назад винты вращались через электрическую передачу.

Русские судостроители в области теплоходостроения и в дальнейшем сохраняли за собой передовые позиции.

В годы, когда в нашей стране рождались первые теплоходы, были сделаны и другие изобретения в области водного транспорта. Так, инженер Коломенского завода Р. А. Корейво предложил специальную "муфту Корейво", действовавшую сжатым воздухом, с помощью которой теплоход мог изменять ход на обратный без применения электропередачи. По этому принципу была сконструирована в 1907 г. силовая установка первого в мире колесного буксирного теплохода "Коломенский дизель" (впоследствии "Мысль").

В России же в 1908 г. завод Нобеля построил и сдал в эксплуатацию первый в мире реверсивный четырехтактный двигатель Дизеля, предназначенный для установки на подводной лодке "Минога". С тех пор двигатели Дизеля стали быстро распространяться на флоте.

Что касается грузопассажирских теплоходов, то первый из них в России был спущен на воду в 1911 г. Коломенским заводом и получил название "Урал". Его грузоподъемность 500 т, а реверсивные двигатели мощностью 800 л. с. работали через редукторную передачу на бортовые колеса.

В том же году Коломенский завод начал серийный выпуск двухпалубных грузопассажирских теплоходов с реверсивными двигателями мощностью 1,2 тыс. л. с., работавшими непосредственно на два гребных винта. Их скорость достигала 21 км в час. Эти суда (рис. 17) явились прототипом большого числа аналогичных судов как у нас, так и за рубежом. Всего до Октябрьской революции было построено 11 таких судов ("Бородино", "Кутузов", "Царьград" и др.).

17. Грузопассажирский теплоход 'Царьград' постройки Коломенского завода

С начала XX в. в качестве движителей в речных судах начинают широко применять гребные винты и специфические туннельные кормовые обводы, получившие рациональное оформление на винтовых пассажирских теплоходах типа "Бородино".

Речной транспорт нашей страны до революции занимал ведущее место в мире не только по количеству судов, но и по качеству их постройки, ходкости и архитектуре. Это относилось, в частности, и к строительству наиболее перспективных дизельных судов: из 80 теплоходов, имевшихся в 1913 г., 70 плавали по рекам России.

В 1913 г. речной флот России насчитывал свыше 5500 судов с механическими двигателями, общей мощностью до 275 тыс. номинальных сил (825 тыс. и л. с.), с 6195 паровыми машинами и двигателями внутреннего сгорания; при этом свыше 90% этих судов и машин были отечественного производства. 4639 судов (85%) имели металлический корпус, остальные - деревянный (около 900) и композитные. Средний возраст 15% самоходных судов составлял 20-30 лет, 19% - свыше 30 лет [60].

Общий тоннаж 24 150 несамоходных судов составлял 13,5 млн. т, из них 90,5% были деревянными и лишь 9,5 металлическими. Распределение тоннажа по бассейнам было весьма характерным: в Волжско-Камском бассейне барж насчитывалось 62%, в Северо-Западном и Северном - 23,5%, в южных бассейнах - 11% и на сибирских реках - 3,5% [60].

Транспортный флот России принадлежал частным лицам и акционерным компаниям. Технический флот - землечерпательные снаряды и обслуживающие их пароходы, брандвахты, шаланды - был казенным и находился в ведении речных округов министерства путей сообщения. По данным В. Е. Тимонова, в 1900 г. в ведении министерства было 56 дноуглубительных снарядов с общей часовой производительностью 8650 м3. К 1 января 1909 г. число этих снарядов возросло до 93, а часовая производительность - почти до 13 110 м3.

Портовые сооружения

В отличие от морского портового хозяйства, которое в дореволюционной России находилось в ведении министерства путей сообщения, речное портово-пристанское хозяйство было исключительно частновладельческое и принадлежало либо отдельным капиталистам-пароходчикам, либо пароходным обществам ("Кавказ и Меркурий", "По Волге", "Самолет" и др.).

18. Подъемно-транспортная установка на приладожских каналах для выгрузки грунта из шаланд

Для посадки и высадки пассажиров даже на таких наиболее загруженных водных магистралях, как Волга и Кама, использовали лишь плавучие дебаркадеры, причем они устанавливались только в крупных городах, а в остальных пунктах пароходы приставали к береговым мосткам. Для приема грузов использовались крытые помещения и трюмы дебаркадеров, а в городах с большим грузооборотом устраивались деревянные склады легкого типа в незатопляемых местах. В пунктах перевалки грузов не было особых механизированных причалов. Лишь иногда для разгрузки шаланд использовали подъемно-транспортные средства различных конструкций (рис. 18). Чтобы составить представление о громадном, многотысячном количестве рабочих-грузчиков в пунктах перевалов, укажем, что общий грузооборот, например, пристани Рыбинск в 1913 г. составлял 2 млн. т, пристани Ярославль - свыше 1 млн. т, а Нижегородская пристань, через которую проходили основные грузы для ярмарки, имела грузооборот 3,5 млн. т. За рабочий день, продолжавшийся 10-12 час., грузчик перегружал, в зависимости от груза и расстояния перемещения, 10-16 т. Такая потогонная система эксплуатации труда продолжалась до Великой Октябрьской социалистической революции.

Научные основы судостроения и эксплуатации речного транспорта

В связи с широким развитием в нашей стране во второй половине XIX в. речного судоходства усилилась научно-исследовательская деятельность в области проектирования и строительства гидротехнических сооружений, стало уделяться большое внимание вопросам методики и техники исследования руслового потока и его гидродинамических свойств.

В этот период были написаны крупные научные работы по внутренним водным путям сообщения и портовым сооружениям [63,64]. Важное значение имели работы профессора Института путей сообщения Н. А. Богуславского "О реке Волге в гидрографическом и экономическом отношении" и "О судоходных условиях в устьях р. Волги". Классическим трудом по речному транспорту был "Курс внутренних водяных сообщений" профессора Ф. Г. Зброжека, включавшийся в число рекомендуемых учебных пособий в течение 30 лет после его выхода в свет и служивший настольной книгой для русских гидротехников [65].

Зброжек Федор Григорьевич (1849-1902): Гидротехник. С 1887 г. профессор Петербургского института инженеров путей сообщения. Читал курс внутренних водных сообщений. Автор известного учебника по внутренним водным путям, который долгое время был одной из настольных книг русских гидротехников. Руководил постройкой порта в Новороссийске, принимал участие в работах по регулированию Днепра, Днестра, Немана, Вислы и других рек. Выступал за сочетание выправителъных работ с землечерпанием. Основные труды посвящены вопросам речного стока и методике расчета его максимальных расходов.

Огромный вклад в учение о речных руслах и внутренней структуре течений речного потока, а также в усовершенствование методики и техники русловых исследований внесли наши отечественные ученые, среди которых выделяются В. М. Лохтин, Н. С. Лелявский, Н. И. Максимович и В. Г. Клейбер.

Работами В. М. Лохтина в 1899-1919 гг. были заложены основы современной теории руслового потока. В своих работах [66, 67] он осветил два важнейших вопроса: об устойчивости речного русла и о влиянии смены расходов воды и уровней на формирование плесов и перекатов.

Другой выдающийся исследователь - Н. С. Лелявский разработал методику рационального расположения струенаправляющих дамб и расчета отклонения струй без сужения потока [68, 69].

Испробовав в 70-х годах на Припяти и других притоках Днепра систему водостеснительного регулирования - метод французского инженера Фарга, широко практиковавшийся за рубежом, Н. С. Лелявский убедился, что для транзитных глубин этот метод не пригоден, так как исходит из геометрических сооотношений русла, не связывая их с работой потока.

В противоположность зарубежным ученым Н. С. Лелявский придавал первостепенное значение наблюдению в натуре и опыту. "Гидродинамика, подобно физике, - писал он, - есть наука опытная, и она в основу своих выводов должна класть не произвольные допущения, а данные, добытые обобщением результатов наблюдений и опытов" [68].

Такой метод работы - наблюдения в натуре и опыт - Н. С. Лелявский применял при всех своих изысканиях на реках Припяти, Днепре и Десне. Он вносил постепенные изменения в схему выправительных сооружений и, наблюдая за происходящими изменениями потока и русла, неразрывно сочетал данные непосредственных наблюдений с теоретическими решениями, что позволило ему улучшить инженерные методы воздействия на поток для достижения максимального эффекта.

В результате Н. С. Лелявский разработал принципиально новую систему выправления фарватера, основанную на отклонении струй без сужения потока. Эта оригинальная система дала блестящие результаты на Чернобыльской мели - самом тяжелом для судоходства участке в нижнем течении р. Припяти, и 20 лет спустя Пятый съезд русских деятелей по водным путям, упоминая об этих работах, мог констатировать, что "подобной мели не было нигде на Днепровском бассейне, а теперь нет нигде столь правильного русла". Выполненными Н. С. Лелявским работами удалось "преобразовать реку, изменить ее до неузнаваемости, из самого плохого места сделать чуть ли не идеальный участок, не испортивши ни выше, ни ниже лежащего плеса" [69].

В итоге своих многолетних работ по выправлению русел рек Н. С. Лелявский создал теорию руслового процесса. Крупнейший авторитет того времени, уже упоминавшийся французский инженер Фарг охарактеризовал теорию Н. С. Лелявского как "революцию в области гидротехники" (Уместно указать, что при регулировании Миссисипи американские инженеры придерживаются правил, разработанных Н. С. Лелявским, например о постепенном увеличении кривизны прижимного берега вниз по течению.).

Проблема углубления отдельных перекатов и изыскание эффективных методов быстрого выполнения дноуглубления продолжали занимать умы отечественных гидротехников в течение всего XIX в. Весьма ценным методом дноуглубления, опробованным впервые на Днепре в 50-60-х годах XIX в. при работах на лиманах и на транзите, был метод, предложенный М. М. Вересковым и заключающийся в применении для расчистки русла взрывов с помощью электричества. М. М. Вересков разработал научные основы этого способа и изложил их в статье "Об углублении взрывами фарватеров рек и лиманов". Эта работа была премирована военным ведомством как выдающийся оригинальный труд в мировой практике дноуглубления.

В 1862 г. взрывным способом был успешно углублен тяжелый участок Днепра у г. Орши, считавшийся до того непроходимым для пароходов.

По методу Берескова производили дноуглубление и на некоторых других реках нашей страны, а также за рубежом. Однако, несмотря на явные преимущества, электровзрывное дноуглубление не получило широкого распространения в дореволюционной России (После Великого Октября, в годы первых пятилеток, при увеличении протяженности судоходных путей способ М. М. Берескова стал широко применяться во всех речных бассейнах. Важно отметить, что формулы Берескова для расчета зарядов и некоторые типы электровоспламенителей не утратили своего значения и ими пользуются подрывники всего мира и в настоящее время.).

Разработанные В. М. Лохтиным и Н. С. Лелявским теория движения речного потока и методы регулирования рек были развиты в трудах других русских инженеров. В 1896 г. появился труд инженера В. Г. Клейбера "О дноуглубительных работах на перекатах" [70] - первое исследование в области улучшения судоходных условий рек углублением русла. Предложенная автором организация дноуглубительных работ с заблаговременной (до наступления мелководья) разработкой перекатов землечерпательными снарядами по материалам русловых изысканий позволила резко увеличить транзитные глубины на Волге, а в дальнейшем на Северной Двине и других реках. Здесь впервые был применен принцип выравнивания глубин, заключающийся в последовательном углублении наиболее затруднительных для судоходства перекатов.

Выдающаяся заслуга в широком распространении на водных путях землечерпательных работ в соответствии с принципиальными положениями русских ученых и инженеров принадлежит В. Е. Тимонову, организовавшему в 1889 г. землесосные работы в Либавском порту и написавшему многочисленные пособия.

Кандиба Борис Николаевич (1865-1929): Профессор Петербургского института инженеров путей сообщения с 1903 г. В 1891-1894 гг. участвовал в расширении Либавского порта. С 1898 г. возглавлял работы по реконструкций Архангельского, Петербургского, Николаевского, Мариупольского и других портов. В 1901-1929 гг. руководил кафедрами водных путей, портовых и гидротехнических сооружений в высших учебных заведениях Петербурга (Ленинграда) и Одессы. Видный советский гидротехник, принимавший участие в проектировании и сооружении ряда крупных гидроэнергетических комплексов - Волховстроя, Свирьстроя, Днепростроя. Основные труды посвящены строительству портов, гидрологии рек, их регулированию и др.

Важные научные исследования в области водных путей принадлежат профессору Б. Н. Кандибе. В 1902 г. вышла в свет его книга "Курс гидротехнических сооружений", повторно изданная в 1905 и 1909 гг.; в 1912 г, опубликован труд "Речные наводнения, причины наводнений и способы предохранения от них местности", в 1914 г. - "Курс внутренних водных сообщений", в 1916 г. - "Курс портовых сооружений" и ряд других работ.

Большой вклад в развитие гидротехнических дисциплин был сделан профессором Н. П. Пузыревским. Свою научную деятельность он начал с исследования режима русских рек и издания ряда монографий по описанию Дона, Днестра, Оки, Сырдарьи и др. Широкое знакомство с водными путями сообщения позволило Н. П. Пузыревскому опубликовать крупные научные работы: "Мысли об устройстве водных путей в России" (1913), "Движение речного насоса" (1904), "Исследование вопроса о вращении шлюзных ворот", "Устройство водных путей при невыгодных условиях местности и питания" (1907) и многие другие. Н. П. Пузыревский разработал, в частности, оригинальную систему подвижной плотины, ряд типов шлюзных ворот и впервые - различные системы судоподъемников.

Пузыревский Нестор Платонович (1861-1934): По окончании Петербургского института инженеров путей сообщения (1885) проводил изыскания и исследования водных путей и рек Днестра, Дона, Сев, Донца, Оки, Московски-Нижегородского водного пути и др. Дал описание этих водных путей и составил проекты их улучшения и шлюзования. С 1904 г. начал педагогическую деятельность в Институте инженеров путей сообщения (с 1914 г. - профессор). Научные труды посвящены вопросам гидротехники, гидравлики, теории грунтов, оснований и фундаментов, а также экономики водных сообщений.

В области речного судостроения нельзя не отметить плодотворную деятельность наших ученых и инженеров: Д. И. Менделеева, В. Г. Шухова, А. Н. Крылова, И. Г. Бубнова, К. П. Боклевского, Р. А. Корейво, Г. В. Тринклера, Т. А. Бормана и др. Ими проводились первые работы по проверочным испытаниям индикаторной мощности флота, по изучению ее связи с работой движителя и сопротивлением корпусов, по проверке производительности землечерпательных снарядов и другие мероприятия по совершенствованию технической эксплуатации флота.

Труд Д. И. Менделеева "О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании", по мнению Н. Е. Жуковского, явился капитальной работой по сопротивлению жидкостей и может служить руководством для лиц, занимающихся кораблестроением, воздухоплаванием или баллистикой.

Д. И. Менделеев подверг резкой критике применение закона механического подобия в расчетах сопротивления воды при движении судна. Отвергнув предложенные английским ученым В. Фрудом формулы и методы исчисления сопротивления трению натурных кораблей (Предложенные Фрудом формулы и методы исчислений, несмотря на получаемые по ним неудовлетворительные результаты (как это доказал Д. И. Менделеев), господствовали более 50 лет в кораблестроительной науке.), Менделеев дал взамен свою формулу сопротивления среды движению твердых тел (Следует отметить, что эта формула Д. И. Менделеева через 45 лет появилась в слегка измененном виде под названием формулы немецкого ученого Кемпфа.). Вместе с тем Менделеев считал необходимым продолжать работу по изучению сопротивления воды движению судов, придавая при этом большое значение для развития науки опытовым бассейнам. По его инициативе такой опытовый бассейн длиной 134 м был построен в 1894 г. В постройке бассейна и постановке испытаний в нем моделей судов и движителей принимали участие А. Н. Крылов и И. Г. Бубнов.

На глубокой научной основе задачу постройки наливных железных барж для Волги и морских шхун для Каспийского моря решил В. Г. Шухов; он разработал также и способы их буксировки во время штормов. Построенные в конце прошлого века по проектам Шухова железные наливные баржи длиной от 50 до 130 м и высотой борта около 2 м оказались подлинным чудом судостроительной техники того времени. Первые баржи и морские шхуны, которые конструировал Шухов в последние десятилетия XIX в., явились прототипом современных танкеров.

Отечественная наука о прочности корпуса судна - строительная механика корабля - основа современного судостроения; благодаря работам И. Г. Бубнова и А. Н. Крылова она заняла ведущее место в мире. И. Г. Бубнов, создав капитальный труд "Строительная механика корабля", положил начало методике расчетного проектирования конструкций судового корпуса.

А. Н. Крылов впервые в мире создал теорию вибрации корабля, имеющую большое значение и на речном флоте при внедрении быстроходных двигателей внутреннего сгорания. Им же создана классическая общая теория качки корабля на волнении.

В области гидродинамической теории качки работал и Н. Е.Жуковский. Вместе с широко известной работой в области вихревой теории гребного винта его гидродинамическая теория качки послужила научной основой для последующих решений труднейших вопросов гидродинамики.

В 1904 г., на заре развития двигателей, русский инженер Г. Б. Тринклер впервые разработал и испытал бескомпрессорный двигатель с самовоспламенением.

Наряду с ростом количества теплоходов росла мощность силовых установок и повышались технико-экономические показатели двигателей внутреннего сгорания. Огромную роль в повышении экономических показателей и отработке конструкции двигателей сыграли русские инженеры и ученые. Еще в 1907 г. профессор Московского технического училища В. И. Гриневецкий впервые разработал теорию теплового расчета двигателя внутреннего сгорания, получившую всеобщее признание.

Не раз ставился в дореволюционной России вопрос о применении на водном транспорте водометных движителей разного устройства. В 1907 г. на Каме, в Перми было построено судно с водометным движителем, спроектированным инженером А. И. Пермяковым в соответствии с его теоретическими соображениями, но этот опыт оказался неудачным из-за ошибки автора, отождествившего водометный движитель с ракетным.

Создателем научной теории судов, приводимых в движение силой реакции вытекающей воды, является Н. Е. Жуковский, первые две работы которого были опубликованы в 1882 и 1886 гг. Затем в 1908 г. он изложил теорию судна с водометным движителем в труде "К теории судов, приводимых в движение силой реакции вытекающей воды". Практическое применение эта теория получила позднее.

Морской флот

Поражение России в Крымской войне 1853-1856 гг. в известной мере объясняется технической отсталостью промышленной базы страны и неудовлетворительным состоянием военно-морского флота. Боевое ядро флота состояло в основном из деревянных парусных кораблей, тогда как англо-французская эскадра располагала более совершенными паровыми кораблями с мощным вооружением.

Наиболее прогрессивная часть морских кругов России еще до начала Крымской войны предвидела необходимость создания качественна нового парового флота с броневой защитой кораблей и дальнобойной крупнокалиберной артиллерией. Но эти взгляды не находили поддержки в правительственных сферах. Лишь военный кризис вынудил их признать несостоятельность прежних воззрений. Уже в пояснительной записке к смете морского министерства на 1857 г. указывалось: "Флот наш находится в настоящее время в совершенно исключительном положении вследствие переворота, произведенного во флотах всех наций введением винтового двигателя и вследствие последней войны. Все парусные суда наши прежнего времени уже не составляют морской силы и должны быть заменены винтовыми" [71].

Еще более остро этот вопрос был поставлен в документе морского министерства в 1858 г. В нем отмечалось, что обстоятельства "привели высшее Морское начальство к необходимости создавать флот вовсе новый, ибо прежний парусный флот - Черноморский - погиб, защищая Севастополь, а Балтийский - силою вещей обратился в ряд блокшивов (Блокшив - несамоходное судно, используемое как плавучий склад или казарма.), которые оставалось разобрать на дрова" [72].

Крымская война явилась историческим рубежом, завершившим многовековую эпоху господства парусных флотов. Опыт войны заставил пересмотреть консервативные взгляды, препятствующие техническому прогрессу, и доказал явные преимущества применения металла вместо дерева при постройке корпусов кораблей и использования паровой машины и гребного винта вместо силы ветра и парусов. Ведь дерево легко загоралось при попадании в корабль бомб и снарядов. А парусные корабли в безветрие и в узостях превращались в легкоуязвимые цели. Паровые же корабли в этих условиях свободно маневрировали.

Строительство нового флота в России требовало не только создания новых и реконструкции старых верфей, но и соответствующего расширения производства корпусной и броневой стали, энергетического специально судового оборудования и вспомогательных механизмов, штурманских навигационных приборов и многого другого, без чего не может быть построен и введен в эксплуатацию корабль.

Судостроительная промышленность становилась многопрофильным производственным комплексом, тесно связанным с рядом других отраслей промышленности.

В развитии отечественного судостроения были заинтересованы не только военно-морские государственные органы, но и частные предприниматели, стремившиеся приобрести новейшие морские транспортные суда для организации торговых грузовых и пассажирских перевозок как дальнего, так и каботажного плавания. Интересы торгово-промышленного капитала требовали все более широкого товарообмена с зарубежными странами. На мировом рынке Россия выступала как крупный поставщик сырья, нефти и сельскохозяйственной продукции. Однако даже при высоких темпах увеличения производственных мощностей отечественного судостроения оно не могло удовлетворить потребностей страны как для воссоздания ее военно-морской силы на новой основе, так и для повышения ее экономического потенциала в условиях быстрого развития капитализма.

В этих условиях значительное количество судостроительных материалов и оборудования для военного кораблестроения, а в ряде случаев и готовые корабли правительство заказывало за границей, хотя многие руководящие деятели морского ведомства уже понимали, что в интересах государства, его обороноспособности нужно иметь собственную развитую промышленность. Именно потому правительство размещало заказы на боевые корабли преимущественно на отечественных заводах, хотя они обходились дороже, чем приобретенные за рубежом. Морское министерство становилось акционером судостроительных предприятий и организовывало казенные верфи. Так, судостроительный завод Карра и Макферсона в Петербурге, на котором начиная с 1856 г. ускоренно развивалось военное кораблестроение, уже в 1875 г. перешел во владение Русско-Балтийского железоделательного и механического общества, большая часть акций которого принадлежала морскому министерству. С 1894 г. этот завод стал полной собственностью морского министерства.

Уже в годы Крымской войны, когда стала очевидной необходимость в ускоренном пополнении флота новыми кораблями, на отечественных предприятиях были размещены заказы на канонерские лодки, фрегаты и корветы. Однако "суда эти, построенные с большой поспешностью, конечно, не могли иметь больших достоинств, и заключение мира сделало их ненужными для той цели, для которой они строились, но они принесли другую пользу, ибо часть корветов и клиперов была немедленно отправлена в Черное море, а другая часть в Восточный океан, и притом они послужили опытом для наших частных заводов, которые создавались во время войны. В то же время приступлено было к постройке нескольких винтовых кораблей и фрегатов и заказаны были разные суда и механизмы в Англии, Франции и Америке" [73].

Несмотря на сложность обстановки, возникшей после Крымской войны, и стремление сохранить за Россией завоеванное при Петре I право быть мощной морской державой, практическое осуществление мероприятий, необходимых для воссоздания русского флота, встречало ряд непреодолимых препятствий не только экономического, но и военно-политического порядка. В стране континентальной, с сухопутной границей, простирающейся на десятки тысяч километров, первенствующее положение отводилось армии, а роль флота определялась задачей обороны берегов и поддержки с моря действий сухопутных войск. В то же время агрессивные империалистические тенденции царского правительства на Дальнем Востоке и юге страны настоятельно требовали создания Тихоокеанского флота и возрождения Черноморского, который Россия потеряла во время Крымской войны.

Борьба сторонников разных направлений в правящих кругах и отсутствие единства взглядов в вопросах строительства и оснащения крепостных сооружений и кораблей на морских театрах непосредственно сказывались на размерах ассигнований, выделявшихся на нужды морского министерства, и на программах строительства флота, которые неоднократно подвергались изменениям, что, в конечном счете, приводило к бессистемности и разнобою при решении вопросов количественного и качественного состава морских сил.

В связи с крайне ограниченными средствами было принято решение прежде всего обеспечить оборону подступов к столице и всего Балтийского побережья, построив в течение ближайших лет броненосные безрангоутные корабли с башенной артиллерией. Это решение основывалось на рекомендациях специального комитета, в компетенцию которого входило изучение иностранного опыта военного кораблестроения и разработка мероприятий по морской обороне Финского залива.

Важным шагом вперед в технике кораблестроения была постройка кораблей с железным корпусом и полный отказ от дерева. Это потребовало разработки теоретических основ железного судостроения, и в первую очередь методики определения прочности всех внутренних корабельных связей, составляющих остов, или скелет, судна. Конструктивные элементы корпуса, к которым крепится обшивка, называются набором. Он представляет собой системы продольных и поперечных связей, образующих жесткий каркас судна. Расчеты прочности набора, определение условий, при которых в нем возникают наибольшие напряжения, подбор обшивки и брони требовали надлежащей теоретической проработки и практической проверки.

Значительный вклад в кораблестроительную науку внесли тогда русские и иностранные корабельные инженеры. В их числе известный английский инженер-кораблестроитель Э. Рид, по проектам которого было построено несколько броненосцев. Его заслугой является разработка клетчатой (бракетной) системы набора корпуса корабля с двойным дном. Среди русских специалистов того времени можно назвать М. М. Окунева, автора ряда трудов по теории и практике судостроения. Его руководство по корабельной архитектуре [74] было настольной книгой для судостроителей. Большую роль в развитии отечественного кораблестроения сыграли, крупные специалисты судостроители А. А. Попов, Н. А. Арцеулов и др.

Существенное влияние на развитие броненосцев оказало создание в США низкобортного, безмачтового броненосца "Монитор", использованного северянами во время гражданской войны 1861-1864 гг. Этот корабль водоизмещением 1250 т имел длину 56,4 м и ширину 12,5 м. Его осадка составляла 3,65 м, а высота надводного борта равнялась лишь 0,6 м. Броневой пояс, составленный из четырехслойной брони общей толщиной 127 мм, прикрывал весь надводный борт и опускался значительно ниже ватерлинии. Палуба была застелена броневыми плитами толщиной 25 мм. Во вращающейся, прикрытой 200-миллиметровой броней башне были установлены два 280-миллиметровых орудия, защищенные сверху бронированной крышей. По идее автора проекта "Монитора" шведского инженера Эриксона низкобортное судно должно было являться малозаметной и вследствие мощного бронирования почти неуязвимой целью. Мощное вооружение давало ему возможность наносить тяжелые удары в артиллерийском бою. Для обеспечения кругового обстрела дымовая труба могла убираться. На этом корабле для нормальной работы паровых котлов при отсутствии тяги применялось искусственное дутье, а для вентиляции низких внутренних помещений - специальные вентиляторы. Вследствие определенных достоинств "Монитора" его название стало нарицательным для обозначения низкосидящих, маломореходных, хорошо вооруженных броненосцев, пригодных для боевых действий вблизи берегов.

Поскольку стоимость сравнительно малотоннажных кораблей типа "Монитор" была значительно ниже стоимости крупных линейных броненосных кораблей и постройка их при относительно небольшом расходе металла могла быть осуществлена в короткие сроки, русское морское министерство приняло решение быстро осуществить так называемую мониторную программу.

Строительство броненосцев

Первый в России военный корабль с броневой защитой в носовой части был построен в 1861 г. в Петербурге на заводе Карра и Макферсона под руководством инженера-судостроителя X. В. Прохорова. Это была канонерская лодка "Опыт" водоизмещением 270 т с железным корпусом и стальным бруствером, прикрывавшим носовое орудие.

В том же году русское правительство заказало в Англии плавучую броненосную батарею "Первенец" водоизмещением около 3300 т с броневым поясом из стальных плит толщиной 112 мм, защищавшим корпус этого корабля по всему периметру на уровне ватерлинии.

В целях расширения производственной базы для постройки броненосцев была капитально реконструирована казенная верфь на Галерном острове в Петербурге, возведены специальный эллинг с крановым хозяйством и ряд заготовительных цехов и мастерских с соответствующим технологическим оборудованием. В этих работах принимало участие акционерное общество, директором которого был английский инженер Митчел. Ему же и была поручена организация строительства второй броненосной плавучей батареи - "Не тронь меня", однотипной с "Первенцем", но с более мощным артиллерийским вооружением [75, с. 960]. Третья плавучая батарея - "Кремль", также отечественной постройки, завершила серию кораблей этого типа. Длина их была 67-69 м, ширина - 16 м и осадка - 4,5-4,9 м. Паросиловые установки мощностью 1500-1600 л. с. позволяли развивать скорость в пределах 8-9 узлов.

В конце 1862 г. развернулись работы по модернизации двух деревянных 58-пушечных фрегатов - "Севастополь" и "Петропавловск". Первый строился в Кронштадте на Морском заводе, второй - на верфь Новое адмиралтейство. Оба корабля были переделаны в винтовые и по бортам обшиты броней.

В докладе "О мерах по развитию броненосного судостроения в России" управляющий морским министерством вице-адмирал Н. К. Краббе писал: "Вследствие совершенной необходимости водворить в России выделку железных блиндажных плит, русские заводчики приглашены объявлением в газетах доставить в Петербург, в продолжение навигации текущего года, несколько плит их выделки для фрегата "Петропавловск". Заказ будет отдан тому из заводов, плиты которого на испытаниях окажутся лучшими. Этим же путем надеюсь получить броню и для прочих броненосных батарей и лодок, постройка которых теперь предпринимается. Но для фрегата "Севастополь" броню пришлось заказать за границей, несмотря на все мое нежелание обращаться в этом деле к иностранным заводчикам. Броня для этого фрегата потребуется еще в течение этого года, и русские заводы находятся в совершенной невозможности поставить ее к такому близкому сроку" [76].

В дальнейшем постройка "композитных" кораблей в России была полностью прекращена и развернулось строительство броненосцев по мониторной программе 1863 г. Было построено 11 канонерских лодок с артиллерией, расположенной в бронированных башнях; 10 из них были однобашенными и одна двухбашенная. Эти канонерские лодки водоизмещением 1400-1600 т представляли собой низкосидящие, безрангоутные, тихоходные (скорость 6,6-7 узлов) корабли, первоначально вооруженные одним 381-миллиметровым гладкоствольным орудием, защищенным броней толщиной 280 мм. К 1867 г. вместо этих пушек в каждой башне было установлено по два более совершенных нарезных заряжающихся с казенной части 229-миллиметровых орудия.

На постройку этих мониторов потребовалось менее двух лет, причем только три строились на казенных верфях. Заказы на остальные были размещены на заводах Карра и Макферсона, Семянникова и Полетики, а также на Гутуевской верфи в Петербурге. Руководство морского ведомства отмечало: "1863 год должен занять весьма почетное место в истории русского военного судостроения как по необыкновенной деятельности наших казенных и частных верфей, так и по созданию мощного тыла, выразившегося в переоборудовании и реорганизации адмиралтейства, возведении новых эллингов, мастерских, в создании новых металлургических и механических заводов, снабженных новыми машинами, механизмами и станками" [77, с. 13].

К 1870 г. русский броненосный флот на Балтийском море состоял уже из 23 кораблей общим водоизмещением свыше 60 тыс. т, артиллерийское вооружение которых составляло в сумме 162 тяжелых морских орудия. Однако в составе Балтийского флота были корабли, предназначенные лишь для обороны побережья.

После завершения программы создания флота береговой обороны на очередь встал вопрос о постройке мореходных броненосцев, способных вести боевые действия в отрыве от своих баз, в открытом море. Необходимость создания броненосного океанского флота диктовалась сложной политической обстановкой, возникшей в Европе в 70-х годах XIX в. Нельзя было снижать и темпы создания оборонительного флота, численность и боевая мощь которого еще не обеспечивали надежной защиты подступов к Петербургу. Требовались крупные финансовые средства, о чем морское министерство неоднократно докладывало правительству.

Положение усугублялось беззащитностью Черноморского театра и стратегической разобщенностью приморских районов России, не имевшей к тому же промежуточных морских баз. Это и послужило основанием к разработке соответствующих проектов мореходных броненосных кораблей с мощным артиллерийским вооружением.

По принятым крупными морскими державами принципам господство на море достигалось главными силами флота, состоявшими из мореходных броненосцев, способных наносить противнику артиллерийские удары. Полагая Англию вероятным противником, в руководящих кругах считали, что в случае военного столкновения важное значение будет иметь подрыв ее связей с колониальными владениями путем действий на океанских коммуникациях. Указанные соображения и легли в основу создания ряда кораблей океанского плавания.

Для разработки проектов этих кораблей была сформирована группа квалифицированных судостроителей во главе с вице-адмиралом А. А. Поповым, занимавшим тогда пост председателя морского технического комитета. В 1869 г. на Галерном острове приступили к постройке броненосца "Петр Великий", в известной мере определившем направление технического развития кораблей этого класса. Восемь лет потребовалось, чтобы завершить строительство броненосца, которым руководил опытный корабельный инженер М. М. Окунев.

Корпус броненосца "Петр Великий" был построен по бракетной системе с двойным днищем полностью из металла отечественного производства. Его броневой пояс и бруствер из броневых плит толщиной от 203 до 356 мм надежно защищали внутренние помещения корабля, прикрытые сверху броневой палубой из более тонкой, 76-миллиметровой брони. В двух башнях, защищенных броней толщиной - 305-356 мм, размещалось по два орудия 305-миллиметрового калибра. 15 пушек меньшего калибра были установлены на палубе за бруствером. Энергосиловая установка состояла из шести огнетрубных паровых котлов с угольным отоплением и двух вертикальных паровых машин двойного расширения общей мощностью 8258 л. с., приводивших в движение два гребных винта. При водоизмещении, равном 10 105 т, этот корабль мог развивать скорость до 14,3 узла, а полный запас топлива (1200 т) обеспечивал дальность плавания в 3600 миль.

Приведенные характеристики показывают, что броненосец "Петр Великий" для своего времени являлся весьма совершенным кораблём, Не случайно еще на стадии его постройки главный корабельный инженер британского адмиралтейства Э. Рид писал: "Русские уже успели превзойти нас, как в отношении боевой силы существующих судов своего флота, так и в отношении употребления новых способов постройки. Их "Петр Великий" совершенно свободно, может идти в; английские порты, так как представляет собою судно более сильное, чем всякое из наших собственных броненосцев" [78, с. 23].

После поражения Франции в войне с Пруссией в 1871 г. были сняты препятствия к возрождению русского Черноморского флота. Имея в виду ликвидацию этих ограничений, морское министерство еще раньше изучало возможности быстрого создания на Черноморском театре военно-морских сил. 19 ноября 1869 г. управляющий морским министерством Н. К. Краббе докладывал царю: "В отношении материала для постройки броненосных судов на юге России, едва ли может подлежать в настоящее время вопросу, что материалом этим должно быть железо... главный для того материал придется высылать из Петербурга, с находящихся близ него железных заводов, которые поставляли и поставляют железо для броненосных судов Балтийского флота, и частью с Камско-Воткинского завода. Условия эти могут, конечно, измениться, когда Луганскому заводу даны будут средства на водворение выделки большемерных листов железа, потребных для судостроения, или когда окончится железоделательный завод, устраиваемый г. Юзом в Бахмутском округе, но перемены этой в скором времени ожидать нельзя и для первых броненосцев железо должно быть выслано отсюда. Броня может быть изготовлена без затруднения на Адмиралтейских Ижорских заводах, а необходимые механизмы - там же или на частных механических заводах, которые уже изготовляли их для нашего флота" [79].

Что же касается места постройки броненосцев для Черноморского флота, то, по мнению Краббе, г. Николаев представлял "больше удобств к водворению там броненосного судостроения" [79]. Действительно, верфь Николаевского адмиралтейства, расположенная в 60 км от моря, в устье р. Ингул при впадении ее в Южный Буг, позволяла строить там крупные морские корабли. Защита этого района сравнительно легко могла быть обеспечена средствами береговой обороны.

Первыми броненосными кораблями, строившимися в Николаеве по проекту вице-адмирала А. А. Попова, были плавучие батареи оригинальной конструкции. Их корпуса в виде коротких цилиндров при сравнительно малой осадке позволяли разместить артиллерию крупного калибра. В 1873 г. был спущен на воду первый корабль "Новгород", скорее напоминавший плавучий форт. Детали его корпуса в основном заготовлялись на петербургских заводах и доставлялись на Николаевскую верфь по железной дороге. Вторая плавучая батарея - "Вице-адмирал Попов" - вступила в строй в 1875 г.

Паросиловые установки на "Новгороде" мощностью около 2 тыс. л. с. и на "Вице-адмирале Попове" - около 3 тыс. л. с. приводили в движение шесть параллельно расположенных гребных винтов. Однако расчеты автора проекта не оправдались: круглые плавучие батареи оказались маломореходными, неустойчиво держались на курсе, после выстрела вращались вокруг вертикальной оси. Они представляют интерес как попытка отойти от стандартных форм корабля, создать при относительно малом водоизмещении мощное вооружение и надежную броневую защиту. В качестве плавучих артиллерийских платформ они могли применяться для обороны рейдов и несения сторожевой службы вблизи берегов.

Развитие южной базы судостроения и металлургии шло медленно. К началу русско-турецкой войны Россия располагала на Черноморском театре лишь двумя "поповками", четырьмя винтовыми деревянными корветами, несколькими вооруженными торговыми пароходами, переданными в распоряжение морских властей Русским обществом пароходства и торговли (РОПИТ), и небольшим отрядом минных катеров, доставленных из Петербурга. Им противостоял турецкий флот, созданный с помощью Англии и Франции, в составе которого насчитывалось 15 броненосцев. Кроме того, на Дунае турки имели флотилию, располагавшую значительным количеством малотоннажных боевых кораблей и катеров.

Подавляющее превосходство турецкого флота на Черном море и речной флотилии на Дунае вызвало необходимость применения в широких масштабах минных заграждений. Наряду с пассивными минными заграждениями русские использовали в гирле Дуная катера, вооруженные шестовыми минами, которые укреплялись на конце длинного шеста, выдвигавшегося вперед с носовой части катера. При атаке катер с ходу ударял миной в борт неприятельского корабля. Два катера были вооружены только что принятыми на русский флот самоходными минами - торпедами. Они стали прообразом нового класса боевых кораблей - торпедных катеров.

Применение минного и торпедного оружия в русско-турецкой войне показало его боевые возможности и повлияло на дальнейшее развитие флотов, в частности на конструкцию корпуса броненосцев и их вооружение.

Немаловажное значение имели и определенные достижения в технике судостроения. Технический прогресс способствовал улучшению качества судостроительного металла и брони. Вместо малоуглеродистого железа появилась сталь, прокат которой позволил значительно повысить прочностные характеристики судового набора и обшивки. Для лучшей защиты корпуса корабля от воздействия минных и торпедных ударов были внесены некоторые изменения в конструкцию его подводной части. Так, на крейсере "Память Меркурия", построенном во Франции для Черноморского флота, пространство между внешней обшивкой и внутренней (междубортное пространство) было использовано для загрузки углем, служившим топливом для котельной установки. Вместе с тем такая конструкция усиливала противоминную и противоторпедную защиту корпуса корабля.

На верхней палубе броненосцев и крейсеров начали устанавливать малокалиберные скорострельные пушки противоминной защиты.

Характерной особенностью броненосцев французской постройки того времени было введение специальной дополнительной бортовой броневой переборки, предназначенной для ослабления влияния торпедного удара и повышения живучести корабля. Создание торпед повлияло также на конструкцию носовой части крупных боевых кораблей, особенностью которой было наличие выступа - тарана ниже ватерлинии. Таран появился в 60-х годах прошлого столетия и имел целью наносить тяжелые повреждения кораблям противника в ближнем бою. Развитие мощной крупнокалиберной морской артиллерии и минно-торпедного оружия привело к отказу от тарана. Вместе с тем необходимость защиты от артиллерийских снарядов, мин и торпед заставляла искать технические способы повышения живучести кораблей, этому служило усиление бронирования и повышение его прочности, внедрение внутренних водонепроницаемых переборок для разделения корабля на отдельные отсеки, применение двойной обшивки и специальных противоминных и противоторпедных наделок в нижней части корпуса.

В начале 80-х годов отечественная промышленность стала изготовлять двухслойную сталежелезную броню "компаунд", нижний слой которой был из мягкого малоуглеродистого железа, а верхний - из литой стали. По сопротивляемости при ударе снаряда броня "компаунд" была значительно, на 20-25%, прочнее железной. Позднее, когда появился специальный бронебойный снаряд с особопрочным стальным наконечником, предложенным С. О. Макаровым, появилась и броня из легированной никелем, термически обработанной стали. Развернулось соревнование между артиллерией и броней. Технический прогресс в области создания мощной, дальнобойной, крупнокалиберной морской артиллерии позволил вооружать броненосцы нарезными пушками, способными наносить тяжелые удары кораблям противника на дистанции до 7-8 миль.

Прогрессировала и энергетика. На смену жаротрубным судовым котлам сравнительно невысокой паропроизводительности пришли водотрубные, более совершенные котлы с высокими параметрами пара. Однако техническая сложность постройки водотрубных котлов, связанная с необходимостью применения в них тонких стальных водогрейных трубок и весьма прочных коллекторов, изготовление которых требовало высокого уровня развития котлостроительного производства, несколько задержала внедрение их на кораблях русского флота. Прогресс жаротрубных судовых котлов шел по линии увеличения поверхности нагрева в целях повышения паропроизводительности, что было связано с ростом мощности судовых паровых машин, необходимой для увеличения скорости кораблей. В этот период на них начали устанавливать вертикальные паровые машины двойного и тройного расширения, удельная мощность которых на единицу веса постепенно возрастала.

Технический прогресс вносил коррективы в развитие военного кораблестроения и в ряде случаев требовал пересмотра сложившихся представлений о роли того или иного класса кораблей. Это вызвало некоторые колебания в оценке роли броненосцев как главной морской силы, требовавшей непомерных материальных затрат.

В России эти колебания усугублялись относительной слабостью промышленной базы. По этой причине с 1870 г. и до середины 80-х годов строительство броненосцев несколько сократилось и морское ведомство выдало заказы на более легкие, мореходные, хорошо вооруженные броненосные крейсера, предназначенные для действий на дальних океанских коммуникациях.

Слабость Черноморского флота вызвала некоторое увеличение ассигнований на постройку для него крупных кораблей. На Севастопольском судостроительном заводе, основанном Русским обществом пароходства и торговли и с 1868 г. строившем торговые пароходы, в 1883 г. были заложены, а в 1886 г. спущены на воду два однотипных броненосца - "Чесма" (рис. 19) и "Синоп". Третий такой же корабль был построен в Николаеве. Эти броненосцы казематно-барбетного типа водоизмещением около 11 тыс. т в отличие от броненосцев, строившихся в предыдущие годы, располагали кроме артиллерийского и торпедным вооружением. Семь надводных торпедных аппаратов были установлены на палубе, в трех барбетных установках размещалось по два 305-миллиметровых орудия, семь пушек 152-миллиметрового калибра и восемь 47-миллиметрового размещалось в бронированных укрытиях по бортам и на носу. Барбеты прикрывала 305-миллиметровая броня, бортовой пояс в средней части достигал толщины 458 мм, а в оконечностях снижался до 254 мм. По верхнюю кромку поясной брони лежала броневая палуба толщиной 57 мм.

19. Броненосец 'Чесма'

В 1892 г. со стапелей Севастопольского завода был спущен на воду четвертый броненосец для Черноморского флота "Георгий Победоносец", отличавшийся от своих предшественников системой бронирования корпуса. Поясная броня в оконечностях была на нем удалена, а носовая и кормовая части корпуса были прикрыты сверху карапасной палубой толщиной 65 мм на скосах.

Следует отметить, что в начале 90-х годов в известной мере стабилизировался взгляд на развитие броненосцев, и спущенный на воду в 1891 г. на верфи Галерного острова в Петербурге броненосец. "Наварин" (рис. 20) стал по своим тактико-техническим параметрам до некоторой степени прототипом для кораблей этого класса, строившихся в России вплоть до русско-японской войны.

20. Броненосец 'Наварин'

Основные технические характеристики русских броненосцев были сравнительно близки между собой, но разнотипность и отсутствие унификации были весьма значительными. Это относилось и к другим классам кораблей, строившимся как на отечественных заводах, так и за рубежом. Это объясняется тем, что разработка проектов поручалась различным предприятиям и частным фирмам, котлы и механизмы изготовлялись разными заводами по своим чертежам и проектам. Сказывались и многократные изменения программы строительства флота, намеченной на последнее двадцатилетие XIX в. в связи с изменением политической обстановки в Европе и на Тихом океане.

С 1881 по 1894 г. в состав русских военно-морских сил вошли 17 броненосцев, 10 мореходных крейсеров, 14 канонерских лодок, 53 миноноски и более двух десятков военных вспомогательных судов. По тоннажу это составляло свыше 290 тыс. т, а суммарная мощность главных машин равнялась 360 тыс. л. с. [80, с. 260]. Большая часть кораблей была отечественной постройки.

Выдающийся кораблестроитель академик А. Н. Крылов, оценивая; этот период строительства русского флота, писал: "Было построена множество броненосцев и броненосных крейсеров, но это "множество" являлось только собранием отдельных судов, а не флотом" [81, с. 134]., Экономически более мощные государства Европы, располагая необходимой производственной базой, развивали свой броненосный флот и накапливали определенный опыт при переходе от серии к серии. Постепенно вырабатывался классический тип броненосца казематно-башенной конструкции с артиллерийским и торпедным вооружением. К началу 90-х годов в основном определились архитектурные особенности броненосцев. Русский броненосец "Наварин" был построен с учетом имеющегося отечественного и зарубежного опыта и для своего времени соответствовал уровню передовой военно-морской техники.

Крылов Алексей Николаевич (1863-1945): Математик, механик и кораблестроитель, академик (1916). Герой Социалистического Труда (1943). Труды. Крылова по теории корабля доставили ему мировую известность. Ему принадлежат выдающиеся работы в области строительной механики корабля. Будучи в 1908-1910 гг. главным инспектором кораблестроения и председателем морского технического комитета, он принимал активное участие в проектировании и постройке первых русских линкоров типа 'Севастополь'. Ввел в конструкцию кораблей ряд новшеств, нашедших в дальнейшем применение в практике военного кораблестроения (обшивка, набор, килевая балка, использование на линкорах легких воаотруоных котлов, сталей повышенного сопротивления и др.)

Спустя два года Балтийский флот пополнился броненосцем "Сисой Великий", отличавшимся от своего предшественника некоторыми конструктивными изменениями в расположении бронирования и уменьшенным числом 152-миллиметровых орудий.

Следующая серия броненосцев, в которой головным шел "Ослябя" имела несколько большее водоизмещение и вместо сталежелезной - цементированную стальную бортовую и палубную броню. В отличие от кораблей прежней постройки броневая палуба была положена не горизонтально, а со скосами к бортам. Четыре орудия главного калибра были установлены в двух вращающихся башнях, расположенных в диаметральной плоскости корпуса. Одиннадцать 152-миллиметровых пушек и двадцать 75-миллиметровых значительно повышали мощность залпа. Паросиловая установка в 14,5 тыс. л. с. Позволяла развивать скорость до 18 узлов.

Последней серией броненосцев, построенных до начала русско-японской воины, были корабли типа "Бородино". Эти броненосцы водоизмещением около 13,5 тыс. т вследствие увеличенного запаса топлива имели дальность плавания до 8 тыс. миль. 305-миллиметровые орудия главного калибра были размещены по два в двух концевых башнях. Артиллерия среднего 152-миллиметрового калибра в количестве 12 орудий располагалась в шести бортовых башнях, а 20 пушек противоминного 74-миллиметрового калибра были установлены по бортам на палубе в бронированных укрытиях. Кроме артиллерии эти корабли, так же как их предшественники, были вооружены торпедными однотрубными аппаратами (2 подводных и 2 надводных).

На Черном море в этот же период строились по типу "Наварина" броненосцы "Три Святителя" и "Князь Потемкин Таврический". Не типовым был броненосец "Двенадцать Апостолов", отличавшийся меньшим водоизмещением и барбетно-башенным вооружением.

Всего с 1885 по 1904 г. в состав русского флота вступило 26 эскадренных броненосцев, 3 броненосца береговой обороны, 1 броненосный фрегат (впоследствии крейсер 1-го ранга), 16 броненосных крейсеров 1-го ранга и 3 броненосных крейсера 2-го ранга. Из этих кораблей 40 были предназначены для Балтийского флота и 9 - для Черноморского [82-83].

Однако, как показал опыт русско-японской войны, общая техническая отсталость России, слабость промышленной базы и длительные колебания в выборе типов кораблей привели к тому, что Япония с помощью Англии и других европейских государств сумела к началу войны создать флот, боевое ядро которого превзошло по своим боевым возможностям русские морские силы. Русский флот оказался менее подготовленным к войне, большая часть броненосцев и других крупных кораблей по своим тактико-техническим характеристикам уступала японским. Скорострельность и дальнобойность 305-миллиметровых орудий, установленных на русских броненосцах, были меньше, чем у японских. Снаряды уступали японским по мощности ударной силы и бризантному воздействию. Эскадренная скорость кораблей русского флота оказалась ниже, чем у кораблей противника. Кроме того, на Дальнем Востоке не было должным образом оборудованных морских баз.

Опыт русско-японской войны потребовал создания качественно нового флота, располагающего мощными быстроходными хорошо вооруженными кораблями в составе боевого ядра и легкими силами, способными обеспечивать в полном объеме боевые действия на море с применением артиллерийского и минно-торпедного оружия.

После русско-японской войны к разработке вопросов дальнейшего развития русского флота были привлечены наиболее знающие и прогрессивные специалисты морского дела и высококвалифицированные корабельные инженеры во главе с А. Н. Крыловым и И. Г. Бубновым. В 1907 г. была утверждена первая часть послевоенной судостроительной программы, предусматривавшая постройку четырех броненосцев новейшего типа - родоначальников нового класса броненосцев - линейных кораблей, а также некоторого количества миноносцев и подводных лодок.

В составлении проектов линейных кораблей приняло участие по конкурсу, объявленному морским министерством, несколько десятков зарубежных фирм и отечественных организаций. В итоге на рассмотрение поступило 40 проектов, из них 8 от известных иностранных судостроительных заводов. Предпочтение было отдано проекту, представленному Балтийским заводом и разработанному под руководством И. Г. Бубнова. В рабочем проектировании принимал непосредственное участие А. Н. Крылов, назначенный тогда главным инспектором кораблестроения и возглавлявший кораблестроительный отдел морского технического комитета.

Разработка конструкции первых русских линейных кораблей велась тщательно, с учетом заграничного опыта. Они должны были иметь водоизмещение 23 тыс. т, мощность турбин, проект которых разрабатывался в Петербурге с участием английской фирмы Браун, 42 тыс. л. с., 12 орудий главного калибра, установленных в четырех трехорудийных башнях, 16 орудий среднего 120-миллиметрового калибра, 4 подводных торпедных аппарата и несколько 47-миллиметровых пушек. Расчеты прочности корпуса проводились под непосредственным наблюдением И. Г. Бубнова. По выражению академика А. Н. Крылова, пять солидных томов этих расчетов "являются истинным руководством по строительной механике корабля и проектированию судов" [81, с. 143].

По этому проекту были построены и в начале первой мировой войны вступили в состав флота четыре линейных корабля - "Севастополь" (рис. 21), "Петропавловск", "Полтава" и "Гангут". Они имели сплошное бронирование надводного борта, скорость хода до 28 узлов и казематы, защищавшие жизненно важные центры корабля. Живучесть и непотопляемость обеспечивалась продольной 25-миллиметровой броневой переборкой и разделением внутренних помещений на водонепроницаемые отсеки.

21. Линейный корабль 'Севастополь'

Эти корабли выдержали испытание временем и после Великой Октябрьской социалистической революции вступили в состав Военно-Морских Сил СССР.

В 1911 г. была заложена следующая серия линейных кораблей. Их скорость должна была достичь 21 узла при четырехвальной турбинной установке, работающей на четыре гребных винта, дальность плавания - до 8 тыс. миль. Был достроен только линкор "Императрица Мария", но этому кораблю не пришлось принять участие в военных действиях: в 1916 г. после прихода в Севастополь корабль взорвался и затонул.

Постройка линкоров типа "Севастополь" и типа "Императрица Мария" доказала зрелость русских кораблестроителей, их способность решать сложнейшие технические задачи, возникающие в процессе проектирования и постройки такого высокоорганизованного комплекса самых разнообразных элементов, каким является линейный корабль.

Строительство крейсеров и миноносцев

Стремление обеспечить возможность действия морских сил на дальних коммуникациях при ограниченных финансовых затратах на постройку кораблей выразилось в особом внимании к развитию возникшего в конце 60-х годов прошлого столетия класса относительно легких и быстроходных кораблей с мощным артиллерийским вооружением. Корабли этого класса получили наименование крейсеров. Предшественниками их были парусные фрегаты, служившие для разведки и действий в открытом, море против купеческих судов и пиратов.

Соперничество крупнейших морских держав способствовало быстрому развитию крейсеров, а следовательно, и прогрессу техники кораблестроения и машиностроения. Не была в стороне и Россия, ранее других государств применившая броневую защиту на крейсерах, предназначенных для океанского плавания. Удаленность русских морских театров друг от друга и необходимость концентрации флота в случае угрозы войны, подрыв морской торговли и связей с колониями стран - вероятных противников были причиной постановки задачи создания мореходных крупных крейсеров, способных совершать дальние океанские переходы без пополнения запасов топлива и вести боевые действия вдали от своих баз.

Проектирование таких кораблей было поручено русским корабельным инженерам Н. А. Субботину, И. С. Дмитриеву и Н. Е. Кутейникову, которые успешно справились с поставленной задачей. В 1870 г. были заложены два броненосных крейсера - "Генерал-Адмирал" и "Александр Невский". По этому же проекту был перестроен и заложенный в 1865 г. фрегат "Минин". На крейсерах "Генерал-Адмирал" и "Александр Невский", вступивших в строй соответственно в 1875 и 1877 гг., броневой пояс толщиной 152 мм (равной калибру главной артиллерии этих кораблей), прикрывавший надводный борт по ватерлинию, и плоская броневая палуба толщиной 50 мм в значительной степени усиливали живучесть и предотвращали возможность получения серьезных повреждений от артиллерии средних калибров, которой в военное время вооружались грузовые коммерческие суда, а также фрегаты и клиперы, предназначенные для охраны торговых морских путей. При водоизмещении около 4,6 тыс. т и мощности главных машин около 4,5 тыс. л. с. скорость их достигала 13,5-14 узлов.

После русско-турецкой войны была построена новая, улучшенная серия броненосных крейсеров. При мощности паросиловой установки 7,0-8,5 тыс. л. с. их скорость выросла до 16,5-17 узлов. Самым крупным из этих кораблей был броненосный крейсер "Адмирал Нахимов" водоизмещением 8524 т, броневой пояс которого из сталежелезной брони толщиной 225 мм защищал корпус корабля на уровне ватерлинии по всему периметру. Броневая палуба толщиной 75 мм прикрывала корабль от навесного артиллерийского огня. Артиллерия главного калибра размещалась в четырех бронированных двухорудийных башнях, а 10 орудий среднего калибра были установлены по бортам. Дальность плавания этого корабля достигала 4,2 тыс. миль. Меньшего водоизмещения были броненосные крейсера этой же серии "Владимир Мономах", "Дмитрий Донской" и "Память Азова", построенные по типу "Минина". Все они еще сохранили парусное вооружение. В последнее десятилетие XIX в. в состав русского флота вступили тяжелые броненосные крейсера "Рюрик", "Россия", "Громобой" водоизмещением 11-12 тыс. т. Тяжелые броненосные крейсера по своим мореходным качествам и вооружению приближались к линейным кораблям, но превышали их по скорости.

Видоизменением броненосных крейсеров были более легкие бронепалубные крейсера, лишенные бортовой брони. На кораблях этого типа плоская броневая палуба, настланная почти на уровне ватерлинии, защищала артиллерийские погреба и энергосиловую установку от поражения при артиллерийском обстреле. По бортам располагались ямы, в которые загружался уголь в количестве, обеспечивающем дальность плавания до 7,5-8,0 тыс. миль. Такое расположение угольных ям способствовало повышению живучести кораблей, они в некоторой мере заменяли бортовое бронирование.

22. Бронепалубный крейсер 'Аскольд'

Типичными представителями бронепалубных крейсеров были "Варяг", "Аскольд" (рис. 22) и "Богатырь", построенные за границей в конце прошлого века, "Рында" и "Витязь" отечественной постройки, вступившие в строй в 1885 г., а также "Паллада" (рис. 23), "Диана" и "Аврора" более поздней постройки.

23. Бронепалубный крейсер 'Паллада'

Бронепалубные крейсера "Аскольд" и "Паллада" имели водоизмещение соответственно 5900 и 6080 т, но отличались мощностью главных машин. На первом три вертикальных паровых двигателя тройного расширения развивали мощность 19 тыс. л. с., на "Палладе" паровые машины той же системы были мощностью около 12 тыс. л. с. В результате бронепалубные крейсера типа "Аскольд" имели скорость, на 3-4 узла превышавшую скорость крейсеров типа "Паллады". Корабли этого типа приводились в движение тремя гребными винтами, работавшими автономно, каждый от своей паровой машины.

К началу XX в. определились три основных типа крейсеров: первый - для действий на дальних океанских коммуникациях, водоизмещением 8-12 тыс. т, второй - для действий на ближних путях сообщения, водоизмещением 4-8 тыс. т и третий - для разведки и сторожевой службы, водоизмещением 2-4 тыс. т.

Русско-японская война внесла коррективы в конструкцию крейсеров. Необходимо было повысить автономность и дальность плавания, увеличить скорость хода, а следовательно, и повысить мощность главных машин, улучшить систему разделения внутренних помещений на водонепроницаемые отсеки в целях повышения непотопляемости.

Первыми послевоенными крейсерами были три корабля типа "Адмирал Макаров" водоизмещением около 8 тыс. т и скоростью хода 21 узел. Легкий броневой пояс прикрывал корпус на уровне ватерлинии по бортам, а броневая палуба защищала жизненно важные центры корабля. Над палубой в два этажа стояли бронированные казематы, в которых размещалось восемь 152-миллиметровых и двадцать 75-миллиметровых орудий.

Два орудия главного 203-миллиметрового калибра находились в двух башнях, носовой и кормовой, вмещавших по одной пушке. Два однотрубных подводных торпедных аппарата были расположены по бортам. Крейсер "Рюрик", водоизмещением почти в 2 раза превышавший водоизмещение крейсера "Адмирал Макаров", имел большую площадь бортового бронирования, две двухорудийные башни с 254-миллиметровыми орудиями в носовой и кормовой частях корпуса, четыре двухорудийные бортовые башни с 203-миллиметровыми орудиями и двадцать 120-миллиметровых пушек, расположенных в укрытиях по бортам. Оба этих крейсера строились за границей. На Петербургских верфях строились крейсера "Светлана", "Адмирал Грейг", "Адмирал Бутаков" и "Адмирал Спиридов", заложенные в 1913 г. В Николаеве строились "Адмирал Лазарев и "Адмирал Нахимов". Это были однотипные крейсера, запроектированные на отечественных заводах, водоизмещением около 7 тыс. т. с легким бортовым броневым поясом и палубной броней, вооруженные 130-миллиметровыми орудиями. Часть этих кораблей не была достроена в связи с военной обстановкой и последующими революционными событиями.

Появление торпедного оружия привело к созданию кораблей с преимущественно торпедным вооружением - миноносок, а затем и более крупных - миноносцев, независимо от того, что торпедные аппараты устанавливались на крейсерах и броненосцах.

К концу 80-х годов XIX в. торпеда представляла уже мощное оружие с зарядом взрывчатого вещества весом 80-85 кг. Выброшенная в воду из трубы торпедного аппарата, торпеда с помощью установленного на ней двигателя развивала скорость до 20-25 узлов и своим ходом двигалась к цели на определенной глубине, управляемая специальными приборами, воздействующими на рулевые устройства. Хотя дальность действия торпеды значительно уступала дистанциям результативной стрельбы корабельной артиллерии, однако возможность скрытного поражения торпедами наиболее уязвимой подводной части корпуса даже бронированного корабля создала предпосылки к поискам способов наносить торпедные удары кораблям противника. Этим целям отвечало легкое быстроходное судно, способное на больших скоростях приближаться к атакуемому кораблю и с нужной дистанции производить торпедный залп.

На начальном этапе создания кораблей-торпедоносцев появились небольшие, водоизмещеним 20-30 т, миноноски с одним однотрубным носовым торпедным аппаратом. Для Балтийского флота было построено 90 однотипных миноносок водоизмещением 23 т с паровыми машинами мощностью 220 л. с., что позволяло этим судам развивать скорость 14-16 узлов. Неподвижный однотрубный торпедный аппарат, укрепленный в носовой части миноносок, наводился путем соответствующего маневрирования корпусом самой миноноски, диаметральная ось которой совпадала с осью направляющей трубы торпедного аппарата.

Низкие мореходные качества миноносок и крайне ограниченный запас топлива не позволяли использовать их на дальних коммуникациях. В нужный район открытого моря они доставлялись на специальных транспортах - матках. В годы русско-турецкой войны по инициативе С. О. Макарова для доставки катеров с торпедным вооружением к южным берегам Кавказа был использован пароход "Великий князь Константин". В России специальные минные транспорты не строились, так как предполагалось использовать миноноски вблизи своих берегов в оборонительных целях.

Для применения торпедного оружия на дальних коммуникациях совместно с крейсерами была поставлена задача создать мореходный корабль с торпедным вооружением. В 1877 г. на заводе Берда в Петербурге (впоследствии франко-русский завод) заложили первый в России мореходный миноносец "Взрыв" водоизмещением 134 т. При мощности машины 800 л. с. скорость хода его достигала 15 узлов. В 1878 г. этот миноносец вступил в строй. Технически он представлял собой обычную миноноску, но в увеличенном масштабе, что и послужило причиной возникновения нового, ставшего нарицательным термина - "миноносец".

До русско-японской войны по заказам морского министерства за границей и на верфях Петербурга и Николаева было построено около 200 миноносок водоизмещением до 100 т и миноносцев водоизмещением до 350 т. Особое место заняли корабли с торпедным вооружением, способные совершать дальние морские походы, к постройке которых приступили в конце 80-х годов. Это были по принятой тогда терминологии минные крейсера или корабли водоизмещением 400-650 т с главными машинами мощностью 3400-4500 л. с. Первоначальное название "минный крейсер" впоследствии было заменено на "эскадренный миноносец", или, сокращенно, "эсминец". Один из представителей этого типа кораблей представлен на рис. 24.

24. Минный крейсер 'Капитан Сакен'

Постройка миноносцев форсировала технический прогресс паросиловой энергетики и металлургии, так как при относительной слабости и уязвимости корпуса кораблей этого класса, лишенных бронирования, скорость хода имела решающее значение, а следовательно, для них нужна была высокая мощность главных машин в сочетании с максимальной легкостью. Вместе с тем была необходима и высокая прочность корпуса при минимальном весе, что требует применения высококачественных легированных сталей для набора и обшивки.

Развитие миноносцев вызвало к жизни более совершенные конструкции паровых водотрубных котлов и мощных паровых двигателей. Появились паровые турбины, так как технические возможности огнетрубных котлов и поршневых машин были вскоре исчерпаны. Водотрубные котлы и паровые турбины в процессе дальнейшего развития техники судостроения заняли ведущее место не только на миноносцах и крейсерах, но и на линейных кораблях, определив этим качественный скачок в развитии военно-морских флотов. Применение водотрубных котлов и паровых турбин в коммерческом флоте началось значительно позднее.

С появлением быстроходных хорошо вооруженных миноносцев возникла необходимость создать корабли, способные успешно бороться с ними. Так появились истребители миноносцев, или контрминоносцы, отличавшиеся повышенной скоростью хода и более мощным вооружением. Первым контрминоносцем в России был построенный за границей эскадренный миноносец "Сокол", скорость хода которого - 29 узлов - значительно превышала скорость миноносцев того времени. Этот корабль, впоследствии переименованный в "Прыткий", послужил образцом при проектировании новой серии 350-тонных эскадренных миноносцев на отечественных заводах на рубеже XX в.

Определенное значение в совершенствовании конструкции миноносцев имели первые опыты применения четырехвальной паросиловой турбинной установки на английских эскадренных миноносцах. Паровые турбины общей мощностью 10 тыс. л. с. вращали гребные валы, расположенные параллельно. Два бортовых вала приводили в движение две турбины высокого давления, два средних - две турбины низкого. На концах каждого вала на одном из кораблей было насажено по два гребных винта, а на другом - по три. На испытаниях корабли показали скорость до 36,8 узла.

Эскадренные миноносцы и контрминоносцы в дальнейшем строились только с турбинными паросиловыми установками.

Количественное соотношение кораблей различных классов на начало XX в. показано в табл. 3 [82-83].

Таблица 3. Количество военных кораблей в ведущих морских странах на 1900 г.

Класс кораблей / Россия / Англия / Франция / Германия / Италия / США / Япония
Эскадренные броненосцы / 12/12 / 53/17 / 31/4 / 18/7 / 15/4 / 5/11 / 3/4
Броненосцы береговой охраны / 15/1 / 13/- / 14/- / 11/- / -/- / 19/4 / 4/-
Броненосцы крейсера / 10/2 / 17/14 / 8/12 / 3/2 / 3/4 / 2/3 / 3/4
Бронепалубные крейсера / 2/8 / 107/9 / 36/4 / 13/4 / 15/3 / 14/7 / 14/2
Небронепалубные крейсера / 3/- / 15/- / 14/- / 21/- / 1/- / 6/- / 9/-
Миноносцы и контрминоносцы / 175/41 / 170/35 / 221/47 / 114/10 / 144/21 / 16/33 / 37/33
Минные заградители / 17/- / 35/- / 15/- / 2/- / 15/- / -/- / 1/-
В числителе - количество строящихся кораблей, в знаменателе - количество кораблей в строю

В ходе войны 1904-1905 гг. Россия потеряла большую часть флота. К 1906 г. в строю осталось 6 эскадренных броненосцев, 5 броненосцев береговой обороны, 10 крейсеров и 61 эскадренный миноносец.

Такое положение не могло не вызвать тревогу в правящих кругах. Для расширения производственной базы были приняты меры к созданию дополнительных мощностей на Петербургских верфях и заводах. Так, верфи Нового адмиралтейства и Галерного острова объединили в одно предприятие, где в короткий срок были построены новые металлические эллинги. Новое предприятие получило наименование "Адмиралтейский судостроительный завод".

Были частично реконструированы Ижорский и Обуховский заводы, специализировавшиеся на производстве брони, орудийных башен, пушек и некоторых видов корабельного оборудования. Расширился ряд цехов Балтийского и Путиловского заводов. К 1913 г. на Балтийском заводе работало уже более 5 тыс. рабочих, а выпуск продукции исчислялся более чем в 25 млн. руб. в год. На Путиловской верфи работало свыше 6 тыс. рабочих и почти столько же на Ижорской. В сумме годовой выпуск продукции этих двух предприятий оценивался примерно в 12-15 млн. руб. Развивалось судостроение в Ревеле, Николаеве, Херсоне, Севастополе и Одессе [84, с. 234-238]. Развернули постройку паровых турбин Петербургский металлический, Балтийский, Путиловский и Адмиралтейский заводы. Расширялась кооперация с другими предприятиями, расположенными на территории центральной России и Юга.

Средства, выделяемые на строительство флота, направлялись главным образом на постройку эскадренных миноносцев. За пять лет после окончания русско-японской войны в строй вступило 59 эскадренных миноносцев водоизмещением от 350 до 800 т, с поршневыми паровыми машинами мощностью 5700-7500 л. с. и скоростью 25-26 узлов.

25. Эскадренный миноносец 'Новик'

В 1913 г. в состав русского флота вступил первый турбинный эскадренный миноносец "Новик" (рис. 25), построенный на Путиловской верфи. Это был самый быстроходный эсминец своего времени. При водоизмещении 1260 т и мощности главных турбин 40 тыс. л. с. он способен был развивать скорость 37,3 узла. Два надводных двухтрубных торпедных аппарата позволяли одновременно выпускать четыре торпеды. Узкий и длинный (102,4*9,5 м, осадка - 3,2 м), вооруженный четырьмя 100-миллиметровыми орудиями и крупнокалиберными пулеметами, "Новик" представлял собой вполне боеспособный корабль, что и подтвердилось в годы первой мировой войны.

В предвоенный период на отечественных заводах было заложено 45 эсминцев типа "Новик". Часть этих кораблей не была достроена, а большая часть вступила в строй и принимала участие в боевых операциях флота в годы войны.

Возникновение и развитие подводного флота

Во второй половине XIX в. идея создания боевого подводного судна хотя и вынашивалась многими изобретателями, но еще не имела реального технического и материального базиса, на основе которого можно было бы ее осуществить. Опыты, в отдельных случаях поддержанные

морским ведомством, имели экспериментальный характер. И все же они оказали существенную пользу, когда достижения науки и техники позволили решить главную проблему - обеспечение подводного корабля системой движения под водой.

К наиболее интересным проектам того времени следует отнести проект подводного судна И. Ф. Александровского с пневматическим двигателем, построенного в 1866 г., и проект О. Б. Герна, по которому была создана миниатюрная подводная лодка с паровой машиной, предъявленная комиссии военного министерства в 1871 г.

Первоначально предложение Александровского было отвергнуто Морским ученым комитетом, зафиксировавшим свое решение в следующей форме: "Предложение его остроумное, как занятие кабинетное, не может иметь практического применения" [85]. Однако убедительные доказательства, представленные изобретателем дополнительно заставили изменить это решение, и на постройку лодки была ассигнована крупная сумма (140 тыс. руб.) с тем, однако, условием, что выплата будет производиться по частям после того, как Александровский представит на испытания готовую, выстроенную за его счет подводную лодку.

В июне 1865 г. лодка была спущена со стапеля Адмиралтейского завода и отведена для достройки в Кронштадт. Это было оригинальное плавучее сооружение водоизмещением 365 т, длиной 33 м, шириной до 4 м. В поперечном сечении оно представляло собой обращенный вершиной вверх треугольник с выпуклыми сторонами. Для движения лодки были применены два трехцилиндровых 70-сильных пневматических двигателя, работавших на гребные винты. Запас сжатого до 100 атм воздуха хранился на борту в прочных стальных баллонах. Как в надводном положении, так и под водой действовала одна и та же система энергетики.

Склепанное из толстых железных листов судно должно было выдерживать гидростатическое давление верхних слоев воды на заданной техническими условиями глубине 30 м. Элементарный подсчет показывает, что при внешней поверхности лодки Александровского, равной примерно 200 м2, на глубине 30 м ее корпус будет сжимать сила в 6 тыс. т. Очевидно, вследствие недостаточной прочности при испытаниях, проведенных в Бьеркезунде в 1871 г., подводная лодка получила повреждения корпуса и затонула. Впоследствии она была поднята на поверхность, но опыты с ней прекратились.

При всех недостатках конструкции этого опытного судна нельзя не признать заслуг изобретателя. Его лодка имела систему погружения и всплытия, действие которой достигалось путем продувания балластных цистерн сжатым воздухом, вытеснявшим из них воду. Такой способ применяется и доныне. В качестве навигационного инструмента в помещении рубки, обшитой внутри медными листами, был установлен магнитный компас. Лодка не раз ходила в подводном положении, выполняя различные эволюции. Ее крупным недостатком было отсутствие горизонтальных рулей.

В подводном суденышке О. Б. Герна энергетическая установка состояла из парового котла и паровой машины мощностью 6 л. с. В надводном положении паровой котел работал при притоке атмосферного воздуха, под водой переводился на отопление скипидаром, горение которого поддерживалось сжатым воздухом из установленного на лодке резервуара. Продукты сгорания выводились за борт, вследствие чего при движении за лодкой оставался пенистый пузырчатый след.

Добиваясь усовершенствования энергетической установки, изобретатель предложил сжигать в котельной топке особый горючий состав, компонентом которого было вещество, содержащее кислород, окисляющий топливо при горении без доступа воздуха. При испытании в августе 1871 г. в присутствии специальной комиссии было произведено сжигание брикетов горючего состава "сперва в жаровне на открытом воздухе, а потом под котлом... Сжигание состава в обоих случаях убедило комиссию, что горение его происходит действительно за счет собственного кислорода и что оно идет довольно равномерно, по крайней мере не производит вспышек, могущих повредить топку или котел" [86].

Однако ни система Александровского с использованием воздушного двигателя, ни идея Терна не могли решить проблему снабжения подводного корабля энергией для движения под водой. Лишь с развитием электротехники, появлением электродвигателей и аккумуляторов эта задача была решена и возникли реальные предпосылки к созданию боевой подводной лодки.

Бубнов Иван Григорьевич (1872-1919): Корабельный инженер, основоположник строительной механики корабля, создатель первых боевых подводных лодок. С 1910 г. профессор Морской академии. Впервые выяснил все основные вопросы расчета пластин, работающих в системе корпуса судна. Ему принадлежит фундаментальный труд 'Строительная механика корабля', в то время единственный по строгой научности, оригинальности и полноте изложения. Его работы нашли широкое практическое применение при проектировании в 1908-1910 гг. линкоров типа 'Севастополь'. Работы Бубнова по теории подводного плавания и расчету прочности подводных лодок легли в основу русского подводного судостроения. Выдающуюся роль в морской войне 1914-1918 гг. сыграли спроектированные Бубновым, и построенные под его руководством подводные лодки типа 'Барс'.

В 1900 г. была учреждена особая постоянная комиссия по подводному плаванию во главе с И. Г. Бубновым, которой вменялось в обязанность "устроиться для занятий и собраний в Опытовом судостроительном бассейне, в особо отведенной комнате для того, чтобы вести все дела секретно и держать под ключом и печатями все чертежи и документы" [87]. Появление двигателя внутреннего сгорания было решающей фазой на пути к осуществлению идеи создания автономного судна для плавания под водой, в котором в надводном положении этот двигатель приводил бы в движение гребные винты и обеспечивал зарядку аккумуляторов, а под водой использовалась бы электроэнергия, накопленная в аккумуляторах.

Энергичными усилиями И. Г. Бубнова и его помощников проект подводной лодки на основе изложенных принципов был разработан в минимально короткий срок, и 3 июля 1901 г. была санкционирована постройка "подводного миноносца № 113", впоследствии переименованного в подводную лодку "Дельфин" (рис. 26). Этот корабль подводным водоизмещением 124 т приводился в движение в надводном положении бензиновым двигателем внутреннего сгорания мощностью 300 л. с., построенным фирмой "Даймлер" по проекту русского инженера Б. Г. Луцкого. Под водой гребной винт вращался электродвигателем постоянного тока мощностью 120 л. с. Для зарядки аккумуляторов в надводном положении лодки использовался тот же двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель, работавший в режиме генератора.

26. Подводная лодка 'Дельфин'

Удачные испытания этого корабля показали, что русские судостроительные заводы успешно могут справиться с постройкой подводных лодок. В 1904 г. Балтийский завод построил шесть подводных лодок усовершествованной конструкции Бубнова водоизмещением (подводным) 180 т. Невский завод в 1905 г. спустил на воду шесть подводных лодок, постройка которых выполнялась по проекту английской фирмы "Голланд".

Применение бензиновых двигателей на подводных лодках в отдельных случаях приводило к авариям. Не была практически отработана конструкция корпуса. В нем в процессе эксплуатации выявились отдельные дефекты. Обнаружились недостатки и в системах погружения и всплытия, а также вентиляции. Все это тщательно изучалось конструкторским бюро. По инициативе Бубнова было решено в последующих проектах применить дизели вместо двигателей легкого топлива.

Проект новой подводной лодки Бубнова был разработан с учетом выявленных ранее недостатков, и 6 сентября 1906 г. на Балтийском заводе по этому проекту заложили подводную лодку "Минога" [88]. Это была первая в истории подводного плавания лодка с двигателями, работавшими на тяжелом топливе с воспламенением от сжатия. Два дизеля для нее мощностью по 120 л. с. были построены на заводе Нобеля в Петербурге. Такие двигатели требовали тщательной отработки, и поставка их затянулась до середины 1908 г. Задержалась и готовность электродвигателя на заводе "Вольта" в Ревеле.

Оба дизеля на "Миноге" были установлены в одну линию в направлении центральной продольной оси корпуса и должны были работать синхронно на один гребной вал. С помощью фрикционных муфт двигатели соединялись друг с другом и с гребным электромотором, который с помощью кулачковой муфты связывался с гребным валом.

27. Подводная лодка 'Акула'

Следующей подводной лодкой значительно большего водоизмещения с дизелями была "Акула" (1911), также конструкции Бубнова (рис. 27). Ее подводное водоизмещение равнялось 468 т. Три дизеля по 300 л. с., работавшие автономно, каждый на свой гребной винт, сообщали этой лодке в надводном положении скорость около 11 узлов. Электродвигатель мощностью 300 л. с. был связан только со средним гребным винтом и одним из дизелей, с помощью которого и производилась зарядка аккумуляторной батареи. Для движения в подводном положении средний дизель отключался от электродвигателя.

Корпус "Акулы" был построен из легированной никелевой стали, толщина обшивки составляла 12 мм. Два носовых торпедных аппарата и два кормовых, непосредственно вмонтированных в корпус лодки, а также четыре бортовых решетчатых обеспечивали этой лодке возможность наносить торпедные удары по крупным кораблям противника. Удачная конструкция корпуса и мореходные обводы его позволяли лодке выходить в море при волнении до 7-8 баллов и совершать дальние переходы в надводном положении.

Подводная лодка "Акула" была промежуточным звеном между первыми сериями лодок небольшого водоизмещения и лодками Бубнова типа "Барс" (рис. 28), подводное водоизмещение которых равнялось 780 т. Эти лодки строились на Балтийском заводе в Петрограде, на заводе Ноблесснера в Ревеле и на николаевском заводе "Наваль".

28. Подводная лодка типа 'Барс' перед спуском

Усилия военно-морских властей были направлены на совершенствование подводного флота, повышение тактико-технических характеристик подводных лодок, в первую очередь на увеличение скорости, глубины погружения и длительности пребывания под водой. Кроме того, изыскивались пути расширения возможностей использования подводных лодок в качестве подводных минных заградителей.

Оригинальной попыткой создания подводного минного заградителя в России является постройка подводной лодки "Краб" по проекту М. П. Налетова на николаевском заводе "Наваль". Этот корабль подводным водоизмещением 740 т был специально приспособлен для постановки мин заграждения, запас которых (60 штук) размещался в кормовой надстройке. Мины можно было ставить при движении под водой, скрытно от постов наблюдения противника. Кроме мин "Краб" имел два носовых торпедных аппарата.

Крайне важной проблемой подводного плавания было движение под водой в условиях полного отсутствия притока атмосферного воздуха. Хотя применение аккумуляторов и гребных электродвигателей частично решало эту проблему, однако необходимость периодической зарядки аккумуляторов требовала всплытия подводной лодки. Ограниченный запас электроэнергии в аккумуляторных батареях сокращал сроки пребывания под водой и препятствовал осуществлению маневров, требующих длительного движения в подводном положении с максимальной скоростью.

Уменьшали полезный объем лодок также громоздкость и большой вес аккумуляторных батарей со свинцовыми пластинами и необходимость иметь гребные электродвигатели.

Изобретатели и конструкторы работали в направлении изыскания двигателей, способных работать как в надводном, так и в подводном положении лодки. Идея "единого двигателя" будоражила умы. Одним из вариантов реализации этой идеи была постройка подводной лодки "Почтовый" по проекту инженера С. К. Джевецкого. Он в 1903 г. предложил установить на лодке бензиновый двигатель, который в подводном положении лодки мог бы работать за счет запаса сжатого до 200 атм воздуха, заключенного в 50 стальных баллонах общей емкостью 11,5м3. Автоматический детандер понижал давление воздуха при выпуске из баллонов до 18 атм, после чего воздух подогревался выхлопными газами и направлялся во вспомогательный пневматический двигатель, приводивший в действие насос, предназначенный для отсасывания выхлопных газов за борт. Отработавший в пневматической машине воздух поступал во внутренние помещения лодки и оттуда обычным путем засасывался в карбюратор двигателя, способствуя вентиляции и улучшению обитаемости лодки. Запас сжатого воздуха мог возобновляться в надводном положении лодки с помощью мотокомпрессора. Находившегося в баллонах воздуха хватало на 5 час. работы главного двигателя, что обеспечивало дальность плавания под водой до 27 миль полным шестиузловым ходом [89].

Принципиально новое решение проблемы движения под водой, предложенное Джевецким, могло бы дать более обнадеживающие результаты, если бы на "Почтовом" вместо бензиновых двигателей установить дизели. Все же лодка с единым двигателем была построена, и ее испытания показали возможность дальнейшей разработки этого направления развития подводного плавания.

Подводные лодки типа "Барс" по проекту И. Г. Бубнова строились в период 1911-1917 гг. на отечественных заводах и представляли по тем временам технически достаточно отработанную конструкцию подводного корабля. Две подводные лодки этого типа были переконструированы в подводные минные заградители, способные нести на борту по 42 якорные мины.

* * *

Русские корабельные инженеры, ученые и изобретатели внесли весомый вклад в кораблестроительную науку. Труды М. М. Окунева и Н. А. Арцеулова, огромное творческое наследие академика А. Н. Крылова и его практическая деятельность как в дореволюционный период, так и после установления Советской власти, разработка проектов подводных лодок и линейных кораблей профессором И. Г. Бубновым, руководство постройкой кораблей многими выдающимися корабельными инженерами, учениками Крылова и Бубнова, - все это говорит о талантливости русских судостроителей, о их вкладе в русское кораблестроение.

Состояние торгового флота

В рассматриваемый период морское судостроение носило односторонний характер. Если строительство самоходного и особенно несамоходного транспортного флота для внутренних речных путей сообщения было широко развито, то строительство морских торговых судов на отечественных верфях велось в крайне ограниченных размерах.

Слабость отечественной промышленной базы и загруженность крупных верфей заказами военно-морского ведомства служили главным препятствием на пути развития русского торгового мореплавания.

В составе гражданского транспортного флота пароходы насчитывались единицами и были преимущественно заграничной постройки. Так, по официальным данным до 1860 г. из 32 паровых судов, обслуживавших морские внешние и внутренние перевозки, 27 были приобретены за границей. За десять лет, с 1860 по 1870 г., из 68 пароходов, пополнивших состав русского торгового флота, только 8 были отечественной постройки, остальные строились на иностранных верфях [90, с. XVII].

На 1 января 1880 г. из 268 русских морских коммерческих судов, плававших на Балтийском, Черном, Белом, Каспийском и Азовском морях, русской постройки было только около двух десятков. Не случайно активный деятель общества для содействия русскому торговому мореходству Д. Н. Любавин с грустью констатировал: "Известно, что Россия стоит по судоходству даже ниже маленькой Норвегии, не говоря уже про все великие державы и некоторые второстепенные" [91, с. 9-10].

В 1856 г. был организован "Специальный комитет для изыскания средств к развитию торгового мореходства", в результате деятельности которого возникли крупные паевые пароходные компании. В том же году было основано Русское общество пароходства и торговли (РОПИТ), ставившее своей задачей развитие пароходных сообщений на Черном и Азовском морях. Приобретенные этим обществом торговые суда совершали рейсы в иностранные порты на Средиземном море, а также ходили вокруг Европейского континента на Балтику.

Пароходные общества создавались также на Севере - Товарищество Архангельского и Мурманского срочного пароходства, на Балтике - Рижское пароходное общество, на Каспийском море - пароходное общество "Кавказ и Меркурий".

Особое место занимает пароходное общество "Добровольный флот", начало деятельности которого относится к 1878 г., ко времени окончания русско-турецкой войны. Опасаясь усиления влияния России на Балканах, Англия спешно направила в восточную часть Средиземного моря крупные морские силы. Перед надвигавшейся опасностью новой войны возникло патриотическое движение за создание на Черном море торгового флота, который в случае необходимости мог быть мобилизован, вооружен и использован для усиления весьма малочисленных военно-морских сил, которыми на этом театре располагала Россия. В постановлении общего собрания членов пароходного общества, созванного в начале апреля 1878 г., отмечалось: "Суда эти в случае войны передавать в распоряжение правительства на военные надобности в качестве крейсеров, в мирное же время обращать на цели торговые" [92, с. 5].

В короткий срок были собраны крупные пожертвования на эти цели (за год сумма "доброхотных даяний" достигла более 3,8 млн. руб.). На них были закуплены четыре парохода, отвечавшие требованиям военно-морского ведомства. И в дальнейшем пополнение "Добровольного флота" также шло за счет покупки судов за рубежом.

Русское общество пароходства и торговли к 1887 г. имело около 80 пароходов общим водоизмещением более 85 тыс. т и общей мощностью машин около 9 тыс. л. с. [93, с. 63]. Следует отметить, что это общество с 1868 г. имело в Севастополе собственный небольшой судостроительный завод, на котором за 15 лет было построено несколько торговых паровых судов водоизмещением до 900 т и мощностью машин около 300 л. с. С 1883 г. этот завод начал строить броненосцы по заказам морского ведомства для Черноморского флота.

Транспортные пароходы, принадлежавшие РОПИТу, во время русско-турецкой войны были мобилизованы и принимали участие в боевых действиях.

Крайне ограниченные возможности русского торгового флота, его малочисленность и техническая отсталость вынуждали фрахтовать для перевозок иностранные суда. Не случайно, анализируя состояние отечественной морской торговли, Н. А. Шавров в конце прошлого столетия был вынужден констатировать: "Россия выплачивает, за неимением национального торгового флота, ежегодную дань в размере 60-70 миллионов рублей иностранным государствам, опередившим нас в развитии морского могущества и ссужающих нам свои корабли для перевозки русских произведений на иностранные рынки" [94, с. 5-6]. Совершенно резонно этот автор отмечает, что военное кораблестроение при надлежащих производственных возможностях отечественных заводов "могло бы иметь самое плодотворное влияние на развитие нашего коммерческого мореходства и главным образом на прогресс судостроения, которое в морском ведомстве стоит на высоте современной европейской техники и слишком отстало от последней в торговом флоте" [94, с. 8].

В начале XX в. только на Каспийском море пароходы русской постройки составляли около 40% (в основном за счет судов, строившихся на Волге). На остальных морях эта величина была значительно ниже. Морской транспорт России не обеспечивал объема морского торгового грузооборота, вследствие чего на фрахтование иностранного тоннажа накануне первой мировой войны ежегодно затрачивалось уже 140-150 млн. руб. [95, с. 3].

Царская Россия не могла обеспечить потребности страны в морских торговых перевозках на собственных судах, поскольку главной задачей было создание мощного военно-морского флота, но и в решении этой задачи монархический режим не смог добиться желаемых результатов, хотя строительство военных кораблей стимулировало развитие почти всех отраслей тяжелой промышленности и играло определенную роль в повышении экономического и технического потенциала.

Особенности плавания в замерзающем Финском заливе и на севере страны вызвали к жизни ледокольный флот, по количеству и мощности судов занимавший ведущее место в мире. В 1899 г. по инициативе и эскизному проекту адмирала С. О. Макарова на судостроительной верфи Амстронг в Англии началась постройка сверхмощного по тем временам ледокола "Ермак". К 1917 г. ледокольный флот насчитывал пять крупных ледоколов с мощностью главных машин от 7 до 10 тыс. л. с. ("Ермак", "Святогор", "Александр Невский", "С. Макаров" и "Федор Литке") и семь ледокольных пароходов с машинами мощностью от 1,6 до 3 тыс. л. с. Все эти суда были построены с 1900 по 1915г.

Во второй половине XIX в. вследствие интенсивного железнодорожного строительства и приближения дорожной сети к морям, омывающим Россию, началось строительство и расширение ранее существовавших морских портов. Развитие парового флота, увеличение осадки судов и их размеров требовали создания более глубоких подходов к портам, хорошо защищенных рейдов и ремонтных баз.

В 1885 г. была разработана программа портостроительных работ. Были построены новые порты в Феодосии, Ялте, Мариуполе, Поти, Батуме, Новороссийске. Расширены и улучшены порты Либавский, Одесский, Рижский и Петербургский, сооружен морской канал Петербург - Кронштадт длиной 28 км и глубиной 7 м, который явился крупнейшим для конца XIX в. В связи с ростом внешней торговли отделом торговых портов министерства торговли и промышленности (инженер Б. Н. Кандиба) была разработана в 1903 г. новая обширная программа портостроительства.

Порты строились на Черном, Каспийском и Белом морях, в Мурманске, в устьях Днепра и Волги, на Дальнем Востоке и во многих пунктах Балтийского и других русских морей.

Техника шоссейных дорог

К 1861 г. Россия располагала развитой сетью шоссейных дорог с вполне совершенными и стойкими дорожными покрытиями оригинальной конструкции. С 1825 по 1861 г. было построено около 9 тыс. км шоссе, включая дороги первого класса: Петербург-Москва, Москва - Нижний Новгород, Москва-Смоленск, Петербург-Рига, Москва - Брест-Литовск. Наиболее трудной дорогой, построенной в этот период, является Военно-Грузинская (Тифлис-Владикавказ), протяжением 220 км [96].

Еще в 1848 г. в России начали применять нормальные поперечные профили при строительстве казенных шоссейных дорог. Были установлены два профиля: один для глинистых, другой для обычных и песчаных грунтов. В открытых местах ширина дорожной полосы была установлена 42,6 м, а в лесистых - 64 м. Ширина земляного полотна составляла 12,8 м, из них проезжая часть - 5,3 м и обочины по 3,7 м каждая. Поперечные уклоны назначались для глинистых грунтов 2,5 см (0,04%), для обычных - 23 см (0,036%). Водоотводные канавы имели ширину по низу 0,64 м и глубину 1,06 м. Дорожное покрытие характеризовалось наличием песчаного слоя по оси дороги толщиной 10 и верхнего щебеночного слоя толщиной 17 см. На обочинах укладывался слой растительной земли толщиной 15 см у краев щебеночного покрытия, снижаясь до 7,6 см у бровки обочины.

Такие дорожные покрытия были характерны для дорог, построенных в предреформенный и эксплуатируемых в пореформенный периоды. По этим профилям были сооружены Московско-Варшавское шоссе (1849), Киевское (1850), Воронежское и Киевско-Брестское шоссе (1864).

В пореформенный период в связи с быстрым развитием промышленного капитализма в России резко повысились требования к транспорту и выявились недостатки дорожного строительства. Они особенно сказались во время Крымской войны. В то время не было ни одной шоссейной или железной дороги, связывающей центральные районы России с Крымом.

Для развития дорожной техники и науки в период 1861-1914 гг. характерны два этапа: первый связан с относительно быстрым развитием железнодорожного транспорта, второй - с появлением нового вида транспорта - автомобильного, который начал оказывать влияние на рост и совершенствование дорожного строительства. В условиях домонополистического развития капитализма в России закладывались основы так называемой елочной схемы размещения транспортной сети, стволом которой являлась железнодорожная линия или магистральная шоссейная дорога, а ветвями - разнообразные по длине обыкновенные дороги.

В пореформенный период министерство путей сообщения (в ведении которого находились рельсовые и безрельсовые пути сообщения), недооценивая значение шоссейных дорог, отдавало предпочтение железным дорогам. В 60-70-х годах XIX в. видные представители транспортных кругов, например инженер Е. Головачев, считали необходимым наряду с железнодорожным транспортом развивать сеть шоссейных дорог. Однако министерство предусматривало в тот период лишь строительство подъездных дорог и поощряло устройство дорог частными предпринимателями, уделяя внимание лишь поддержанию магистральных дорог в состоянии, обеспечивающем их эксплуатацию.

Технические условия проектирования шоссейных и мощеных дорог

Опыт, накопленный при строительстве дорог, позволил приступить к составлению специальных руководств. В 1870 г. в Киеве вышла в свет книга Е. Головачева "Об устройстве земских дорог и отношении их к железным путям для развития производительности в России". В работе излагались правила проектирования шоссейных и грунтовых дорог, а также методы улучшения их путем уплотнения под действием собственного веса. Показывалось применение различных покрытий, в частности из оптимальных грунтовых смесей.

Строители дорог узнали, что вода "силою волостности" в разных грунтах поднимается на неодинаковую высоту, что в зависимости от гранулометрического состава грунты по-разному оседают и реагируют на изменение влажности и температуры.

Е. Головачев описал процесс взаимодействия грунта с водой и дал приближенный метод определения величины набухания грунтов. Он указал, что влажность грунта можно определить нагреванием. Им были отвергнуты ошибочные положения о том, что прочность дорожного полотна зависит исключительно от крупности щебеночной насыпи, и о том, что пески не сжимаются. "С течением времени, - писал автор, - когда убедились в полной необходимости: изучать не только крупность щебня, но и свойства его пыли, обеспечивающей наибольшую связь между щебнем; прибавлять к щебню мелкий материал для заполнения промежутков; укатывать шоссе искусственно до полного уплотнения; поливать водой щебень для лучшего уплотнения щебеночного слоя, - тогда выяснились причины, почему устраиваемые шоссе оказывались непрочными и никогда не имели гладкой поверхности".

Рекомендации Головачева по использованию песка для предохранения земляного полотна от размокания и, следовательно, от разжижения и пучения не утратили практической ценности до наших дней.

Представляет интерес сопоставление темпов строительства в нашей стране шоссейных и железных дорог с 1861 по 1900 г. Всего за этот период построено около 15 тыс. км шоссе и 55 тыс. км рельсовых путей (табл. 4).

Таблица 4. Протяженность шоссейных и железных дорог, построенных в Европейской России в 1861-1900 гг., км

Годы / Шоссейные дороги / Железные дороги
До 1861 / 9000 / 1586
1876-1880 / 367 / 3876
1861-1880 / 10670 / 23166
1881-1885 / 133 / 3819
1896-1900 / 1700 / 16267
1881-1900 / 4155 / 31842

Строительство дорог вели также земские учреждения, построившие к концу XIX в. около 11,7 тыс. км дорог с каменным покрытием. В 1873 г. был утвержден план строительства стратегических шоссе, а в период русско-турецкой войны 1877-1888 гг. были сооружены новые дороги и мосты. В 1884 г. было принято решение в течение 10 лет создать сеть стратегических шоссе протяжением 2,9 тыс. км, однако план этот полностью выполнен не был (лишь к 1908 г. было сооружено 2,6 тыс. км стратегических дорог).

Кроме шоссейных дорог (которых к началу XX в. было 15,6 тыс. км) в европейской части России имелось свыше 11 тыс. км дорог с каменной одеждой министерства внутренних дел (из них около 3 тыс. км грунтовых трактов с частичным замощением).

Особенно усилилось дорожное строительство в конце XIX в. на Кавказе, на юге и юго-востоке страны (главным образом стратегических дорог). В это же время было положено начало строительству переселенческих грунтовых дорог в Сибири и Средней Азии.

До 1895 г. велось интенсивное шоссейное строительство земствами Московской, Тульской, Петербургской, Херсонской и Харьковской губерний. Они построили до 1901 г. 2,2 тыс. км дорог с каменным покрытием.

Помимо дорог с каменным покрытием 61 губерния Европейской России располагала земскими грунтовыми дорогами протяженностью 214 тыс. км, а также проселочными дорогами, протяженность которых не учитывалась.

Организация натуральной дорожной повинности позволяла поддерживать грунтовые дороги в проезжем состоянии [97]. Принимались меры и к улучшению технического состояния грунтовых дорог путем постройки мостов, устройства боковых водоотводных канав, сооружения земляных дамб, жердевых настилов, рассыпки смеси растительной земли с гравием, а также с добавкой песка, гравия и гальки.

В отдельных губерниях в целях улучшения дорог к покрытию добавлялись глина и мел или мел с песком, шлаки и торф. Примечательно применение сосновых лапок, вереска и хвороста.

Положительные результаты дало устройство шоссе из гравия. В конце XIX в. к гравию в качестве связующего вещества добавлялся суглинок с примесью ила.

В 1874 г. была утверждена инструкция по сооружению шоссейных дорог, предусматривающая два поперечных профиля для песчаных и глинистых грунтов. Предусматривалась ширина дорожной полосы 20,0-20,5 м, из которых на земляное полотно приходилось 7,7-8,0 м, в том числе на проезжую часть 4,3 м, на канавы по 2,4 м с каждой стороны и на скосы по 3,8 м с каждой стороны. Толщина щебеночного покрытия по оси дороги предусматривалась 14 см и по краям дороги 10 см. Для глинистых дорог, кроме того, требовался песчаный слой толщиной по оси дороги 12,7 см и по краям 10 см. Продольные уклоны устанавливались максимальной крутизны 50‰, допускаемые на протяжении не более 1 км дороги.

По новым профилям строились дороги преимущественно местного и подъездного значения. Новые магистральные шоссейные дороги продолжали строить по профилям 1847 г. Так, с 1861 по 1865 г. было сооружено около 800 км новых дорог, в 1866-1876 гг. - около 500 км [98]. В 1864 г. было закончено Киево-Брест-Литовское шоссе протяжением 590 км.

В соответствии с новыми правилами "О производстве изысканий и составлении проектов подъездных шоссейных дорог" (1881) были приняты два нормальных поперечных профиля: один для глинистых и другой для песчаных грунтов. Это было обусловлено все возрастающим грузовым движением на дорогах и снижением их строительной стоимости.

По правилам 1881 г. предельные уклоны предусматривались для равнинной местности 40‰ при протяженности не более 1,5 км, для холмистой местности - 50‰ при протяженности не более 1,0 км и для гористой местности - не более 60‰ при протяженности до 0,5 км. Наименьший радиус закруглений допускался 34 м.

По этим техническим правилам строились почти все новые казенные шоссе, за исключением дорог Крыма и Кавказа. Для них нормальные поперечные профили и технические условия постройки установлены не были, и их проектировали в каждом отдельном случае по особо утвержденным заданиям.

К числу горных дорог, сооруженных в пореформенный период, относятся Военно-Грузинская на Кавказе, законченная в 1885 г., и Ялта-Бахчисарайское шоссе в Крыму, сданное в эксплуатацию в 1891 г. Эти дороги строились в исключительно трудных топографических условиях и имели большое стратегическое значение.

В 80-х годах XIX в. царская Россия приступила к строительству стратегических шоссе для осуществления своей политики на Балканах. Возникла необходимость уточнения технических правил 1881 г. В 1889г. были разработаны технические правила, определившие максимальный уклон 0,05, длину участка с таким уклоном 640 м, устройство щебеночной одежды из наиболее твердого и однородного материала или из двух слоев (нижний - из мягких пород, верхний - из твердых). Толщина щебеночной одежды увеличивалась до 25 см вместо 17,7 см по оси проезжей части и до 21,3 см по краям вместо 15 см.

Дорожное строительство не ограничивалось постройкой шоссе. В городах и на внегородских участках шоссейных дорог строились каменные мостовые (рис. 29). Ширина мостовых в городах принималась 12,8 м, а проезжая часть 11,5 м; толщина песчаного слоя 17-20 см. На внегородских участках шоссейных дорог ширина проезжей части и земляного полотна принималась равной их ширине на дорогах, но при подходе к городам мостовая назначалась шире, с учетом интенсивности пригородного движения.

29. Поперечные профили каменных мостовых, построенных во второй половине XIX в. а - в городах; б - вне города.

Техника сооружения земских шоссейных и грунтовых дорог была еще менее совершенной, чем применявшаяся при строительстве казенных шоссе. В конце XIX в. еще не существовало какого-либо выработанного типа земских дорог с каменной одеждой, и в разных губерниях и даже в разных уездах одной губернии строились земские шоссе с самыми разнообразными по величине и качеству элементами. Обычно ширина земляного полотна земских шоссе колебалась от 6,4 до 12,8 м (в некоторых губерниях снижалась до 5,3 м), а ширина каменной одежды - от 2,8 до 5,3 м и в редких случаях от 6,4 до 10,6 м. Те же размеры имели грунтовые дороги с земляным полотном и проезжей частью, улучшаемой добавками (песка, гравия и т. п.).

30. Поперечный профиль грунтовых дорог во второй половине XIX в.

В строительстве земских грунтовых дорог применялись два типа поперечных профилей (рис. 30): обычный, наиболее распространенный, и лотковый, менее распространенный. В сравнении с шоссе поперечные уклоны грунтовых дорог назначались более значительными, в зависимости от качества грунта их рекомендовалось применять в пределах 0,03-0,06. Хотя правила предписывали принимать для земских дорог продольные уклоны и радиусы закруглений такие же, как и для казенных шоссе, но фактически для земских дорог допускались продольные уклоны в пределах 0,08-0,10 и даже больше, а радиусы закруглений 21-22,4 м. Подобное "облегчение" технических правил имело место и в отношении других элементов грунтовых и шоссейных дорог (уменьшение ширины проезжей части, толщины щебеночного слоя и др.). Более того, это облегчение коснулось и основных принципов проектирования трассы. Примерно с 70-80-х годов стали отказываться от принципа проектирования трассы дороги по кратчайшему направлению и начали переходить к проектированию гужевых дорог в плане извилистой линии и в профиле по обертывающей кривой. Переход к этому методу мотивировался обычно необходимостью сокращения издержек на строительство и ремонт дорог.

В условиях домонополистического капитализма характерной особенностью дорожного строительства являлось крайне медленное внедрение новой дорожной техники, уже получившей применение в передовых странах Западной Европы.

31. Конный металлический каток с балластными ящиками, применявшийся во второй половине XIX в.

Основными типами дорог в конце XIX в. оставались щебеночное шоссе, булыжная мостовая и гравийная дорога, причем из 28-29 тыс. км дорог с таким покрытием 90% приходилось на щебеночное шоссе. Усовершенствованные покрытия (брусчатые, мозаиковые, клинкерные, асфальтовые и др.) крайне медленно внедрялись в практику дорожного строительства.

32. Паровой.каток Коломенского завода

Замена ручного труда механизированным шла медленно из-за дешевизны рабочих рук. Основным механизмом на постройке шоссейных дорог по-прежнему были конные катки, несколько усовершенствованные во второй половине XIX в., конные металлические катки с балластными ящиками системы Полозовского (рис. 31) и катки системы Варшавского округа путей сообщения. В 1875 г. в России был применен первый импортный паровой каток. Позже началось производство паровых катков на ряде русских заводов (Коломенском, Брянском, заводе Рудского в Варшаве). К числу лучших относились паровые катки Коломенского завода мощностью 15-25 л. с. и весом 10,0-10,5 т (рис. 32). Заводы стали выпускать и другие дорожные машины (снегоочистители, механические кирковщики, камнедробилки) (рис. 33).

33. Русская щековая дробилка начала XX в. (схема)

Во второй половине XIX в. в связи с ростом движения на дорогах большое значение приобрели вопросы их ремонта и содержания, особенно шоссе, находившихся в ведении министерства путей сообщения. К концу XIX в. была установлена целесообразность двух систем ремонта шоссе - ямочный и сплошными россыпями, техника которых сохранила свое значение и по настоящее время. Одновременно были определены объемы рассыпаемого щебня в год применительно к разрядам казенных шоссе, на которые они были разделены в зависимости от их загрузки и действительной потребности в ремонте. В соответствии с этими разрядами устанавливалась численность временных поденных рабочих дополнительно к тем, которые были определены по штатным расписаниям.

Ляхницкий Михаил Анатольевич (1852-1923): Профессор Петербургского института инженеров путей сообщения (с 1894 г.). Видный специалист по проектированию шоссейных дорог и автор первого учебника по этому предмету. Известен исследованиями новых физика-механических свойств строительных материалов.

Что касается земских дорог, то на них не создавалось какой-либо однообразной системы ремонта и содержания. Как правило, все грунтовые дороги в земских и значительная часть в других (неземских) губерниях содержались за счет натуральной дорожной повинности. Техника ремонта и содержания дорог за счет этой повинности сводилась к выравниванию дорожного полотна, прорытию и очистке канав, установке вех, устройству ограждений, постройке и ремонту небольших мостов; при этом применялись топор, лопата, а иногда плуг и борона. К достижениям дорожного строительства в России следует отнести создание научных основ постройки и ремонта дорог, и, прежде всего, шоссе. Первые начала этих основ применялись еще в дореформенной России. Следует отметить создание самостоятельного курса для студентов Института инженеров путей сообщения и выпуск учебного пособия "Курс обыкновенных дорог" М. А. Ляхницкого "[99]. Важным достижением было создание пособий по постройке, ремонту и содержанию грунтовых дорог, из которых особо следует отметить работы Е. Головачева и В. Казнакова, и значительное расширение работ по испытанию дорожно-строительных материалов, изучению техники укатки шоссейных дорог, дорожных пучин, специфических вопросов ремонта и содержания шоссейных дорог и их эксплуатации.

Усиление темпов дорожного строительства и механизация работ

Важным этапом в развитии русского дорожного строительства был период с начала XX в. до 1917 г., совпадавший в основном с монополистической стадией развития капитализма в России. Этот период характеризуется усилением темпов дорожного строительства и попытками улучшения дорожной техники, некоторой механизацией дорожно-строительных работ и приспособлением старых типов дорожных покрытий к автомобильному транспорту. Совершенствовались и сами профили дорог.

Примечательно, что во время войн особенно резко ощущалась отсталость России в дорожном строительстве и начиналось интенсивное строительство дорог. Так, в период русско-японской войны дорожное управление штаба главнокомандующего построило 2334 км дорог и на них 215 мостов общей длиной 3032 м; кроме того, был построен 71 перевал общей протяженностью 85 км. Такое же явление повторилось и в 1914-1917 гг.

В 1911 г. общее протяжение дорожной сети страны исчислялось в 775 тыс. км, из них дороги с каменной одеждой составляли около 36 тыс. км, т. е. около 5% общей протяженности дорог. Суммарная длина отдельных шоссированных и мощеных участков грунтовых дорог составляла 12 тыс. км, а улучшенных (гравием, песком и т. п.) грунтовых дорог - 22,5 тыс. км. При этом важно отметить, что почти треть всех мощеных дорог была построена в первое десятилетие XX в., а дорожная сеть с твердыми покрытиями (шоссе и мостовые) почти полностью приходилась на европейскую часть России [98].

В состав дорожной сети России входили также гравийные дороги и некоторые типы усовершенствованных мостовых (асфальтированных, клинкерных, брусчатых, торцовых), профилированных грунтовых дорог и гудронированных шоссе. По неполным данным, в 1913-1914 гг. в России насчитывалось 2,7-3,2 тыс. км гравийных дорог, значительная часть которых была проложена в прибалтийских губерниях, Привислинском крае, Казанской и Уфимской губерниях. В некоторых округах путей сообщения применялись клинкерные мостовые (Варшавский и Киевский округа) и деревянные (торцовые) мостовые (главным образом в Петербурге и отчасти в Москве, Одессе, Варшаве). Усовершенствованные дорожные покрытия - асфальтовые, брусчатые, мозаиковые - внедрялись очень медленно (начало их применения относится ко второй половине XIX в.).

С ростом интенсивности движения и распространением автомобилей возникла проблема борьбы с пылью на шоссе. В связи с этим в первые годы XX в. проводились опыты по гудронированию. В Одессе инженер В. Зуев применил нефтяной гудрон при температуре 60-70º, разливавшийся на очищенную поверхность шоссе. В период 1909-1914 гг. опыты по гудронированию проводились в Крыму. В Ялте в 1912 г. применили каменноугольный деготь при температуре 85º, который разливался на хорошо очищенную поверхность шоссе специальным аппаратом и разравнивался твердыми щетками. По истечению 7-8 часов после покрытия поверхность шоссе засыпалась мелким песком.

По-прежнему постройка и ремонт дорог осуществлялись ручным способом, но в начале XX в. получили распространение механизмы для повышенного по сравнению с конным катком уплотнения щебеночной одежды, в их числе паровые катки. К 1910 г. в стране насчитывалось 76 паровых и 248 конных дорожных катков. Появились первые заграничные катки с двигателями внутреннего сгорания.

С конца XIX в. нашли применение импортные струги и грейдеры-элеваторы, приводившиеся в движении 12-16 лошадьми. В 1906 г. появился и отечественный грейдер-элеватор, сконструированный Ф. А. Поляковым-Ковтуновым. С помощью ножей, поставленных вертикально или наклонно, машина срезала с откоса грунт равномерными слоями, толщиной 1 см. Грунт попадал в ковш, поднимался и относился в сторону поперечным транспортером, приводившимся в движение зубчатыми передачами от колес повозки. Производительность машины достигала 80-100 м3/час.

Грейдеры и грейдеры-элеваторы первоначально были деревянными с металлическим ножом. Затем деревянные конструкции начали заменять металлическими. Это позволило увеличить размеры и прочность машин. Для уменьшения толчков устанавливались рессоры, ножи начали делать реверсивными и закреплять на поворотных кругах вместо неподвижной установки на раме.

Перед первой мировой войной для приведения в движение дорожностроительных машин начали применять тракторную тягу.

34. Пылеочистительная машина.

Одновременно улучшался процесс бойки щебня. Первые опыты механической бойки были осуществлены в 1907-1908 гг. С 1905 г. начали применяться кирковщики (конные и механические), грязеочистительные и пылеочистительные машины (рис. 34). Накануне первой мировой войны в дорожно-машинном парке министерства путей сообщения значились шоссейные бороны, треугольные уравнители и др. Основная масса парка находилась в Варшавском, Виленском, Кавказском и Киевском округах путей сообщения. На дорогах, находящихся в ведении земств, машин было мало. Даже передовая для того времени Петербургская губернская земская управа имела в 1913 г. не более 120 дорожных машин, в том числе 4 паровых катка, 17 чугунных и 14 каменных конных катков, 36 кирковщиков, 1 камнедробилку, 12 грязеочистителей, 8 снежных треугольников, 17 снежных плугов, 6 снежных борон и 2 копра с чугунными бабами.

С развитием автомобильного транспорта роль шоссейных дорог повысилась. В дореволюционной России было характерным использовать автотранспорт для личных целей. Однако предпринимались попытки использования автомобилей и для общественных целей. Перед первой мировой войной в министерство путей сообщения поступило значительное количество ходатайств с просьбой разрешить пользоваться казенными шоссе для правильного регулярного автомобильного сообщения. Уже к 1911-1912 гг. такие сообщения имели место в Варшавском и Киевском округах путей сообщения. Кроме того, регулярные автомобильные сообщения были установлены на Кавказе (между Сочи, Туапсе и Сухумом) и в Крыму. В это же время организуются автомобильные сообщения (рис. 35) и в некоторых районах Сибири [100, 101].

35. Многоместный автомобиль на дорогах Сибири (1911)

Хотя автомобильный парк дореволюционной России, в сравнении с автопарками западноевропейских стран (Франции, Англии и Германии) и особенно США, был незначителен, его влияние на улучшение дорожного дела и дорожной техники в начале XX в. стало сказываться. Это можно видеть на примере работы съездов деятелей по путям сообщения, в том числе съездов деятелей по шоссейному делу. На этих съездах обсуждались, в частности, доклады о приспособлении дорог к автомобильному транспорту.

К 1912 г. министерством путей сообщения был разработан проект сети магистральных шоссейных дорог общим протяжением до 15 тыс. км, соединенных со старыми дорогами в одну систему, обеспечивающую связь между севером и югом, востоком и западом европейской части страны, причем особо учитывалось стратегическое значение магистральных шоссе. Однако как проекты, так и мероприятия по усовершенствованию дорожной сети не были осуществлены, а лишь побудили произвести ряд уточнений технических правил постройки стратегических шоссе. Предусматривалось увеличение ширины дорожного полотна с 7,5 до 9,6 м, проезжей части с 4,5 до 5,3 м и ширины мостов с 6,4 до 7,5 м. Увеличивалась также толщина щебеночной одежды и повышалась нагрузка для мостов. Первая мировая война поставила вопрос не только о создании новой сети шоссейных дорог и централизованной системы управления путями сообщения на театре военных действий, но и о соответствующем приспособлении существовавших в мирное время транспортных организаций к нуждам войны. В частности, в 1916 г. было создано вполне самостоятельное управление шоссейных дорог министерства путей сообщения (Упшоссе), на которое возлагалось заведывание шоссейными, мощеными и грунтовыми дорогами общего пользования.

Различные дорожные организации (управление путей сообщения на театре военных действий, министерство путей сообщения, земства и др.) провели значительные работы по постройке и ремонту дорог во фронтовых районах.

В первые годы войны Варшавским, Виленским, Киевским и Петроградским округами путей сообщения было построено 7,3 тыс. км дорог и 270 мостов. С 1 октября 1915 г. по 1 марта 1917 г. было построено новых шоссе около 320 км, грунтовых дорог магистрального значения (с деревянными и каменными покрытиями) - почти 3,8 тыс. км, отремонтировано различных дорог (и прежде всего грунтовых) почти 75 тыс. км. В эксплуатации находилось около 12 тыс. км шоссейных дорог. Кроме того, было заготовлено к 1 марта 1917 г. значительное для того времени количество дорожных машин и автомобилей, в том числе 418 катков (из них 276 паровых и моторных), 213 камнедробилок и двигателей, 63 кирковщика, свыше 450 автомобилей (среди них 251 грузовой) и 16 тракторов.

Дорожное строительство на русско-германском фронте было разнообразно по типам и конструкциям. Шоссейные дороги строились обычно по техническим правилам 1889 г. с учетом некоторых конструктивных изменений, внесенных в период 1905-1912 гг. В зависимости от качества грунта грунтовые дороги строились различного типа. В плотных грунтах применялся обычный лотковый профиль, с использованием при постройке лопат, плугов, катков. На заболоченных и пониженных местах грунтовые дороги строились с боковыми канавами, а проезжая часть укреплялась хворостом, гравием, песком. На болотистых местах применялась простая и усиленного типа хворостяная выстилка либо жердевая выстилка, которая для удобства езды покрывалась слоем песка, гравия и глины. В топких местах строилась деревянная щитовая дорога. Проводились опыты по постройке грунтовых дорог с помощью машин, для чего были созданы машинно-дорожные партии.

Министерством путей сообщения издавались разного рода технические правила и инструкции: Временная инструкция по ремонтному содержанию шоссе; Инструкция по производству промеров толщины щебеночной коры; Временные правила производства изысканий шоссейных и мощеных дорог; Временные технические условия проектирования шоссейных и мощеных дорог магистрального и местного типов. Эти временные технические условия, изданные в 1917 г., охватывали все основные вопросы проектирования и строительства дорог и дорожных сооружений, в них нашли отражение опыт работы дорог в военное время и влияние распространения автотранспорта.

Дубелир Григорий Дмитриевич (1874-1942): Ученый в области дорожного строительства. В 1916-1930 гг. профессор Ленинградского института инженеров путей сообщения, в 1930-1940 гг. - Ленинградского автодорожного института и с 1941 г. - Московского автомобильно-дорожного института. Основные труды посвящены проектированию автомобильных дорог. Под его руководством впервые систематизированы требования к проектированию дорог с учетом взаимодействия автомобиля и дороги и в 1938 г. составлены первые технические условия на сооружение автомобильных дорог и мостов. Г. Д. Дубелиру принадлежат также работы в области городского электротранспорта и железных дорог.

В разработку основ дорожного строительства, а также в проектирование автомобильных дорог большой вклад внес Г. Д. Дубелир. Его печатные работы [102-105] долгое время служили пособиями в области дорожного строительства.

Городской транспорт

Возникновение массового городского транспорта и его дальнейшее развитие самым тесным образом связаны с ростом городов - их населения и территории. В зависимости от характера тяги и типа путевых устройств можно выделить два периода в истории развития массового городского транспорта.

Первый период (вторая половина XIX в.) - время бурного развития промышленности, транспорта и роста городов. В этот период используются железнодорожные рельсовые пути при сохранении конной тяги (так называемые конно-железные дороги). Одновременно делаются попытки применить в городах паровую тягу на рельсовых путях. "Паровые трамваи" получили некоторое (весьма ограниченное) распространение как у нас, так и в Западной Европе. К этому же периоду относится устройство первой линии внеуличного транспорта (метрополитена в Лондоне), по которой курсировали обычные поезда с паровозами, а также первые проекты метрополитена в Петербурге (1889) и Москве (1897). Последняя четверть XIX в. отмечена успешными работами по использованию электроэнергии для массового городского транспорта.

Второй период (конец XIX в. - 1917 г.) характеризуется дальнейшим быстрым ростом городов и совершенствованием городского транспорта. Его можно назвать периодом безраздельного господства рельсового электротранспорта па улицах крупных городов. Электрические трамваи быстро вытеснили конно-железные дороги. Возникает автомобильный транспорт, не имевший тогда еще серьезного значения для массовых пассажирских перевозок.

Конный транспорт и конно-железные дороги

Первые средства массового городского транспорта основывались на использовании конной тяги (линейки, дилижансы, омнибусы и другие многоместные экипажи). Но это, естественно, не могло удовлетворить потребности интенсивно развивающихся городов; надо было повысить скорость передвижения и увеличить вместимость транспортных средств.

К середине XIX в. значительное развитие получили железные дороги. Преимущества рельсового транспорта были настолько очевидны, что возникла идея использования рельсовых путей для внутригородских перевозок. Эта идея была развита русским изобретателем К. И. Элмановым еще в 1836 г., когда он выступил в "Журнале общеполезных сведений" (№ 10) с проектом конно-рельсовой дороги, названной "эльмановскою дорожкою на столбах". Это был первый в мире проект конной монорельсовой дороги.

Царскосельская железная дорога, пущенная в 1837 г., вначале обслуживалась конной тягой (Конно-железная дорога в Нью-Йорке, ошибочно отмечаемая в литературе как первая в мире городская конно-железная дорога, в действительности появилась лишь в 1853 г. т. е. спустя 15 лет после пуска Царскосельской конно-железной дороги. В 1854 г. конка появилась в Париже, а в 1860 г. - в английском городе Биркенхеде.). В 1841 г. была построена междугородная конно-железная дорога Варшава-Лович, в 1854 г. под руководством инженера А. Полежаева в окрестностях Петербурга (близ Смоленской слободы) - конно-железная дорога протяжением 3,5 км. Ее рельсы в целях экономии были сделаны из деревянных брусьев, обитых полосовым железом.

А. Полежаев спроектировал и построил и вторую конно-железную дорогу - по льду Финского залива от Лисьего Носа к Морским батареям близ Кронштадта. Дорога длиной 16 км предназначалась для перевозки грунта на крепостные форты.

В 1859 г. при участии П. П. Мельникова и К. Бентковского была построена конная железная дорога в Петербурге от морской пристани до биржи на Васильевском острове, служившая первоначально для перевозки грузов.

В 1862 г. в Петербурге было учреждено Первое товарищество конно-железных дорог, открывшее ряд линий. Регулярное пассажирское движение на городской конно-железной дороге в Петербурге началось в 1864 г., а затем широкое строительство таких дорог развернулось и в других городах. В 1872 г. была пущена конная железная дорога в Москве (рис. 36) от нынешней площади Революции до Тверской заставы (начало Ленинградского проспекта), в 1883 г. - в Тифлисе, в 1887 г. - в Ростове-на-Дону, в 1889 г. - в Баку, в 1891 г. - в Воронеже [106].

36. Конная железная дорога в Москве

В Киеве городская дума обсуждала вопрос о конно-железной дороге с 1869 г., но только в июле 1889 г. предприниматель инженер А. Е. Струве получил монопольное право на строительство и эксплуатацию железных дорог в городе протяжением 24 км, сроком на 45 лет. Первая линия конно-железной дороги по Крещатику и Большой Васильковской (ныне Красноармейская) улицам была открыта в 1891 г. Исключительно тяжелый профиль трассы требовал при движении на подъем впрягать шесть лошадей вместо двух, тащивших вагон конки на равнинном участке. Для обеспечения рентабельности предприятия Струве осуществил впоследствии перевод железных дорог на паровую тягу.

Сравнительно быстрое развитие в городах сети конно-железных дорог объяснялось тем, что конка обладала по сравнению с линейками серьезными преимуществами: вмещала не 12, а 40 пассажиров, двигалась с большей скоростью (примерно 10 км/час). Вагоны конно-железных дорог строились различных размеров, в зависимости от того, были ли они открытыми или закрытыми и предназначались ли они для одноконной или пароконной упряжки. Длина вагонов достигала 4-8 м, ширина - 1,8-2 м. Крытые пароконные вагоны имели, как правило, империал, т. е. плоскую крышу, приспособленную для размещения на ней пассажиров.

Почти все конные железные дороги в городах России были отданы на откуп бельгийским и французским концессионерам, получившим монопольное право эксплуатации этого вида транспорта.

Паровая тяга на городском транспорте

Удовлетворить потребности в перевозках пассажиров быстро развивающихся городов конные железные дороги не могли. Поэтому не прекращались попытки применить на городском транспорте механический двигатель.

Паровичок с вагонами, двигающимися по рельсовым путям, уложенным непосредственно на улице, первым применил английский изобретатель О'Трэм. Линию железной дороги, построенную им в Лондоне, назвали "Трэм вэй" (дорога Трэма), впоследствии термином "трамвай" стали называть и электрическую железную дорогу в городах.

Паровые трамваи использовались в ряде городов Западной Европы. В Москве в 1892 г. городская управа разрешила частному бельгийскому обществу строительство городской железной дороги с применением паровой тяги. Первая московская линия парового трамвая была проведена от Бутырской заставы в Петровско-Разумовское. Однако нововведение большого успеха не имело, как не нашло оно значительного распространения и за рубежом. Линии паровых трамваев просуществовали до начала XX в., когда были окончательно вытеснены молодым электротранспортом.

Возникновение и развитие городского электротранспорта

С 70-х годов XIX в. начался важнейший этап в развитии средств передвижения - применение электрического транспорта.

Попытки использования электроэнергии для транспорта с помощью гальванических элементов не могли быть практически решены ввиду слишком большого собственного веса этих элементов и применения таких дорогостоящих металлов, как медь и цинк. Кроме того, ни одна из испытывавшихся моделей не могла соперничать по скорости передвижения с паровиками. Только в 70-х годах, когда появились первые электростанции и были найдены способы передачи электроэнергии по проводам, открылись широкие возможности для электрификации городского транспорта. Для практического решения этой важной задачи многое было сделано русскими инженерами и изобретателями.

В 1874-1876 гг. инженер Ф. А. Пироцкий [107] провел ряд опытов по передаче тока по рельсам на расстояние 1 км. Для этой цели он использовал заброшенный участок Сестрорецкой железной дороги, один из рельсов которой был прямым проводом, а другой - обратным. Опыты закончились успешно, и в 1876 г. Ф. А. Пироцкий установил электрический двигатель на одном из вагонов Петербургской конно-железной дороги. После серии проведенных испытаний, 22 августа 1880 г. в 12 час. дня в Петербурге, на Песках, на углу Болотной улицы и Дегтярного переулка в первый раз в России была проверена возможность движения трамвайного вагона "электрическою силою, идущей по рельсам, по которым катятся колеса вагона" [108, с. 84].

37. Трамвай конструкции Ф. А. Пироцкого

Вагон первого в мире электрического трамвая (рис. 37) двигался с 40 пассажирами со скоростью 10-12 км/час. Питание вагона осуществлялось через рельсовые пути при напряжении постоянного тока 100 в. Рельсовые пути были предварительно специально приспособлены для передачи электрической энергии путем изоляции костылей от шпал специальным составом и подкладки под рельсы изолирующих брезентовых прокладок.

На опытном вагоне трамвая был установлен тяговый двигатель мощностью 4 л. с. шунтового возбуждения с 600 об/мин. Токосъем производился через бандажи колес, поэтому последние изолировались от вагонных осей. В трамвае впервые была применена зубчатая передача от тягового двигателя к осям вагона по кинематической схеме Пироцкого, в дальнейшем получившая незаслуженно наименование передачи Спрега. Передача Пироцкого выгодно отличалась от примененной позднее на трамвайном вагоне В. Сименса несовершенной ременной передачи.

В 1881 г. Пироцкий представил схему своей электрической железной дороги на электротехнической выставке в Париже. В. Сименс по схеме Пироцкого построил трамвай между Берлином и Лихтерфельдом.

Таким образом, передачу электрической энергии через рельсовые пути осуществили в нашей стране на пять лет раньше опыта, демонстрировавшегося с помощью полуигрушечного электровоза на Берлинской промышленной выставке 1879 г., а трамвайное движение началось в России на год раньше, чем в Германии. Через два года трамвай был построен в Вене. О нем писали в русских газетах: "На Венской электрической выставке электрическая дорога была устроена совершенно так же, как устраивало ее два года тому назад у нас в Петербурге Второе общество городских железных дорог по предложению Пироцкого". В 1884 г. в английском городе Брайтоне также был построен трамвай по системе Пироцкого.

38. Вагон первой серии киевского трамвая

Лишь в России, на родине изобретателя, распространение трамвайного транспорта задерживалось. Акционерные общества конных городских железных дорог отчаянно боролись против любого нововведения. Через десять с лишним лет изобретение Пироцкого было впервые применено в Киеве. Нормальное пассажирское движение электрического трамвая открылось здесь 2 мая 1892 г. (рис. 38).

Киевский трамвай был построен отечественными средствами, из отечественных материалов: Брянский рельсопрокатный завод поставил желобчатые рельсы, Коломенский завод - трамвайные вагоны. Временная электростанция с двумя газовыми двигателями мощностью 120 л. с., приводившими во вращение динамомашины постояного тока при напряжении 500 В, была смонтирована на деревянной барже. На первой линии трамвая находились в эксплуатации два вагона вместимостью по 40 человек. К 1900 г. протяженность линий трамвая в Киеве составляла 50 км.

Вследствие сильной конкуренции конных железных дорог развитие трамвайных предприятий в России протекало крайне медленно. После открытия киевского трамвая вступил в строй электрический трамвай в Казани (1894), а в 1896 г. русская фирма М. М. Подобедова построила электрический трамвай на улицах Нижнего Новгорода. Затем линии электрического трамвая были введены вместо конных железных дорог в Екатеринославе (ныне Днепропетровск), Курске, Орле, Севастополе. К началу 1902 г. электрический трамвай был построен в 13 городах России, и имелись ходатайства о постройке трамвая еще в 47 городах.

Это показывало массовое стремление русских городов ввести у себя наиболее совершенный вид городского транспорта.

39. Трамвайный перевоз по льду через Неву в Петербурге

Однако в Москве и Петербурге владельцы конок все еще сопротивлялись введению трамвая. В 90-х годах XIX в. в Петербурге была сделана успешная попытка эксплуатации электрического трамвая в обход существовавшего договора с акционерным обществом конно-железных дорог. Зимой 1895 г. открылось трамвайное движение не по улицам, а по невскому льду - на зимнем переходе через реку (рис. 39). Трамвай был построен русской электрической фирмой М. М. Подобедова. Через р. Неву функционировало несколько линий в течение пяти зимних сезонов. Общество конных железных дорог возбудило судебное дело, однако решено оно было в пользу "ледового электрического трамвая", так как установили, что трамвай движется не по улицам города и потому права Общества конных железных дорог не нарушаются.

В 1899 г. на Невской линии конно-железных дорог проводились опыты с трамваем, оборудованным аккумуляторами. Затем в течение некоторого времени эксплуатировался "паровик", и лишь в 1907 г. открылось регулярное движение электрического трамвая.

В Москве первоначально были сделаны попытки перевода на паровую тягу Петровско-Разумовской и других линий конных железных дорог общим протяжением 7 км. Однако это не дало ожидаемых экономических результатов, и поэтому в 1898 г. приступили к переоборудованию на электрическую тягу сначала двух линий конно-железных дорог.

Для выбора наиболее эффективных систем токосъема были проведены опыты, включая опробование магнитной системы, предложенной впервые русским инженером А. Л. Линевым [109]. Эта принципиально новая подземная система токосъема обеспечивала полную герметизацию медного шинного токопровода, проложенного на опорных изоляторах (с шагом 1,5-2 м) в контактном канале между рельсами. Вагон для эксплуатации на линии с магнитным токосъемом оборудовался между колесами специальными магнитными контактными тележками, перемещающимися по контактному рельсу. Токосъем с контактного рельса производился скользящими по рельсу контактными щетками, обеспечивающими подводку тока к ходовым тележкам и тяговым двигателям вагона.

Несмотря на очевидные достоинства новой системы токоснабжения подвижного состава и прогрессивность токосъема с "третьего рельса" (что на многие десятилетия опередило свою эпоху), система Линева не получила практического применения в царской России; она была сооружена в Лондоне, затем в США, а в дальнейшем много лет применялась на трамвае княжества Монако. В наше время большинство метрополитенов мира, включая Московский, Ленинградский, Киевский, Тбилисский и Бакинский, применяют токосъем от "третьего рельса", который представляет собой усовершенствованный вариант токосъема А. Л. Линева.

Первые линии электрического трамвая в Москве связали Страстную площадь по Малой Дмитровке и Новослободской улицам с Бутырской заставой. Другая линия, загородная, являясь продолжением первой, проходила от Бутырской заставы по Верхней и Нижней Масловке к Петровскому парку. Протяженность всей линии была около 5 км (рис. 40).

40. Трамвай в Москве

Движение электрического трамвая в Москве было открыто в 1899 г. В том же году на электрическую тягу была переведена линия конной железной дороги, связавшая Петровский парк с Камер-Коллежским валом, протяжением около 2 км. Несколькими годами позднее в Москве началось переоборудование сети городских железных дорог под электрическую тягу. К 1906 г. пассажиры трамвая составляли 40% общего числа пассажиров, перевозившихся городским рельсовым транспортом, а общая длина трамвайных путей к 1913 г. достигла 301 км.

Вслед за Москвой трамвай построили в 1901-1916 гг. в Ярославле, Ростове-на-Дону, Твери, Смоленске, Астрахани, Пятигорске, Владикавказе, Тифлисе, Харькове и других городах.

В разработке проекта устройства электрических трамваев в Петербурге участвовала группа инженеров под руководством Г. О. Графтио. Начиная с 1906 г. Г. О. Графтио работал помощником, а с 1908 г. - главным инженером Общества по сооружению петербургских трамваев. В это же время инженеры А. П. Пшеницкий и О. А. Маддисон руководили работами по переустройству мостов в Петербурге под электрический трамвай. В 1907 г. состоялось открытие первой линии электрического трамвая длиной 2,14 км от Большого проспекта Васильевского острова через Дворцовый мост до Адмиралтейства. Любопытно отметить, что за контролера в первой поездке стоял Г. О. Графтио. Известный изобретатель лампочки накаливания А. Н. Лодыгин в 1908-1917 гг. руководил трамвайной тяговой подстанцией в Петербурге. К 1917 г. число трамвайных маршрутов достигло семнадцати. За один 1913 г. петербургский трамвай перевез 285 млн. пассажиров.

В дореволюционной России трамвай имелся в 43 городах с длиной сети до 1 тыс. км, с подвижным составом в 4253 вагона. Все трамвайные предприятия были маломощными.

Первые трамвайные вагоны были весьма несовершенными, в большинстве случаев переделанными из вагонов конки, и имели всего 12 мест для сидения. Силовое оборудование ограничивалось одним мотором постоянного тока мощностью 4,5 л. с. Управлялся такой вагон с помощью реостата, установленного на площадке.

Иначе, чем в современных трамвайных вагонах, осуществлялось и питание электроэнергией. На первых трамвайных линиях электрический ток подавался снизу по одному из ходовых рельсов. Впоследствии ввели третий рельс, но плохая изоляция его от земли вызывала сильную утечку тока. Тогда ток стали подавать с помощью контактного провода, подвешенного над крышей вагона. По проводу двигалась специальная каретка сложной конструкции, соединенная с вагоном гибким тросом. Несовершенство такой системы сказалось довольно скоро, так как трос, соединявший каретку с вагоном, часто обрывался. В конце 80-х годов XIX в. появился дуговой токоприемник, имевший на первых порах запасную дугу.

В первое же десятилетие эксплуатации трамвая была значительно усовершенствована и трансмиссия вагонов. Вместо принятой на первых моделях ременной передачи от двигателя к ведущей оси с 1889 г. стали применять более надежную и совершенную зубчатую передачу. В это же примерно время начали переходить от одного двигателя к двум, обе оси моторного вагона стали ведущими.

Питание электроэнергией трамвая осуществлялось от специальных электрических станций, оборудованных генераторами постоянного тока, приводимыми в действие паровой машиной. Такие электростанции ограничивали протяженность трамвайных линий. С 1891 г., с открытием М. О. Доливо-Добровольским передачи электроэнергии трехфазным переменным током появилась возможность использования его с последующим преобразованием в постоянный ток на тяговых подстанциях. Такая система электроснабжения была принята на московском трамвае с самого начала его существования. В качестве преобразователей переменного тока в постоянный на многих трамваях вначале использовались мотор-генераторы; в Москве же применялись одноякорные преобразователи.

Рельсовые пути дореволюционного трамвая представляли крайне несовершенные конструкции на песчано-щебеночном и пакеляжном основаниях, без надлежащего водоотвода. Это вело к расстройству основания пути, вызывало образование волнообразного износа рельсов и подвижного состава.

По мере того как в городах создавалась все более плотная сеть трамвайных линий, продолжался процесс совершенствования подвижного состава, системы энергоснабжения, путевого хозяйства трамвая. Увеличивались размеры и вместимость вагонов, росла мощность моторов, а вместе с ней и скорость передвижения. Появление одноякорных преобразователей, а затем ртутных выпрямителей упростило преобразование переменного тока в постоянный.

Для преодоления значительных уклонов (300‰ и более) в городской черте получили распространение канатные дороги - фуникулеры. В 1901 г. в Нижнем Новгороде впервые в России были построены два водяных фуникулера, или, как их тогда называли, "элеватора", - Кремлевский и Похвалинский.

Два малогабаритных вагончика, двигавшихся по рельсам, проложенным по наклонной плоскости, были взаимно соединены стальным тросом, так что при подъеме одного вагона другой шел на спуск. Элеватор приводился в движение весом воды, нагнетаемой на верхней станции в резервуар одного из вагончиков. Поднимающийся вверх вагончик освобождался от воды на нижней станции. Для безопасности между ходовыми рельсами была проложена зубчатая рейка, с которой находилось в постоянном зацеплении зубчатое тормозное колесо, установленное на вагоне.

В 1905 г. фуникулер был открыт в Тифлисе. "Цепная электрическая железная дорога" (как тогда называли фуникулер) превосходила нижегородские фуникулеры своей конструкцией и наличием электропривода. Длина фуникулера около 430 м, уклоны 49-57º (или 550‰), преодолеваемая разность уровней 235 м. Авторы проекта фуникулера инженер А. Блам и архитектор А. Шимкевич.

Электрические фуникулеры были построены также в Одессе (1900) и Киеве (1905). Длина трассы Одесского фуникулера составляла 120,4 м, максимальный подъем 270‰, длина Киевского - 202 м, максимальный подъем - 370‰. Вагоны Одесского фуникулера вмещали 30 пассажиров, Киевского - 60.

В 1897 г. в Русском техническом обществе в Петербурге инженер И. В. Романов демонстрировал созданную им модель первой электрической подвесной монорельсовой дороги. Эта дорога была выполнена в виде спирали диаметром 750 мм, на которой перемещался вагончик, оборудованный электроприводом в 1/16 л. с. Позднее И. В. Романов разработал проект полногабаритной подвесной монорельсовой дороги, имея цель обойти иностранных концессионеров, права которых были закреплены царскими законами на наземный городской транспорт.

41. Монорельсовая дорога И. В. Романова

В 1899 г. опытная монорельсовая дорога в виде замкнутой кольцевой линии длиной 200 м, с минимальным радиусом закруглений 9,5 м была пущена в эксплуатацию в Гатчине (рис. 41). Путевая эстакада дороги была выполнена с решетчатой путевой балкой, покоящейся на металлических решетчатых опорах различной высоты, сообразно с рельефом местности и минимальным просветом под дном вагона 750 мм. Подвижным составом служил кузов трамвайного вагона, подвешенный посредством пружинной подвески за крышу к двум ходовым тележкам, снабженным каждая одним ходовым и одним бегунковым колесами. Ходовое колесо имело тяговый двигатель мощностью 6 кВт, работающий при напряжении 100 В постоянного тока. Для устойчивости тележек и вагона предусматривались боковые направляющие колеса, охватывающие путевую балку с обеих сторон. Максимальный уклон на дороге составлял 180‰. Вагон открытого типа весил 1600 кг и допускал нагрузку 3,2 т. Малый диаметр ходового колеса (120 мм) ограничивал скорость перемещения вагона 15 км/час.

Испытания показали полную работоспособность нового вида надземного электрического транспорта. Изобретатель считал, что на таких дорогах можно развить скорость до 200 км/час. В содружестве с инженером Кашкиным И. В. Романов разработал проекты монорельсовых дорог для связи Петербурга с Москвой и Нижним Новгородом. При этом имелось в виду использовать электропривод от двигателей трехфазного переменного тока, созданный М. О. Доливо-Добровольским. Проектам прогрессивного изобретателя не суждено было осуществиться в России, так как, исчерпав свои личные средства, И. В. Романов не получил поддержки у правительства. В результате в 1901 г. предприимчивый немецкий инженер Ланген использовал идеи Романова, не запатентованные своевременно, взял патент и построил действующую монорельсовую дорогу в долине р. Вуппер для связи городов Бармена и Эльберфельда.

42. Первый электромобиль на аккумуляторной тяге И. В. Романова на улицах Петербурга

И. В. Романову принадлежит и авторство в создании проекта электробусных городских сообщений и оригинальных типов электромобилей (автомобилей с электродвигателями) индивидуального пользования [110]. На экипаже (рис. 42) устанавливались мощные аккумуляторные батареи, которые питали электродвигатель. Батареи имели горизонтальные пластины, причем вес решетки пластин не превышал 30% общего веса аккумулятора (в обычных аккумуляторах вес решетки составлял 66%). Действующие электромобили и электробусы системы Романова демонстрировались публично в Петербурге в 1899 г. (рис. 43).

43. Электробус И. В. Романова во время опытной эксплуатации в Петербурге

Электромобиль имел оригинальную конструкцию кузова и кабину для пассажиров, находящуюся спереди. За кабиной помещался водитель, и здесь же был установлен ящик с аккумуляторами и все органы управления. Скорость электромобиля регулировалась коммутатором на "девять ступеней, обеспечивающих скорость движения от 2 до 40 км/час. Весьма интересна была электромеханическая часть электромобиля. Легкие, но весьма мощные аккумуляторы питали двигатель, число оборотов которого регулировалось переключением в обмотках двигателя и в аккумуляторах. При торможении двигатель превращался в генератор, заряжавший аккумуляторную батарею. Этот принцип так называемого рекуперативного торможения широко применяется в электротяге и в настоящее время. Вес электромобиля составлял 720 кг при весе аккумуляторов 352 кг. Одна зарядка обеспечивала пробег до 65 км.

После успешных официальных испытаний в 1901 г. городская управа разрешила И. В. Романову открыть движение его электромобилей на десяти линиях. Однако изобретатель, по финансовым соображениям, не был в состоянии выполнить навязанные ему по договору условия, и исполнение проекта электробусного сообщения в Петербурге не состоялось [111].

В первые годы XX в. инженер В. И. Шуберский разработал проект троллейбусного сообщения по берегу Черного моря между Новороссийском и Сухумом [112]. В то время за рубежом троллейбусных линий значительной протяженности не было, эксплуатировались лишь короткие опытные линии в Германии, Франции и Бельгии.

В 1902 г. на одном из заводов Петербурга был построен и испытан опытный "электрический автомобиль" (троллейбус) русского инженера С. И. Шуленбурга [113]. Токоприемник этого троллейбуса изобретатель заимствовал из проекта инженера Караулова, который применил безрельсовую систему электрической тяги для буксировки судов через Волховские пороги. Для электроснабжения троллейбусной линии Новороссийск-Сухум В. И, Шуберский наметил использование трехфазного переменного тока, для этой цели он создал специальный токоприемник.

Первый русский троллейбус весил 819 кг. Его испытания при нагрузке балластом в 819 кг потребовали среднюю мощность электроэнергии в 770 Вт при 7 А и напряжении 100 В. Тяговый двигатель мощностью 25,4 л. с., установленный на троллейбусе, приводил во вращение заднюю ось. Изменение скоростей осуществлялось путем переключения обмотки тягового двигателя со звезды на треугольник и включения в цепь ротора сопротивления.

По докладу об успешном испытании троллейбуса, сделанному на II Всероссийском электротехническом съезде в 1902 г., была создана авторитетная комиссия, в состав которой вошел П. Н. Яблочков. Однако троллейбусный транспорт так и не был внедрен в царской России.

Совершенствование двигателя внутреннего сгорания и применение резиновых монолитных, а затем пневматических (с 1908 г.) шин способствовали быстрому распространению автомобилей.

Первые русские автомобили начал выпускать в 1908 г. Русско-Балтийский завод в Риге. Автомобили отличались большой выносливостью и прочностью и оказались способными участвовать в пробеге Петербург-Рига-Петербург, состоявшемся в 1910 г. При этом были показаны незаурядные ходовые и эксплуатационные качества русских машин. Однако производство автомобилей было крайне ограниченно: до 1916 г. завод изготовил не более 450 машин.

Во время первой мировой войны роль автомобиля резко повысилась. Началось строительство нескольких автомобильных заводов (на 3 тыс. автомобилей в год), в числе которых было и Товарищество на паях автомобильного московского завода АМО, организованное в 1915 г. миллионерами Рябушинскими. Этот завод переоборудовали под мастерские, производившие сборку автомашин из импортных частей.

В 1913 г. в Москве эксплуатировалось 1,3 тыс. легковых и грузовых автомобилей. На рис. 44 показан городской транспорт того времени в Москве.

44. Городской транспорт в Москве у Мясницких (ныне Кировских) ворот

В начале первой мировой войны Россия располагала всего 16 тыс. автомобилей, из них 83% были легковыми.

Предпринимались попытки введения автобусного движения (в 1908 г. в Москве, в 1909 г. в Петербурге, в Крыму и на междугородной линии Гродно-Ковно). Однако базировавшееся исключительно на импортных машинах, и притом не приспособленных для плохих дорог, автобусное сообщение не могло обеспечить регулярные массовые перевозки и не получило широкого распространения.

Проекты метрополитена

Во второй половине XIX в. крупнейшие города мира начали остро ощущать первые симптомы транспортного кризиса: узкие улицы этих городов оказывались заполненными конным транспортом в такой степени, что передвижение по центральным магистралям в часы пик стало весьма затруднительным. Основные средства транспорта того времени - конные повозки, коляски, омнибусы - отличались малой вместимостью и большими габаритами. Достаточно сказать, что площадь улицы, приходящаяся на одного пассажира коляски, составляла приблизительно 10 м2 (с учетом "динамического" габарита), тогда как на пассажира современного трамвайного поезда приходится всего 1 м2. Таким образом, пассажиропоток, использующий конные экипажи, требовал в 10 раз большей площади улиц, чем такой же мощности пассажиропоток на трамвайном транспорте [106].

Одним из действенных средств разрешения транспортного кризиса было перенесение части транспортного потока в другую плоскость. Первая транспортная линия в тоннеле была открыта в 1863 г. в Лондоне - городе, который в то время особенно остро переживал "переполнение улиц".

Лондонская транспортная линия в тоннеле охватывала дугой центральную часть города и выходила в пригороды. Тоннель был мелкого заложения, так как паровая тяга требовала быстрого удаления дыма и газов, что было бы затруднительно при глубоком заложении и отсутствии принудительной вентиляции. Эта линия называлась "Метрополитэн рейлвей" (Metropolitain railway), т. е. "столичная железная дорога", что послужило поводом называть в дальнейшем метрополитеном вообще линии внеуличного транспорта (Выражение "метрополитен" укоренилось в Бельгии и Франции, а оттуда перешло к нам. В Англии, а также в США метро именуется "подземка" (subway)).

В 70-х годах XIX в. были построены надземные линии метрополитена в Берлине (1872) и Нью-Йорке (1878), в Берлине - на насыпи, в Нью-Йорке - на эстакадах.

Крупнейшие города нашей страны - Петербург и Москва также нуждались во внеуличном транспорте. В 1889 г. правление Балтийской железной дороги разработало первый проект метрополитена в Петербурге; намечалось соединить подземными линиями Балтийский и Финляндский вокзалы. Несколько позднее, в 1897 г., в московскую городскую думу было также внесено предложение о постройке подземной железной дороги. Однако как в Петербурге, так и в Москве проекты встретили резкий отпор у "отцов города".

Внедрение электрической тяги коренным образом расширило перспективы развития метрополитена. Приостановившееся было в связи со строительством трамвайных линий сооружение метрополитена возобновилось в крупнейших городах мира на новой основе. Переход с паровой тяги на электрическую значительно улучшил санитарно-гигиеническое состояние станций и тоннелей, повысил скорости движения, позволил увеличить глубину заложения тоннелей, так как уже не было необходимости в их усиленной вентиляции. В свою очередь глубокое заложение тоннелей обеспечивало наиболее удобную трассировку линий метрополитена, не связанную с уличной сетью, что почти не нарушало нормальную жизнь города.

К первому десятилетию XX в. относится ряд новых проектов создания в Москве и Петербурге внеуличных городских железных дорог большой скорости. В фондах Государственного исторического архива Московской области сохранились документы о проекте метрополитена инженеров Е. К. Кнорре и П. И. Балинского, П. И. Балинский в течение ряда лет изучал вопросы, связанные со строительством метро в Западной Европе, совершил поездку по крупнейшим зарубежным городам и составил свой предварительный проект метрополитена, положительно оцененный западноевропейскими специалистами. В мае 1902 г. Балинский и Кнорре обратились с докладной запиской к московскому генерал-губернатору, прося распоряжения о рассмотрении их проекта. "Сообщение инж. П. И. Балинского по составленному им проекту внеуличных железных дорог большой скорости в городе Москве" [114], сделанное в городской думе 18 сентября 1902 г., подробно излагает историю создания проекта, а также соображения и расчеты автора, которыми он руководствовался и с помощью которых пытался склонить слушателей в пользу проекта. Это "Сообщение" дополняется имеющимися в другом деле "Сметными соображениями" [115] к проекту метрополитена, где общая стоимость первой очереди строительства определяется в 155 млн. руб. Здесь же приводятся и сведения о магистралях метрополитена, их протяженности и очередности сооружения. В дальнейшем проект рассматривался железнодорожной комиссией, особым совещанием и др.

В докладе № 1 железнодорожной комиссии и городской управы от 31 января 1903 г. излагается "история появления в Московском городском управлении сведений о проекте Кнорре и Балинского", даются справки по истории вопроса о дорогах внеуличного типа в Москве, о сооружении в Москве электрических трамваев, описание трассы кольцевых линий и диаметрального пути в проекте и т. д. В заключительной части доклада говорится, что "устройство... внеуличных дорог является преждевременным, как не вызываемое насущными потребностями населения (...) При настоящем положении потребности населения найдут полное удовлетворение в целесообразно проектированной и обширной сети трамваев городского управления" [116]. Далее комиссия ссылается на то, что "общий характер и отдельные подробности технической стороны проекта таковы, что выполнение его явилось бы нарушением городского благоустройства и благообразия, ухудшением санитарного положения города и нарушением духовных и материальных интересов населения" [116].

Особое совещание по делу о разрешении инженерам Балинскому и Кнорре устройства в Москве внеуличных железных дорог под председательством помощника московского генерал-губернатора также признало проект "преждевременным", как "не вызываемый ныне никакими действительными потребностями города и его населения".

Члены московской городской думы, в большинстве своем крупные капиталисты, были обеспокоены ходатайством Балинского и Кнорре о концессии на осуществление проекта метрополитена.

Послушная голосам русских промышленников, прессы, дума 4 февраля 1903 г. постановила "возбудить... ходатайство о том, чтобы представленный инж. Е. К. Кнорре и П. И. Балинским проект устройства в г. Москве внеуличных дорог большой скорости был отвергнут высшим правительством" [117]. Мотивировалось это требование "преждевременностью" проекта, отсутствием насущных потребностей населения в сооружении метро, а также техническим несовершенством проекта.

Исследование развития средств городского транспорта в пореформенный период показывает, что в этой области городского хозяйства действовали ученые, инженеры и новаторы, стремившиеся самоотверженно двигать вперед науку и технику, в особенности ученые и инженеры электрики. В результате отечественная научно-техническая мысль в этот период на много опережала уровень развития данной области науки и техники в Западной Европе и Америке. Однако изобретения русских новаторов медленно реализовались в России, а нередко их предложения осуществлялись за рубежом раньше, чем на родине, без какого-либо указания на их принадлежность русскому уму.

Литература
1. Михайловский В. Г. Развитие русской железнодорожной сети. - "Труды Вольного Экономического Общества", 1898, № 2.
2. Оппенгейм К. А. Проектирование железных дорог, ч. 1. М., 1925.
3. Всеподданнейший отчет по Министерству путей сообщения за 1869-1872 гг. СПб.
4. Менделеев Д. И. Соч., т. 11. М., 1949.
5. "Известия Собрания инженеров путей сообщения", 1892, № 3-4.
6. ЦГИА СССР, ф. 240, оп. 1, д. 149, л. 142.
7. Статистический обзор железных дорог и внутренних водных путей России. СПб., 1900.
8. Могилевский Е. А. Полвека взаимодействия горнозаводской промышленности и железных дорог в горнопромышленном районе юга России. СПб.. 1913.
9. Менделеев Д. И. Уральская железная промышленность в 1899 г., ч. III. СПб., 1900.
10. Тарифные учреждения и департамент железнодорожных дел 1884-1914 гг. - "Вестник финансов, промышленности и торговли", 1914, № 10.
11. Сидоров А. Л. Железнодорожный транспорт России в первой мировой войне. - "Исторические записки", т. 26, 1948.
12. Струмилин С. Г. Железнодорожное строительство. - "Плановое хозяйство", 1926, №11.
13. ЦГИА СССР, ф. 229, оп. 2, д. 1730. л. 30, 1917.
14. ЦГИА СССР, ф. 1276, оп. 12, д. 2, л. 2.
15. Борисов И. К. К вопросу о железнодорожном строительстве. - "Плановое хозяйство", 1926, № 12.
16. ЦГИА СССР, ф. 219, оп. 1, д. 3427, л. 3, 1843.
17. Журавский Д. И. О железных дорогах в России. - "Русский вестник". 1856.
18. ЦГИА СССР, ф. 207, 1861, оп. 1, д. 321, л. 4.
19. Липин Н. И. О построении железных дорог в России. Рукопись, ЛИИЖТ.
20. Собко П. И. Курс железных дорог. Литографированное издание. СПб., 1857.
21. ЦГИА СССР, ф. 265, оп. 2, д. 619, л. 101, 1887.
22. Статковский Б. И. Пояснительная записка к проекту железной дороги через Главный Кавказский хребет. СПб., 1876.
23. Тиле Р. Ю. Практическая фототопография (фотограмметрия). СПб., 1898.
24. Щуров П. И. Применение фототопографии к изысканиям путей сообщения. - "Записки Кавказского отделения РТО", 1898, т. XXIV, вып. VII.
25. Савельев Р. Н. О применении воздухоплавания к железнодорожным изысканиям. - "Железнодорожное дело", 1897, № 17.
26. ЦГИА СССР, ф. 274, оп. 2, д. 680, л. 32, 1908.
27. Тиле Р. Ю. Фототопография в современном развитии, т. I-III. СПб., 1903-1909.
28. ЦГИА СССР, ф. 1050, оп. 1, д. 121, л. 209, 1887.
29. ЦГИА СССР, ф. 273, оп. 6, д. 61, л. 103, 1908.
30. ЦГИА СССР, ф. 1195, оп. 1, д. 21, л. 88, 1877.
31. Петров Н. П. Давление колес на рельсы железных дорог, прочность рельсов и устойчивость пути. Пг., 1915.
32. Годыцкий-Цвирко А. М. О динамических расчетах верхнего строения пути. - "Журнал Министерства путей сообщения", 1915. кн. 1 и 2.
33. Цеглинский К. Ю. Железнодорожный путь в кривых. Исследование оснований устройства и условий работы пути в связи с особенностями криволинейного движения поездов. М., 1903.
34. "Железнодорожное дело", 1885, № 35-36.
35. ЦГИА СССР, ф. 219, оп. 1. д. 5742, л. 332, 1871.
36. ЦГИА СССР, ф. 446, оп. 17, д. 21, л. 46, 1880.
37. Житков С. М. Институт инженеров путей сообщения. Исторический очерк. СПб., 1899.
38. ЦГИА СССР, ф. 229, оп. 4, д. 249, л. 4, 1899.
39. Исторический очерк разных отраслей железнодорожного дела. Под ред. В. М. Верховского. Т. I и II. СПб., 1901.
40. Гешвенд Ф. Общее основание проекта применения реактивной работы пара к железнодорожным паровозам. Киев, 1886.
41. Автоматическая двойная стяжка для железнодорожных вагонов Е. В. Пиотровского. СПб., 1905.
42. Гоммеля С. П. Влияние изнашивания тормозных колодок на работу воздушных тормозов и способы его компенсирования. Томск, 1913.
43. Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта (1809-1959). М., 1960.
44. Добронравов А. Г. Общая теория паровых машин и теория паровозов. СПб., 1858.
45. Лопушинский В. И. Сопротивление паровоза и вагона движению и действию паровой машины паровоза. СПб., 1880.
46. Бородин А. П. Службы подвижного состава Юго-Западных железных дорог в период десятилетия 1880-1889 гг. Киев, 1893.
47. Петров Н. П. Паровозы. СПб., 1879.
48. Петров Н. П. Сопротивление поездов на железных дорогах. СПб., 1898.
49. Петров Н. П. О наивыгоднейшей скорости товарных поездов. СПб., 1892.
50. Романов А. Д. Паровозы. СПб., 1893.
51. Смирнов С. И. Курс подвижного состава и тяги. СПб., 1895.
52. Чечотт А. О. Новый метод расчета времени перегонов и применение его к исследованию обстоятельств движения поездов. СПб., 1910.
53. Ломоносов Ю. В. Тяговые расчеты и приложения к ним графических методов. СПб., 1912.
54. ГИАЛО, ф. 381, д. 559, л. 170.
55. ЦГИАЛ, ф. 273, оп. 6, д. 4, л. 227.
56. Щегловитов В. Н. Теория графика движения поездов в связи с вопросом о составах. СПб., 1909.
57. ЦГИА СССР, ф. 219, оп. 1, д. 6650, л. 77.
58. ЦГИА СССР, ф. 273, оп. 6, д. 2751, л. 7.
59. Тимонов В. Е. По вопросу о рациональном методе коренного улучшения судоходных условий больших рек. СПб., 1899.
60. Речной транспорт за 40 лет (1917-1957). М., 1957.
61. Петрашень И. В. Мариинская система (1810-1910). СПб., 1910.
62. Бучацкий X. С. Типы речных судов и их рациональная конструкция. СПб., 1895.
62а. Кандиба Н. Б. Курс портовых сооружений. СПб., 1916.
63. Житков С. М. Исторический обзор устройства и содержания водных путей и портов в России за столетний период 1798-1898 гг. СПб., 1900.
64. Краткий исторический очерк водных и сухопутных сообщений и торговых портов в России. СПб., 1900.
65. Зброжек Ф. Г. Курс внутренних водяных сообщений. Текст и атлас. СПб., 1890-1897 гг. (3-е изд. Пг., 1915).
66. Лохтин В. М. О механизме речного русла. СПб., 1897.
67. Лохтин В. М. Значение водяных путей и их нужды. СПб., 1907.
68. Лялевский Н. С. О речных течениях и формирование речного русла. - В кн.: Труды II съезда инженеров-гидротехников в 1893 г. СПб., 1893.
69. Лелявский Н. С. Об углублении наших больших рек.
Доклад Десятому съезду русских деятелей по водным путям в 1804 г. СПб., 1904.
70. Клейбер В. Г. О дноуглубительных работах на перекатах. М., 1896.
71. ЦГАДА, ф. 30, д. 16, л. 46.
72. ЦГИА, ф. 728, д. 2225, арх. № 2569, л. 4.
73. ЦГИА, ф. 728, д. 2225, арх. № 2569, л. 15.
74. Окунев М. М. Теория и практика судостроения.
Руководство для изучения корабельной архитектуры, ч. 1-5. СПб:, 1865-1873.
75. Дмитриев Н. Н. и Колпычев В. В. Судостроительные заводы и судостроение в России и за границей. СПб., 1909.
76. ЦГА ВМФ. ф. 410, д. 2907, лл. 166-172.
77. Моисеев С. П. Список кораблей русского парового и броненосного флота. М., 1948, стр. 13.
78. "Морской сборник", 1872, № 12.
79. ЦГИА, ф. 492 Военно-ученого комитета, ед. р. 1325, лл. 28-29.
80. Белавенец П. И. Материалы по истории русского флота. СПб., 1914.
81. Крылов А. Н. Воспоминания и очерки. М.. 1963.
82-83. Военные флоты. Морская справочная книжка на 1903 г. СПб., 1903.
84. Российский императорский флот и флоты Германии и Турции. СПб., 1915.
85. ЦГА ВМФ, ф. Морского ученого комитета, д. 1011 (33), 1862, л. И.
86. ЦГВИА. ф. 802, оп. 3, д. 60, лл. II-12.
87. ЦГА ВМФ. ф. Морского технического комитета (1900), ед. хр. 45, л. 5.
88. Кочетов А. А. Подводная лодка "Минога". Описание. СПб., 1910.
89. ЦГА ВМФ. ф. МГШ, ед. хр. 31894, л. 158.
90. Русский торговый флот. Список судов к 1 сентября 1904 г. СПб., 1905.
91. "Известия Императорского об-ва содействия русскому торговому мореходству", 1904, вып. 61.
92. Очерк возникновения и деятельности Добровольного флота за время XXV-летия его существования. СПб., 1903.
93. Скальковский К,. Русский торговый флот и срочное пароходство на Черном и Азовском морях. СПб., 1887.
94. Шавров Н. А. О мерах для развития русского торгового мореходства. Кн. 1. М., 1895.
95. Воронков А. и Клементьев Ю. Морской флот СССР за 50 лет. М., 1974.
96. Статистический атлас путей сообщения России к началу XX в. СПб., 1902.
97. Тельфер А. Очерк развития дорожного и мостостроительного дела в ведомстве путей сообщения. Т. I-III. СПб., 1911.
98. Статистические сведения по дорожной части. СПб., 1913.
99. Ляхницкий М. А. Обыкновенные дороги. СПб, 1889.
100. Златоменский В. Автомобиль и прочие виды механической тяги в применении к военным целям. СПб., 1911.
101. Тельфер А. Опыты введения тяги на шоссейных дорогах. - "Железнодорожное дело", 1906, № 14 и 16.
102. Дубелир Г. Д. Городские улицы и мостовые. Киев, 1912.
103. Дубелир Г. Д. Грунтовые дороги, их постройка и уход за ними. СПб., 1912 (2-е изд. Киев, 1914).
104. Дубелир Г. Д. О мерах по улучшению гужевых дорог. - "Земское дело", 1913, № 10.
105. Дубелир Г. Д. Планировка новых улиц и дорог. Доклад на III Международном дорожном конгрессе в Лондоне. Киев, 1913.
106. Страментов А. Е. Городской транспорт. Изд. 2-е. М, 1969.
107. Пироцкий Ф. А. О передаче воды как движителя на всякое расстояние посредством гальванического тока. - "Инженерный журнал", 1877, № 4.
108. "Электричество", 1881, № 5.
109. Л инее А. Л. Магнито-электрические дороги А. Л. Линева. М., 1890.
110. Романов И. В. Электромобили в С.-Петербурге. - "Технический сборник и вестник промышленности", 1899, № 10.
111. Исаев А. С. Об электромобилях И. В. Романова. - "Автомобильная и тракторная промышленность", 1952, № 8.
112. Шуберский В. И. Проект оборудования электрическими автомобилями шоссе Новороссийск-Сухуми - В сб. Института инженеров путей сообщения, 1902, вып. VII.
113. Демонстрация троллейбуса "Фрезе и Ко". - "Автомобиль", 1902, № 5.
114. ГИАМО, ф. 16, оп. 136, д. 140, лл. 4-9 и в копии ф. 179, оп. 21, д. 2042, лл. 3-6.
115. ГИАМО, ф. 179, оп. 3, д. 2220, лл. 26-39.
116. ГИАМО, ф. 16, оп. 136, д. 140, лл. 26, 116-117.
117. ГИАМО, ф. 179, оп. 21, д. 2042, лл. 32-33, 245-252.