Паровая машина братьев черепановых

29.04.202308.05.2023 admin 0 Comments

Первый русский паровоз Черепановых

Первая стационарная паровая машина

Паровая телега

Первый паровоз в России

Паровая дорога Черепановых

В 1833—1834 гг. на Нижнетагильском заводе крепостные мастера Ефим Алексеевич и Мирон Ефимович Черепановы построили первый русский паровоз и первую паровую рельсовую дорогу в России. Черепановы начали строить свои первые стационарные паровые машины в 20-х годах XIX в.

К тому времени в России создались уже свои традиции и свой опыт в этой области. Как известно, основоположником этого дела за шесть десятилетий до Черепановых был И. И. Ползунов. Продолжателями Ползунова явились многочисленные русские мастера.

На различных заводах по всей России они создавали все новые и новые паровые машины — сначала только стационарные, а потом и пароходные. По некоторым данным, занимались паровыми судами и Черепановы.

Первая стационарная паровая машина

Первая стационарная паровая машина сконструирована Черепановым-старшим в 1824 г. Эта машина, мощностью в 4 л. с., применялась на мукомольной мельнице Нижнетагильского завода. Затем Черепановы построили 30-сильный паровой двигатель на медном руднике и еще несколько крупных паровых машин.

Первый русский паровоз Черепановых

На Выйском заводе Черепановы создали замечательное механическое заведение, которое обслуживало всю группу демидовских заводов. Там, под руководством Черепановых и по их чертежам, изготовлялись разнообразные двигательные и рабочие механизмы, в том числе оригинальные токарные, сверлильные, винторезные, штамповальные и иные станки.

Так, еще прежде чем Черепановы приступили к постройке своего первого паровоза, они создали машиностроительную базу для выполнения этой ответственной задачи.

В то время в русской печати усиленно обсуждался вопрос о паровых железных дорогах и паровых повозках. Черепановы бывали в Петербурге и знали о вопросах, занимавших поборников новой техники.

Паровая телега

И вот они решили создать «паровую телегу» (или «пароходный дилижанец», или «сухопутный пароход» — под этими наименованиями фигурируют паро возы в переписке того времени).

К постройке первого паровоза Черепановы приступили в 1833 г. Им приходилось преодолевать огромные технические и организационные трудности. Немало было в их работе и непосредственного риска.

Первый русский паровоз Черепановых

Первый паровоз в России

К августу 1834 г. удалось преодолеть все трудности, и первый «паровой дилижанец» в реконструированном виде стал ходить по первой паровой чугунной рельсовой дороге.

Следует отметить, что конные рельсовые дороги применялись на русских заводах, по выражению декабриста Бестужева, «бог знает с которой поры». Особенно замечательна была конная «чугунка» П. К. Фролова, построенная на Алтае в 1806—1810 гг.

Таким образом дорога Черепановдх завершала длительный период развития отечественных рельсовых путей. Заводская контора особым ордером приказала Черепановым строить дорогу до медного рудника у подошвы горы Высокой и до Выйского завода (в 2 км от Нижнетагильского завода).

Одновременно механики начали строить для Тагильской (или Нижнетагильской) дороги второй, более мощный паровоз, который, как гласили документы того времени, был к марту 1835 г. «совершенно отстройкою кончен и перепускан» и «с желаемым успехом действует».

Первый русский паровоз Черепановых

В процессе своей творческой деятельности Черепановы совершенно самостоятельно и самобытно разрешили многие конструктивные вопросы. Они создали паровоз с трубчатым котлом на 80 трубок (самый мощный стефенсоновский паровоз того времени — «Самсон» имел 89 трубок), с оригинальным механизмом обратного хода и т. д.

Паровая дорога Черепановых.

Имелись все технические предпосылки для того, чтобы паровая дорога Черепановых вышла за пределы уральских заводов Демидовых и стала транспортным средством общего пользования.

Однако для этого еще нужно было добиться систематической поддержки администрации завода, местных властей и, наконец, ведомства путей сообщения и министерства финансов. И в первую очередь надо было освободить Черепановых от других работ, чтобы они могли специально заняться железной дорогой.

Однако заводская администрация не собиралась механизировать заводской транспорт. Она предпочитала крепостную гужевую повинность «пароходным дилижансам». Руководителей завода стало беспокоить, что талантливые механики отвлекаются от своих прямых обязанностей.

В октябре 1835 г., в самый разгар работы Черепановых над паровой железной дорогой, было издано специальное «Постановление о механических занятиях в Нижнетагильских заводах».

Первый русский паровоз Черепановых

Все «механические занятия» по девяти Нижнетагильским заводом возлагались на Черепановых. Им предписывалось рассматривать, утверждать и осуществлять все вопросы, «до механической части относящиеся». А когда изобретатели не выполняли в срок какого-нибудь поручения, им объявлялись выговоры «за небрежение воли и выгоды господ хозяев».

Черепановы уже не могли продолжать работать в области парового транспорта. Еще более фальшиво — показным был интерес властей к черепановской дороге.

Пермский гражданский губернатор Селастенников, как сообщалось в «Горном журнале», осенью 1834 г., во время объезда своей губернии, «удостоил сам испытания сего парохода и, проехав на оном помянутую 400 — саженную дистанцию, изъявил удовольствие свое трудившемуся в устроении сего полезного для заводов предприятия». На этом попечение начальства окончилось.

Первый русский паровоз Черепановых

Знали о дороге Черепановых и в Петербурге. О ней даже писалось в столичной печати. Тем не менее «высшее начальство» проявляло к делу Черепановых полнейшее безразличие.

Весьма характерно, что посетивший Нижнетагильский завод наследник престола — великий князь Александр Николаевич на чугунную дорогу Черепановых не обратил внимания.

В дореволюционной русской литературе, посвященной истории наших железных дорог, деятельность Черепановых была забыта. Лишь исследователи (прежде всего проф. В. В. Данилевский), восстановили историческую правду о Черепановых.

Видео: Загадка железная дорога и река

Источник

Паровая машина братьев черепановых

Нижний Тагил 1833 год. Это родина российского паровоза, изобретенного Черепановыми. Но в то время такого слова «паровоз» в русском языке еще не было. И машину назвали «сухопутный пароход».

Памятник Черепановым Ефиму Алексеевичу и Мирону Ефимовичу в Нижнем Тагиле. Установлен в 1956 г.

Оба были очень одаренные. Именно младший Алексей сделал первые наброски «сухопутного дилижанса» и «заразил» этой идеей старшего брата. Это было в 1803 году. В 1817 году Алексей умер, но у него остался сын Аммос, который тоже был причастен к проекту, много помогал своему дяде и двоюродному брату Мирону. Таким образом говорить «братья Черепановы создали первый русский паровоз» вполне корректно и наверное даже справедливо.

Отец и сын Черепановы.

Основными конструкторами «сухопутного дилижанса» считаются Ефим Алексеевич и его сын Мирон Ефимович Черепановы. Именно им установлен памятник на Театральной площади в Нижнем Тагиле. Отец и сын внешне поразительно похожи как близнецы. И даже тагильчане порой называют памятник «братья Черепановы». То, что это отец и сын ведь не написано. Они там еще очень похожи на Маркса и Энгельса. Видимо советские скульпторы привыкли ваять основоположников коммунизма, ну и под копирку слепили.

Ефим и Мирон Черепановы.

Ефим Черепанов знал, что на заводах за границей работают паровые машины и мечтал построить такую же в России на Урале из отечественных материалов. Черепанов писал об этом Демидову в Санкт-Петербург. Но тот не верил, что простой мужик, механик-самоучка способен сконструировать сложный паровой двигатель.

Не было бы счастья, да несчастье помогло. На заводе, где работали Черепановы случился пожар. Огонь уничтожил водяные колеса, приводившие в движение заводские механизмы. Тогда изобретатели получили разрешение построить свою паровую машину. Два года ушло на ее создание. Свой первый паровой механизм мощностью в 4 лошадиные силы Черепановы пустили в работу в 1824 году. Затем, вдохновленные этим успехом, Черепановы построили еще две паровые машины. Посмотреть на чудеса техники приехал главный начальник горных заводов Урала. Восхищению его не было предела. Талантливых изобретателей Ефима и Мирона Черепановых необходимо наградить золотой медалью! В Петербурге это вызвало переполох. Наградить золотой медалью крепостного? Такого еще не было. Нельзя! Неудобно! Золотую медаль решено было заменить серебряной зато на анненской ленте.

Ракета Стефенсона не была первым в мире паровозом. Первый паровоз спроектировал другой английский инженер Ричард Тревитик в 1803 году. Он же построил кольцевую железную дорогу, по которой его паровоз катал тележку с пассажирами. А вот первую настоящую железную дорогу построил Джордж Стефенсон в 1830 году. Линия протяженностью около 40 километров соединила два крупных английских города Ливерпуль и Манчестер. Паровозы Стефенсона повезли по ней первые грузы и первых пассажиров. Нигде в мире ни паровозов ни железных дорог тогда еще не было.

Отличался он и по конструкции. Колеса бегунковой пары на которых не было привода, Черепановы уменьшили в размерах. Через полгода второй паровоз Черепановых был пущен по рельсам. Он тянул груз уже в тысячу пудов со скоростью почти 16 км/час.

Но паровозы уральских изобретателей не нашли себе достойного применения. Подрядчики конного извоза не желали терять свой доход. И вскоре по рельсам, проложенным Черепановыми для сухопутных пароходов, вагоны с рудой стали таскать лошади.

Известие о строительстве первой в России железной дороги под Петербургом Черепановы переживали тяжело. Иностранные инженеры были приглашены прокладывать рельсы, паровозы покупались в Англии и Бельгии. Чтобы обратить внимание на отечественный паровоз, Черепановы построили его модель для промышленной выставки в Петербурге. Но заинтересовать своим изобретением там никого не смогли. Эта модель сохранилась до сих пор в музее железнодорожного транспорта в СПб. По ней и по частично сохранившимся чертежам первых паровозов в 1949 году была изготовлена точная копия первого российского паровоза, которая сейчас стоит перед ДК железнодорожников напротив вокзала в Екатеринбурге.

Источник

Первый русский паровоз Черепановых

Паровоз, использующий в качестве энергетической установки паровую машину, долгое время был господствующим типом локомотивов и сыграл огромную роль в становлении железнодорожного сообщения. Лишь начиная с середины XX столетия паровые локомотивы вытеснили тепловозы и электровозы

В России изобретение слова «паровоз» приписывается Н.И. Гречу, который в середине XIX века издавал газету «Северная пчела». До этого паровоз называли по-разному: «самокатная паровая машина», «паровая фура», «паровая телега», «пароходка», «паровой дилижанс» и даже «пароход». В первых отчетах строителя Царскосельской железной дороги Ф.А. Герстнера также употребляются названия «паровая машина», «паровой экипаж», «паровая карета». Но уже с 1837 г. Герстнер использует слово «паровоз».

Первые паровозы, нашедшие практическое применение на небольших линиях отдельных промышленных предприятий в Англии, были, как известно, построены английским инженером Георгом (Джорджем) Стефенсоном в период 1814–1828 гг. Пытались строить паровозы и до Стефенсона, но они имели крупные недостатки и не могли служить прототипами для создания работоспособных локомотивов. Например, в 1803 г. англичанин Ричард Тревитик построил одноцилиндровый паровоз с громоздкой зубчатой передачей; в 1811 г. англичанин Бленкинсоп, думая, что сцепления гладких колес с рельсами недостаточно для движения локомотива, построил паровоз, имевший зубчатое колесо, которое сцеплялось с рейкой, уложенной вдоль рельсового пути.

В 1825 г. Георг Стефенсон на им же организованном в Дарлингтоне первом в мире паровозостроительном заводе построил паровоз «Локомошен» для сооруженной Стоктон-Дарлингтонской железной дороги протяженностью 40 км. Успешная работа этой первой в мире железной дороги общего пользования способствовала популяризации нового вида транспорта, последующему широкому строительству железных дорог, паровозостроительных заводов и самих паровозов. В 1829 г. Стефенсон построил знаменитый паровоз «Ракета», все основные элементы которого стали использоваться на других прототипах, в частности, коробчатая топка, котел с дымогарными трубами, устройства для создания искусственной тяги отработавшим паром и др. Георг Стефенсон, сыгравший большую роль в развитии паровозной техники и паровозостроения, на вопрос «Кто изобрел паровоз?» справедливо отвечал: «Паровоз есть изобретение не одного человека, а целого поколения инженеров и механиков».

Спустя пять лет после постройки «Ракеты», в 1834 г., на Выйском заводе, который входил в состав Нижнетагильских заводов Демидова, русский механик Мирон Ефимович Черепанов с помощью своего отца Ефима Алексеевича построили целиком из отечественных материалов первый в России паровоз. В обиходе тогда еще не существовало этого слова, и локомотив назвали «сухопутным пароходом». Сегодня модель первого русского паровоза типа 1-1-0, построенного Черепановыми, хранится в Центральном музее железнодорожного транспорта в Санкт-Петербурге.

Создатели первого русского паровоза уральские мастера
Ефим Алексеевич Черепанов и его сын Мирон Ефимович Черепанов

«При первом приступе к исполнению сего предприятия, – сообщалось в пятом номере «Горного журнала» за 1835 г. об этом паровозе, – встречены были Черепановыми следующие затруднения. Во-первых, печь, ими избранная, не давала довольно жара, так что котел долго нагревался, и паров оказывалось недостаточно, и, во-вторых, они были озабочены приисканием удобного механизма для соделания парохода способным ходить взад и вперед без поворачивания, как то делают обыкновенные повозки. При необычайной сметливости Черепановых и при данных им способах, они однако же скоро достигли цепи своей; сухопутный пароход, ими устроенный, ходит ныне в обе стороны по нарочно приготовленным на длине 400 сажень (853,5 м) чугунным колесопроводам. Пароход их неоднократно был в действии и показал на деле, что может возить более 200 пудов (3,3 т) тяжести (руды) со скоростью от 12 до 15 верст в час (13–16 км/ч). Самый пароход состоит из цилиндрического котла длиною 51/2 футов (1676 мм), диаметром 3 фута (914 мм) и из двух паровых лежачих цилиндров длиной 9 дюймов (229 мм), в диаметре 7 дюймов (178 мм).

После первых опытов для усиления жара прибавлено в котел некоторое число парообразовательных медных трубок, и теперь имеется оных до 80. Обратное движение машины, без поворота, производится ныне переменою впуска паров в другую сторону, действием эксцентрического колеса, приводящего в движение паровые золотники. Запас горючего материала, состоящего из древесного угля и потребной на действие воды, следует за пароходом в особом фургоне, за которым далее прикреплена приличная повозка для всякой поклажи или для пассажиров в числе 40 человек.

Упоминаемые чугунные колесопроводы, по которым ходил пароход, собраны в Нижнетагильском заводе для опыта; они назначены для употребления при перевозке руд, куда и будут перенесены в непродолжительном времени. По испытании сего парохода Черепановы приступили к устроению другого подобного парохода, несколько более прежнего. Оный находится уже в сборке, и есть надежда, что можно будет приступить к испытанию его в скором времени».

Первый паровоз имел массу в рабочем состоянии 2,4 т. Его опытные поездки начались в августе 1834 г. Изготовление второго паровоза закончили в марте 1835 г. У него были несколько увеличены размеры котла – длина до 6 футов (1829 мм), диаметр до 3 футов и 4 дюймов (1016 мм) и цилиндров – ход поршня до 10 дюймов (254 мм) и диаметр до 7,5 дюйма (190,5 мм). Это позволило поднять мощность с 30 до 40 л. с. Из выполненного с натуры племянником Ефима Черепанова Аммосом чертежа паровоза следует, что у второго паровоза бегунковая колесная пара имела диаметр колес меньше, чем движущая.

Второй паровоз мог перевозить грузы уже массой 1000 пудов (16,4 т) со скоростью до 16 км/ч. Путь, на котором испытывались паровозы Черепановых, имел ширину колеи 2 аршина и 5 вершков (1645 мм). А в 1836 г. под их руководством построили чугунную дорогу от Выйского завода до Медного рудника протяженностью в 3 версты. Механики при этом самостоятельно решили целый ряд конструктивных и технических проблем: создали у локомотива многотрубчатый котел, парораспределение и реверс хода, проложили более удобную и экономичную широкую колею.

Изобретатели-самоучки крепостные Ефим Алексеевич Черепанов и его сын Мирон происходили из приписных крестьян Выйского завода. Ефим Алексеевич, будучи плотинным мастером, в 1820 г. своим «искусством и усердием» построил первую паровую машину, приводившую в движение токарный станок и заменившую труд двух человек. Среди почти 25 устройств, сконструированных позднее уральским умельцем с помощью сына, были рукоподъемные, водоотливные, винторезные, строгальные и золотопромывочные машины мощностью от 5 до 60 л.с. По словам самих Черепановых, они всю жизнь старались «неослабно заводить машины для пользы заводов и облегчения сил трудившихся». Отец и сын были хорошо знакомы с различными техническими новшествами, внедрявшимися в то время на крупных предприятиях России, Англии и Швеции.

Между тем начальство Нижнетагильского завода, да и сам заводчик Н. Демидов весьма скептически относились к постройке паровиков. Их гораздо больше беспокоило, почему за границей начал падать спрос на уральское железо. Но никто из них не хотел признавать, что все дело в техническом отставании отечественных заводов, неспособных добиваться высокого качества металла.

Памятник паровозу Черепановых в Нижнем Тагиле.
Автор фотографии: Hardscarf

В 1825 г. Демидов отправил уже обоих Черепановых в Швецию для изучения горных и металлургических производств, а также «для просмотрения машин». В 1833 г. Мирон Черепанов побывал в Англии, где интересовался работой рельсового транспорта.

Вершиной творчества Черепановых стало создание ими в 1834 г. первого русского паровоза. Вот свидетельство очевидца первого рейса паровоза Черепановых: «В тот день на Выйское поле шли люди и становились вдоль линии чугунных колесопроводов. Тяжелые заводские ворота открылись, и вскоре появился сухопутный пароход – машина невиданная, ни на что не похожая, с высокой дымящейся трубой, сверкающей начищенными бронзовыми частями. На площадке у рукояток стоял Мирон Черепанов.

Пыхтя паром, мелькая спицами колес, пароход покатил мимо молчаливой толпы. Затем Мирон повернул какую-то рукоятку, клуб пара вылетел из трубы, и машина ускорила ход. Машинист довел паровоз до тупика и дал задний ход. Обратно машина шла очень быстро. Следующий рейс пароход сделал с прицепной повозкой пудов на 200 груза. А позже в повозку забралось десятка два-три людей, пожелавших стать первыми пассажирами».

За конструирование и постройку различных машин Ефим Алексеевич в 1833 г. был награжден серебряной медалью на Анненской ленте. Он и его жена получили вольную. Его сын Мирон стал вольным через три года. Остальные члены семьи оставались крепостными. Тяжело восприняли Черепановы известие о строительстве в 1837 г. под Петербургом первой в стране железной дороги до Павловска (27,5 км) иностранными специалистами и о закупке для нее паровозов в Англии и Бельгии. Нижнетагильская железная дорога работала тогда уже целых два года. В 1837 г. Черепановы строят модель паровоза для промышленной выставки в Петербурге. Однако созданная ими «пароходка» никого не заинтересовала. Ефим Алексеевич скончался в 1842 г. После смерти отца Мирон Ефимович продолжал трудиться на заводах, но в 1849 г. его жизнь внезапно оборвалась.

К сожалению, в отличие от стационарных паровых двигателей, востребованных в то время российской промышленностью, первой русской железной дороге Черепановых не было уделено того внимания, которого она заслуживала. Разысканные ныне чертежи и документы, характеризующие деятельность Черепановых, свидетельствуют, что это были истинные новаторы и высокоодаренные мастера техники. Они создали не только Нижнетагильскую железную дорогу и ее подвижной состав, но и сконструировали много паровых машин, металлообрабатывающих станков, построили паровую турбину.

Несмотря на вполне удачные конструкции, паровозы Черепановых не получили распространения. Одной из причин считается противодействие со стороны подрядчиков конного извоза, не желавших терять свои доходы. Но кроме этого имелись и некоторые объективные причины. В качестве топлива в паровозах Черепановых использовались дрова. Паровоз потреблял их в таком количестве, что очень скоро встала проблема с подвозом их. Весь лес в окрестностях железной дороги был вырублен, и дрова приходилось возить издалека. Это тоже сильно повлияло на судьбу паровоза. К примеру, первые паровозы Стефенсона работали на перевозке угля из угольных шахт, который и использовали в качестве топлива.

В краеведческом музее в Нижнем Тагиле хранится рисунок первого в России паровоза, сконструированного Черепановыми. Коллектив Нижнетагильского завода имени Куйбышева построил по нему действующую модель. Теперь копия черепановского паровоза и трех вагонов выставлены для обозрения около Высокогорского рудника. В год 170-летия первого российского паровоза на родине «пароходного дилижанса» в Нижнем Тагиле открылся музей его создателей – отца и сына Черепановых. Инженеры Уралвагонзавода, изготовившие макет черепановского механизма, смогли повторить его лишь на треть, так как большинство описаний и чертежей безвозвратно утеряны. Сохранился всего один рисунок, остальное пришлось домысливать. Особенно тяжело было решить, как сшивать корпус. Ведь все известные локомотивы изготовлены с помощью сварки, но тогда ее не было. Решили склепать «пароход».

В первой половине XIX века паровозы в Россию в основном ввозились из-за рубежа. Cерийное их производство было налажено только в 1870-е годы, а до этого производилось небольшое количество локомотивов иностранной разработки. Со временем Россия стала второй страной в мире (после Англии), где строились свои паровозы. По времени введения железных дорог с паровой тягой Россия занимала четвертое место – после Англии, США и Франции. Эра паровозов продолжалась до 1950-х годов, когда их производство было полностью свернуто.

Источник

1. Постройка Черепановыми новых паровых машин

Ведя упорную борьбу за введение парового транспорта, загруженные бесчисленным количеством мелких поручений заводской конторы, Черепановы продолжали успешно заниматься усовершенствованием техники заводского производства.

До тех пор пока управляющие не сделали для Черепановых невозможным участие в совещаниях Главной конторы (а позднее заводоуправления), механики присутствовали на заседаниях и давали ценные советы по улучшению заводского дела.

Черепановы производили большие гидротехнические работы. Под их руководством плотинный Осип Щербинин, плотники Андрей и Нифант Пащегиревы, мастеровые Исай Петров и Василий Коновалов и другие перестраивали прорез Верхне-Салдинской плотины, а также главный водопроводный ларь на Нижнетагильском заводе и т. д.

Черепановы строили лесопилки на многих заводах: Нижне-Тагильском, Висимо-Уткинском, Выйском и Других.

Они усовершенствовали различные отрасли металлургии и металлобработки. Так, за один 1836 год Черепановы занимались улучшением кричного производству на Висимо-Уткинском заводе; устанавливали там же прокатные станы; строили большую и сложную токарную машину на Нижне-Тагильском заводе; налаживали воздуходувные мехи в кричном цехе Нижне-Салдинского завода и т. д.

Осенью были составлены дополнительные «Особые правила» для всех заводских механиков, в первую очередь для Черепановых, а также для Федора Козопасова (сына строителя штанговой машины). Козопасов-младший к этому времени возглавлял новое механическое заведение при Нижне-Тагильском заводе, устроенное по образцу черепановского.

Теперь загрузка Черепановых еще больше возросла, а их работа была подчинена еще более мелочному и придирчивому контролю.

Аммос Черепанов в 1837 году занял должность механика Нижне-Тагильских заводов. Теперь он не мог, как прежде, повседневно сотрудничать с Мироном и Ефимом Черепановыми, но творческая связь между всеми тремя Черепановыми сохранилась. К тому же, пока непосредственным начальником Аммоса был Швецов, он давал молодому механику возможность углубить и пополнить знания. Наряду с выполнением основных обязанностей на Медном руднике Аммос стал преподавать черчение тем воспитанникам Выйской школы, которые обучались ремеслу.

Следует отметить, что Черепановы вообще принимали большое участие в подготовке молодых специалистов из детей крепостных. Еще за три года до этого в помещении Выйского механического заведения была открыта Высшая заводская школа. В эту школу переводили учеников старшего класса Выйского училища, имевших способности к техническим наукам. Первыми преподавателями были Мирон Черепанов (механика), начальник бронзерной мастерской Федор Звездин (литейное дело) и Алексей Ерофеев (горное искусство).

На заседании совета заводского управления 20 ноября 1836 года обсуждался вопрос об устройстве при Выйском механическом заведении небольшой чертежной, где Аммос Черепанов мог бы заниматься черчением планов с машин и выполнением различных рисунков, а также обучать этому воспитанников Выйской школы. Решено было оборудовать чертежную в корпусе Выйской конторы.

В это время Аммос Черепанов выполнял ответственные чертежи. На упомянутом заседании совета речь шла о производстве опытов с промывальными машинами по проекту главного смотрителя приисков Гаврилы Белова и по чертежу Аммоса Черепанова.

Аммос и сам разрабатывал проекты усовершенствованных механизмов. В начале 1837 года им был представлен заводскому начальству проект комбинированного металлообрабатывающего станка: токарного, винторезного и сверлильного.

Непомерная и все растущая загрузка Черепановых различными поручениями была причиной того, что механики никак не могли закончить постройки очередной паровой машины; эта машина была начата еще в 1834 году и предназначалась для откачки воды из Павловской (или Темной) шахты Медного рудника.

Задержка была связана исключительно с тем, что Черепановых все время отвлекали другими делами. Этот факт вынуждена была признать и заводская администрация. Так, например, в конце 1834 года контора сообщала, что чугунные и железные детали для новой паровой машины не изготовляются, так как Черепановы заняты приготовлением частей механизма Усть-Уткинской лесопилки.

Лишь полтора года спустя, в июле 1836 года, контора уведомила, что паровая машина почти готова и для нее строится близ шахты каменный корпус.

В том, что дело было сдвинуто с мертвой точки, решающую роль сыграл опять-таки Фотей Швецов. Он настаивал на скорейшем окончании постройки этой машины не только из сочувствия Черепановым, но прежде всего потому, что, как руководитель Медного рудника, сам был заинтересован в усилении откачки воды из шахт.

Добыча Медных руд в это время быстро возрастала. Надшахтные сооружения Медного рудника были заметны издали по клубам дыма, поднимавшегося из труб паровых машин, а также из медеплавильных цехов, расположенных у самого рудника. Часть руды, доставленной на поверхность, подвергалась плавке на месте. Медный рудник привлекал внимание русских и заграничных посетителей. Осматривать его устройство приезжали специалисты по горному делу и просто любознательные лица не только из других русских городов, но и из-за границы. Среди них были и двое египтян — Али Мухаммед и Шериф Дашури, которые в сопровождении горного инженера Ольховского осматривали рудник в начале 40-х годов для ознакомления с русским горным делом.

Посетителей не останавливал и ужасный спуск по облепленным грязью вертикальным лестницам в глубину рудника, под дождем воды, сочащейся со стен лестничных колодцев, и еще более тяжкий подъем оттуда наверх — путешествие, после которого у непривычных людей подкашивались ноги и ломило все тело.

Применение паровых машин на Медном руднике как для откачки воды из шахт, так и для приведения в движение воздуходувок при медеплавильных печах в немалой степени способствовало росту известности этого рудника.

В целях дальнейшего увеличения добычи руды Швецов считал необходимым значительное углубление подземных выработок Медного рудника до 85 метров и более, что требовало усиленной откачки подземных вод. В протоколе заседаний совета заводского управления от 4 ноября 1836 года записано настойчивое мнение Швецова: «Нужно доканчивать паровую машину для Медного рудника».

Осуществить это пожелание было нелегко, поскольку Черепановы не могли разгрузиться от множества мелких, второстепенных поручений. Только в мае 1838 года им удалось довести сооружение 40-сильной Павловской машины до конца.

Качества Павловской машины были так высоки, что заводская администрация (по инициативе Швецова) пообещала было хлопотать о награждении Мирона Черепанова медалью, как главного строителя этой машины, «по примеру отца его». Но это так и осталось обещанием.

При подробном осмотре Павловской паровой машины, произведенном 8 июля, выяснилось, что она может легко откачивать воду не только из нижних выработок, располагавшихся в то время на 40-саженной глубине, но, если потребуется, и с большей глубины. Машина делала от 12 до 14 оборотов в минуту и приводила в движение 2 насоса диаметром по 25,5 сантиметра с ходом поршня в 0,5 метра. По своей производительности она почти полностью могла заменить прежние две паровые машины — Анатольевскую и Владимирскую, вместе взятые.

Заводских приказчиков интересовало больше всего именно последнее обстоятельство. Они расценивали вступление в строй нового парового двигателя не с точки зрения усиления механизации производства (чего добивались Черепановы и Швецов), а с точки зрения возможной замены этой новой машиною двух прежних. От этого, по мнению «господ правящих», должна была произойти значительная экономия в дровах. Главные же надежды заводское начальство по-прежнему возлагало на вододействующие штанговые машины.

Черепановым все труднее становилось добиваться разрешения на постройку новых паровых машин. Ведь управляющие (кроме Швецова) ревностно выполняли указания горного начальства, которое стремилось помешать устройству любых новых установок, потребляющих топливо.

Неудивительно поэтому, что в переписке с уральским горным начальством заводская администрация часто хвалилась тем, что ее домны и печи работали не на полную мощность, что производство за такие-то годы было в упадке. Этим можно было неизменно угодить и екатеринбургским и столичным властям.

За проведением в жизнь этой поистине варварской политики задержки развития производительных сил страны следил специальный отряд заводских исправников.

Вот один из ярких примеров, показывающий, в каких тяжких условиях приходилось бороться за новую технику Черепановым, Швецову и их единомышленникам на других уральских заводах.

В 1837–1838 годах на Сысертском заводе Турчаниновых было совершено (с «попустительства» приставленного к заводу исправника) тяжкое служебное «преступление». Там осмелились без разрешения начальства устроить три паровые машины. Об этом «преступлении» было по инстанциям донесено в Екатеринбург, оттуда в горный департамент министерства финансов, и, наконец, дело дошло до самого Николая I.

Результатом явился «Указ его императорского величества самодержца всероссийского» по Уральскому горному правлению, циркулярно разосланный в октябре 1841 года всем заводским исправникам (в том числе и тагильскому).

Владельцев Сысертского завода и исправника, не донесшего об их действиях в Екатеринбург, указ объявлял подлежащими суду. На первый раз, однако, в качестве особой императорской милости, им лишь давалось строгое внушение и предписывалось «впредь без разрешения горного правления никаких перемен в заводских и горных устройствах не делать».

Горное начальство было убеждено, что между мощностью машины и количеством потребляемого ею топлива существует прямая пропорция. Поэтому труднее всего было получить разрешение на постройку больших (по тем временам) машин. Вот почему последующие черепановские машины имели мощность только от 4 до 10 лошадиных сил. Это было единственное, чего им удавалось добиться.

В 1838 году Черепановы построили небольшую машину, предназначенную для Павло-Анатольевского платинового прииска. Она работала почти круглый год, приводя в движение промывальные механизмы. Мощность ее составляла 4 лошадиных силы. Несмотря на небольшие размеры паросиловая установка машины использовалась для подогрева воды и для отопления промывального корпуса при Павло-Анатольевском прииске.

В следующем, 1839 году Черепановы построили две паровые машины, каждая мощностью по 10 лошадиных сил.

Первый из этих двигателей был установлен на Выйском механическом заведении Черепановых для приведения в действие различных металлообрабатывающих станков: токарных, сверлильных, винторезных, гвоздарных и прочих. До этого на черепановской «фабрике» работала, как мы помним, 4-сильная паровая машина 1824 года, которая теперь, в связи с применением там более мощного двигателя, была перенесена на один из платиновых приисков.

Вторая машина, мощностью в 10 лошадиных сил, была построена М. Е. Черепановым для Вилюйского золотого прииска и обслуживала промывальные («мутильные») механизмы.

Корпус, в котором она действовала и где производились золотопромывальные работы, прежде нужно было отапливать 12 чугунными печами. Теперь же отпадала всякая необходимость в пёчах, потому что помещение отапливалось посредством использования тепла от паровой машины.

В том же 1839 году была построена еще одна черепановская паровая машина для медеплавильного цеха Выйского завода. Установка была введена в строй через год. Она обслуживала воздуходувные мехи при медеплавильных печах. Устройство котла этой машины представляло особый интерес: котел обогревался отходящими газами медеплавильных печей и не требовал дополнительного расхода топлива.

Важные опыты по использованию тепла и теплопроводности отходящих газов медеплавильных и доменных «печей были начаты на тагильских заводах в конце 30-х годов по инициативе Фотея Швецова.

Известно, что отходящие газы металлургического производства имеют высокую температуру и, кроме того, сами обладают свойством горючести. Ученые во многих странах давно уже занимались вопросом о возможности обогрева этими газами котлов паровых машин для других установок.

Одним из первых выдвинул такое предложение французский металлург Бертье в 1814 году. Мы знаем, что когда Швецов учился в Париже, Бертье был одним из его учителей. Молодой русский инженер имел возможность познакомиться у него с идеей улавливания теряющегося тепла газов. И вот по возвращении в Россию Швецов, а затем Черепановы и Мокеев серьезно занялись практической разработкой способов улавливания тепла отходящих газов доменных печей, кричных, медеплавильных горнов и т. д.

Опыты тагильских мастеров проходили одновременно с подобными же исследованиями во Франции, Англии и германских государствах.

Черепановы (а также Павел Мокеев) принимали в этих опытах самое деятельное участие, они полностью разделяли мнение, высказанное Швецовым, что использование «теряющегося жара» металлургических печей могло произвести «замечательный переворот в заводском производстве». В заводской переписке за 1839 год указывалось, что Мирон Черепанов специально изучал постановку опытов использования тепла отходящих газов на заводах Шепелева.

В 1840 году на Выйском заводе начала работу печь при прокате меди. Эта печь действовала на отходящих газах двух медеплавильных горнов. Строилась и другая такая же печь. Обе печи должны были обеспечить прокат от 20 до 25 тысяч пудов меди в листы.

В 1841 году отходящие газы кричных горнов использовались на Нижне-Салдинском заводе для подогрева железа и стали в процессах проката и проковки: на Верхне-Салдинском заводе при выделке гвоздей, а на Нижне-Лайском заводе при прокате листового железа.

В начале 40-х годов Черепановы продолжали постройку небольших паровых машин, как правило для золотых и платиновых приисков.

Одна из таких машин, мощностью в 4 лошадиных силы, была установлена в 1840 году на Вязовском прииске. В следующем году Черепановы перенесли ее на Медный рудник и использовали в качестве привода для воздуходувных устройств при действовавших там медеплавильных печах.

В заводской переписке весной 1842 года отмечалось, что черепановская машина доставлена на Медный рудник с Вязовского прииска вместо выстроенной для опыта и проработавшей лишь недолго паровой турбины. При этом разъяснялось, что от применения паровой турбины заводоуправление отказалось из соображений экономии топлива, поскольку котел паровой машины обычного типа мог быть полностью переведен на обогрев отходящими газами от четырех медеплавильных печей, тогда как паровая турбина требовала расхода дров.

Имя изобретателя турбины в переписке не упоминалось, но можно предположить, что конструктором этого нового типа парового двигателя был Павел Мокеев.

Идея постройки паровой турбины, то есть двигателя ротационного (вращательного) типа, в котором поток пара воздействовал бы непосредственно на подвижную часть (ротор) двигателя, возникла давно.

Прообразы паровой турбины можно найти в неосуществленных (да в то время и неосуществимых) проектах Дж. Бранка и некоторых других изобретателей XVII века. Алтайские теплотехники делали опыты по устройству паровой турбины с конца XVIII века. Один из них, П. М. Залесов, построил в 1807 году деревянную модель паровой турбины, предназначенной им для откачки воды из шахт Сузунского рудника.

Теперь тагильские изобретатели сделали следующий важный шаг, пытаясь применить паровую турбину на практике, чем далеко опередили свою эпоху. Ведь в мировом производстве паровые турбины стали систематически применяться лишь 40 лет спустя, с 80-х годов XIX века.

Можно лишь пожалеть, что интересные опыты на тагильских заводах были прерваны из-за вмешательства заводского исправника. Черепановская машина, установленная на Медном руднике вместо паровой турбины, работала недолго. В июне 1841 года была остановлена и она. Воздуходувные устройства стали, как прежде, приводиться в движение конным приводом.

Только год спустя, после того как черепановская паровая машина была перестроена, ее снова пустили в ход, и она стала работать на отходящих газах четырех медеплавильных печей, без расхода дополнительного топлива.

В те же годы механики построили еще четыре машины.

Компьютерный портал help.nspk-nvr.ru

Паровая машина братьев черепановых

Первый русский паровоз Черепановых

Первая стационарная паровая машина

Паровая телега

Первый паровоз в России