Чиколев Владимир Николаевич - пионер электротехники в России - Физика в школе
Главное меню:
статьи
Чиколев Владимир Николаевич - пионер электротехники в России
Идея электрического освещения была высказана впервые в 1802 г. замечательным русским ученым дроф. В. В. Петровым в его работе «Известия о гальвани-вольтовских опытах», в которой он сообщил об открытом им явлении дугового электрического разряда. Эта идея была претворена в действительность во второй половине XIX в. в России, в тяжелых условиях произвола и засилья со стороны иностранных поставщиков технических новинок, трудами русских электротехников П. Н. Яблочкова, В. Н. Чиколева и А, Н. Лодыгина. Эти талантливые изобретатели, эти скромные, но энергичные новаторы техники - сыны русского народа. Таким образом, мы имеем все основания считать нашу страну родиной электрического освещения, В истории развития техники электрического освещения бесспорно особо важное значение имеет появление электрических «свечей» П. Н. Яблочкова и первой лампы накаливания А. Н. Лодыгина. Наряду с этим огромную роль сыграла исключительно плодотворная деятельность их современника В. Н. Чиколева.Владимир Николаевич Чиколев родился 4 августа 1845 г. в селе Песках Смоленской губернии. Лишившись родителей в раннем возрасте, он был отдан на воспитание в Московский сиротский кадетский корпус. Еще юношей он начал увлекаться электротехникой. Следуя этой склонности, он ушел из военного училища, куда был принят по окончании корпуса, и поступил вольнослушателем на физико-математический факультет Московского университета.
Покинув военное училище, В. Н. Чиколев остался без всяких средств к существованию. Поэтому он не мог, всецело отдаться своим любимым занятиям в университете. Он давал уроки, работал в качестве лаборанта выучившись стенографии, записывал лекции профессоров, размножал записи на гектографе и продавал их студентам. По окончании университета в 1867 г. В. Н. Чиколев был приглашен на должность ассистента в физический кабинет профессора Цветкова в Петровско-Разумовской академии.В 1868г. В.Н. Чиколев выехал по семейным обстоятельствам в Смоленскую губернию и вернулся в Москву только к концу 1869 г. С этого момента начинается московский период плодотворной изобретательской и общественной деятельности В. Н. Чиколева, принесшей ему широкую известность в России.
Возвратившись в Москву, В. Н. Чиколев начал работать в Московском техническом училище, в физической лаборатории проф. А. С. Владимирского. В этой лаборатории В.Н. Чиколев производил исследования новых гальванических батарей, магнитоэлектрических машин и новых электроизмерительных приборов. Он расходовал личные средства на приобретение аппаратуры и приборов, не получая ниоткуда никакой помощи и поддержки, и внимательно следил за развитием электротехники. Более всего его увлекала идея применения электричества для освещения и поэтому он много внимания уделял единственным в то время электрическим источникам света - дуговым лампам.
Еще в 1865 г. В. Н. Чиколев заметил несовершенство распространенных тогда регуляторов Фуко и пытался в 1867 г. повысить плавность регулирования электрического режима горения дуги применением ртутного противовеса. В 1869 г., работая с этими регуляторами, В. Н. Чиколев заменил пружину регулятора вторым электромагнитом, включенным параллельно дуге, и таким образом открыл «принцип дифференциального действия разветвленных токов».
Только через четыре года после этого, при содействии П. Н. Яблочкова (бывшего тогда начальником телеграфа Московско-Курской железной дороги и имевшего небольшую электромеханическую мастерскую), В. Н. Чиколеву удалось построить первый образец своей дифференциальной дуговой лампы. Это изобретение В. Н. Чиколева имело по тому времени весьма большое значение. Во-первых, оно разрешало проблему «дробления электрического света»: несколько таких дуговых ламп могли подключаться к одному источнику электрической энергии и работали достаточно надежно, не мешая друг другу. Во-вторых, эго были дуговые лампы с простым, но безотказно действующим механизмом регулирования режима горения дуги. Они являлись единственным практически пригодным электрическим источником света и могли бы производиться в массовом масштабе.
В 1874 г. В. Н. Чиколев предложил конструкцию дуговой лампы с электромотором .
Ни одна из предложенных В. Н. Чиколевым дуговых ламп не получила применения в России, так как изобретатель не имел возможности их построить сам и не находил заинтересованных в этом лиц. Только в 1885 г. начали широко применяться дифференциальные дуговые лампы, построенные немецкой фирмой Сименс, и приоритет в их изобретении, вопреки протестам В. Н. Чиколева, стали приписывать немецкому инженеру Гефнер-Альтенеку.Совместно с профессором А.С. Владимирским В.Н. Чиколев работал над организацией и оборудованием отдела прикладной физики Всероссийской политехнической выставки 1872 г. в Москве. Почти все электротехнические экспонаты этой выставки были собраны, установлены и смонтированы руками В. Н. Чиколева. Кроме чертежей дуговых ламп Чиколева, там были представлены и другие его изобретения: швейная машина, приводимая в действие от электродвигателя, гальваническая батарея ящичного типа (получившая потом название батареи Томсона) и усовершенствованный электродвигатель. Электрифицированная швейная машина являлась по тому времени чудом техники и служила вещественным доказательством возможности широкого применения электротехники в промышленности и бытовых условиях. Это был, в сущности, первый в мире электрический привод к станку. В. Н. Чиколев этим изобретением на 8 лет опередил Америку. Подобная машина, как новость, демонстрировалась в Институте Франклина только в 1880 году.
В эти годы В.Н. Чиколев делился результатами своих исследований. Он читал публичные лекции в Политехническом музее, делал доклады на заседаниях специальных обществ и комиссий. Лекции В. Н. Чиколева в большинстве своем сопровождались демонстрацией приборов, часто изготовленных самим лектором, и опытов с этими приборами. Доклады В. Н. Чиколева вызывали живой интерес у слушателей, весьма способствовали распространению электротехнических знаний. На одном из таких докладов с Чиколевым познакомился П. Н. Яблочков и решил работать в области электрического освещения. В. Н. Чиколева заслуженно стали считать «старостой московских электротехников». Однако он не был удовлетворен работой, так как не получал поддержки и помощи в реализации своих изобретений. Поэтому он решил переехать в промышленный Петербург и в конце 1876 г. оставил свою квартиру в Москве.
По приезде в столицу В. Н. Чиколев поступил на службу в военное ведомство, которое было заинтересовано в развитии электротехники. Приближалась новая война - с Турцией (1877—1878 гг.), и было известно, что уже в ряде предшествующих войн на Западе с успехом применялись электрические прожекторы.
Работая в военном ведомстве до конца своей жизни, В. Н. Чиколев продолжал постоянно интересоваться применением электротехники в различных областях гражданской практики. Как один из ведущих специалистов, Владимир Николаевич способствовал распространению электротехнических знаний в России. Он все время выступал как неутомимый популяризатор электротехники в Русском техническом обществе. Деятельность В. Н. Чиколева в Петербурге была чрезвычайно обширна и многообразна. В. Н. Чиколев является инициатором и устроителем первого постоянного электрического освещения в Петербурге; все более или менее крупные проекты устройства освещения мостов, площадей и улиц столицы так или иначе прошли через его руки. В частности, он потратил очень много труда и энергии, чтобы доказать преимущества электрического освещения Литейного моста над газовым освещением. Он сумел отстоять свой проект перед городскими властями и сам руководил устройством этого освещения. Впервые в России он выступил в Русском техническом обществе с докладом об электрическом освещении театров и театральных световых эффектах.
В начале 1880 г., по инициативе нескольких лиц, в том числе и В. Н. Чиколева, был создан Электротехнический, VI отдел Русского технического общества. Этот отдел долгие годы являлся научно-техническим центром, объединявшим исследователей и ученых, работавших в области как практической, так и теоретической электротехники в России. На первом же заседании этого отдела В. Н. Чиколев был утвержден непременным членом. На втором заседании он предложил устроить в Петербурге первую в мире электротехническую выставку и средства, полученные от нее, употребить на издание первого в России электротехнического журнала. Это предложение получило одобрение и поддержку, так как все члены общества считали необходимым показать широкой публике основные достижения электротехники во всем мире. Да и русские электротехники могли показать на этой выставке немало своих замечательных изобретений. Выставка была открыта в «Соляном городке» 9 апреля 1880 г. и продолжалась до 17 мая. Она пользовалась большим успехом у посетителей. Пояснения на выставке давали сами изобретатели - П. Н. Яблочков, В. Н. Чиколев и профессор Д. А. Лачинов.
Доход от выставки позволил образовать некоторый фонд. Поэтому на очередном заседании VI отдела Русского технического общества 20 мая 1880 г. были определены условия издания первого русского электротехнического журнала «Электричество». Редакторами журнала были утверждены: по всем вопросам электротехники В. Н. Чиколев, а по телеграфии - В. А. Вознесенский.
В июле 1880 г. вышел первый номер журнала. В первый год издания редакция журнала помещалась на квартире В. Н. Чиколева, который работал редактором безвозмездно. Он привлек к работе редакции свою жену А. Ф. Чиколеву (секретарем) и даже малолетнюю дочь, которая клеила адреса и упаковывала связки журнала. В этом году В. Н. Чиколев поместил в журнале 10 оригинальных статей, главным образом по вопросам электрического освещения, несколько переводных статей из иностранных электротехнических журналов и составлял обзоры содержания этих журналов.
В 1881 г., в связи с командировкой за границу, В. Н. Чиколев вынужден был отказаться от обязанностей редактора журнала, поставленного на твердую почву. В 1890 г., ввиду падения подписки и доходов журнала, встал вопрос об его дальнейшем существовании. В. Н. Чиколев, несмотря на то, что был очень занят работой в артиллерийском ведомстве, снова принял на себя функции редактора. Как указывает профессор М. А. Шателен, Чиколев добился того, что в 1890 год был не годом гибели, а годом значительного улучшения и расширения журнала». В. Н. Чиколев до конца своей жизни был деятельным участником журнала «Электричество», постоянно помогал редакции, состоял членом совета редакции и поместил в этом журнале более 40 оригинальных статей, заметок и корреспонденций.
В Петербурге, как и в Москве, В. Н. Чиколев читал публичные лекции и даже пытался устраивать демонстрации опытов применения электротехники в городском хозяйстве столицы. Так, например, в 1881 г. он организовал на набережной Невы опыт по электрическому приводу пожарных насосов, принимал участие в устройстве иллюминаций и т. д.
В июле 1881 г. В. Н. Чиколев присутствовал на первой международной электротехнической выставке в Париже. Там он получил медаль за свои экспонаты и участвовал в международном электротехническом конгрессе.
В. Н. Чиколев не просто инженер-изобретатель. Он может считаться и первым русским ученым электротехником, так как именно ему принадлежат все первые и наиболее значительные труды по электротехнике, напечатанные в России в 80 - 90-х годах XIX столетия. Такими являются: «Электрическое освещение в его применении к жизни к военному искусству», «Лекции по электротехнике». «Справочник для электротехников», «Электрические измерения и поверки» и другие брошюры и журнальные статьи по электротехнике. Эти работы долгое время служили основными руководствами школы русских военных и гражданских электротехников.
Работая более 20 лет в качестве электротехника Главного артиллерийского управления, В. Н. Чиколев приобрел широкую известность и славу, как один из первых русских военных электротехников. Деятельность его на этом поприще ознаменовалась глубокими исследованиями в области теории прожекторов. Сделанные В. Н. Чиколевым изобретения имели немаловажное значение для военной техники того времени. Его конструкторская работа являлась блестящей демонстрацией правильного подхода к проектированию аппаратуры, предназначенной для боя.И в военном ведомстве В. Н. Чиколев проявил себя как неутомимый популяризатор электротехнических знаний среди офицеров и техников русской армии. Для нас теперь нет сомнения, что именно ученики его школы создали «Электрический утес» и весьма умело применяли прожекторы при героической обороне Порт-Артура.
Из исследований В. Н. Чиколева в области теории прожекторов наибольшее значение имеют проведенные им впервые фотометрические испытания прожекторов в России. При этих испытаниях были подмечены явления неоднородности структуры светового снопа прожектора. Сделан также ряд других весьма важных теоретических выводов, например: об условиях, при которых в луче прожектора видны наиболее удаленные объекты, о трудностях ведения прицельной стрельбы по прожектору в ночных условиях и другие.
Особо следует остановиться на оригинальной теоретической работе В. Н. Чиколева «Осветительная способность прожекторов электрического света». Этот первый в мире литературный труд по теории прожекторов, переведенный на ряд европейских языков, долгое время служил одним из важнейших первоисточников по расчету параметров прожекторных устройств. Он считается классическим трудом в данной области.
Предвидя необходимость замены тяжелых и несовершенных отражателей Манжена в прожекторах стеклянными параболическими отражателями, которые тогда еще не умели обрабатывать, В. Н. Чиколев в 1883 г. предложил составной рефлектор из сферических колец. Все 9 частей рефлектора должны были приготовляться горячим сгибанием зеркального стекла толщиною около 10 мм, затем шлифоваться, полироваться и покрываться с выпуклой стороны зеркальным слоем. Изготовить эти отражатели в России оказалось невозможным, и В. Н. Чиколев передал право на их производства немецкой фирме. До появления стеклянных параболических отражателей рефлекторы Чиколева применялись в военных прожекторах, а вообще составные рефлекторы применялись позднее в прожекторах, предназначенных для освещения ночных киносъемок.
В. Н. Чиколев в 1892 г. предложил простой и оригинальный способ испытания отражателей путем фотографирования изображения сетки. Этот способ быстро получил всеобщее признание и начал применяться всеми иностранными фирмами. В некоторых модификациях он используется при заводских и лабораторных исследованиях прожекторных отражателей до настоящего времени. Сущность способа заключается в следующем: перед испытуемым отражателем устанавливается щит с нанесенными на его поверхность черными горизонтальными и вертикальными прямыми линиями, образующими сетку.Через центральное отверстие в щите фотографируется изображение этой сетки в зеркале. Если качество отражателя высокое, то на фотографии изображения сетки все линии будут прямыми, без резких изгибов, утолщений и разрывов. Если же отражатель имеет дефекты, то в соответствующих местах линии изображения сетки искажаются. Фотография изображения сетки служит документом, свидетельствующим о качестве отражателя.
В. Н. Чиколев спроектировал и построил легкую и оригинальную складную вышку для наземного прожектора, спроектировал и построил несколько образцов дуговых прожекторных ламп, изменил и усовершенствовал некоторые электроизмерительные приборы и другую аппаратуру для применения их в полевых условиях.
По специальным вопросам прожекторной техники В. Н. Чиколев поместил ряд статей в «Артиллерийском журнале». Он проводил многочисленные сравнительные испытания прожекторов различных конструкций и типов.
Кроме работ, относящихся к прожекторной технике, В. Н. Чиколев занимался и другими вопросами использования электротехники в военном деле. Он работал над применением электричества к стрельбе из орудий и над электрическими методами воспламенения запалов. Он предложил новый, оригинальный, «фотоэлектрический способ» измерения скорости полета снаряда. В Артиллерийском ведомстве В. Н. Чиколев должен был заниматься взрывобезопасным освещением пороховых заводов, сушилен и складов. Он спроектировал взрывобезопасное освещение цехов Охтенского порохового завода дуговыми лампами с распределением светового потока источников света по методу «оптической канализации». При этом световой поток от дуговых ламп, установленных на заводском дворе, направляется в цехи по металлическим трубам с помощью зеркал, линз и призм.
По идее В, Н. Чиколева и под его руководством в 1891 г. был построен электрический катер для плавания по реке в районе порохового завода. Пользоваться паровым катером в близком соседстве со значительными массами пороха на баржа было опасно из-за вылетавших из его трубы искр. Кроме того, для обслуживания парового катер требовался опытный механик, а управление электрокатером было настолько простым, что производилось лицом, не имевшим специальной квалификации.
Чиколев предложил и построил для пороховых погребов несколько взрывобезопасных переносных электрических фонарей с лампами накаливания. По инициативе В. Н. Чиколева при Главном артиллерийском управлении организована электротехническая лаборатория и при орудийном заводе устроена электротехническая мастерская. Наряду с действовавшими тогда гальваническими офицерскими классами при инженерном ведомстве, созданными при деятельном участии акад. Б. С. Якоби, при Артиллерийском управлении, по предложению В. Н. Чиколева были организованы в 1886 г. офицерские электротехнические классы, где В. Н. Чиколев преподавал до конца жизни.Всю жизнь В. Н. Чиколев оставался горячим патриотом, являлся человеком неподкупной честности и бескорыстным тружеником. Иностранные электротехнические фирмы неоднократно предлагали В. Н. Чиколеву перейти к ним на службу или принять участие в их предприятиях. Часто нуждаясь материально, В. Н. Чиколев упорно отклонял эти выгодные для него предложения иностранных фирм, пытавшихся таким путем добиться облегченных условий поставки и приемки их продукции для русской артиллерии.
В последние годы своей жизни В. Н. Чиколев написал замечательное по своему замыслу и содержанию произведение: «Не быль, но и не выдумка» (СПб., 1895), В этом произведении он изложил свои технические мечтания о перспективах развития электротехники, привел яркие страницы из истории электрического освещения в России, связанные с именами его современников П. Н. Яблочкова и А. Н. Лодыгина, и проявил удивительные способности технического предвидения. В этом же произведении, в специальном параграфе «О технической совести и совести техника», Чиколев нещадно бичует такие распространенные среди капиталистической интеллигенции пороки, как взяточничество, подлог, присвоение чужих изобретений, подхалимство, стяжательство и др.
В ряде корреспонденций, опубликованных в журнале «Электричество» и во французских журналах, В. Н. Чиколев отстаивает свой приоритет на изобретение дифференциальной дуговой лампы, на применение метода «оптической канализации» светового потока и электродвигателя для катера. Ему приходится выступать и в защиту своих теоретических работ, в частности теории прожекторов, так как, например, во Франции первенство в разработке теории прожекторов несправедливо приписывали А. Блонделю.
В 1896 г. произошло крушение дрезины, на которой В. Н. Чиколев ехал к батареям артиллерийского полигона. Рукоятка сошедшей с рельсов дрезины сильно ударила его в бок и вызвала острое заболевание печени.
Болезнь прогрессировала, и 7 марта 1898 г. в возрасте 53 лет Владимир Николаевич Чиколев скончался.
Так жил и работал один из пионеров электротехники в России, который всю жизнь неустанно боролся за технический прогресс своей страны.