А. А. Чеканов. "Николай Николаевич Бенардос" Издательство "Наука", Москва, 1983 г. OCR Biografia.Ru
продолжение книги...
Приложения
Отзыв эксперта Совета торговли и мануфактур в Департамент торговли и мануфактур (1)
Изобретение Бенардоса заключается в непосредственном применении электрического тока к обработке металлов, путем возбуждения на самом месте обработки вольтовой дуги, которая и доводит металл до плавления. Таким образом, изобретатель достигает возможности производить спаивание или сваривание между собою металлических частей, разрезание их и проделывание в них отверстий, а также наплавление одного металла на другой. Самое же соединение частей может быть выполнено посредством образования или непрерывного стыка, или стыка точечного, заменяющего собою склепку. Вольтова дуга возбуждается приближением угольного стержня, играющего роль положительного полюса, к самому металлу или металлическому столу, удерживающему на себе обрабатываемый металл, который в этом случае представляет полюс отрицательный. Угольный стержень закрепляется в особом приборе, которому изобретатель придает несколько своеобразных устройств, ясно изображенных на чертежах, и управляется непосредственно рукою работника. Описанное применение электрического тока характеризуется возбуждением вольтовой дуги непосредственно между обрабатываемым металлом и приближаемым к нему одним из полюсов цепи, который входит в состав особых, придуманных изобретателем подвижных приборов, составляет, в совокупности с этими приборами, предложение новое, на которое я полагаю бы возможным выдать привилегию. Механик Совета торговли и мануфактур Н. Лабзин 14 октября 1886 года, № 74
-------------------------------------
1. ЦГИА, ф. 24, оп. 4, д. 69, л. 15. 114
-------------------------------------
Электрическое паяние металлов по способу «электрогефест» (2)
Вольтова дуга, как известно, обладает необычайно высокой температурой, далеко превосходящей температуру всех прочих источников жара. Внесенные в нее металлы быстро плавятся и закипают, даже самый уголь размягчается и испаряется. Этим-то свойством и воспользовался г. Бенардос для непосредственного соединения металлов без всякого припоя. На днях мы присутствовали на опытах электрического паяния в мастерской г. Бенардоса, в сообществе нескольких техников и ученых, которые были чрезвычайно заинтересованы новым изобретением и по окончании опытов долго продолжали обсуждать все виденное.
Постараемся объяснить, каким образом производятся разнообразные работы, которых мы были свидетелями. Начнем с электрических средств мастерской. Двигателем служит двадцатисильная паровая машина, приводящая в действие большую динамо-машину Сименса новейшей конструкции, работающую в пастоящее время на 70 амперов при 115 вольтах, но могущую развить, в случае нужды, значительно большую энергию. Ток этой машины употребляется не прямо в дело, но заряжает большую батарею из двухсот аккумуляторов, расположенных в четыре параллельных ряда, и уже от этой батареи идут проводы к рабочему столу. Сила рабочего тока при нас не определялась, но по теоретическим соображениям она должна достигать 150—200 амперов. Этот избыток над силою зарядного тока покрывается тем, что паровой двигатель накачивает электричество в аккумуляторы непрерывно и притом пускается в ход утром, раньше начала работ, между тем как паяние ведется с перерывами, обусловливаемыми сущностью дела. Переходим теперь к описанию работ. Рабочий стол покрыт большой чугунной плитой, соединенной обыкновенно с отрицательным полюсом батареи; вследствие этого всякий положенный на стол предмет уже находится в сообщении с батареей. Положительный полюс этой последней соединен с электрическим паяльником, который состоит из рукоятки, снабженной Щитом для защиты руки и темным стеклом для защиты
----------------------------
2. Электричество, 1887, № 7.
----------------------------
лица; в рукоятку плотно вставлен толстый цилиндрический уголь, около восемнадцати миллиметров (8 линий) в диаметре. Достаточно прикоснуться концом этого угля к любой точке обрабатываемого предмета, чтобы замкнуть ток и вызвать образование вольтовой дуги между предметом и углем. Самый опыт производит необычайное впечатление на неподготовленного зрителя. Допустим, что спаиваются два железных листа встык: сложив их краями, мастер берет паяльник в руку и прикасается им ко шву. В то же мгновение из угля со взрывом вырывается голубоватая вольтова дуга более сантиметра толщиною, окруженная широким желтым пламенем и по временам достигающая 5—6 сантиметров длины (2 1/2 дюйма). Управляемая рукою мастера, дуга начинает лизать линию спайки; то место, к которому она прикоснулась, мгновенно плавится, испуская ослепительный свет и разбрасывая снопы мелких искр, причем жидкое железо протекает в скважину между листами и соединяет их. Таким образом мастер проводит дугою вдоль всего шва, который предварительно посыпает мелким песком, служащим для растворения окалины. При толстых листах необходимо перевернуть их и пройти паяльником по изнанке шва, потому что жидкое железо не может сразу проникнуть через глубокую щель. При пайке еще более толстых полос приходится предварительно стачивать вкось их края, чтобы, сложенные вместе, они образовали род желоба. В этот желоб вкладывается железный стержень, который, будучи расплавлен вольтовой дугой, заполняет собой как щель, так и желоб и соединяет оба куска в одно целое. После очищения окалины самое внимательное исследование не позволяет открыть ни малейшего следа спайки: железо представляется сплошным. Если паяние продолжается довольно долго, например минуты три, то уголь успевает накалиться добела, и тогда необходимо погрузить паяльник на несколько минут в воду, что нисколько не вредит углю. Не следует думать, чтобы расплавленное железо представляло густую жидкость, подобную патоке,— нет: плавление происходит полное, и жидкое железо может быть сравнено по своей подвижности только со ртутью. Поэтому мы не можем согласиться с термином «электрическое сваривание», употребляемым некоторыми техниками; по нашему мнению, это есть электрическое паяние без пипоя. Замечательно свойство света, испускаемого вольтовой дугой «электрогефеста»; он чрезвычайно богат химическими лучами и действует необыкновенно энергично не только на глаза, но и на кожу. В несколько минут он производит сильный загар, а на другой день кожа краснеет болит и начинает лупиться. Поэтому необходимо тщательно защищать лицо и руки от прямых лучей вольтовой дуги. Мы придаем особенное значение тому обстоятельству, что в способе г. Бенардоса вольтова дуга возбуждается между обрабатываемым металлом и углем. Этим он существенно отличается, например, от способа Жамена, который предлагал употреблять для паяния пламя своей электрической свечи. Постараемся же объяснить, в чем заключается выгода „электрогефеста". Исследования русских и иностранных ученых показали, что тепловой и световой эффекты сосредоточены на концах обоих электродов, в тех точках, между которыми образуется вольтова дуга. Эти точки накаляются до необычайной степени и испускают из себя ослепительный свет; даже уголь в них размягчается, и частицы его переносятся с одного электрода на другой. При этом следует заметить, что положительный электрод накаляется значительно сильнее отрицательного. Самая же дуга остается сравнительно темною, и в ней отделяется сравнительно мало теплоты. Это подтверждается еще тем обстоятельством, что можно в несколько раз увеличить или уменьшить длину дуги почти без изменения работы двигателя или батареи *. После сказанного ясно, что в «электрогефесте» утилизируется та главная часть энергии батареи, которая пропадает в способе Жамена. Но в таком случае является вопрос, отчего же г. Бенардос не соединяет обрабатываемого металла с более горячим положительным полюсом. Он и делает это в некоторых случаях, например, при прожигании дыр или при разрезании металлов, но пользоваться положительным полюсом для пайки железа
----------------------------------
* Из русских физиков исследованием вольтовой дуги занимался, между прочим, и автор настоящей заметки, работа которого, произведенная при содействии гг. Чиколева и Булыгина, напечатана в «Журнале Русского физико-химического общества» за 1877 год под заглавием «О некоторых свойствах вольтовой Дуги».
----------------------------------
неудобно, потому что металл слишком сильно горит и искрится. Мы привели выше только один пример пайки, но само собою понятно, что «электрогефест» приложим и к другим родам скреплений, употребляемых в слесарном и машинном деле: можно паять листы внахлест и под углом, спаивать трубки вдоль и поперек и т. д. Все, что сказано о железе, применимо к стали и чугуну, но эти материалы плавятся легче и более слабым током. Медь паяется так же хорошо, как и железо, но требует, напротив, более сильного тока по причине своей громадной теплопроводности. Медь с железом спаивается весьма прочно и может быть в случае нужды наплавлена на него толстым слоем. Платиновая монета, пожертвованная одним из посетителей, была расплавлена мгновенно и припаялась к железной пластинке. Из других виденных нами опытов считаем необходимым остановиться на проплавлении дыр в толстых металлических листах. Для этой цели лист кладется не на рабочий стол, но на особый штатив и соединяется с положительным полюсом батареи, затем подводят под него отрицательный уголь и держат на одном месте; железо плавится и стекает вниз; через каких-нибудь 5—6 секунд двойной лист в 16 миллиметров толщины проплавлен насквозь, и пламя пробивается через него наружу. Теперь переносят уголь наверх и, вставив его в отверстие, сглаживают верхний край этого последнего. Если требуется склепать два листа (как было в данном случае), то в отверстие вставляется железный цилиндр, выступающий примерно на два сантиметра с обеих сторон; под влиянием вольтовой дуги выступающая часть в 3—4 секунды тает, как сальный огарок, и расплывается грибом по листу, образуя головку заклепки; несколько ударов молотом придают последней правильную форму; то же повторяется и с другой стороны. Понятно, что если вести уголь под железным листом, то вместо круглого отверстия будет получаться длинная щель, и лист будет разрезан надвое. Таким способом г. Бенардос в бытность свою в Париже отрезал куски от рельсов. Весьма интересно также плавление металлов под водой, на возможность которого мы указали изобретателю еще в прошлом году на основании личного опыта. Для этой цели в большой чан с водой погружают металл и уголь, соединенные с батареей. При их соприкосновении образуется вольтова дуга менее яркая, чем на воздухе, но вполне достаточная, чтобы продырявить или разрезать железо. Кто знает, какое применение может найти этот опыт в морском деле?! Вообще, что касается применений "электрогефеста", то они так разнообразны, что трудно высказать об них даже догадки. На первый раз, по-видимому, напрашивается применение этого способа к изготовлению паровых котлов не клепаных, а паяных, к починке котлов и частей машин на месте *, далее к соединению между собою судовых частей, наконец, быть может, к устройству орудийных станков, если не самих орудий. В настоящее время завод изготовляет в большом количестве железные бочки, назначенные для развозки керосина, двух величин: на 12 пудов и на 9 пудов керосину. Бочки выделываются из железного листа, около 2 миллиметров толщины, свернутого в цилиндр, и из двух днищ, впаянных в цилиндр. Паяние идет со скоростью около 5—6 дюймов в минуту; вся пайка бочки продолжается менее часа. В настоящее время идет речь о том, нельзя ли изготовить кавказский нефтепровод при помощи „электрогефеста". Самый важный для дальнейшей судьбы нового изобретения вопрос заключается в прочности пайки. До сих пор в этом направлении было произведено весьма мало исследований. Перед нами лежат таблицы парижских испытаний на разрыв в девяти случаях. Из них видно, что при спайке круглого железа встык прочность спайки оказалась от 75 до 99% сравнительно с прочностью цельного куска, а в одном случае разрыв произошел даже по цельному месту. Прочность пайки плоского железа встык оказалась около 80%. Конечно, приведенных чисел недостаточно, чтобы вполне судить о достоинстве способа, но на этих днях профессор Белелюбский, заинтересовавшийся „электрогефестом", обещал произвести в своей лаборатории ряд исследований над прочностью электрической пайки, так что в скором времени мы получим возможность сделать гораздо более точную оценку этого способа. «Электрогефест», конечно, не остановится на теперешней точке, но будет совершенствоваться. Ближайший путь к усовершенствованиям уже намечен изобретателем; он заключается в предварительном подогревании
------------------------------
* Для многих починок достаточна батарея из 50 аккумуляторов, которая может перевозиться в фургоне.
------------------------------
спаиваемых предметов, благодаря которому будет избегнута непомерная разность температур соседних мест, следствием чего должно явиться увеличение прочности. Пожелаем же г. Бенардосу всякого успеха на избранном им поприще.
Д. Лачинов
Электропайка, электросварка, электроотливка, электронаслоение, электросверление, электроразрезывание, электронаплавление и электроплавление всех металлов способами Н. Н. Бенардоса (3)
Выше озаглавленные работы производятся вольтовой дугой, которая поддерживается ручными приборами, рукой рабочего или автоматически различными регуляторами, составляющими часть машины или станков, служащих к производству различных работ.
В некоторых случаях дуга направляется в желаемую сторону посредством электромагнита или струи газов, служащих вместе с тем для увеличения поля нагрева вольтовой дугой и раскисления поверхностей обрабатываемых металлов. Вольтова дуга возбуждается различным образом: 1) между обрабатываемым металлом и углем; 2) между двумя металлами и 3) между двумя углями.
Для возбуждения вольтовой дуги употребляются в большинстве случаев прямые токи и в некоторых случаях переменные.
Источником электрического тока служат динамо-машины, аккумуляторы и первичные батареи. Способ Н. Н. Бенардоса производства вышепоименованных работ носит общее название «электрогефест», он изобретен в 1882 г. и привилегирован в 1886 г. в России, Финляндии, Швеции, Норвегии, Англии, Франции, Бельгии, Испании, Швейцарии, Италии, Австрии, Германии и Америке. В состав основных привилегий способа «электрогефест» входят также многие добавочные привилегии, взятые также во всех вышеперечисленных государствах.
---------------------------------
3. Описание способов электрической дуговой сварки, резки и нагрева металла, разработанных Н. Н. Бенардосом и представленных на IV электрической выставке в 1892 г. в Петербурге.
---------------------------------
Работы по способу Н. Н. Бенардоса производятся во многих государствах за границей и во многих местах
России. В нижеследующем перечислены некоторые главнейшие работы, которые могут быть произведены способом Н. Н. Бенардоса, с кратким объяснением их производства: I. Заливание пустот в металлических вещах, например раковин в чугунных и медных отливках, непроварки в железных и пузырей и пр. в стальных вещах, а также случайно пробитых, ненужных отверстий в каких угодно металлических предметах. II. Заливание трещин в металлических вещах. III. Сливание друг с другом двух частей одной сломанной вещи или двух предметов. IV. Приливание отломанных частей металлической вещи, например зубцов зубчатых колес и пр., а также недостающих частей, вследствие неудачных отливок, отковок или механической обработки. V. Исправление изношенных поверхностей, например внутренних поверхностей цилиндров, шиберов, шеек осей и пр. VI. Наливание слоя металла на металлический предмет для какой бы то ни было цели, например для уменьшения коэффициента трения, для предохранения от окисления, наплавливая бронзу или свинец, или же для уменьшения способности изнашиваться, наплавливая слой более твердого и более прочного металла. VII. Обращать твердый чугун в мягкий в желаемом месте. VIII. Отливать вещи небольших размеров. IX. Отливать большое количество металла в случаях, где приливка и отливка существующими способами невозможны. Перечисленные работы от I—IX производятся главным образом дугой, возбуждаемой между двумя металлами, один из которых более или менее расплавляется, а другой, расплавляясь совершенно и служа материалом для отливки, приливки и наплавливания, сливается в высшей степени совершенно с первым.
Работы эти производятся ручными приборами, причем дуга регулируется рукой рабочего или станками и автоматическими регуляторами, смотря по тому, какой источник тока, т. е. производится ли работа прямо от динамо-машины или при помощи аккумуляторов. Работа III производится преимущественно, возбуждая дугу между металлом и углем, в случаях, когда приходится уплотнять места соединяемых частей током и проковкой. Добавление металла производится иногда накладыванием кусочков последнего, который, расплавляясь под дугой, уплотняется ею и затем проковывается, прокатывается или прессуется.
Работы VIII производятся дугой, возбуждаемой между двумя металлами или же между металлом и углем с изменением направления тока, т. е. заставляя ток направляться с металла на уголь или обратно с угля на металл. X. Электропаяние сосудов, резервуаров и всякого рода вместилищ из тонкого листового металла. Подобные работы производятся дугой, возбуждаемой между металлом и углем без добавления нового металла, заставляя сливаться в местах соединений соединяемые части, причем дуга регулируется рукой рабочего или автоматическими регуляторами. XI. Электросваривание всевозможных металлических частей, обладающих способностью свариваться. При этих работах дуга возбуждается между металлом и углем или между двумя углями и служит для нагревания поверхностей до сварочной температуры, не доводя металл до плавления. Смотря по свариваемым предметам, сварка бывает ручной, где нагревание частей производится рукой рабочего на обыкновенной наковальне, или сварка бывает машинной, где вся работа производится сварочной машиной, которая автоматически нагревает дугой свариваемый шов и уплотняет, прокатывая его вальцами. Электросварка производится в высшей степени совершенно, и сваренная часть дает высшие результаты при испытаниях сопротивления на разрыв и на загиб.
XII. Электросверление, выплавливание полостей и пустот производятся исключительно дугой, возбуждаемой между металлом и углем, в большинстве случаев ручным прибором рукой рабочего. Работа эта производится с большой выгодой, когда надо образовать отверстие или выплавить полость в очень твердом металле, трудно поддающемся механической обработке. ХIII. Электроразрезывание и прорезывание металла производятся, как и сверление, т. е. металл, расплавляясь дугой, скапывает. Эта работа применяется к вырезыванию люков и поврежденных листов в котлах для замены их новыми. Эта работа может быть также применена для прорезывания металлических листов и полос по рисунку, служащих орнаментом при возведении металлических построек. Разрезывание металлов может совершаться под водой. XIV. Нагревание дугой металлов для их закалки, отжига и в случаях, когда приходится изменять форму нагреваемой части поковкой или штампованием. XV. Электроплавление дугой вообще может быть применяемо в случаях, когда приходится расплавлять весьма трудноплавкие тела или приготовлять из них сплавы, а также очищать смеси металлов или изменять их химсостав, изменяя и самую структуру металлов. Громадное значение и выгодное применение способа Н. Н. Бенардоса в технике обработки металлов электрическим током очевидны; это подтверждается тем фактом, что в настоящее время уже много мастерских и заводов применяют этот способ в разных местах земного шара.
Выборка из доклада Ф. И. Герца, начальника тракции и подвижного состава Орловско-Витебской железной дороги,
сообщенного на 15-м совещательном съезде инженеров службы подвижного состава и тяги русских железных дорог, бывшего в С.-Петербурге в январе 1893 г.
«Электрогефест» был установлен в Рославльских мастерских нашей дороги и пущен в ход в ноябре месяце 1888 года. Исправления по этому способу производятся настолько быстро, что наш колесный парк теперь почти освобожден от поврежденных паровозных колес. Необходимо указать, что некоторые серии наших паровозов имели колеса настолько слабого типа, что мы были вынуждены изъять их из службы вследствие их частых поломок и вместо них приобрести новые, так как ремонт их при имеющихся средствах мастерских был очень затруднителен, мешкотен и к тому же не вполне удовлетворителен, а иногда даже и невозможен. Продажа этих колес в лом быда только вопросом времени.
В настоящее время исправление колес при помощи «электрогефеста» настолько у нас установилось, что уже ни одно колесо не исправляется иным способом. Благодаря «электрогефесту» все эти колеса, за исключением нескольких, совершенно разломанных, приведены вполне в исправное состояние и после исправления служат очень удовлетворительно, уже не ломаясь так часто, как прежде. Кроме исправления колес, специальностью «электрогефеста» сделалась сварка паровозных рам. Французские паровозы завода Шнейдера в Крезо, в особенности пассажирские, с ведущей осью впереди, имели рамы настолько слабые, что давали трещины, которые приходилось заваривать на горне и усиливать накладками, но и это помогало весьма мало — рамы ломались в только что сваренном месте, несмотря на накладки, и часто после весьма незначительного пробега.
Вследствие этого были заказаны новые рамы для всех двадцати имеющихся у нас пассажирских паровозов, по 8 руб. за пуд, что составляет сумму около 30 000 руб. При выполнении заказа не были соблюдены предложенные технические условия, и поэтому рамы не могли быть приняты. Мы очутились в критическом положении и тогда-то решились обратиться к «электрогефесту».
В несколько дней были запаяны две рамы, причем мы, имея в виду недостаточную первоначальную прочность рам, усилили слабое место, увеличивши наплавкою размеры их в вертикальном направлении. Результаты получились прекрасные: ни одна из исправленных рам не обнаружила до сих пор ни малейшего следа повреждения, несмотря на пробег, доходящий до 174000 верст. Затем исключительно при помощи «электрогефеста» мы чиним бронзовые золотники. Починка состоит в запайке трещин, особенно часто являющихся в сложных золотниках системы Трика, в восьмиколесных паровозах Коломенского завода.
Теперь укажем еще на некоторые работы, которые могут быть произведены только при помощи «электрогефеста», и где он оказывается безусловно выгодным,— это вапайки различных предметов, исправление которых невозможно при обычных способах работ. Нечего говорить, как жалко бывает бросать железзые решетки, стоящие с лишком 200 руб., из-за проедин (в простенках), которые часто являются в местах соприкосновения с цилиндрической частью котла, и из-за нескольких проедин в простенках между отверстиями для труб. В настоящее время мы начали исправлять такие решетки, заплавляя проедины и трещины, и теперь у нас есть несколько паровозов с такими исправленными решетками, работающими пока совершенно удовлетворительно. Нам иногда случалось вместо испорченной нижней части решетки вставлять совершенно новые куски железа.
В самое последнее время мы наплавили заново нижние части боковых загибов у двух медных полурешеток; повреждение состояло из сквозной трещины, проходящей по линии заклепок. Эти полурешетки поставлены на месте; наплавленные места прекрасно выдержали клепку железными заклепками и оказались весьма мягкими и пластичными. Упомянувши об исправлении крестовин, я покончу перечень наиболее крупных работ, производимых «электрогефестом»; входить в описание всех мелких работ нет никакой возможности; они так разнообразны и многочисленны, что в настоящее время мы не можем даже себе представить, как бы мы обошлись без помощи «электрогефеста». Кроме работ для своей дороги, Рославльские мастерские исполнили, при помощи «электрогефеста», несколько починок для Ливенской, Динабурго—Витебской и Либаво—Роменской железных дорог. Исправлялись паровозные и вагонные колеса; исправления состояли в запайке трещин и ободах, спицах и ступицах, причем в некоторых колесах уменьшались отверстия для осей наплавкой слоя железа и пр.
Проект парохода, переходящего мели
и обходящего разные препятствия по рельсовому пути
Предисловие
Поводом к непечатанию нами брошюры под заглавием: «Проект парохода, переходящего мели и обходящего разные препятствия по рельсовому пути», служила главным образом та очевидная потребность настоящего времени радикальных мер против так прогрессивно и быстро увеличивающегося обмеления наших судоходных рек всех водных систем. Нам кажется, что мы не ошибаемся ни с какой точки зрения, сказав, что радикальные меры к улучшению нашего речного судоходства должны быть не только исправления и устройства русл, т. е. фарватеров рек, а также должно быть обращено внимание и употреблены меры к изменению самого типа ныне существующих речных судов и к приисканию такового, чтобы речные суда не были в полной зависимости от несовершенств водного пути, как, например, мелей, порогов и других препятствий. Нам кажется, что в настоящее время общего обмеления рек тип судна по нашему проекту имеет значение, дающее право предложить на рассмотрение лиц, близко стоящих к делу и нуждам речного пароходства в России. Принимая во внимание настоящее блестящее состояние техники постройки металлических судов и вообще всех сооружений из железа и стали, можно с уверенностью сказать, что препятствий к постройке такого типа судов не предвидится. Позволяем себе надеяться, что, прочитав нашу брошюру, люди, близко стоящие к делу речного судоходства, удостоят нас замечаниями и выскажут свое компетентное мнение как об изготовлении и выгодности подобного типа судов, так и вообще о радикальных мерах, которые могли бы пособить русскому современному речному судоходству. 1890 года, мая 26 дня. СПб. Н. Бенардос
Проект
Мели на судоходных реках являются в настоящее время неустранимым препятствием успешному ходу и развитию речного судоходства. Поверхностный взгляд на значение их с этой стороны приводит к следующим выводам:
1) По многим рекам, удобным вообще для судоходства и могущим служить выгодными в хозяйственно-промышленном отношении соединительными путями, навигация совершенно прекращается после спада вод, исключительно по причине значительного обмеления их в некоторых местах. 2) Такие первостатейные водные пути, как, например, Волга и Днепр у нас, представляют наблюдателю среди лета печальные картины: огромные караваны барок и грузовых пароходов стоят по неделям на перекатах, занимаясь перегрузкою товаров как единственным средством пройти мель. Даже легкие пассажирские пароходы опаздывают благодаря перекатам, часто садятся на них и только при искусном маневрировании ловкого капитана благополучно обходят мели. Таким образом каждый год бесполезно затрачиваются большие капиталы в продолжение июля, августа и сентября на перегрузку, что неизбежно влечет дальнейшие экономические невыгоды: продукты, с избытком производимые в одной местности, доставленные при таких условиях в местность, нуждающуюся в них, значительно повышаются в цене; массы рабочих рук в ущерб общему благосостоянию привлекаются к труду в существе дела не производительному; срочная доставка товаров является предприятием, сопряженным с большим риском для судохозяев, что прямо отражается на ценности товаров; грузы перевозятся гужем или по железным дорогам там, где при отсутствии мелей открывалась бы полная возможность перемещать их самым дешевым способом — водою и т. д. Меры, предпринимаемые администрацией, частными обществами и лицами против мелей, имеют двоякий характер: одни из них клонятся к тому, чтобы дать возможность благополучно пройти мель, каковы, например, везде практикуемое возможно точное обозначение глубины и направления фарватера маяками на берегу и знаками на реке. Другого рода меры имеют целью уничтожение мелей; таковы: очистка занесенного песком русла и углубление фарватера особого рода машинами, постройка на широких перекатах плотин для сосредоточения массы воды в более или менее узком русле; но и эти последние далеко не достигают желаемых результатов, не говоря уже о значительных затратах на применение их. Например, дно реки, углубленное машиной, часто через несколько дней заносится больше, чем до очистки. Изложенные соображения приводят к убеждению, что верное средстве устранить неблагоприятное влияние мелей на речное судоходство, между прочим, заключается в устройстве судна такой формы, при которой переход через мели совершился бы без всяких затруднений. Нельзя не признать, что задача эта заслуживает полного внимания специалистов. Как попытку решения этой задачи представляет проект изобретенного мною парохода описанного ниже устройства. Быть может поставленная выше задача, если не в фактических подробностях, то в принципе разрешается проектом моего парохода. Основное изменение в устройстве предлагаемого парохода заключается в замене подводной части обыкновенных судов полыми цилиндрами, вращающимися с осями, которые вставлены в подушки, укрепленные в стенках корпуса. Такая конструкция судна дает следующие результаты: 1) При замене неподвижной подводной части вращающимися цилиндрами в значительной степени уменьшается трение, так как получается катящееся, а не скользящее.
2) При катящемся трении должно получиться, как необходимое следствие, сбережение движущей силы: можно думать, что быстрота хода превысит нормальную скорость паровых судов обыкновенного типа. Возможность увеличения скорости хода подобным способом имеет фактическое подтверждение в так называемом экспресс-пароходе Базена, взявшего привилегию на свое изобретение у нас в России. Впрочем, между Базеновским приспособлением и моим есть существенная разница: у моего скользящее трение заменено почти вполне катящимся, а у Базена только отчасти. 3) Но самая важная практическая выгода, достигаемая постановкой корпуса судна на вращающиеся полые цилиндры,— это возможность не только переходить мели, но и двигаться посуху, причем цилиндры соответствуют по своему употреблению колесам: пароход на них катится. Опыты перехода мелей и движение посуху, произведенные с моделью, увенчались полным успехом. Можно возразить, что переход каждой мели или переката должен совершаться при данном устройстве судна по прямой линии; но, с одной стороны, неудобство это легко устранимо приспособлением особого механизма для поворотов, а с другой, в действительности трудно встретить настолько длинную мель, чтобы нельзя было ее перейти по прямой линии, что доказано фактами при опытах с моделью.
4) Пароходы такого типа больше обезопашены от крушения: пролом подводной части судна обыкновенной конструкции труднее исправить, пробоины же в цилиндре при обращении поврежденной части кверху, чем моментально устраняется течь, может быть с удобством и легко исправлена. А отсюда судно на цилиндрах будет иметь и большую плавучесть: серьезные и неисправимые повреждения подводной части обыкновенных судов неминуемо влекут к гибели, пароход же, подводная часть которого заменена полыми цилиндрами, не может подвергаться подобной катастрофе, ибо все цилиндры разом не могут быть разрушены, да сверх того, судно может затонуть лишь в том случае, если повреждение цилиндров настолько велико, что целая половина их окажется совершенно негодной и непоправимой. Предлагаемое мною устройство пароходов можно применить как к легким пассажирским, так и к буксирным, водящим грузовые барки. Барки могут делиться по такому же образцу. Смотря по величине они могут быть устраиваемы на трех, четырех и более парах цилиндров. Буксирный пароход может тянуть несколько таких барок, переводя их через мели по одиночке. Материал для постройки судов предлагаемого типа будет, конечно, железо и сталь.
Размещение цилиндров будет выгоднейшее в два ряда, так чтобы между средними цилиндрами остался промежуток, в котором мог бы поместиться двигатель, механизм для вращения цилиндров и самые колеса. Помещение гребных колес между цилиндрами гарантирует их от повреждений, так как они кругом будут заслонены цилиндрами. Пригоднейшими колесами будут колеса небольшого диаметра с поворотными лопастями, даже может быть с выгодою помещено только одно широкое колесо. Такие колеса займут немного места и будут выгодны относительно затраты на них силы двигателя. Такого типа судна, с подобным расположением гребных колес, могут быть весьма пригодны для судоходства по каналам, где не допускается плавание судов, производящих большое волнение. На практике при опытах с моделью оказалось, что вращающиеся цилиндры дают при движении своем меньшее волнение сравнительно с обыкновенными пароходами с колесами по бортам. Наконец, при устройстве речных пароходов легких и буксирных, равно и барок на вращающихся полных цилиндрах, представляется осуществимым обход порогов и других препятствий без перегрузки. Обход в подобных случаях для сбережения времени и капиталов я проектирую по следующему плану: смотря по местности для обхода порогов нужно устроить два отводных канала, перпендикулярных к руслу реки. Конечные точки каналов нужно соединить, если позволят - топографические условия, прямым железнодорожным путем, такого рода, чтобы суда предлагаемого устройства могли выходить собственными силами на положенные для них рельсы, которые должны подниматься со дна канала, имея небольшой склон, так чтобы судно могло установиться на них будучи еще на плаву. Так как рельсы должны быть положены в несколько рядов, то поэтому суда различных размеров могут входить по ним, имея соответственное количество шин на цилиндрах. Кроме обхода порогов, движение судов проектированного типа по особым рельсовым путям можно применить для соединения двух водных систем, где проведение канала по местным топографическим условиям невозможно. Суда такого типа могут также подходить по рельсовому пути к товарным складам и вообще выходить на берег по различным нуждам. Для уяснения ссылок на опыты с моделью в вышеизложенном проекте я привожу в кратких словах историю этого изобретения. Изобретение это было мною сделано в 1876 г., и сооружена модель подобного типа парохода, на которой и были произведены опыты. На ней было совершено путешествие по реке Лух (в Костромской и Владимирской губерниях, уезды Юрьевецкий и Гороховецкий), болотистой и несудоходной. Во время плавания было пройдено множество мелей в два вершка глубиной и менее; приходилось переходить и другие препятствия, например стволы деревьев, опрокинутых и выдававшихся над поверхностью воды на два и больше вершка. Два раза приходилось переходить мельничные плотины при значительном подъеме их склонов. Гребные колеса приводились в движение весьма слабой паровой машиной, далеко не достаточной силы. Цилиндры при переходах мелей приводились в движение ручными лебедками людьми, находившимися на палубе. При таком неполном вооружении модели и несмотря на ничтожную силу все мели проходились беспрепятственно, так что переход мелей такого типа судном доказан фактически. Остался не вполне доказанным вопрос увеличения скорости в сравнении с типом обыкновенных судов. Причины были следующие: во-первых, слабая машина, которая не могла развить необходимой скорости хода; во-вторых, цилиндры не были сопряжены с двигателем, вращающим гребное колесо, и вращались людьми несравненно медленнее колес, так что линейная скорость передних цилиндров не совпадала вполне со скоростью хода парохода; но, несмотря на все это, я имел возможность убедиться, что предложение мое: увеличение скорости при типе судна, подводная часть которого состоит из вращающегося цилиндра, основательно, ибо при прекращении вращения цилиндров ход замедлялся, несмотря на весьма тихий ход самого парохода. Вся модель была построена из дерева с немногими металлическими креплениями. При полном грузе с 10-ю человеками модель весила 600 пудов, имея осадку в 16 вершков.
Размер цилиндров был: 3 арш. диам. и 6 арш. длина; их было два. Размеры парохода были следующие: длина 12 аршин, ширина 6 1/2 арш., высота от ватерлинии до верхней палубы 4 1/2 аршина. Н. Бенардос
Проект снабжения города С.-Петербурга дешевым электрическим током для освещения и движения
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. Электрическое освещение быстро получило бы полную гражданственность как в общественной, так и в частной жизни, если бы оно стало дешевле, т. е. если бы был найден дешевый способ добывания электрического тока. Дешевый способ добычи электрического тока существует; 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.
Мы получим силу со всеми удобствами ее применения в самых разнообразных случаях. Предлагаемый мною ниже проект заключает в себе главным образом указание на способ добычи дешевого электрического тока для города С.-Петербурга. В доказательство и подтверждение дешевизны электрического тока, могущего быть добытым, предлагаемым мною ниже способом, я не приведу в данную минуту никаких расчетов, так как цель моя заключается главным образом показать возможность воспользоваться силою нашей могучей Невы. 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 силой 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. Признавая, что в данном случае весьма трудно и почти невозможно частному лицу одному, не имея достаточных материальных средств, произвести изыскания основных данных, необходимых для дальнейшей разработки деталей предлагаемого мною проекта, не говоря уже об исполнении самого проекта, я полагаю, что подобное дело должно и может быть поведено с успехом лишь только компанией при помощи соединенных капиталов. Идея моего проекта может служить основанием предприятия, выгодность которого несомненна, несмотря на единовременную затрату больших капиталов, так как я предлагаю способ воспользоваться даровой силой природы, а потому нахожу, что для эксплуатации этого предприятия легко может создаться: «Компания снабжения города С.-Петербурга дешевым током для электрического освещения и движения». Проект мой 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. Для этого надо воздвигнуть следующее сооружение: 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 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. Размеры колес должны быть приняты наивыгоднейшие по отношению к максимуму производства ими полезной работы. В мостовом здании кроме электрических машин и приводов должны помещаться также все контрольные, сигнальные и другие приборы и аппараты; оно должно быть отапливаемо в зимнее время и иметь жилые помещения для служащих ремонтной мастерской и конторы. Место между селом Ивановским и Пеллою мною выбрано для вышеуказанного сооружения потому, что оно никогда не замерзает, каменистое дно реки представляет удобство для гидравлических сооружений, а самое главное то, что в этом месте течение Невы самое быстрое из всего ее протяжения и свободно от хода судов. Передача проводниками тока до центральной станции С.-Петербурга должна быть сооружена следующим образом: От мостового здания, где находятся электрические машины до центральной станции в С.-Петербурге, по линии шоссе или по кратчайшей, если будет возможно, должна быть проложена на металлических и каменных столбах воздушная труба из котельного железа, в которой по ее станкам внутри пойдут электрические проводники, укрепленные на изоляторах особой системы, не допускающие 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.
Центральная электрическая станция, должна находиться в удобном месте С.-Петербурга или его окраин.
Все протяжение электропроводной трубы должно быть разделено на несколько равных по длине участков. Каждый такой участок образуется граничащими его каменными столбами, на которых проходит труба. Столбы эти должны быть устроены в виде башен, в которых должны находиться жилые помещения для дистанционных сторожей и входы в трубу. Каждая такая башня должна иметь громоотвод и быть снабжена инвентарем инструментов для починки проводки и ее осмотра, а также телеграфным прибором или телефоном для передачи известий на исходящую и конечную станции. Центральная станция, находящаяся в С.-Петербурге, должна заключать в своем здании: машины и приборы для распределения, трансформации и запасания тока, а равно как и все контрольные, сигнальные и измерительные приборы. При центральной станции должны находиться помещения для ремонтной мастерской, правления и компании снабжения дешевым электрическим током С.-Петербурга. Н. Бенардос
С.-Петербург, 1891 года, декабря 6-го дня.
Изобретение Н. Н. Бенардоса Электрокультура (описание) (4)
Способ удобрения полей плугом «Электроудобритель» и другими электрокультиваторами. Изобретенный мною способ электрокультуры основан на следующем принципе: пропускание электрического тока большого напряжения в короткий промежуток времени через нетолстый слой культивируемой почвы, заключающейся в небольшом объеме. Для выполнения на практике этого принципа мною изобретен следующего устройства плуг, названный «Электроудобритель», он представляет собой обыкновенный металлический плуг какого угодно типа, который имеет следующие приспособления: над лемехом к гребилю прикреплена изолированная от него металлическая пла-
---------------------------------
4. ЦГИА, ф. 24, оп. 6, д. 502, л. 3-4 об.
---------------------------------
стинка, состоящая из ряда пружин. Пластинка эта может подниматься и опускаться смотря по глубине, на которую должно производиться паханье. На гребиле утверждена стойка, к верхнему концу которой прикреплены проводники, идущие от динамо-машины. Один из проводников закрепляется к зажиму отвала, а другой к зажиму пластинки, находящейся над лемехом.
При прохождении тока по проводникам во время пахания цепь замыкается слоем почвы отваливаемого пласта, находящегося между отвалом плуга и пластинкой, которая благодаря упругости своей плотно прижимается к поверхности пласта и отчасти врезывается в него. Источником тока служит динамо-машина, приводимая в движение локомобилем, употребляемым в сельском хозяйстве для молотилок или других целей. Локомобиль имеет платформу, на которой помещается динамо-машина, как это устраивается для передвижного электрического освещения и, кроме того, он снабжен мачтой, с вершины которой по блоку спускаются проводники к барабану, на который они наматываются по мере надобности: барабан, в свою очередь, соединен с борнами динамо-машины и имеет приспособление постоянного контакта проводников с динамо-машиной, чтобы во время вращения барабана замкнутая цепь не прерывалась. Такое приспособление дает возможность при движении плуга удлинять или укорачивать проводники. Локомобиль устанавливается в центре поля, откуда должно начинаться пахание. Основываясь на выше изложенном способе электрокультуры, можно будет этот же принцип применить и к другим земледельческим орудиям, как, например: к рядовым сеялкам, сажалкам, окучникам, скорификаторам и другим культиваторам. Особенно благотворное влияние должен иметь этот способ электрокультуры в применении его к рядовым сеялкам или сажалкам, так как электрический ток будет оказывать свое влияние не только на слой почвы, в который падают засеваемые зерна, а и самые семена будут подвергаться в момент посева влиянию того же тока, благотворное действие которого на семена уже было отчасти доказано производившимися опытами. Что же касается до применения этого принципа к окучникам и подобным земледельческим орудиям, то здесь представляется та выгода, что орудия эти могут быть употребляемы несколько раз в течение периода роста культивируемых растений. В данном случае, следовательно, электроудобрение может быть увеличиваемо по произволу, повторяя окучивание или разрыхление между рядовыми растениями несколько раз, смотря по надобности, сообразуясь при этом с атмосферными явлениями, могущими способствовать электрокультуре, как, например, дождь. Для этой цели могут быть устраиваемы специальные «Электрокультиваторы», т. е. такие земледельческие орудия, которые могут быть употребляемы несколько раз в течение времени роста культивируемых растений. Подобные электрокультиваторы могут иметь на себе батарею аккумуляторов или батарею первичных элементов. Эти электрокультиваторы могут быть с успехом соединяемы в одно орудие с орудиями, предназначенными для поливки жидкими удобрениями, причем электрический ток будет действовать еще успешнее, проходя через слой почвы, смоченной жидкостью, составные части которой увеличат проводимость и ускорят желаемую реакцию. Электрокультура при помощи электрокультиваторов, снабженных первичными батареями или аккумуляторами, будет весьма проста и доступна для разнообразного применения на практике. Принцип подобной электрокультуры может быть применен не только к культивированию полевых растений, а также и к огородным растениям на огородах и даже для культивирования кустовых растений и кустарников на плантациях. Электрокультиватором для огородов может служить обыкновенная стальная лопата с двумя лопастями, которой бы перекапывалась культивируемая почва, причем слой земли, попадаемый между лопастями лопаты, будет замыкать цепь тока идущего от источника по двум проводникам, прикрепленным к ручке лопаты и к каждой из изолированных друг от друга лопастей.
Ввиду уже доказанного опытами несомненно благотворного влияния электрического тока на производительность почвы по отношению возделываемых на ней растений, изобретенный мною способ электрокультуры окажет неоспоримо большие услуги и существенную пользу земледелию. Особенность моего изобретения заключается в способе применения электрического тока к удобрению почвы в момент ее обработки при посредстве плуга «Электроудобритель» или других вышепереименованных «электрокультиваторов», для которых источником тока могут служить: динамо-машина и первичные или аккумуляторные батареи. На вышеописанный способ электрокультуры в совокупности с орудиями, характеризующими его, мною испрашивается 10-летняя привилегия.
Н. Бенардос 1892 года марта 25-го дня
