Энергия движения

Сто десять лет назад, с 20 по 26 февраля 1910 года, в России проходил очередной Международный электротехнический конгресс, на котором выступил выдающийся инженер Генрих Осипович Графтио. В своём докладе он обосновал теорию электрификации уже существующих дорог, представив реальные расчёты и проекты, известные как «план Графтио» – первый проект электрификации железных дорог.

Генрих Графтио к 1910 году был учёным с мировым именем. К тому времени он уже был автором проектов трамвайного сообщения в Санкт-Петербурге, электрификации железных дорог Крыма и Закавказья (забегая вперёд, скажем, что одна из закавказских железных дорог и будет электрифицирована первой, но уже при советской власти), был начальником строительства гидроэлектростанции на реке Вуоксе, а в 1910 году возглавил сооружение станции на реке Волхов.

Постоянный участник всех событий, связанных с электрификацией путей сообщения и возможностью использования электричества на пользу человеку, «железный Генрих» (как уважительно прозвали его коллеги) был автором самых смелых для своего времени идей и проектов.

Не стал исключением и его план электрификации, представленный на Международном электротехническом конгрессе, собравшем мировых светил в области электротехники. Однако для самого великого инженера главной частью аудитории были не коллеги, а представительные делегации трёх министерств: путей сообщения, финансов и военного. Этих людей ему предстояло убедить в преимуществах электрификации железных дорог.

Вначале Генрих Осипович обозначил главную проблему: «Очевидно, что гораздо дешевле строить изначально электрифицированную железную дорогу, чем проводить мероприятия по электрификации на уже имеющихся путях. Однако, господа, верно и другое: уже проложенные железные дороги надо будет электрифицировать в любом случае. Но этот процесс будет стоить дороже».

Он представил убедительные расчёты. Согласно им, стоимость электрификации будет возрастать с каждым годом. Чем скорее её провести, тем быстрее она окупится.

На это прозвучало неожиданное возражение – к 1910 году не существовало убедительных доказательств того, что электрическая тяга будет производительнее паровой. «Железный Генрих» не растерялся и уже на следующих прениях (они прошли 22 февраля) представил несложные доказательства того, что в будущем движителем на железных дорогах будет электричество.

Генрих Графтио нарисовал перед слушателями впечатляющую картину распространения электрификации и электрической энергии. По его словам, «железные дороги преобразили Россию, а электрификация преобразит железные дороги». Кроме того, рядом с крупнейшими городами планировалось создать гидроэлектростанции, а это серьёзно упростило бы строительство мостовых и других инженерных сооружений на реках.

Электростанции со временем могли стать узлами, вокруг которых возникнут новые посёлки. Жить в них будут, в частности, рабочие, обслуживающие электрические мощности. По подсчётам учёного, электрификация обеспечит рабочими местами примерно в два раза больше людей, чем паровая тяга. Но ещё более важным было создание единой электрической сети, связывающей и новую тягу на железных дорогах, и электрификацию городов и посёлков. Проект Генриха Графтио без преувеличения можно было назвать революционным.

Одно из самых серьёзных возражений высказал бывший министр путей сообщения и финансов Сергей Витте, один из отцов-основателей железнодорожного дела в России. Успев ознакомиться с черновиком доклада Графтио, он прислал свои соображения в письменном виде.

По его мнению, электрификация была привязана только к той местности, где в избытке имелась вода для строительства гидроэлектростанций. Со временем это могло привести к перенасыщению таких областей железными дорогами в ущерб другим, где не было достаточного количества рек. «Сейчас железные дороги связывают между собой самые дальние места в России. Их цель и состоит в том, чтобы соединять несоединимое никаким иным способом. Вы же... предлагаете намертво привязать пути сообщения к природным условиям, в то время как мы пытаемся преодолеть эти естественные ограничения», – писал Витте.

Генрих Графтио парировал: «После того как мы примем решение о строительстве новых электрифицированных линий, мы сможем прокладывать железные дороги к крупным электростанциям по любым, даже самым смелым маршрутам».

Ещё одно возражение пришло со стороны «социального блока» Министерства путей сообщения: не означает ли переход с паровой тяги на электрическую резкого сокращения рабочих мест?

Инженер был готов к этому вопросу: «Принимая во внимание огромное количество и разнообразие профессиональных рабочих специальностей, связанных с электрификацией, я могу поручиться своей честью, что с железных дорог не только никто не уйдёт, но и что они, повинуясь, так сказать, явлению электромагнитизма, притянут к себе множество новых людей».

Учёный шёл в своих планах ещё дальше. Вместе с электрификацией непосредственно путей электричество должно было быть проведено и на остановочные пункты – от вокзалов до полустанков. Электрификация должна была коснуться и местных жителей, и малых народов России. С появлением электричества качество их жизни могло измениться до неузнаваемости.
«Благодаря силе электричества мы сможем... добиться решающего успеха в деле повышения народного благосостояния. Технический прогресс остаётся для нас schwerpunkt («решающим пунктом», с немецкого. – Ред.), где мы можем предложить реальные меры, чтобы облегчить жизнь простых тружеников».

Ещё одним камнем преткновения стала тяга. Дело в том, что к 1910 году ещё не было спроектировано такого электровоза, который мог бы стать полноценной заменой паровозу. По предложенным Генрихом Графтио планам строительство электровозов должно было осуществляться быстрее, чем локомотивов на паровой тяге. Для обеспечения движителя он предлагал использовать постоянный «полуторный ток» напряженим 1,5 кВ.
«Рельсовый путь, кроме назначения, присущего ему на железных дорогах вообще, послужит как бы вторым проводом для возврата тока. С точки зрения пути рельсы должны быть устроены и уложены так, чтобы не мешать движению экипажей, с одной стороны, и обеспечить правильное перемещение колёс вагона – с другой», – писал Графтио.

Но, добавлял он, «рельс обыкновенного железнодорожного типа мало пригоден для обеспечения правильного движения тока».

Развивая свою мысль, «железный Генрих» показал чертёж особого «электрического рельса», который мог бы служить проводником тока. Фактически это был прообраз большинства современных движительных систем с контактным рельсом, в том числе используемых в метро.
«Под одним из рельсов пути устраивается канал из бетона, скреплённого чугунными поперечными рамами, установленными одна от другой на расстоянии 1–2 м; к этим рамам прикрепляются изоляторы, поддерживающие два провода, состоящие из углового железа; между этими уголками скользит подвижной контакт вагона, проникающий в щель, образованную двойным рельсом. Для отвода могущей набраться в канал воды устраивают на расстоянии 30–40 м сточные колодцы», – размышляет Генрих Графтио.

Эта система была воплощена на нескольких километрах опытного пути на Бакинской железной дороге.

Генрих Графтио описал и внешний вид поезда на электрической тяге: «Вагоны-двигатели по внешнему виду похожи на обыкновенные вагоны поездов; характерным же отличием являются следующие части: 1) устройство приспособления для собирания тока с рабочего провода, укрепляемого на крыше вагона; 2) электродвигатели, действующие на оси колёс большею частью при посредстве зубчатой передачи, с каковой целью ось якоря двигателя снабжается зубчатым колесом малого диаметра, которое сцепляется с зубчатым колесом большего диаметра, насаженного на ось вагона; якорь двигателя вместе с коллектором плотно закрывается кожухом, обе половины которого являются массивами для укрепления с внутренней стороны полюсов электромагнитов».

Ещё одним спорным вопросом стала очерёдность электрификации. Сначала должны были быть построены гидроэлектростанции и только потом – электрифицироваться железные дороги. При этом, по единодушному мнению министерских делегаций (путей сообщения и финансов), гидроэлектростанции могли окупиться только после электрификации железных дорог. В свою очередь, только электростанции могли обеспечить эксплуатацию железных дорог на полную мощность. Между тем получить инвестиции под строительство электростанций было пока невозможно. Наконец, только Министерство путей сообщения могло дать согласие на строительство электрифицированных линий вдоль самих железных дорог.

При этом железнодорожники особо указывали на тот факт, что будущее строительство электросетей может осложнить эксплуатацию уже существующих. К тому же было непонятно, как синхронизировать электрифицированные линии с уже имеющимися профилями железных дорог.

Против проекта Генриха Графтио высказались и ответственные за личный состав Министерства путей сообщения. Очевидно, что железнодорожникам надо было переучиваться, а такой возможности без отрыва от производства не существовало.

Учёный возражал, что эксплуатация железных дорог, которая вырастет с электрификацией, позволит быстро окупить строительство электрических линий и гидроэлектростанций, но в итоге он мог рассчитывать только на прямые бюджетные ассигнования – министерства пока отказались давать деньги.

Во многом проект Генриха Графтио шёл вразрез с существовавшими тенденциями в развитии железных дорог. Словно оправдываясь, сам инженер говорил: «Предложенный вашему вниманию план отнюдь не рассчитан на принципиальную реформу всего железнодорожного дела... а преследует одну чётко определённую цель – в опытном порядке ввести в действие дополнительные силы тяги, которые, возможно, окажутся востребованными уже в ближайшем будущем».

Инженер прямо говорил об «опасности отставания от других великих держав, где начинают производиться электродвигатели и электрооборудование переменного тока. Соответственно, их железные дороги смогут использовать новые движительные возможности быстрее, чем наши, и в больших объёмах... Такого рода систем было предложено до настоящего времени весьма большое число, и это уже доказывает, какой привлекательной кажется идея электрического движителя и поезда без видимых проводов».

Это предсказание сбылось уже совсем скоро: к началу Первой мировой войны каждый пятый немецкий поезд, действовавший в прифронтовой полосе, приводился в движение электровозом.

К сожалению, проблема финансирования так и не была решена. В последний день прений по своему докладу, 24 февраля, Генрих Графтио представил расширенный план – в соответствии с ним в софинансировании электрификации должны были участвовать частные компании, которые получат за это небольшую льготу на использование энергии.

По подсчётам инженера, требовалось электрифицировать в общей сложности около 30 тыс. км железных дорог – почти половину всего железнодорожного полотна. Первый электровоз по оптимистичному сценарию мог быть выпущен уже в 1915 году. Но для осуществления электрификации некоторые участки дороги должны были частично закрыться для проведения электрических линий. Говоря современным языком, «окна» могли снизить провозную способность железных дорог.

Против этого выступили представители военного министерства. По их мнению, было нерезонно полагаться на электрическую тягу в то время, когда мобилизация и отправка войск на фронт в случае возможной войны была рассчитана на существующую паровозную мощность. «Лучше синица в руке, чем журавль в небе», – сказал начальник мобилизационного управления генерал Юрий Данилов. После этих слов Генрих Графтио от участия в дискуссии отказался.

Владимир Максаков