100 великих научных достижений России - Виорель Ломов

Шиллинг успешно продемонстрировал свои мины на Неве в Петербурге, взорвав их под водой. Мины поступили на вооружение русской армии, однако Александр I из гуманных целей запретил их использование в начавшейся войне с французами.

Электрический запал, прославивший ученого, стал вообще запалом к его научной и изобретательской деятельности. К тому же кабель Шиллинг использовал и в главном своем изобретении – электромагнитном телеграфе.

Будучи в курсе всех научных новинок, Павел Львович не мог не обратить внимание на работы Х.К. Эрстеда и А.М. Ампера в области электромагнетизма. Эрстед нашел связь между электрическими и магнитными явлениями и продемонстрировал отклонение магнитной стрелки под действием электрического тока. Ампер предложил стрелочную индикацию магнитного поля. Идея передачи определенных знаков (букв алфавита) от одной станции (источника тока) по проводам к другой станции, оснащенной магнитными стрелками, витала в воздухе.

Шиллинг блестяще воплотил эту идею, отказавшись от нескольких десятков пар проводов, несущих информацию о каждой букве алфавита, и ограничившись всего шестью.

Электромагнитный телеграф состоял из передатчика и приемника. Передатчик напоминал игрушечный клавесин – клавишный манипулятор – восемь пар белых и черных клавиш, из которых шесть пар были соединены проводами с приборами на приемной станции, усиливающими отклонение стрелки, – мультипликаторами (умножителями). Седьмая пара соединялась с вызывным устройством, восьмая служила переключателем полярности гальванической батареи. Порядок расположения клавиш в передающем приборе и мультипликаторов в приемном был один и тот же.

При нажатии на передатчике на черную клавишу магнитная стрелка в приемнике поворачивались в одном направлении; при нажатии на белую клавишу – в другом. Вслед за магнитной стрелкой поворачивался в ту или иную сторону подвешенный черно-белый кружок. При выключении тока ребро кружка фиксировалось как черточка.

Сочетание черно-белых кружков и черточек дало первую условную азбуку – первый в мире бинарный код. Каждой букве был присвоен определенный набор белых, черных кружков и черточек. Скажем, буква А обозначалась как – – – – – -, буква Б – как ●– – – – – , Р – как – – ●● – – и т. п.

«Каждый из шести индикаторов мог принимать одно из двух рабочих положений; сочетание этих положений позволяло передать 26 кодовых единиц, то есть 64 единицы, что с избытком хватало для обозначения всех букв алфавита, цифр и специальных знаков».

Первый телеграф был готов и испытан в 1828 г., но публично свое детище после доработок Шиллинг впервые продемонстрировал 21 октября 1832 г. у себя дома. Передающий и принимающий аппараты разнесли в разные концы здания. Первую русскую телеграмму (на французском языке) составил и передал лично Николай I: «Я очень рад был посетить господина Шиллинга». Затем в течение нескольких месяцев барон радовал публику сеансами телеграфии.

Изобретение получило высокую оценку естествоиспытателей и правительства. Первая линия телеграфной связи по распоряжению императора соединила Зимний дворец и Министерство путей сообщения. Вторая линия длиною в пять верст соединила Зимний с Адмиралтейством.

История шиллинговского изобретения вполне типична – аппарат украли. Не буквально, конечно.

В 1835 г. ученый продемонстрировал телеграф в Бонне, на собрании естествоиспытателей, но не стал связываться с патентом. Незапатентованная идея привлекла многих охотников поживиться за чужой счет. Больше других в этом преуспели представители туманного Альбиона – студент У.Ф. Кук и физик Ч. Уитсон. Кук достал копии с чертежей аппарата, а Уитсон внес в конструкцию кое-какие детали. В 1837 г. Англия стала «родиной» аппарата Шиллинга. Изобретение тут же было использовано на английских железных дорогах.

Академик Б.С. Якоби, отстаивавший приоритет Шиллинга, писал, что «следит за прогрессом телеграфии для того только, чтобы предъявить права на первенство моего покойного друга». Это, увы, не помогло.

Аппарат и код изобретателя С. Морзе, занимавшегося телеграфом самостоятельно, появились на свет уже после смерти Шиллинга в 1837 г.

К сожалению, Павел Львович, занимавшийся проблемой графической регистрации сигналов, в чем преуспел американец, не успел довести это дело до конца. Хотя о чем жалеть? Все равно практическая телеграфия началась не с «кода Морзе», а с «азбуки Шиллинга», поскольку именно в ней были реализованы основные принципы, использованные Морзе.

В последующих конструкциях телеграфных аппаратов ученые шли в направлении уменьшения числа индикаторов, а значит, и проводов, но их путь был не оригинален. В одной из своих конструкций (не продемонстрированной публично) русский изобретатель разработал систему с одной парой линейных проводов.

Шиллинг намеревался также соединить телеграфом Петергоф и Кронштадт, находил в том поддержку правительства, впервые предложил линии с воздушной прокладкой неизолированных проводов, крепящихся к шестам на специальные изоляторы, но, увы-увы…

ГИПЕРБОЛОИД ИНЖЕНЕРА ШУХОВА (Шуховская башня)

Инженер-механик, гидротехник, технолог, теплотехник, мостостроитель, архитектор, член-корреспондент и почетный член АН СССР, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, член ВЦИК, Герой труда, Владимир Григорьевич Шухов (1853–1939) сделал столько проектов и изобретений, что о нем говорили как о «человеке-фабрике». Среди множества равновеликих достижений «первого инженера России» одним из главных можно назвать создание Шуховым «гиперболоидных башен», самой известной из которых стала радиобашня в Москве на Шаболовке (1922).

Башня на Шаболовке признана международными экспертами одним из высших достижений инженерного искусства. В 1940-х – 1960-х гг. (до Останкино) она была брендом телевидения. При нашем уважении к ТВ надо сказать, что роль этой башни не только телевизионная. Разместив в себе в 1922 г. радиостанцию имени Коминтерна, радиобашня стала не только символом радио и величия инженерной мысли, но и символом молодого государства – СССР. Автором этого сооружения является 68-летний Владимир Григорьевич Шухов, к тому времени признанный во всем мире инженер величины Л. да Винчи и Н. Теслы… На рубеже XIX – XX вв. о нашей стране судили по работам Шухова. Творческий диапазон Владимира Григорьевича не знал границ. Свой след инженер оставил во многих областях техники, равно как в строительстве и архитектуре. Большей частью это были не «малые» изобретения, решавшие частные проблемы, а грандиозные технологии и конструкции, которые и по сей день служат людям и поражают воображение специалистов.

Шуховская башня в Москве

В нефтепереработке, теплотехнике, гидравлике, судостроении, военном деле, реставрационной науке Шухов прославился изобретением крекинг-процессам перегонки нефти, нефтеналивными баржами, магистральными трубопроводами, паровыми водотрубными котлами, газгольдерами, доменными и мартеновскими печами, маяками, пакгаузами, воздушно-канатными дорогами, платформами для тяжелых орудий, мостовыми кранами, минами, авиационными ангарами, трамвайными депо… Как строитель, Шухов создавал заводские цеха и первые российские нефтепроводы, проектировал крупные системы водоснабжения Москвы, Киева, Воронежа и других городов, восстанавливал разрушенные в Гражданскую войну объекты, участвовал во всех крупных стройках первых пятилеток – Магнитки, Кузнецкстроя, Челябинского тракторного, завода «Динамо».

Плодотворнейшей сферой деятельности инженера стало создание им новаторских, изящных и долговечных пространственных систем покрытий (т. н. стальных сетчатых оболочек, полюбившихся всем архитекторам XX и XXI вв.) и высотных сооружений из металла. «Можно смело утверждать: после Шухова в этой области не было сделано принципиально новых изобретений и не было создано конструкций, столь совершенных эстетически» (Е.М. Шухова). Висячие сетчатые покрытия гигантских площадей в несколько тысяч кв. метров, сетчатые своды и своды двоякой кривизны с пролетами до 40 м в XX в. стали одними из самых привычных архитектурных форм. Изобретением легких металлических арочных покрытий (перекрытие дебаркадера Киевского вокзала в Москве, стеклянные своды над ГУМом в Москве и Петровским пассажем в Санкт-Петербурге) «завершился долгий поиск инженерами всего мира наиболее рационального типа стропильной фермы. Дальнейшее ее усовершенствование стало уже невозможным. Это строго научно было доказано В.Г. Шуховым в книге “Стропила” (1897) и там же указан единственно верный путь – переход к пространственным системам, в которых все элементы конструкции при восприятии нагрузки работают как единый слаженный организм». Вес шуховских «крыш без стропил» был в 2–3 раза ниже, а прочность значительно выше, чем у традиционных типов покрытий. Они были намного проще в сборке и монтаже.