А. А. Чеканов. "Николай Николаевич Бенардос" Издательство "Наука", Москва, 1983 г. OCR Biografia.Ru
продолжение книги...
Для рассмотрения этого вопроса была создана специальная комиссия Общества, которая дала такое заключение: «Рассмотрев в нескольких заседаниях переданные ей документы и принимая во внимание невозможность правильного обсуждения дела ввиду отсутствия многих подлинных документов, техническая комиссия не признала возможным высказать какое-либо заключение, основываясь на одних лишь теоретических соображениях» (18). Представляют значительный историко-технический интерес данные, приведенные в статье Славянова, посвященной электрической отливке металлов, в которой он сделал обстоятельный анализ по сравнению способа Бенардоса «электрогефест» и своего изобретения. (...) По мнению Славянова сходство «электрической отливки» с «электрогефестом» заключается в том, что в обоих случаях используется тепло электрической дуги и обрабатываемый предмет является одним из электродов электрической цепи. Но во всем остальном сходства между этими изобретениями никакого нет. Инженерно-техническую общественность заинтересовал спор между Бенардосом и Славяновым, и мнения были различными. Например, на общем собрании членов Русского технического общества, проходившем 15 апреля 1895 г. в прениях по докладу А. А. Троицкого по вопросу состояния электрической обработки металлов одним из присутствующих — А. И. Якимовым — было указано, что «Н. Н. Бенардос есть отец всего дела (т. е. электросварки металлов.— А. Ч.), а способ Н. Г. Славянова есть только следствие способа Н. Н. Бенардоса, есть применение его способа к известному делу,— правда, применение прекрасное, но только применение...» (19). Присутствующий на этом заседании Славянов ответил на данное выступление, что он не отрицает того, что отцом электрической обработки металлов является Н. И. Бенардос, но его способ является самостоятельным изобретением, а не только применением способа Бенардоса. Суд, рассмотревший взаимные претензии изобретателей, признал их обоих равноправными. В своем решении суд основывался на экспертизе по данному вопросу крупнейших ученых О. Д. Хвольсона, Н. С. Курнакова и
----------------------------------------
18. Деятельность Электротехнического общества за 1893 г.— Электротехнический вестник, 1894, № 3, с. 82. 19. Записки РТО, 1895, № 6, с. 9.
----------------------------------------
В. Я. Флоренсова, подтвердивших полную самостоятельность обоих изобретений - как «электрогефеста», так и «электрической отливки металлов». Конечно, принятое судом решение учитывало только первенство в использовании изобретателями материала электрода, т. е. металлического электрода, а также теплового воздействия электрической дуги, и полностью обходило вопросы технологии процесса электросварки, а ведь над ними прежде всего и трудились изобретатели. Эти вопросы и были главными в их споре. Бенардос перед патентованием своего способа сварки не только разработал его, но и практически проверил в производстве. Им были созданы все основные виды дуговой электросварки, основное содержание которых остается неизменным до сих пор. Радикальные усовершенствования, которые в практическом использовании вносились и вносятся в соответствии с современными требованиями в способы дуговой электросварки, не меняют существа процесса, созданного Бенардосом, но только повышают его практическую ценность. Можно поражаться тому, насколько далеко предвидел Бенардос развитие предложенного способа сварки, ибо многие указанные им применения сварки являются предметом разработок настоящего времени. В процессе работы над совершенствованием способов дуговой сварки Бенардос, как уже отмечалось, создал множество оригинальных устройств, приспособлений, а также технологических приемов. Многое из сделанного Бенардосом послужило основой новых перспективных направлений в развитии сварочной техники. Бенардос, в частности, разработал большое количество своеобразных угольных и металлических электродов различной формы. Многие из разработанных им конструкций электрододержателей применяются до сих пор. Бенардос предложил специальные комбинированные электрододержатели (газоэлектрические «паяльники») для подогрева металла вокруг свариваемого моста с целью создания защитной среды в зоне сварки. Электрододержатели имели вокруг угольного электрода концентрически расположенные сопла, с помощью которых в зону дуги подавался светильный газ (для защиты расплавленного металла от вредного влияния воздуха) и кислород. Вероятно, Бенардос и не подозревал о том, что не просто создал оригинальный электрододержатель, а дал идею весьма прогрессивной и эффективной сварки в струе газа. «Работа дугой совместно с газами,- писал Бенардос,- служит для увеличения поля нагрева и раскисления поверхностей обрабатываемых металлов» (20). Впоследствии специалисты-сварщики предугадали перспективные, по-
------------------------------
20. Архив АН СССР, ф. 585, оп. 1/1203.
------------------------------
тенциальные возможности газовой защиты металла при сварке и спустя почти полвека сделали это предложение Бенардоса предметом дальнейшей разработки. Первоначально исследования по газовой защите (водород) в 20-х годах XX в. проводились в США, но их результаты оказались неудачными. В конце 30-х годов в США впервые широко применялась дуговая сварка в инертных защитных газах (аргон, гелий). Это новшество было использовано и в нашей промышленности, и в первую очередь в авиационной. В конце 40-х годов в СССР был создан метод сварки в инертном газе вольфрамовым электродом. К сожалению, широкое применение сварки в инертных газах оказалось невозможным из-за их высокой стоимости и дефицитности. Во многих странах начались поиски более дешевых и доступных заменителей инертных газов. Большой вклад в решение этой весьма трудной задачи внесли советские специалисты. В 1949-1951 гг. в Институте электросварки им. Е. О. Патона для сварки угольным электродом бортовых швов на тонколистовой стали успешно применили углекислый газ (21). В 1952 г. в ЦНИИТМАШе К. В. Любавский и Н. М. Новожилов добились весьма положительных результатов по сварке в углекислом газе. Они разработали металлургические основы этого процесса (углекислый газ является одной из наиболее дешевых и доступных защитных сред для дуговой сварки) и за счет коренных улучшений технологии сварки блестяще решили проблему (22). Способ дуговой сварки в углекислом газе быстро вошел в практику крупнейших заводов всех промышленно развитых стран. Он стал одним из основных механизированных способов дуговой сварки и по объемам применения превысил сварку под флюсом. В свое время Бенардос создал трубчатые электроды, которые заполнялись сыпучей шихтой с целью получения наплавок с особыми, чаще всего износостойкими свойствами. Это изобретение получило дальнейшее развитие в работах Института электросварки им. Е. О. Патона. В 50-х годах сотрудники института разработали высокоэффективный способ сварки и наплавки металлов с ис-
-----------------------------------
21. Патон Е. О. Сварка угольной дугой в атмосфере углекислого газа.-Автогенное дело, 1950, № 11.
22. Любавский К. В., Новожилов Н. М. Сверка плавящимся электродом в среде защитных газов.- Автогенное дело 1953, № 1, с 4-8.
-----------------------------------
пользованием порошковой проволоки. Новый способ обеспечивал высокую производительность за счет высоких плотностей тока и непрерывности процесса. В наши дни полуавтоматическая сварка порошковой проволокой эффективно применяется во многих отраслях промышленности и в различных монтажных работах. Бенардос впервые предложил метод вертикальной сварки с принудительным формированием шва. Для этой цели он употребил угольные пластины, которые прижимались к местам сварки особыми пружинами и по мере образования сварного шва передвигались снизу вверх с помощью шарнирного устройства. И это его изобретение не осталось вне поля зрения ученых и инженеров. В 1948 г. Институт электросварки разработал во всех деталях метод автоматической сварки вертикальных швов с принудительным их формированием (23). В конце 40-х годов этим способом произвели автоматическую сварку кожуха самой мощной в то время доменной печи на заводе «Азовсталь». И сейчас способ вертикальной автоматической сварки широко используется в строительстве, судостроении и других отраслях народного хозяйства.
В современной промышленности получил развитие способ изготовления спиральных труб из металлической ленты, которую сваривают по винтовой линии стыка, образующегося при сверчивании ленты. Идея этого способа принадлежит также Бенардосу. Еще в 1892 г. на IV электрической выставке в Петербурге он демонстрировал образец трубы, сваренной по винтовой образующей линии. Бенардос является основоположником механизации и автоматизации сварочных процессов. С первых шагов развития электросварки он уделял большое внимание данной проблеме. Понимая, что ручной труд сварщика не может быть высокоэффективным, Бенардос работал над созданием всевозможных механизированных приспособлений и устройств для автоматического регулирования длины сварочной дуги (прообразов современных сварочных автоматов и полуавтоматов). В частности, Бенардос впервые предложил использовать при сварке металлическим электродом на переменном токе электрододержатель с автоматическим регулятором длины сварочной дуги. По
---------------------------------
23. Патон Е. О. Автоматическая сварка швов с принудительным формированием.- Автогенное дело, 1950, № 11.
---------------------------------
своей конструкции он весьма схож с горелками, впоследствии созданными для атомно-водородной сварки. Это изобретение Бенардоса имело большое историческое значение для развития сварки в нашей стране. В отличие от развития сварки за рубежом оно шло в основном по линии применения и разработки наиболее прогрессивного способа дуговой сварки на переменном токе. Это особенно стало заметно после того, как в начале XX в. русский академик В. Ф. Миткевич создал для дуговой электросварки схему трехфазного питания переменным током. В Советском Союзе впервые в мире для сварки были в широком масштабе использованы дешевые и простые в изготовлении аппараты переменного тока - сварочные трансформаторы. Бенардос, как уже говорилось, хорошо понимал сущность механизации и автоматизации процессов сварки. Он неоднократно подчеркивал, что «сварка бывает ручная, где нагревание частей производится рукой рабочего... или сварка бывает машинная, где вся работа производится сварочной машиной, которая автоматически нагревает дугой свариваемый шов и уплотняет, прокатывая его вальцами» (24). Вопросы механизации и автоматизации сварочных процессов он разрабатывал комплексно. Как известно, с целью улучшения качества металла шва изобретатель впервые ввел прокатку сварных швов. При этом он построил автоматическую установку для сварки днищ цилиндров, производящую прокатку или проковку шва непосредственно после его укладки, т. е. сварки.
Бенардос предложил различные способы сварки наклонными металлическими электродами (малая механизация), которые применялись в 30-х годах на Мытищинском и Уральском вагоностроительных заводах, а также устройства, в которых сварочная дуга была закрыта и подача электрода в зону дуги осуществлялась автоматически давлением пружины. Оригинальное приспособление создал он и для автоматического регулирования длины электрической дуги при помощи соленоида. Оно с успехом экспонировалось в 1900 г. на Всемирной выставке в Париже. Бенардосу принадлежит и способ сварки косвенно действующей дугой, которая горит между двумя угольными электродами. Он разработал оригинальное устрой-
-----------------------------------
24. Архив АН СССР, ф. 585, оп. 1/1203.
-----------------------------------
ство для осуществления этого процесса с автоматическим регулированием дуги; во избежание «блуждания» дуги во время процесса сварки предусмотрено магнитное управление ею путем обматывания электрода проводниками, подающими электрический ток. К этому методу впоследствии обратился немецкий инженер Церенер, и этот прием остался в технике под именем изобретения Церенера.
Имелись у Бенардоса и другие заслуживающие внимания изобретения в области механизации и автоматизации дуговой электросварки. Многие его идеи в этой области были использованы в наше время при разработке нового высокоэффективного способа сварки - автоматической сварки под слоем флюса, ознаменовавшей собою целую эпоху в развитии сварочной техники в СССР. Е. О. Патон указывал, что при создании способа автоматической сварки под флюсом сотрудники Института электросварки использовали свой 10-летний опыт работы, а также результаты научных исследований, выдвинутых основоположниками электродуговой сварки - Н. Н. Бенардосом и Н. Г. Славяновым. В процессе работы над электросваркой Бенардосу пришлось столкнуться с целым рядом трудностей, и в первую очередь с отсутствием источника питания сварочной дуги (электрическая машина для дуговой электросварки была, как известно, предложена австрийским инженером Розенбергом лишь в 1905 г.). В качестве такового Бенардос удачно использовал изобретенную им (в свое время для электрического освещения) аккумуляторную батарею, зарядка которой производилась с помощью генератора постоянного тока. При сварке батареи аккумуляторов включались в сварочную цепь параллельно с заряжающей их машиной и таким образом принимали на себя толчки, вызываемые резкими изменениями тока. Бенардос считал аккумулятор «единственным для питания сварочной дуги». Его система оказалась удачной для своего времени и получила высокую оценку у специалистов. Для проведения сварочных работ достаточно было иметь генератор небольшой мощности, заряжавший в перерывах между сваркой мощную аккумуляторную батарею, содержавшую 200-300 и более отдельных аккумуляторов, которые несли основную нагрузку при сварке. Ток регулировался с помощью обыкновенных или водяных реостатов. Кроме того, Бенардос применял для этой цели и особые реостаты, состоявшие из железных трубок, наполненных различными порошками, от состава которых зависело сопротивление трубчатых реостатов. Аккумуляторные батареи Бенардоса весьма широко применялись для электросварки как в России, так и за границей. Бенардос стал известным специалистом по аккумуляторам и разработал несколько изобретений в этой области. Начиная с 1881 г. он много и упорно трудился над созданием более совершенного электрического свинцового аккумулятора и в конце концов изобрел аккумулятор с пластинами, состоявшими из свинцовых рамок, в которые были наклонно впаяны волнистые и прямые свинцовые полосы. Такая конструкция пластин, позволяющая им свободно расширяться и сокращаться, создавала большую действующую площадь. В результате аккумулятор выдерживал большой разрядный ток и быстро восстанавливался при зарядке. Несколько позже Бенардос применил в аккумуляторах пластины из губчатого свинца с изоляцией из порошка пемзы, что предохраняло их от коробления. Аккумуляторные батареи Бенардоса были очень устойчивыми в работе и отличались большим сроком службы. Например, на московском заводе «Серп и молот» (бывший завод Гужона) установка Бенардоса для электросварки проработала более 30 лет: она была разобрана только в 1931 г.
В дальнейшем в конструкции сварочных машин был внесен ряд усовершенствований. Они позволили отказаться от применения при дуговой электросварке дорогостоящих и неудобных в эксплуатации батарей аккумуляторов и перейти на использование переменного тока. Сварочные аппараты были подключены к общей заводской электроустановке, а требуемые напряжения и ток получали с помощью трансформаторов. Кроме «электрогефеста», у Бенардоса, как уже говорилось, были и другие важные изобретения в облясти электросварки и электротермии. В 1887 г. он разработал точечную контактную сварку и изготовил для этого способа особые сварочные клещи, снабженные угольными электродами, которые по своей конструкции мало чем отличаются от применяемых в настоящее время. Заслуживает внимания и его весьма оригинальная перспективная идея создания шовной (роликовой) контактной сварки для соединения листового металла. При этом способе, как и при точечной сварке используются угольные электроды, но лишь для местного нагрева свариваемых листов. После нагрева листы сдавливаются специальными нетоковедущпми роликами предназначенными для того, чтобы спасти (предохранить) от деформации и размягчения в процессе сварки токоподводящие угольные электроды. Остроумная идея Бенардоса - разделить обязанности между токоведущими угольными электродами и нетоковедущим обжимным механизмом - была впоследствии использована в США при создании машин для шовной контактной сварки листов большой толщины. В 1891 г. Бенардос изобрел весьма эффективный способ «ваграночного электропаяния», электроотливки и электронаслоения металлов. Точнее, этот способ следовало бы назвать тигельным, так как с понятием «вагранки» мы обычно связываем крупногабаритную нагревательную печь, а изобретатель имел дело с небольшим тиглем. Но так это или иначе, новое изобретение явилось дальнейшим развитием сварки металлов. В одном из номеров журнала «Электричество» за 1893 г. читаем: «Наш известный изобретатель Н. Н. Бенардос придумал в последнее время прибор, который, по его мнению, может служить не только для паяния и сваривания металлов, но и для заливки пузырей в отливках, починки отливок и т. п.» (25) Этот прибор состоит из графитового тигля, в который насыпается (с добавкой соответствующих флюсов) размельченный в зерна металл, служащий для паяния или сваривания. Нагревание и расплавление измельченного металла могло производиться также и в горне сварочной печи или при помощи газового пламени, т. е. раздельно. На дне такого тигля имелся огнеупорный наконечник для выхода расплавленного металла. Электрический ток проходил через графитовый тигль и содержавшийся в нем металл. После этого расплавленный металл разливался по поверхности обрабатываемого изделия, соединенного с одним из полюсов источника тока. Этот способ можно было использовать как для сварки, так и (особенно эффективно) для наплавки металлов. Уплотнение налитого металла Бенардос
---------------------------------
25. Новости в деле электрического паяния.- Электричество, 1893, № 22, с. 311.
---------------------------------
производил прокаткой или проковкой. Подобный графитовый тигль Бенардос применил при изготовлении изобретенных им труб из металлических лент, свариваемых по спирали. Такие небольших размеров устройства служили Бенардосу в качестве ручных паяльников при паянии швов легкоплавкими припоями. Идея этого изобретения Бенардоса получила развитие в настоящее время. Так, при изготовлении различного вида деталей машин и инструмента, когда необходимо нанести антифрикционный или износоустойчивый слой, с успехом применяют наплавку жидким металлом на предварительно подогретые детали. Подобный способ сварки широко развивался впоследствии. Об этом, в частности, свидетельствуют работы академика В. П. Никитина по сварке с жидким присадочным металлом (26). В настоящее время реализуется и идея Бенардоса по сварке труб из металлических лент, свертываемых спиралью. К сожалению, русские промышленники не обратили внимания на ряд изобретений Бенардоса, а вот различные зарубежные технические фирмы с успехом использовали их. Так, в 1889 г. Бенардос изобрел весьма эффективный электролитический способ гальванизации больших площадей, например покрытия слоем меди стальных корпусов судов. В заявке на получение привилегии, в которой были приведены подробные чертежи и обстоятельное описание способа, он писал: «Изобретенный мною способ состоит в том, что гальванизируемые предметы не погружаются в гальваническую ванну, а сама ванна переносная и прикрепляется к месту покрываемому гальванопластическим слоем, так что независимо ни от положения гальванизируемого предмета, ни от его размеров он покрывается весь сплошь последовательным прикреплением к нему переносной гальванопластической ванны, что и составляет суть изобретения, дающего полную возможность гальванизировать целые корабли самых громадных размеров, а также статуи, орнаменты, крыши, купола, шпили и в особенности стены внутри и снаружи зданий, на воздухе и под водою» (27).
---------------------------------------
26. Никитин В. П. Метод соединения металлов с разделенными процессами плавления.- Доклады АН СССР, 1947, № 5, т. 56. 27. ЦГИАЛ, ф. 24, оп. 5, д. 559, 1889 г., л. 2-3.
---------------------------------------
Это изобретение было включено в число экспонатов IV электрической выставки в Петербурге в 1892 г., но о нем мало кто тогда узнал. В то же время об аналогичном американском изобретении значительно позднее появились публикации в специальных журналах. В связи с этим в одном из номеров «Электричества» в 1894 г. было помещено письмо инженера-технолога, электрика Николая Алексеевича Рейхеля. «В № 3 вашего уважаемого журнала,- писал Рейхель,- помещена заметка об изобретении американца Томаса Крэна для покрывания корпусов судов медью с помощью электричества. Ввиде восстановления истины спешу вам сообщить, что на IV Электрической выставке в С.-Петербурге Н. Н. Бенардос экспонировал чертежи совершенно такого же прибора, служащего для той же цели (смотри Каталог Выставки, с. 59, № 10). Изобретение это обратило на себя очень малое внимание публики и прошло совершенно незамеченным. Только во время работ экспертной комиссии мне, как исполняющему должность делопроизводителя, пришлось на него натолкнуться» (28). В 1896 г. Бенардос предложил способ «Гидроэлектроплавки и накаливания металлов». В заявке на привилегию он подчеркивал, что этот способ основан «на применении струи или столба жидкости, проводящей электрический ток для нагревания желаемого места обрабатываемого металла, причем жидкость будет положительным полюсом, а обрабатываемый металл - отрицательным полюсом... Работы, производимые при помощи подобной «гидроструйной дуги» имеют большое значение при отношении качеств металлов ею расплавляемых. Плавка металлов, гидроструйной дугой дает металлургии новое средство обрабатывать металлы, улучшая их качества введением в них новых огнеэлектрических элементов... Такие приборы (речь идет о паяльниках, применяемых при этом способе.- А. Ч.) делаются не только ручными, а также и автоматическими приспособляемыми к специальным станкам для производства специальных работ механическим путем. У паяльников, для паяния шва припоем, наконечники снабжаются отдельной трубкой, в которую засыпается припой или вставляются стержни того металла, которым должно производиться паяние, а также засыпаются и флюсы... Употребляемая для накаливания жидкость может состоять из подкисленной воды, из водных растворов различных солей, щелочей и вообще для этой цели будет пригодна всякая жидкость, проводящая электрический ток... Изобретенная мною гидроэлектроплавка и накаливание металлов может применяться в бесчисленных и весьма разнообразных случаях современной техники; но главные ее применения будут: 1) паяние, 2) наслоение металлов, 3) сварка частей, 4) закалка и отжиг частей, 5) нагревание частей для изменения их формы, 6) отливка мелких частей из стали и приливка частей к испорченным отливкам, 7) составление сплавов всех металлов... Особенность и новость моего изобретения - «Гидроэлектроплавка и накаливание металлов» - заключается в применении мною струи или столба жидкости, проводящей электрический ток, для плавления и нагревания металлов при помощи дуги и без оной... Это новое, простое и полезное применение струи жидкости в том виде, как оно описано выше, я признаю своей собственностью и прошу выдать мне на оную привилегию...» (29). Паяльники, предложенные Бенардосом для этого способа, явились прообразами современных устройств для металлизации, широко применяемой в настоящее время в промышленности. Как уже отмечалось, изобретательская деятельность Бенардоса отличалась большой разносторонностью. Об этом свидетельствуют и его разработки в области домашнего хозяйства, бытовые приборы и др. В области домашнего хозяйства, а также из бытовых приборов им были изобретены: машина для приготовления мороженого; механическая аптекарская ступка; замки дверные, ящичные, кассовые (всего шесть систем); прибор для охлаждения воздуха в квартирах; календарь; краны для разных жидкостей и назначений (девять систем); консервная коробка; прибор для закупоривания стеклянных банок; осветительные газовые горелки (две системы); стеариновая свеча с двумя фитилями; винтовая пробка; машинка для заколачивания гвоздей; полки; устройство для промывки оконных стекол; самовар (две системы); зубная пломба.
-------------------------------------
28. Рейхель Н. Об электрическом покрывании судов медью по способу Бенардоса.- Электричество, 1894, № 6, с. 94.
29 ЦГИАЛ, ф. 24, on. 1, д. 56, 1896 г., л. 3-5. 3
-------------------------------------
К разным изобретениям Бенардоса относятся: бурение скважин в граните; дранострогельная машина; фонометр (акустический дефектоскоп) для определения прочности и доброкачественности металлических частей; прибор для чертежной доски, натягивающий бумагу; чертежный параллелограф; патрон для токарного станка; круглая цепь; система запасания жидкого воздуха; прибор для наливания кислот из бутыли; металлический ящик для бутылок; станок ручной столярной пилы; машина для загибания швов кровельного железа и система швов. Бенардос еще в конце XIX в. предвидел возможность использования течения рек для выработки электроэнергии. Он является автором одного из первых в мире проектов сооружения гидроэлектростанции большой мощности, а также проекта линии электропередачи. Он первым создал проект (30) преобразования водной энергии в электрическую. В разработанном им в начале 90-х годов весьма интересном проекте снабжения Петербурга дешевым электрическим током для нужд освещения Бенардос писал: «В настоящее время С.-Петербург начинает сознавать необходимость хорошего освещения; оно найдено, признано хорошим и, несомненно, удобным во всех отношениях. Это именно электрическое освещение, но оно туго прививается и медленно приобретает себе право гражданственности, враждуя с газом. Такая медленность распространения электрического освещения, несмотря на несомненные всесторонние преимущества перед всеми другими способами освещения, происходит вследствие дороговизны электрического тока. Эта дороговизна электрического тока и есть причина медленного распространения электрического освещения как в общественной, так и в частной жизни» (31). Именно это обстоятельство и заставило Бенардоса подумать о «способе добычи дешевого электрического тока для Петербурга».
Бенардос указывал, что электрическое освещение быстро получило бы полную гражданственность, если бы стало дешевле, т. е. если бы был найден дешевый способ добывания электрического тока. «Дешевый способ добычи,- отмечал Бенардос,- электрического тока существу-
-----------------------------------------
30. Бенардос Н. Н. Проект снабжения города с.-Петербурга дешевым электрическим током для освещения и движения. СПб., 1892, с. 1-7. Эта работа написана 6 декабря 1891 г. 31. Там же, с. 3.
-----------------------------------------
ет; он найден, его надо только умеючи применить и правильно организовать, пользуясь местными, имеющимися под рукой средствами. Дешевый и доступный электрический ток даст возможность не только быстро развиваться электрическому освещению, а также и многие другие потребности нашей современной жизни получат полное удовлетворение... Предлагаемый мною ниже проект заключает в себе главным образом указание на способ добычи дешевого электрического тока для города С.-Петербурга» (32).
Изобретатель предлагает воспользоваться «силой нашей могучей Невы». Он пишет: «С тех пор, как Петр Великий заложил первый краеугольный камень Петрограда, последний, а с ним и вся интеллигентная Русь смотрит спокойно, не пользуясь могучей силой Невы, гордо несомой ею в море. С тех пор прошло много времени, но ни один из россиян не попытался утилизировать эту неистощимую вековую силу природы. Не ставлю в укор такого апатичного отношения к использованию даровой силы природы нам русским, так как даже в центре технического мира - в Лондоне - до сих пор еще не пользуются той гигантской силой приливов и отливов, которую ему доставляет Темза» (33). Бенардос в известном роде провел изыскательские работы по выбору конкретного места на Неве для сооружения гидроэлектростанции. «Проект мой,- указывал Бенардос,- заключается в следующем: между селом Ивановским и Пеллою на левом берегу Невы есть место порогов, которое представляет все удобства для того, чтобы взять у Невы десяток-другой тысяч сил для добычи тут же электрического тока и переслать его в С.-Петербург, где по произволу с большими удобствами распределить между потребителями» (34). Как видим, выдающийся изобретатель еще в конце прошлого века счел возможным использовать для электроснабжения Петербурга Ивановские пороги Невы, т. е. сделал, как писал в 1955 г. М. А. Шателен, предложение, которое фигурирует и в настоящее время в числе проектов, связанных с электроснабжением Ленинграда. Изобретатель дал четкое обоснование своему выбору. По его наблюдениям река в указанном месте никогда не
-----------------------------------
32. Там же, с. 3-4. 33. Там же, с. 4. 34. Там же, с. 5.
-----------------------------------
замерзает, а каменистое дно удобно для монтажа гидравлических сооружений, а течение Невы в этом месте самое быстрое из всего ее протяжения и свободно от хода судов. Подробно описал Бенардос предлагаемую гидроустановку: «Для этого надо воздвигнуть следующие сооружения: от берега до фарватера, по которому проходят суда, поставить ряд устоев, по которым перекинуть крытый металлический мост. В каждом пролете между устоями поместить гидравлические подливные колеса, которые, вращаясь силою течения Невы, передавали бы движение приводу, находящемуся над колесом в здании моста, там же должны помещаться и электрические машины, будучи расположены таким образом, чтобы каждое гидравлическое колесо, находящееся между двумя устоями, имело свою машину с соответствующим ей приводом. Механизм гидравлических колес должен быть так устроен, чтобы они, по желанию, во всякое время могли подниматься выше уровня воды, что необходимо производить во время ледохода и в случаях повреждений для производства ремонта» (35). Очевидно, Бенардос из соображений экономии не считал целесообразным возведение больших гидросооружений. Он предлагал применить в качестве гидравлического двигателя не водяные турбины, уже хорошо известные в его время, а подливные колеса, действующие по принцину плавучих водяных мельниц, издавна устраивавшихся на двух барках и расположенном между ними подливным колесом. Оценивая позднее этот проект, М. А. Шателен писал: «Конечно, современные проекты гидростанции на р. Неве основываются на совершенно других положениях. Предложенное Бенардосом техническое осуществление своего предложения теперь кажется более чем наивным, но для его времени, когда вообще методы использования водяных потоков, да притом еще столь мощных, как Нева, были совсем не разработаны, оно не было уже таким детским» (36). Бенардос составил и проект передачи электроэнергии от Невской гидростанции в Петербург. В нем наряду с
-------------------------------------
35. Там же, с. 5-6.
36. Шателен М. А. Русские электротехники XIX века. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1955, с. 297.
-------------------------------------
чисто техническими вопросами, изобретатель ставил и решал новую по тому времени проблему техники безопасности. Как известно, тогда уже были случаи поражения электрическим током. По мнению Бенардоса, этой опасности можно было избежать. Для этого «передача проводниками тока до центральной станции С.-Петербурга должна быть сооружена следующим образом: от мостового здания, где находятся электрические машины, до центральной станции в Петербурге, по линии шоссе или по кратчайшей, если будет возможно, должна быть проложена на металлических или каменных столбах воздушная труба из котельного железа, в которой по ее стенкам внутри пойдут электрические проводники, укрепленные на изоляторах особой системы, не допускающей утечки тока и дозволяющей быстро и удобно производить проводку. Труба должна быть такого размера, чтобы в ней свободно помещались по стенкам ее все проводники, а в середине на дне трубы по балкам, составляющим ребра, должен быть проложен рельсовый путь для ручной дрезинки, на которой мог бы свободно проезжать дистанционный сторож, ревизор, смотритель проводов и рабочие для проводки и ремонта» (37). Для своего времени проект Бенардоса был новаторским: в нем предусматривалась постройка гидроэлектростанции мощностью в несколько десятков тысяч лошадиных сил на Неве. Правда, в начале 90-х годов в Россию доходили отрывочные сведения о действующей в Германии электропередаче Лауфен - Франкфурт, несущей ток сравнительно крупной для того времени гидростанции мощностью в 300 л. с. Однако способы использования энергии рек, подобных Неве, в то время еще даже не разрабатывались. Анализируя этот проект, Шателен писал: «Какой род тока, какое напряжение думал использовать Бенардос, в брошюре не говорится, но можно предполагать, что он думал о переменном токе повышенного напряжения, так как, во-первых, он предлагает применять изоляторы "особой системы", а во-вторых, при описании центральной станции в Петербурге, т. е. приемной подстанции, говорит, что в ее здании должны помещаться также приборы для „трансформации" тока» (38).
-------------------------------------------
37. Бенардос Н. Н. Проект снабжения города С.-Петербурга дешевым электрическим током..., с. 6-7.
38. Шателен М. А. Русские электротехники XIX века, с. 299.
-------------------------------------------
В 1890 г. Бенардос разработал и предложил проект ремонта, транспортирования и подъема кремлевского Царь-колокола.
История этого колокола-гиганта (вес 193 т) такова. Его отлили в 1735 г. русские мастера литейщики - отец и сын Маторины. После отливки колокол оставался в яме, над которой было возведено деревянное строение. Через два года, во время пожара в Кремле, это строение загорелось. Чтобы колокол не расплавился, его начали обильно обливать водой. Вследствие неравномерности охлаждения в нижней части колокола откололся большой кусок. Через сто лет колокол был поднят из ямы. Бенардос предложил исправить его «т. е. впаять осколок и запаять все трещины посредством электрического тока изобретенным мною способом под названием „Электрогефест"» (39). Изобретатель тщательно разработал технологию по заварке колокола. «Около места, где стоит теперь Царь-колокол,- указывал он,- необходимо устроить временное помещение для спайки колокола и его обделки, а также постановки необходимых для того машин и приборов с печью. Запаивание колокола будет производиться следующим образом: колокол должен быть уложен в кладке печи так, чтобы отколовшаяся его часть находилась наверху в горизонтальном положении...» (40). При этом пламя в печи должно согревать колокол равномерно. Бенардос предложил расширить края трещины. Это, по его мнению, необходимо для того, чтобы процесс плавления шел по всей толщине отколовшейся части.
«Когда таким образом уложенный колокол будет согрет,- пишет Бенардос,- до необходимой температуры, паяние начнется сперва с расплавливания краев выемки внизу ее... потом, когда края сплавятся, в выемку будет поступать расплавленный металл при непрерывном действии вольтовой дуги так, чтобы он сливался с расплавленными краями выемки. Работа эта должна продолжаться непрерывно, пока не будет окончена и заполнена выемка по всей своей длине. Во все время паяния температура всего колокола должна быть поддерживаема равномерно до окончания пайки, потом постепенно уменьшаема. Остывание должно происходить весьма медленно
----------------------------------------
39. Бенардос Н. Н. Проект исправления «Царь-колокола». СПб., 1890, с. 13.
40. Там же, с. 13-14.
-----------------------------------------
(чтобы не произошло образования трещин.- А. Ч.). По полном охлаждении и осмотре удовлетворительности запаянных мест Царь-колокол должен быть освобожден от печной кладки и поднят на особого рода подмостики, на которых и можно будет приступить к его отделке, т. е. его обчеканке, отшлифовке и отполировке. После отделки поверхностей начисто следует убедиться окончательно посредством протравливания его поверхности кислотой в том, что трещин нет (в то время, так контролировалось качество сварки.- А. Ч.), после чего можно приступить к гальванизации колокола, т. е. к покрытию его золотом, серебром или никелем... Гальванизацию колокола предполагаю произвести изобретенным мною способом (об этом способе говорилось выше.- А. Ч.), посредством особых ванн, присасывающихся к месту, которое назначается для покрытия гальваническим слоем желаемого металла» (41). К сожалению, разрешения на ремонт Царь-колокола с помощью «электрогефеста» Бенардос так и не
получил. Необходимо сказать, что Бенардос все же практически применил технологию сварки колоколов, правда, не таких гигантов, каким был Царь-колокол, а сравнительно небольшого веса. Например, на IV электрической выставке в 1892 г. в Петербурге среди других экспонатов был выставлен успешно отремонтированный Бенардосом колокол весом в 350 кг с заваренной трещиной длиною 900 мм. Бенардос оставил нам большое наследство. В основном это его многочисленные привилегии на изобретения в области сварки и других отраслях техники. Именно в этих проектах и усовершенствованиях содержится богатство ценнейших для нас идей. Однако, что касается публикаций, то здесь Бенардос издал всего лишь четыре небольших брошюры. Это уже известные нам: «Проект парохода, переходящего мели и обходящего разные препятствия по рельсовому пути» (1890); «Проект исправления Царь-колокола» (1890); «Проект снабжения города С.-Петербурга дешевым электрическим током для освещения и движения» (1892); «Способ переправы войск через реки и другие препятствия, представляемые водой» (1896). Как видим, он не опубликовал описание даже своего главного от-
---------------------------------
41. Там же.
---------------------------------
крытия - электрогефеста, а также других немаловажных изобретений в области электротехники и электросварки. Конечно, сейчас трудно сказать, чем это было вызвано. Возможно причиной этому была исключительно кипучая изобретательская деятельность Бенардоса, которая, отнимая все его время, даже не позволила написать о наиважнейших изобретениях. Виновата в этом и глубоко трагичная жизнь изобретателя в условиях дореволюционной России. Он всегда находился в нужде, постоянно испытывал финансовые затруднения, а это вряд ли могло стимулировать его деятельность на литературном поприще.
Правда, сохранились источники, свидетельствующие о том, что Бенардос несколько раз пытался опубликовать материалы о своих изобретениях. Например, в заключении редакционной статьи журнала «Электричество» за 1887 г., где речь идет об оспаривании де Монто приоритета изобретения дуговой электросварки в пользу Меританса, говорится: «Мы слышали, что г. Бенардос, не желая вступать в полемику с отдельными журналами и газетами, в скором времени изложит историю и особенности своего изобретения, чтобы опровергнуть раз навсегда ложные слухи, появляющиеся в печати, и наверное представление о его изобретении» (42). О намерении Бенардоса написать сочинение о своем изобретении способа дуговой электросварки упоминает в статье, относящейся к 1889 г., и инженер-технолог Е. Н. Трунин. Он пишет: «Перечислением возможных работ, которые могут быть исполнены способом «электрогефест», я заканчиваю свою заметку. При вторичном издании этой книги (статья Трунина была включена в виде особого приложения к книге К. Баллинга «Начальные основания электрометаллургии».- А. Ч.) или в особом сочинении г. Бенардоса, к составлению которого он уже приступил, подробнее будут разобраны все упомянутые здесь вопросы» (43). К сожалению, пока что не удалось установить, на основании каких именно конкретных источников сделано
----------------------------------
42. Электричество, 1887. № 14/15, с. 156.
43. Трунин Е. Н. Обработка металлов электрическим током: Особое приложение.- В кн.: Баллинг Карл А. М. Начальные основания электрометаллургии. СПб., 1889, с. 158.
-----------------------------------
вышеуказанное заявление. Так же неизвестно, на основании чего журнал «Электричество» упомянул о замысле Бенардоса изложить историю и особенности своего изобретения «электрогефест». Возможно, Бенардос говорил об этом на каком-нибудь заседании.
Информация о научно-технической деятельности Бенардоса скудна и отрывочна, многие материалы и архивные документы, касающиеся ее, либо утеряны, либо погибли во время пожара. И все же нельзя не поражаться широте интересов Бенардоса, разносторонности и глубине его знаний, поразительной трудоспособности и совершенно исключительному огромному изобретательскому таланту, равного которому, пожалуй, трудно найти в истории русской техники. Его глубокий ум и поразительная изобретательность сочетались с неугасимой верой в могущество техники, с огромной настойчивостью.
Бенардос, как и многие современные ему русские изобретатели, творил в самых различных областях. В деревне он изобретал упряжки для волов, усовершенствованные сельскохозяйственные машины и орудия (сеялки, плуги, косилки) и многое, многое другое. Однако наибольшее значение имеют, как уже отмечалось, его изобретения в области практических применений электричества, в области электротехники и электросварки. Занимаясь многочисленными изобретениями, Бенардос не отрывался от текущих запросов промышленности. Его изобретения в большой степени являлись откликами на практические запросы того времени. Все это обеспечило им поразительную живучесть. Бенардос своими выдающимися изобретениями, и особенно изобретением дуговой электросварки, заслужил право на благодарность всего человечества. Мы широко пользуемся результатами его работ и свято чтим память о нем. В 1981 г. по решению ЮНЕСКО во всем мире отмечалось столетие одного из крупнейших изобретений XIX в.- электрической дуговой сварки, подлинным отцом которой является Н. Н. Бенардос.
