Le Chemin de Fer -3

Технологии

В истории технологий изобретение редко можно свести к какому-то одному событию и какой-то одной личности, как это делают историки, не получившие настоящего образования.

Вкратце, что подразумевается “настоящим образованием” (Минимум):

• это в первую очередь раннее изучение иностранных языков (при раннем, дошкольном, изучении иностранных языков формируется один, более сложный, изобилующий ассоциативными связями центр Брока, и ассоциации с терминами современного международного языка, английского, прошлых немецкого, французского и латыни, весьма небесполезны для эффективного мышления)
• это и навыки работы с объемными текстами
• это развитое ассоциативное и эффективное мышление(логика и риторика)
• это и комплексные понятие о физических явлениях, лежащих в основе современных техпроцессов, да и шире - мироздания
• это и понятия о многообразных связях между различными сторонами современной экономики и общественного устройства

История техники (техноценоза) может быть только историей квалитативной.

И если историк не ориентируется в основах теорий систем, инноваций, информации, игр и экономического поведения (принятия оптимальных решений в условиях конфликта) etc. то собственно грош ему цена в базарный день.

Дени Папен, Савери, Ньюкомен, Ползунов и Уатт  –это удобные ориентиры, и им следует воздать должное, так же как и прочим замечательным эмпирикам с внимательным взглядом на вещи, этим великим изобретателям человечества.

Эмпиризм мысли ведёт к рационалистической априорности, и ему естественным образом предшествует “предел” технологических перемен

Экспансия машинизации – это больше чем индустриальная революция, в начале l'Époque moderne postérieure I, до 1830 AD, применительно прежде всего к Англии, а уже потом к Франции, Голландии, Германии (задвинутой далеко на второй план той часть Европы, которая наряду с Англией до так называемой “революции” обладала привилегией самых прекрасных достижений).

Затем всё совершенствуется очень быстро, ускоряется вплоть до панъевропейского “ареала технологических преобразований”, который практически всем обязан быстрому сообщению, передаче информации, наблюдению, скромному, чёткому и ясному стремлению сделать лучше, некоторой лёгкости и естественности и, наконец, интересу властей к этому новому ареалу.

В Европе, такое масштабное дело, как сооружение железных дорог, не могло состояться без участия правительств.

Необходимость в железных дорогах и в самом деле обосновывалась прежде всего политико-стратегическими и экономическими соображениями.

Колоссальные трудности в подвозе на театр военных действий живой силы, техники и боеприпасов стали одной из главных причин поражения России в Восточной войне 1853 -1856 AD.

Но и экономике не хватало надёжных путей сообщения.

Перевозка четверти ржи (куль в 6,25 пудов) из Орловской губернии в Псковскую обходилась чуть не в 4 рубля.

В 1845 AD цена ржи в Псковской губернии доходила из-за недорода до 10 рублей за четверть, и в то же время в Орле и Мценске четверть шла по 1,5 рубля.

• четверть  -  мера сыпучих тел (2,099 гектолитра), равна была 1/12 ласта, содержала 8 четвериков по 8 гарнцев. В торговле в четверть считался 9,5 пудов пшеницы, 6,25 пудов ржи, 7,25 пудов ячменя, 6 пудов овса.
• ласт - мера в 12 четвертей хлеба или другого сыпучего вещества. При измерении вместимости купеческого судна: две тонны (регистровых –100 футов³) или 120 пудов, или 200 корабельных футов или 5 корабельных (фрахтовых, в 1,132 м³) тонн или 12 шиффунтов (староготский — schippunt), то есть 12 берковцам (средненижненемецкий - schiffpfund, латинский - talentum navale — корабельный фунт)

Товары посылаемые из Москвы в Архангельск, шли 470 вёрст сухим путем до Вологды (будущий узел железнодорожных линий Москва - Архангельск и Спб. – Вятка) и обыкновенно зимою; здесь лежали они до полой воды и тогда вниз по верхней и по нижней Сухоне и Двине могли в 10 дней дойти до Архангельска.

Товары с Нижней Волги добирались до Спб. водным путём по году и дольше.

Прежде чем куль хлеба со станичного базара добирался до Москвы или Спб., он проходил через множество рук, при этом цена его вырастала в среднем на пять рублей (примерно 110 долларов в ценах 2006 AD).

Эти пять рублей по грошу, по полкопейки, по гривеннику разбирались массой людей, всю жизнь торчавших на какой-нибудь мельчайшей операции: один объезжал села, мял зерно рукой и пробовал на вкус, другой вешал кули и ставил на них метки, третий пересчитывал кули, тыча в них ногой и делая отметку в тетради, etc.

Таких агентов по городам и селам толпились сотни тысяч, и миллионы чернорабочих перебивались на складах, площадях и пристанях еще более ничтожными заработками, поднимая непосильные тяжести и от напряжения оглашая воздух стонами, оханьем и воплями.

Поездка дилижансом из Санкт-Петербурга в Москву обходилась пассажиру в 95 рублей

Для сравнения, в дореформенной России:

• фунт говядины стоил 2 копейки
• фунт свинины –4 копейки
• фунт баранины –3 копейки
• курица –13 копеек
• фунт сливочного масла –18 копеек
• десяток яиц –14 копеек
• воз дров – 45 копеек
• фунт белого пшеничного хлеба –5-6 копеек
• 8 фунтов ржаного хлеба –14 копеек
• бутылка шампанского - 1,5 рубля

Если рассматривать потребительские “корзины”, то можно отметить пять градаций:

• 3 рубля
• 1,5 рубля
• 1 рубль
• 50 копеек
• 5 копеек (прожиточный продовольственный минимум)

Преждевременные и неподготовленные реформы императора Александра II привели к быстрому росту цен и дороговизне в пореформенной России.

Одна из причин этого заключалась в подорожании рабочей силы, вызванного совершенно не обоснованным развалом реформаторами “сверху” первичного сектора (аграрного производства etc.).

“Но гораздо хуже, - пишет крупнейший русский историк второй половины Ottocento С. М. Соловьев, - было положение содержателей различных ремесленных заведений, портных, сапожников, прачек и т. п. Работники пьянствовали, не стесняемые прежней необходимостью платить оброк господину и надзором последнего, работа останавливалась, заказы не поспевали ко времени”.

Научный прогресс в начале l'Époque moderne postérieure I и технический прогресс связаны, вероятно, с одними и теми же коллективными настроениями, но технический прогресс вплоть до 1830 AD практически ничем не обязан науке, наука берёт у техники больше, чем техника у науки.

Иногда между первыми попытками внедрения технологий (парадигма первой фазы) и их широким использованием (парадигма второй фазы) проходит срок смены не одного поколения.

Сложная операция, прежде чем выйти на простор промышленных нововведений, использует иной раз опыт длиной в многие десятки  лет, накапливавшийся из поколения в поколение, в формировании которого, как правило, участвуют люди, разделённые временем и пространством.

Завершённую форму она обретает только тогда, когда это позволяет эпоха.

Для этого нужен определённый набор факторов, конкурирующих за то, чтобы сделать её возможной и полезной, и нужно, чтобы среда, в которой она должна появиться, достаточно созрела (главная проблема –это энергия, её источники).

Вплоть до 1830 AD в Англии и до 1860 AD во Франции первенство  остаётся за гидравлическим двигателем.

В Германии в середине века, и на этот раз уже при содействии учёного –великого Эйлера, –появляются водяные турбины, чьё функционирование затрудняет такая конкретная проблема, как сопротивление материала.

Усовершенствование ветряной мельницы и водяного колеса обеспечивает за короткое время существенно большее количество энергии.

Но главный технологический прорыв произошёл в области парового двигателя.

Изменения в области техники производства (технологические инновации) предполагают два условия:

• наличие соответствующих научно-технических открытий и изобретений
• хозяйственные возможности применения этих открытий и изобретений

Ритм нарастает по мере приближения к современности. Решительная акселерация наблюдается в Ottocento (достаточная, чтобы говорить о революции в “ареале технологических преобразований”).

Технология (железнодорожная)  l'Époque moderne postérieure I объединяла совокупность технологий отдельных материалов, идущих на изготовление деталей машин и механизмов и материальной части  железнодорожных путей сообщения.

С общим развитием техники и усовершенствованием железнодорожного дела в область  технологии включались всё новые и новые отделы.

Таким образом, если техник старого времени мог довольствоваться знанием технологии дерева, кожи, чугуна и меди, то для техника “fin de siècle” этот перечень разросся до чрезвычайных размеров .

При всем разнообразии материалов, находящих применение в железнодорожном деле “fin de siècle”, их можно  разделить на две резко различающиеся группы:

1. органического происхождения, каковы: дерево, кожа, пряжа, шерсть, каучук, хлопок etc.
2. неорганического, куда отойдут все металлы, их сплавы, азотная и серная кислота, стекло etc.

Обработка материалов первой группы приобрела особенное значение в России — до “fin de siècle” стране по преимуществу земледельческой, где все они встречались в изобилии в сыром виде; исключение представлял хлопок, значительная доля которого привозилась из Америки (на разведение которого, однако, государством было обращено внимание, и оно постепенно развивалось в Туркестане), и каучук, привозимый целиком из-за границы.

Характер обработки отдельных материалов зависит от их свойств и того назначения, которое имеют приготовляемые из них предметы.

Степень необходимой обработки обусловливается особыми "техническими условиями" для изготовления и приема этих изделий на службу; эти условия основаны на выводах путейских техников.

Тела органические, в которых ценилась их эластичность, легкость обработки и небольшой вес, должны обладать после обработки еще и свойством противостоять разрушительному влиянию атмосферы, влажности, температуры etc.

Для этой цели излишняя влага из дерева удалялась методической сушкой, a наружная поверхность изделий покрывалась предохраняющим слоем краски или лака; иногда же древесину пропитывали сплошь маслом, парафином и тому подобным.

Обработка кож заключается в их дублении с последующим прожировыванием:

• при первой операции происходило видоизменение вещества кожи под влиянием дубильных кислот
• вторая же имела целью поддерживать эластичность и закрыть влаге доступ в поры кожи

Сыромятная кожа подвергалась более простой и ускоренной обработке, отличаясь большей крепостью, но зато и меньшей продолжительностью службы.

Применение дерева в железнодорожном деле сокращалось благодаря поразительным успехам технологии металлов; делавшиеся в прежнее время из дерева  конструкции заменялись на металлические.

Коже отведено было весьма большое место при отделке wagons (-lits, - à banquettes rembourrées, - de voyageurs, –international) и изготовлении чехлов — и в этой области в рассматриваемый период ещё было трудно было подыскать заменяющий материал.

Каучук находил себе применение в разных прокладках, буферах, сальниках, электроизоляции и прочих резино-технических изделиях. До изобретения процесса вулканизации гуттаперчи  не рисковали прокладывать и телеграфные провода  в железнодорожных туннелях – из-за сырости.

Из разного рода тканей наибольшее значение представляли непромокаемые (пропитанные озокеритом) брезенты, вытесняющие кожу при изготовлении чехлов.

История технологии металлов представляет немало примеров того, как железнодорожное  дело своими требованиями побуждали заводы сталелитейные и машиностроительные заводы к улучшению производства.

Железнодорожный  металл по справедливости считался наиболее высоких качеств и однородным.

Ещё до развития автомобильного дела, железнодорожное  дело настойчиво добивалась применения специальных стальных сплавов (никелевая, хромовая, марганцевая и другие стали) и особенно тщательных приемов обработки.

Антифрикционный металл (чаще назывался “белый металл”) — металлический сплав с малым коэффициентом трения, более или менее лёгкоплавкий.

• первое свойство было ценно в смысле уменьшения затрачиваемой энергии на вредные сопротивления от трения
• второе — предохраняло от порчи деталь, работающую по этому металлу

Малый коэффициент трения давал возможность, увеличивая скорость на окружности шеек вала, уменьшить вес машин; лёгкоплавкость обеспечивала исправное состояние трущихся частей, a следовательно, и надёжность машины.

В “fin de siècle” в транспортном машиностроении антифрикционный металл употреблялся не только для заливки трущихся частей  машин и сальниковой металлической набивки, но служил также необходимым материалом для трущихся частей и для набивки сальниковых истоков вспомогательных механизмов, пародинамо.

Допускаемое давление на один дюйм² обыкновенно около 300—500 английских фунтов.

Почти каждый большой машиностроительный завод имел свои рецепты для выделки антифрикционного металла, главными составными частями которого служили олово, сурьма, свинец, иногда медь, антимоний, ртуть и другие примеси.

В зависимости от содержания олова и свинца можно металлы эти разделить на два класса:

• одни с основным содержанием олова (Penn, Peersons, white brass, Kingston etc.)
• a вторые с основанием свинца (Haut, Magnolia etc.)

Удельный вес антифрикционного метала от 7 до 10, цена его составляла от 7 до 40 рублей за пуд, в зависимости от содержания олова — чем его более, тем металл был дороже.

Для транспортного машиностроения предпочитали металлы с оловянным основанием, более обеспечивающие исправность рабочей поверхности стальных частей, работающих на них.

Особое внимание обращалось на присутствие в сплаве висмута, каковое не должно было превышать 0,05—0,1 %; в противном случае особенно легкоплавкий висмут (t плавления 92—94° С) может вызвать ликвацию сплава и при работе испортить шейку вала или шток поршня.

Важное значение имела также температура, при которой металл приготавливался, и чистота форм, в которые он заливался.

Советовали, кроме того, после окончания заливки несколько раз наклеить (уплотнить) поверхностный слой и тогда уже обрабатывать начисто поверхности.

Интересно отметить, что во Франции - родине автомобилей, - широкому развитию фабрикации их много способствовали заводы, обслуживающие железнодорожную  технику; имея серьезную школу в транспортном машиностроении, эти заводы очень скоро овладели производством новых деликатных машин, требующих тонкого знания специальных сортов стали и вообще хорошо развитой металлургической промышленности.

В железнодорожном деле из металлов имело наибольшее применение железо и его сплавы (сталь).

В l'Époque moderne postérieure I техники уже располагали целым рядом специальных сортов стали, выработанных для вполне определённой цели.

• К 1811 AD уже была пущена в ход первая плавильная печь для литой стали
• К 1818 AD были выстроены первые тигельные печи
• К 1853 AD было освоено изготовление цельнокатаных бандажей к железно-дорожным колесам, то есть без сварки
• К 1861 AD была произведена первая отливка стали по способу Бессемера
• К 1869 AD был введён мартеновский процесс для получения литой стали
• К 1890—1892 AD были установлены гидравлические ковочные прессы на 2 000 и 5 000 тонн давления

Главной специальностью сталелитейных фабрик в Европе являлась тигельная сталь, отличающаяся большою чистотою и однородностью; она шла  на изготовление изделий, требующих наибольшей прочности:

• некоторые части локомотивов, паровых машин, вальцы etc.

Выделывалась также мартеновская сталь  для котельных листов etc. и бессемеровская сталь для различных вагонных частей.

Особый отдел составляло пудлинговое железо, идущее исключительно на переплавку для выделки тигельной стали.

Для специальных целей  готовились специальные сплавы стали с вольфрамом, никелем, хромом, молибденом etc,

Заводы изготовляли также разнообразные изделия  для железнодорожного дела:

• колёса, бандажи, оси, рессоры etc.
• части для постройки подвижного состава и средств тяги
• паровозные и всякого рода другие машины
• рельсы всех типов, железные костыли и шурупы, металлические шпалы
• арматуру и гарнитуру
• трубы чугунные и из волнистого железа для искусственных сооружений
• оборудование для железнодорожного хозяйства
• листовое железо, вальцы, инструментальную сталь etc.

Для этого применялись  различные станки, прокатные станы, паровые молоты весом от 0,1 до 50 тонн, гидравлические прессы, подъёмные краны от 400 кг до 150 000 кг подъемной силы.

Для приведения в движение станков, молотов, кранов etc. имелись свыше паровые котлы, паровые машины (от 2 до 3 500 л. с.), электрические двигатели 

Заводы сжигали миллионы пулов угля, считая в том числе кокс и брикеты.

Весь уголь заводов  поступал из  копей и коксовальных печей как близ заводов, так и нет.

Для добычи железной руды фирмы разрабатывали рудники.

Выплавка чугуна производилась в доменных печах чугунолитейных заводов, высотой по 23 м, с суточной выплавкой чугуна до 15 000 пудов, и  печи, высотою по 26 м, с выпуском до 30 000 пудов чугуна в сутки.

Коломенский завод - акционерного общества того же имени, находился при станции Голутвин близ города Коломны.

Прекрасно оборудованный и организованный завод для надобностей флота:

• приготовлял судовые двигатели системы Дизеля, усовершенствованные заводом
• крупные стальные отливки и поковки (рули, штевни etc.) для корпусов кораблей
• вспомогательные судовые механизмы всякого рода
• якоря etc.

На отдельном заводе того же общества, Кулебакском горне (близ города Мурома), изготовлялась хорошего качества сталь в листах и фасонных профилях для надобностей военного судостроения.

Собственно судостроение на Коломенском заводе ограничивалось речными пароходами, теплоходами (с двигателями Дизеля) и железными нефтеналивными баржами.

Коломенский завод известен был также своими паровозами, вагонами и трамваями.

Площадь территории Коломенского завода вместе с Кулебакским отделением достигала 5 000 десятин, число рабочих (в 1912 AD) 9 500 и 3 300 человек.

Кроме изменения состава металла, в руках техника имелось ещё хорошо разработанное средство повысить то или другое свойство его в виде так называемой термической, или тепловой, обработки:

• если желательно было иметь материал мягким — его отжигали,
• для достижения твердости — его закаливали
• если твёрдость не должна была сопровождаться значительной хрупкостью, то материал отпускали

Эти операции требовали большого внимания и обширного опыта; в противном случае даже и лучший материал мог быть безвозвратно испорчен.

Из других металлов имели большое применение:

• медь — частью в чистом виде (красная медь, продукт огневого рафинирования), частью же в сплавах:
  • латунь
  • томпак
  • бронза
  • мельхиор (maillechort, сплав меди главным образом с никелем 5-30%)
  • алюминиевая бронза

Особенно ценны для железнодорожного машиностроения была  хорошая ковкость меди в холодном и горячем состоянии, тягучесть — немного ниже золота и серебра, неокисляемость в сухом воздухе, способность хорошо полироваться, паяться, лудиться, проводить тепло и электричество.

В чистом виде медь употреблялась, главным образом, в виде листов и проволоки.

Из медных листов изготовлялись различные сосуды, цистерны и особенно трубы, которые в железнодорожном деле применялись, как обязательные, для водо- и паро -проводов не очень высокого давления (английских фунтов на 1 дюйм²).

Трубы большого диаметра (8”—10”) изготовлялись обыкновенно паянными из листов, трубы же меньших диаметров — цельнотянутыми, без шва.

Медные трубы небольших диаметров широко применялись также для нагревательных и охладительных батарей (змеевиков) кипятильников, опреснителей etc.

К листовой меди в транспортном  в машиностроении предъявлялись следующие требования:

• материал должен был быть новый
• содержание чистой меди не менее 99,5 %
• на разрыв она должна была выдерживать не менее 13 тонн на дюйм² при удлинении 30 % на 8” длины
• кромки должны  были оттягиваться в тонкие ласки без надрывов
• выдерживать изгиб в холодном состоянии и при нагреве 400—500°С до совмещения сторон

Листы и трубы из электролитической меди не допускались в виду того, что они сильно разъедались водой и плохо выдерживали высокие температуры пара.

Широкое применение медь нашла себе в электротехнике для проводов тока (для освещения и передачи энергии), для телефонных проводов

Проводниковая медь при длине в 1 км и поперечном сечении 1 мм², должна была при температуре 15°С обладать сопротивлением не свыше 17,5 Ома и выдерживать повторные изгибы в ту и другую сторону на 90°: при диаметре 0,5 мм — не менее 12 раз, при диаметре от 0,51—1,1 — от 75 до 30 и при диаметре 1,11—2,1 мм — от 20 до 14 раз.

Свинец  находил по-прежнему применение для изготовления водопроводных труб.

Алюминий благодаря своей легкости при достаточной прочности шёл на изготовление электрической арматуры, украшений (трубок, рукояток, оправ, рамок etc) и некоторых второстепенных частей снабжения составов .

Имели место попытки заменить фундаментные рамы некоторых вспомогательных механизмов алюминиевыми, в интересах лёгкости, но дальше единичных опытов дело в “fin de siècle” ещё не пошло.

Потребность железной дороги во всех этих материалах, притом наилучшего качества, a также требования и определенные указания относительно способов обработки не оставались без влияния на общую промышленность.

В 1870 AD, с поднятием рабочего давления пара в котлах до 60 английских фунтов на 1 дюйм², к паровым двигателям начали применять принцип расширения пара последовательно в нескольких цилиндрах (один высокого давления и один низкого), результатом чего явились сначала машины двойного расширения или “Компаунд”

Применение перегретого пара до “fin de siècle” было  весьма ограничено, так как оно требовало тогда громоздких приспособлений.

Дальнейший ход развития паровоза заключался преимущественно в усовершенствовании всех отдельных частей и в выработке специальных типов, наиболее приспособленных к особенностям требуемой от них службы.

Употребительные в “fin de siècle” главнейшие типы паровозов  были следующие:

• курьерские, для поездов весом 75—150 тонн, движущихся со скоростью 60—90 км в час (тонна равна 61 пуду)
• пассажирские, для поездов 100—250 тонн, со скоростью 35—60 км/час
• товарные, для поездов 250—700 тонн, со скоростью 20—30 км/час
• товаро-пассажирские, промежуточные между последними двумя, для скоростей 30—40 км/час

Кроме перечисленных типов поездных паровозов имелись ещё специальные типы служебных или маневровых паровозов, для служебных маневров на станциях при составлении поездов.

Чтобы использовать эффективным образом работу паровоза, желательно было использовать полностью силу тяги его, то есть придавать поезду наиболее допускаемую величину, для чего надо знать наибольшее сопротивление движению поезда.

Исследованиями условий, от которых зависит это сопротивление выяснили, что условия движения поезда с паровозом резко отличаются от движения по рельсовому пути отдельных вагонов конной тягою вследствие большей скорости и потому, что в поезде происходит движение ряда сцеплённых вагонов и паровоза с тендером.

Все формулы, по которым определяли общее сопротивление поезда, — эмпирические.

Работы инженер-генерала Петрова уже носили характер теоретического исследования, основанного на точном эксперименте.

Николай Павлович Петров, инженер-генерал, член Государственного Совета, председатель 2-го его департамента, почётный член и заслуженный профессор Николаевской инженерной академии, почётны член инженерного совета министерства путей сообщения, Императорской академии наук и Спб. технологического института.

 

• Родился в 1836 AD, из дворян Новгородской губернии
• Окончил в 1855 AD Константиновский кадетский корпус (в “fin de siècle” Константиновское артиллерийское училище) и в 1857 AD Николаевскую инженерную академию, где был оставлен репетитором математики (Остроградским).

Для дальнейшего усовершенствования в науке Петров слушал лекции в бывшем педагогическом институте, a изучение прикладной механики начал в технологическом институте.

• В 1865 AD командирован за границу для изучения практической механики
• С 1866 AD  в Николаевской инженерной академии и в Спб. технологическом институте руководил дипломным проектированием и читал курсы прикладной механики, теории и эксплуатации паровых котлов и паровозов и введённый им впервые курс сопротивления поезда
• В 1867 AD за многие научные работы был назначен адъюнкт-профессором инженерной академии
• В 1871 AD избран профессором Спб. технологического института.

Не удовлетворяясь работами своих предшественников, Петров старался приложить свои знания к самостоятельному разрешению разных вопросов.

Такова была его первая работа “Очертание зубцов крупных цилиндрических колёс дугами круга”, напечатанная в “Инженерном Журнале” 1870 AD и удостоенная премии этого же журнала.

• за время  с 1857 по 1911 AD (при основателе журнала и просвещённом бессменном редакторе, поначалу инженер –капитане, A. A. Савурском)  “Инженерным Журналом” было всего выпущено 549 книг, около 8 500 печатных листов (стоимостью от 75 до 130 рублей), с отдельными приложениями (более 100) и с 3 500 чертежей, и свыше 3 000 политипажей и фотографических снимков)
• авторский гонорар в журнале был: 40 рублей за печатный лист оригинальных статей, 30 рублей за извлечения и компиляции и 25—15 рублей за переводы. За лучшие статьи (оригинальные) ежегодно выдавалось три премии в 500, 300 и 200 рублей. Инженер –генерал Савурский  привлёк к журналу все выдающиеся литературные силы военно-инженерного мира
• подписная цена с 1909 AD — 5 рублей в год (кроме подписных денег, журнал получает с 1865 AD казённую субсидию по 11 000 рублей в год)

В 1873 AD главное общество российских железных дорог пригласило его в состав своих инженеров, a в 1876 AD общество командировало его на всемирную выставку в Филадельфию экспертом или, как называли его там американцы, “судьей” (judge).

В 1888—1892 AD состоял председателем временного управления казённых железных дорог, был директором департамента железных дорог, a также председателем инженерного совета министерства путей сообщения.

С 1893 по 1900 AD занимал должность товарища министра путей сообщения.

В конце 1897 AD  Петров как председатель Императорского Русского технического общества председательствовал в Комиссии по разработке проекта расширения в России технического образования.

Петров был сторонником такого построения высшего технического образования, которое обеспечивало бы всестороннее развитие будущих инженеров.

Он, например, утверждал: “Развитие философского мышления нужно технику не менее, чем математику, естествоиспытателю или социологу”.

В научно-технической области Петров является творцом гидродинамической теории трения при наличности смазывающей жидкости; при помощи им же предложенного прибора он определил кривые для разных масел и дал тем возможность большего сбережения машин.

За эту работу он получил Ломоносовскую премию академии наук.

Другое обширное сочинение его по тому же вопросу вышло в 1886 AD и также удостоено Императорской академией наук премии митрополита Макария.

Петрову принадлежит много работ по вопросам подвижного состава железных дорог и железно-дорожного хозяйства.

Научно-литературных трудов его насчитывается более 80, из них более выдающиеся:

• “Об очертании зубцов круглых цилиндрических колёс дугами круга”
• “Об изнашивании и пробе стальных шин”
• “О непрерывных тормозных системах”
• “Трение в машинах и влияние на него смазывающих жидкостей”
• “Практические результаты опытов гидродинамической теории трения с применением к железным дорогам и бумогопрядильням”.

Кроме научной деятельности весьма важна и ценна деятельность Петрова в области экономики железно-дорожного хозяйства, где он указал на необходимость связи техники с жизнью.

Ценя всю практическую важность трудов этого рода, Императорское русское техническое общество еще в 1888 AD присудило Петрову высшую из выдававшихся тогда наград — золотую медаль Государя Наследника Цесаревича, a 27 апреля того же года московское политехническое общество избрало его в свои почётные члены.

До катастрофического крушения государства, общества и династии, Николай Павлович Петров являлся одним из заслуженнейших русских инженеров. Умер и похоронен  в 1920 AD  в Туапсе.

Инженер –генерал Николай Павлович Петров путём исследования обширного материала пришёл к формуле, которая отвечала условиям движения поездов на русских дорогах.

В эту формулу были включены:

• сопротивление движению паровоза с тендером в зависимости от веса их и скорости движения
• сопротивление всего поезда, в зависимости от веса поезда, числа вагонов и скорости движения
• добавочное сопротивление:
  • от кривых участков путей и уклонов
  • от t° воздуха
  • от направления и силы ветра

Увеличение скорости движения на железной дороге, обусловленное рядом усовершенствований в паровозах, заставляли более тщательно изучать условия движения на рельсовом пути.

С увеличением скорости возрастало сопротивление от того, что увеличивалось сопротивление воздуха и усиливались толчки и удары, сопровождающие движение.

Для уменьшения последних необходимо было совершенствовать путь и подвижный состав.

В самой конструкции паровоза так же крылась причина, нарушающая плавность хода, a именно, шатуны и мотыли, движение которых вызывало постоянное перемещение центра тяжести паровоза, что и служило причиной движения толчками.

Качающиеся части паровой машины производили толчки и удары, делающие ход беспокойным. Вполне устранить эти вредные колебательные движения в механизме паровоза было невозможно.

Вместе со скоростью хода паровоза возрастали поперечные и вертикальные удары, производимые качающимися частями механизма, отчего поезд подвергался опасности схода с рельсов, при  большой скорости движения.

Вредные сопротивления от трения, ударов и сотрясений поглощали значительную часть работы. В  паровозах для изменения усилия, передаваемого колёсам, например, при начале движения с места, на подъемах etc., изменяли впуск пара, который тогда работал при невыгодных условиях, с большею затратою его на лошадиную силу.

Индикаторная лошадиная сила (ІHP) — представляла работу пара в паровых цилиндрах машины.

Эта норма была принята  для характеристики мощности двигателей поршневого типа.

Индикаторная сила легко определялась как на локомотиве в любое время работы махины, так и при теоретических расчётах.

Формула её была следующая:

IHP = (A x Pm x v)/3300, где:

• A — площадь поршня цилиндра (дюйм²), мощность которого желали определить
• v — скорость поршня, равная ходу его в футах, помноженному на двойное число оборотов машины в минуту
• Pm — среднее индикаторное давление пара в цилиндре

Величинами A и v при теоретических расчётах задавались (или, обратно, их находили) по заданной мощности цилиндров.

При испытании же машины в действии их получают измерением диаметра цилиндра и хода поршня и наблюдением числа оборотов в минуту.

Среднее давление Рт при проектировании машины определяется по формуле Pm = α x P[(1 + hyplogr)/r], где:

• Р — начальное давление пара
• r — степень расширения пара
• α — практический коэффициент, принимаемый равным 0,5—0,55

Для третьего члена этой формулы были составлены таблицы, пользование которыми весьма облегчало расчёты.

При испытании машины значение Рт находилось из индикаторной диаграммы.

Индикаторная сила была ещё удобна тем, что представлялась возможность определять мощность не только всей машины, но и каждого её цилиндра в отдельности, что было важно для уравновешивания машины и устранения вибрации локомотива.

Поэтому нужно было ожидать разрешения вопроса об очень больших скоростях от тепловых и электрических двигателей, при которых нет надобности в шатунах и мотылях.

Учитывая все элементы, влияющие на сопротивление движению поезда, и принимая наиболее неблагоприятное их сочетание, определяли по данной силе паровоза наибольший состав поезда.

Понятно было, что только в том случае, когда все железно -дорожные государственные сети будут представлять путь однообразный, то получится возможность пропускать поезда по разным дорогам, не изменяя состава.

Такое движение, называемое транзитным, выгодное в экономическом отношении, имело и очень важное значение при воинских перевозках, когда на поезд грузилось обыкновенно определённая войсковая часть с соответствующим имуществом, и изменение состава поезда в пути вызывало нежелательное дробление эшелонов.

Русские железные дороги дороги комплектовались в “fin de siècle” уже отечественным подвижным составом, a потому расчёт числа поездов, необходимых для перевозки войск, основывали на подъемной способности вагонов русской конструкции, то есть полагая на один двухосный вагон (платформу) 36 человек, или 6 лошадей, или одно орудие с передком, или одну четырёхколесную повозку, или две двуколки.

Однако величина поезда принималась не в 50 вагонов, как это принято было в России, a только в 30—35 вагонов, полагая, что конструктивные данные “разной” дороги и оборудование станций не будут достаточны для пропуска поездов большого состава.

Пропускную способность “разной” дороги, особенно в первое время после её открытия, ориентировочно определяли в 8—9 пар поездов в сутки.