Александр Иванович Шокин. Портрет на фоне эпохи
Электросвязь не была единственным проявлением внедрения электротехники в жизнь. Было начато применение электрической энергии для средств передвижения. Как упоминалось выше, П.Л. Шиллингом было сделано еще одно изобретение – электрического запала для подрыва мин, и оно, доработанное Б.С. Якоби, стало особенно широко применяться в России в ходе Крымской войны.
В 1839 г. с санкции российского императора Николая I (предписание № 3042 от 19 октября 1839 г.) по ходатайству генерал-адъютанта К.А. Шильдера был образован специальный «Комитет о подводных опытах», ставший первым российским минным учреждением[7]. В 1840 г. была сформирована «Учебная команда при Лейб-гвардии саперном батальоне для технического обучения гальванизму и способам применения его в военном учреждении» со сроком обучения около года, а также мастерская для изготовления необходимого оборудования и приборов. Научное и техническое руководство учебной гальванической командой и мастерской возложили на инициатора их создания Бориса Семеновича Якоби. Это была первая не только в России, но и во всем мире специальная электротехническая школа.
К началу Крымской войны были подготовлены первые кадры минеров из офицеров и солдат гальванических учебных команд при саперных батальонах и из моряков, обученных непосредственно академиком Б.С. Якоби.
Так как теоретическая сторона минного дела в России, по мнению военного министра и генерал-инспектора по инженерной части, была на высоком уровне, управляющему Морским министерством было указано на необходимость освоения практики применения мин флотом. Таким образом, впервые в российской истории развития минного дела встал вопрос о необходимости подготовки флотских минных специалистов.
К началу Крымской войны работы по усилению «морской обороны столицы» шли полным ходом. Далеко не последняя роль отводилась при этом минным заграждениям. 27 января 1854 г. Б.С. Якоби получает «Высочайшее повеление» «приступить немедленно и секретно <…> к приготовлению мин для постановки». В начале февраля Морской ученый комитет рассмотрел и одобрил представленную Б.С. Якоби схему минных заграждений у Ревеля и на кронштадтских рейдах. При этом выяснилось, что наличного запаса гальванических мин явно недостаточно, и Э. Нобелю срочно выдается заказ «на изготовление 400 мин его конструкции». Таким образом, в обороне Петербурга во время Крымской войны использовались мины двух изобретателей – Якоби и Нобеля. Английская эскадра была встречена у Ревеля мощными морскими минными заграждениями из самовоспламеняющихся (гальваноударных) мин (конструкции Нобеля) и мин с запалом от индукционного аппарата Шиллинга, питающихся с берега. На них подорвались и получили повреждения (незначительные из-за слабости заряда) несколько английских кораблей.
При обороне Севастополя широко применялась минная война на суше. Подземные галереи для закладки зарядов под позициями врага копали с обеих сторон, но как писала тогда лондонская газета «Таймс»: «Нет никакого сомнения, что пальма первенства в минно-подрывной войне принадлежит русским». Союзники применяли огневой способ подрыва, то есть бикфордовым шнуром, с 22 % отказов, а российские саперы – электрический, с запалом, и отказов при взрывах и у них был всего лишь 1 %.
С развитием минного оружия понадобились специалисты ранее неизвестных специальностей, их стали называть гальванерами, а для производства проводников, изоляторов и химических источников – новые виды промышленности. Так в России начиналась своя электротехника, основанная на нуждах флота и не связанная с телеграфной аппаратурой Сименса.
В сентябре 1838 г. по Неве проплыл сконструированный и построенный Б.С. Якоби первый в мире электроход-шлюпка с 12 пассажирами. На ней был установлен первый электродвигатель, получивший практическое применение, разработанный Б.С. Якоби в течение 1834—38 гг. Заряда гальванической батареи, установленной в шлюпке для питания двигателя, хватало на весьма ограниченное время, но других источников электроэнергии пока не было. В 1839 г. на промышленной выставке в Петербурге впервые демонстрировалось действующая модель электрического локомотива для рельсового транспорта, также сконструированная Б.С. Якоби.
Эти первые испытания электродвигателя выявили потребность в источниках электроэнергии нового типа, которые обеспечивали бы длительное питание двигателей. Таким источником стал электромашинный генератор, прообразом которого была униполярная машина (1831). Первыми практически пригодными электромашинными генераторами были магнитоэлектрические генераторы, в которых магнитное поле создавалось постоянными магнитами, а якорями служили массивные индуктивные катушки (Якоби, 1842). Поскольку все первые потребители электроэнергии использовали постоянный ток, как наиболее изученный, первые электрические машины тоже были машинами постоянного тока.
После того как были созданы и внедрены в производство машинные генераторы, началось широкое внедрение электроэнергии в различные области техники, в том числе и на флоте. Для их обслуживания требовался технический персонал, готовить который стали новые государственные учебные заведения.
Начало войны способствовало ускорению строительства новых телеграфных линий государственного значения. В 1854–1855 гг. были введены в эксплуатацию телеграфные линии военно-политического значения: от Петербурга через Гатчину к Ревелю, к Гельсингфорсу через Выборг, к Риге через Динабург, в Германию через Мариамполь и деревню Эйдкунен, в Австрию через Варшаву. В 1854 г. вступила в эксплуатацию линия между Петербургом и Варшавой, которая затем была продлена до прусской границы, где в трех пунктах – у местечка Шаково, у деревни Эйдкунен и у городка Мисловиц – подсоединена к австрийским и прусским проводам и сомкнулась с западноевропейской телеграфной сетью. В связи с выходом в европейскую телеграфную сеть русский телеграфный код был приведен в соответствие с европейским и введен на всех русских станциях с ноября 1854 г. В 1855 г. был разрешен прием частных телеграмм.
Однако отсутствие телеграфной связи с Крымом, где началась осада Севастополя, привело к тому, что правительство России новости быстрее получало из Лондона, с которым англичане сумели быстро наладить телеграф, а отсутствие железной дороги не позволяло оперативно перебрасывать в Крым дополнительные войска.
В разгар Крымской войны в 1855 г. умер Николай I. Восшествие на престол Александра II и его последующие реформы значительно повлияли на развитие системы сообщений. В первую очередь это сказалось на управлении: вместо П.А. Клейнмихеля на посту главноуправляющего путями сообщений и публичными зданиями был назначен в 1855 г. просвещенный инженер К.В. Чевкин. В 1862 г. исполнять эту должность был назначен П.П. Мельников, и год спустя он стал главноуправляющим путями сообщения и публичными зданиями. В 1865 г., когда ведомство было преобразовано в Министерство путей сообщения, выдающийся ученый и инженер становится первым министром путей сообщения России.
П.П. Мельников
Господство в России иностранных фирм, сумевших оттеснить от участия в делах русского телеграфа даже такого заслуженного электрика, как Б.С. Якоби, продолжалось с 1850 по 1862 г. «В этот 12-летний период времени не образовалось ни одного русского техника по телеграфной части, – констатировала одна из газет в 1881 г., – иностранцы, боясь упустить столь выгодное для них дело, при устройстве телеграфов употребляли для работ только русских чернорабочих; людей же мало-мальски образованных ни под каким предлогом не допускали к делу; вообще иностранцы представляли дело столь важным и сложным, что оно вовсе не доступно понятиям русских людей. Такие же взгляды были усвоены и представителями администрации, наблюдавшей за действиями контрагентов» Между тем политическая обстановка уже в 60-х годах принудила правительство сделать некоторые уступки патриотически настроенным кругам русской инженерно-технической общественности. Эти уступки коснулись и телеграфного ведомства.
В 1858 г. была учреждена школа для «изучения телеграфного искусства». Кроме того, с 60-х годов ряды гражданских телеграфистов стали систематически пополняться русскими специалистами из числа подготовленных в армии при техническом гальваническом заведении, созданном в 1856 г. на основе сформированной в 1840 г. особой учебной команды.
В то же время Институт корпуса инженеров путей сообщения в 1864 г. был преобразован из военного в гражданский Институт инженеров путей сообщения, и его конференция приняла решение «преподавать в институте курс телеграфов, как отдельный предмет» и в более расширенном объеме. Для улучшения преподавания телеграфии институт приобрел «коллекцию передаточных снарядов», т. е. телеграфных аппаратов и трансляций для усиления гальванического тока при действии «телеграфических аппаратов». Конечным этапом изучения предмета было составление проекта и сметы на организацию телеграфной связи на железной дороге.
Однако для решения проблемы кадров для телеграфов России школы «телеграфических сигналистов» и Института инженеров путей сообщения было недостаточно. Поэтому в 1883 г. была организована первая в России Телеграфная школа, послужившая впоследствии образцом для местных окружных школ. Одновременно была начата разработка вопроса об устройстве специального училища для подготовки телеграфных техников. И в 1886 г. в С.-Петербурге состоялось открытие Технического училища почтово-телеграфного ведомства – первого в России специализированного учебного заведения связи. Директором Технического училища был назначен Николай Григорьевич Писаревский (1821–1895), известный специалист в области техники связи, автор ряда книг по физике и электротехнике, электрическим измерениям, сооружению линий связи, а в числе преподавателей значился и академик Якоби.
Был снят действовавший 15 лет запрет публиковать какие-либо сведения об отечественных телеграфах. Б.С. Якоби получил официальное уведомление, что его прошение, поданное еще в 1844 г., с просьбой разрешить опубликовать сведения о своих телеграфных изобретениях, наконец удовлетворено, но по вполне понятным причинам ученый этим запоздалым дозволением не воспользовался.
В 1859 г. увидело свет первое руководство по электротехнике, составленное исключительно по оригинальным русским материалам.
За отменой крепостного права в России началось изменение экономической структуры страны: все чаще развитие городов, строительство фабрик и заводов, наконец, железных дорог шло за частные деньги. Правительство, даже продолжая строить железные дороги за государственный счет, для эксплуатации отдавало их в аренду или в собственность частным фирмам.
В 1857 г. было учреждено «Главное общество российских железных дорог для строительства железнодорожных линий протяженностью около 4 тыс. верст, которые соединили бы хлебородные районы страны с Петербургом, Москвой, Варшавой, а также с побережьями Балтийского и Черного морей. При создании Общества ему была передана в собственность дорога Петербург – Варшава, строительство которой уже было начато казной. Среди учредителей общества были иностранные банкиры: парижские – братья Перейра, лондонские – старые кредиторы русского правительства братья Берлинг, парижский банкир Готтингер, голландский – Гоппе, берлинский – Мендельсон, петербургский – Штиглиц и варшавский банкир Френкель. Правительством гарантировалось 5 % прибыли (за казенный счет). Однако вскоре выяснилось, что по существу это была спекулянтская затея иностранных банкиров, не желавших вкладывать в дело собственные капиталы. Общество не смогло собрать и половины определенного ему уставного капитала, не справлялось со строительством намеченных линий. Тем не менее правительство оказывало покровительство обществу, освобождая его от ряда обязательств по новому уставу 1861 г., выдавая пособия, покупая проекты начатых строительством, но заброшенных линий и т. д. В 1868 г. правительство передало обществу во временное владение даже Николаевскую железную дорогу, предоставив безвозвратную ссуду на ее переустройство. Только в 1894 г. дороги, построенные обществом, были выкуплены казной, и оно прекратило свое существование.
Александровскому заводу обеспечить все дороги стало не под силу, и первые железные дороги начали закупать для себя паровозы и подвижной состав там, где это было выгоднее, – преимущественно в той стране, где находилось больше акционеров данной дороги. Так, дороги главного общества снабжались французскими и бельгийскими паровозами, Риго-Динабургская – английскими, Варшавско-Венская – германскими; на поляковских дорогах предпочитали австрийские паровозы завода Зигля. Только после войн Пруссии с Данией (1864) и Австрией (1866), в ходе которых осуществлялась массовая переброска войск по железным дорогам, в России осознали стратегическое значение железных дорог и пришли к убеждению, что они должны быть столь же национальны, как и армия. К этому времени в России это стало уже возможным: появились собственные толковые техники и достаточно умелые для такого сложного дела, как постройка паровоза, рабочие. В конце 1870-х годов появляются и русские типы паровозов, спроектированные русскими инженерами, приноровленные к особенностям русских железных дорог, и русские паровозостроительные заводы.
За время пребывания на посту министра путей сообщения Мельников наметил новый проект продолжения еще не законченных и постройки новых линий протяженностью свыше 7 тыс. км, добился постройки за счет средств казны Московско-Курской железной дороги и линии Одесса – Елисаветград. В 1869 г. им был созван первый общий съезд представителей железнодорожных предприятий, решениями которого было положено начало беспересадочной перевозке пассажиров по смыкающимся дорогам, установлены перегрузочные станции для непрерывной перевозки грузов и так далее.
Однако в 1878 г. из-за конфликта с министром финансов М.Х. Рейтерном, который решил передать в руки иностранных концессионеров Петербургско-Московскую железную дорогу, П.П. Мельников подал в отставку.
Темпы роста протяженности русской телеграфной сети были самыми высокими в Европе. Еще в 1855 г., когда в других странах телеграфная линия протяженностью в несколько сотен километров считалась длинной, Россия обладала такими телеграфными связями, как Петербург – Симферополь и Петербург – Варшава. Следует подчеркнуть, что и в отношении емкости отдельных телеграфных линий Россия также очень рано превзошла другие страны. Например, в 1854 г. была проложена однопроводная телеграфная линия к германской границе, а в 1855 г. был подвешен по столбам этой линии второй провод. В 1856 г. был подвешен второй провод по столбам построенной в 1854 г. телеграфной линии между Петербургом и Москвой. В 1857 г. уже существовали отдельные телеграфные линии емкостью 3–5 проводов, а на коротких участках – 8–9 проводов.
Как следует из отчетов Главного управления путей сообщения и публичных зданий, в 1858 г. телеграфные линии соединяли С.-Петербург с 21 губернским городом. Протяженность линий составляла более 10 тыс. км. Для этого было подвешено 12,3 тыс. км проводов, построены 63 телеграфные станции. Через два года к телеграфной сети связи было присоединено еще 23 губернских города. Протяженность линий возросла до 18,2 тыс. км при 24,3 тыс. км проводов. Число телеграфных станций возросло до 151, на них было установлено 335 телеграфных аппаратов.
При строительстве первых линий городского телеграфа ясно проявились полицейские задачи. Петербургский телеграф связал Зимний дворец, штаб гвардейского корпуса, резиденцию коменданта Петропавловской крепости, все 13 гвардейских казарм, дома военного генерал-губернатора, обер-полицмейстера и все 12 полицейских участков. Несколько позднее подобная же сеть городского телеграфа была создана в Москве.
К концу 60-х годов на характер развития телеграфной сети стали оказывать сильное воздействие интересы торговли и промышленности. Начался второй период развития телеграфа. Устанавливается телеграфная связь столицы с Тулой, Орлом, Харьковом и Житомиром, с Новочеркасском и Херсоном, с Тифлисом и Владикавказом.
Когда в 1857 г. была предпринята первая попытка связать телеграфом Европу с Америкой через Атлантику, русское правительство ограничило свое участие тем, что делегировало академика И.Х. Гамеля в Ирландию, откуда намечено было начать прокладку подводного кабеля. Но дело было настолько сложным, что только четвертая попытка в 1866 г. закончилась удачно, а до этого момента изыскивались иные способы решить проблему связи двух континентов. В России этим занимался подполковник Д.И. Романов. Находясь в Восточной Сибири, он быстро осознал огромное значение телеграфа для связи с Китаем, Японией и США, а также с принадлежавшей тогда России Аляской и разработал свой проект трансконтинентальной связи через Сибирь, исключавший трудности трансатлантического варианта.
Хотя проект Романова в целом принят не был, его сухопутная часть впоследствии была постепенно выполнена. В 1864 г. прокладывается линия между Казанью и Иркутском, в дальнейшем линия была продолжена к Кяхте и к Николаевску-на-Амуре и к ряду других важных в хозяйственном отношении пунктов Сибири. Это имело большое значение для развития торговли с Китаем и США.
В эти годы наряду с государственными большую роль стали играть частные телеграфные линии. Так, телеграфная линия между Иркутском и Якутском в 1882 г. оказалась уже настолько необходимой местному купечеству и золотопромышленникам, что они пожертвовали на ее строительство 75 тыс. руб., бесплатные станционные помещения и 26 тыс. телеграфных столбов. В результате С.-Петербург и европейская часть России получили телеграфную связь со всеми крупными городами Сибири, а также Дальним Востоком.
В 1865 г. было утверждено положение о телеграфах на частных железных дорогах, а затем положение о телеграфах на промышленных предприятиях. Владельцы частных железных дорог проложили телеграфные линии между Тамбовом и Козловом, Иваново-Вознесенском и Шуей, Москвой и Курском, Киевом и Курском и т. д. Заволновались судовладельцы и рыботорговцы. В 70-х годах телеграфную связь получили Мариинская водная система, устье р. Свири, Мурман. Приступили к устройству частных телеграфных линий и промышленники. В 1865–1869 гг. устраиваются линии от Екатеринбурга до Златоуста и Кушвинского завода, от Луганского горного завода до Бахмута и Ростова, между нижнетагильскими заводами Демидовых. Позднее этому примеру последовали сормовские заводы, павелецкие каменноугольные копи связались со Скопином, была установлена телеграфная связь от Златоуста до Миасского завода. К 1872 г. протяженность сети только государственных телеграфов составила 54 тыс. км и почти вдвое превышала протяженность телеграфных сетей таких стран, как Германия (39 тыс. км), Франция (39 тыс. км), Англия (36 тыс. км), уступая лишь США (113 тыс. км). В 1879 г. был принят план развития русской телеграфной сети по радиальной схеме, предусматривавший организацию связи всех уездных городов с губернскими центрами. План был рассчитан на эксплуатацию аппаратов Морзе. Телеграфная сеть состояла из воздушных линий и немногочисленных подводных кабелей.
Однако коренных изменений в положение отечественной телеграфной промышленности это развитие сети не внесло. В 1875 г. на съезде русских промышленников указывалось, что причинами, препятствующими развитию отечественного телеграфного производства, являются: «1) монополия иностранных поставщиков на наших государственных телеграфных линиях; 2) открытая конкуренция для всех иностранных фабрик в России, вследствие ничтожной пошлины для ввоза телеграфных аппаратов и принадлежностей к ним, и 3) неимение подготовительных технических школ для образования русских техников и мастеров телеграфного дела»[8].
Еще определеннее этот вопрос ставили русские электрики: «Чтобы способствовать еще большему развитию как телеграфной техники, так и вообще электротехники, России необходимо избавиться вовсе от иностранных контрагентов и производить все заказы по применению электричества русским электрическим заводам, мастерским и техникам». Разумеется, эти требования не были выполнены. Организованные в 1841 г. Б.С. Якоби в казематах Петропавловской крепости гальванические мастерские так и остались непревзойденным для всего дореволюционного периода образцом самостоятельного отечественного предприятия по производству телеграфной аппаратуры. Этому образцу пытались следовать многие русские электрики, но неизменно терпели поражение в неравной борьбе с иностранными фирмами.
Телефонной связью в России заинтересовались сразу же после появления на рынке США в 1877 г. телефонных аппаратов системы Белла. В Москве первая телефонная станция была построена в 1882 г. и помещалась на Кузнецком мосту. В нее было включено всего лишь 26 телефонных аппаратов. Изначально строительство и эксплуатация городских телефонных сетей в важнейших городах России выполнялись телефонной компанией Белла, однако в 1885 г. русское правительство приняло решение строить городские телефонные сети также силами и средствами Главного управления почт и телеграфа. Первая станция на 60 номеров, смонтированная силами Главного управления, была введена в эксплуатацию 1 апреля 1886 г. в Киеве. Спустя всего 4 года ручные городские телефонные станции начали действовать в Петербурге, Москве, Одессе и Риге. В дальнейшем Главное управление почт и телеграфа строило собственные станции в Харькове, Казани, Астрахани, Курске и других городах.
Все эти станции были от «отечественного производителя», а фактически импортными, потому что для получения официального статуса «отечественного производителя» иностранным компаниям требовалось иметь в составе акционерного капитала телефонной компании хотя бы ничтожную часть русского капитала и устав, зарегистрированный в установленном порядке. Это давало иностранным фирмам те же права и преимущества в производстве и сбыте телефонной продукции, какие имели в стране чисто российские предприятия. В частности, они имели право получать казенные военные заказы, которые часто сопровождались правительственными дотациями. Одной из таких фирм, подключившейся к телефонному производству было все то же «Акционерное общество русских электротехнических заводов Сименс и Гальске».
Аппаратура Белла имела конструктивные недостатки, которые ограничивали максимальную дальность разборчивой передачи речи десятью километрами. Уже через два года после изобретения в 1876 г. телефона А. Беллом, русский изобретатель П.М. Голубицкий повторил его, увидел недостатки прибора и создал свой – четырехполюсный телефон. И, опять же, первым в России, в 1881 г., в своем родовом имении около Тарусы он создал исследовательскую лабораторию с богатой библиотекой и телефонную мастерскую, где изготовил более 100 аппаратов. П.М. Голубицкий предложил настольный телефонный аппарат с рычагом переключения вызов – разговор. Эта идея – коммутация электрических цепей в зависимости от положения телефонной трубки – применяется и в современных аппаратах. До сих пор используется и принцип, положенный в основу созданного 1883 г. Голубицким первого микрофонного капсюля с угольным порошком.
К числу изобретений Голубицкого относится коммутатор, позволяющий попарно соединять между собой несколько телефонных линий. Далее в ходе работ по оборудованию станций в Калуге и Екатеринославле (1882–1885 гг.) он ввел много усовершенствований. В частности, чтобы освободить руки телефонисток, работающих за коммутатором, он предложил гарнитуру с оголовьем – комплект наушника и микрофона. Павлу Михайловичу принадлежит авторство идеи селекторной связи на железнодорожном транспорте и ее внедрение. В конце 80-х годов благодаря работам русских изобретателей П.М. Голубицкого и Е.И. Гвоздева стал применяться телефонный способ регулирования движения поездов.
Свои достижения П.М. Голубицкий закрепил патентами, которые до сих пор существуют в телефонии[9] и систематически предлагал свои услуги по телефонизации городов и железных дорог. Настойчивость и известность позволили ему осуществить ряд проектов на основе телефонной техники, созданной в Почуево. Основные из них:
1883 г. Ввод в эксплуатацию телефонной станции для правления Курско-Харьково-Азовской железной дороги;
1884–1888 гг. Установка десяти телефонов на Николаевской железной дороге;
1885 г. Установка телефонной связи в г. Екатеринославле;
1885 г. Ввод в эксплуатацию телефонной связи в Калуге[10];
1886 г. Телефонная станция Голубицкого установлена в Главном штабе в Петербурге;
1887 г. На участке Москва – Подольск Московско-Курской железной дороги установлена телефонная связь между станциями и железнодорожными будками с безбатарейными аппаратами системы Голубицкого;
1888–1889 г. Испытания поездного телефонного аппарата на Николаевской железной дороге.
А для русских чиновников, заказывавших Голубицкому телефонные аппараты для железных дорог и с опаской относившихся к порошковым микрофонам, он создал «гребешковый» микрофон – с привычными угольными палочками, но с большим, чем ранее, числом контактов.