Володимир Миколайович Чиколєв (1845-1898 рр.)

Володимир Миколайович Чиколєв був талановитим конструктором, винахідником та знавцем електротехніки, одним із найбільших українських популяризаторів науки та техніки. Статтями і монографіями Чикольова, які стосуються різних питань електротехнічної практики, користувалися понад півстоліття як керівництво багато електротехніки.

Діяльність Чикольова почалася у роки, коли так звана електротехніка сильних струмів ще перебувала у стадії дослідів. У рік його смерті людство вже мало у своєму розпорядженні методи генерування та застосування багатофазних струмів; було вирішено багато проблем, пов'язані з централізованим виробництвом електроенергії на великих електростанціях, з передачею її великі відстані; став впроваджуватися електропривод, набула розвитку електрифікація транспорту; Великі успіхи були зроблені в галузі використання електроенергії для освітлення та для технологічних процесів: електрозварювання, електрометалургії, гальванотехніки та різних електролізних процесів промислового масштабу. Таким чином, на очах Чикольова зростала і процвітала та справа, в розвиток якої і він зробив дуже великий внесок.

У 1859 р. закінчив кадетський корпус і був переведений у спеціальні класи (військове училище), у яких готували піхотних офіцерів. Серед предметів, що викладалися у військовому училищі, його особливо зацікавили [141] фізика, хімія та математика. Згодом у «Уривках спогадів старого електротехніка» Чіколєв писав, що вже в ці ранні роки він дуже захоплювався вивченням електрики та постановкою дослідів. Під час перебування у військовому училищі він отримав дозвіл проводити вільний час у фізичномукабінеті та виробляти досліди. Захоплення фізикою та електротехнікою виявилося настільки серйозним, що у 1863 р., незадовго до виробництва в офіцери, Чиколев залишає військове училище і вступає вільним слухачем на фізико-математичний факультет Московського університету.

Повернувшись потім до Москви, він іспитів не тримав і вступив на посаду помічника кафедри фізики Московського вищого технічного училища, якою керував професор А. С. Володимирський. Так як сам А. С. Володимирський цікавився головним чином питаннями електрики та магнетизму, то Чиколєв міг користуватися апаратурою, приладами та пристроями для отримання та використання електричного струму. У електротехніці у роки найбільший інтерес викликала проблема електричного освітлення.

Ламп розжарювання, придатних для практичного застосування, тоді ще не існувало, тому всі зусилля були спрямовані на вдосконалення різних систем дугових ламп. Багато хто з них забезпечував автоматичне регулювання роботи дуги. Але всі такі конструкції відрізнялися порівняно складним пристроєм: серед деталей регулюючого механізму були електромагніти, пружини, зубчатки, противаги і годинникові механізми. Незважаючи на складність, ці регулятори були досить надійними у роботі і забезпечували плавного регулювання. Звичайним методом приєднання регулюючих електромагнітів до ланцюга було послідовне включення, тобто той самий струм проходив по обмотці електромагнітів і через дугу (такі регулятори називалися «послідовними»).

Паралельне включення дугових ламп не застосовувалося, тому що в цьому випадку дуга повинна була діяти при повній робочій напрузі генератора (100-110 вольт), в той час як для горіння дуги потрібно напруга 35-55 вольт,створюване при послідовному включенні. Тим часом дугові лампи з регуляторами послідовного типу мали знаходитися в ланцюгу, що живиться окремим генератором. Якщо в один ланцюг включити послідовно дві або більше дугових ламп, то вони заважатимуть один одному, ланцюг розімкнеться і світло згасне. Чиколев вносить у конструкцію регулятора для дугових ламп суттєві вдосконалення; він виключає ряд деталей пристрою і вводить паралельно до схеми другий електромагніт, через обмотку якого могла проходити невелика частина струму, що живив електричну дугу.

Робота регуляторів у дуговій лампі, як відомо, відбувалася так. Послідовний регулятор діяв так, щоб стабілізувати силу струму в ланцюзі; паралельно ввімкнений регулятор міг регулювати напругу на дузі. Чиколев вирішив, що спільна дія обох таких регуляторів має призвести до стабілізації не тільки сили струму та напруги на дузі, а й опору дуги. Якщо спільну роботу двох електромагнітів здійснити так, щоб дія одного була в напрямку протилежна дії іншого, то вийде «диференціальна» система регулювання, при якій може бути отримана автономна стабілізація режиму для кожної лампи, незалежно від того, чи в цей ланцюг будуть включені ще якісь інші лампи.

Таким чином, за допомогою диференціального регулятора Чиколеву вдалося вперше в історії електротехніки вирішити важливу технічну проблему, яка на той час називалася «розподіл електричного струму» або «роздрібнення електричного світла». Чиколев успішно прилаштував диференціальний регулятор до лампи Фуко (1869 р.), а потім у 1871 р. спроектував дугову лампу з диференціальним регулятором, в якій як регулюючий орган був застосований маленькийелектродвигун.

Примірники такої дугової лампи виготовлялися у Москві майстерні фізичних приладів П. М. Яблочкова і М. Р. Глухова. Незабаром (1874 р.) Чиколев продемонстрував нову вдосконалення ванної моделі такої лампи на засіданні фізичного відділення Товариства любителів природознавства, антропології та етнографії. дією поля іншого електромагніту - у протилежному напрямку. Один електромагніт мав обмотку збудження, включену в ланцюг послідовно, а інший - обмотку збудження, включену паралельно. Таким чином, у цій конструкції був використаний принцип диференціальної дії.

На одній половині осі кільцевого якоря було зроблено праву нарізку, а на другій половині — ліву. При обертанні якоря в одному напрямку відбувалося зближення вугілля, а в іншому - їхнє розведення. У 1876 р. генерал В. Ф. Патрущевський передав Головному артилерійському управлінню опис та креслення диференціальної дугової лампи Чикольова фірми «Сіменс та Гальське» було передано замовлення на виготовлення такої лампи. Тільки 1880 р. з'явилося опис диференціальної лампи Чикольова у технічній періодиці. У французькому журналі "La lumiere electrique" 1 травня 1880 р. було дано докладний опис диференціальної лампи Чикольова. А через два з половиною тижні після цього, 19 травня, німецький підприємець 3. Шуккерт подав у Німеччині заявку на конструкцію, абсолютно подібну в усіх відношеннях до лампи Чикольова. Шуккерт отримав німецький патент, а Чиколеву Німецьке патентне відомство з цієї причини відмовило у видачі патенту. Внаслідок полеміки, що розгорнулася в технічній пресі, з'ясувалося, що Шуккерт немає підстав заперечувати тотожність своєї лампи із лампою Чиколєва.

У своє виправдання Шуккерт навів малопереконливий доказ, що він не знає французької мови, якою була описана лампа Чикольова. У 1871 р. Чиколев побудував оригінальну гальванічну батарею ящичного типу; вона мала скляних чи інших крихких частин, її дії була потрібна не кислота, а мідний купорос і вода. Володимир Миколайович Чиколєв був одним із організаторів Всеукраїнської політехнічної виставки 1872 р. і водночас одним з експонентів: серед представлених ним на виставку експонатів були згадані вище ящикова гальванічна батарея, дугова лампа, електропривод до швейної машини у вигляді мініатюрного електродвигуна та ін.

До московського періоду діяльності Чикольова відносяться його досліди над «оптичною каналізацією світла» з розподілом його від одного зосередженого інтенсивного джерела на безліч дрібних джерел за допомогою лінз, призм, дзеркал і труб з внутрішньою поверхнею, що відбиває. У деяких спеціальних випадках, коли в приміщенні не можна розміщувати велику кількість джерел світла, наприклад на заводах для спорядження, оптичний спосіб поділу світла був дуже ефективний і підвищував безпеку освітлення. У зв'язку з цим винаходом Чиколєву довелося відстоювати свій пріоритет проти американців Моллера та Себріана, які подали патентну заявку на цей метод, нібито ними винайдений та розроблений. До значних робіт московського періоду слід віднести перші дослідження Чикольова в галузі прожекторної техніки.

Дослідивши електричні прожектори різних систем при різному положенні вугілля, він виявив, що при деякому несиметричному їх положенні (негативне вугілля зміщується у бік оптики, і покращується фокусування кратера дуги) досягаєтьсязначне збільшення сили світла прожектора. Після робіт Чикольова було прийнято рекомендоване ним розташування вугілля в дугових прожекторах. Успішне вирішення низки важливих проблем, що мали оборонне значення, висунула Чикольова до передових електротехніків і привернула увагу Артилерійського відомства до його робіт. У 1877 р. У. М. Чиколев призначається на спеціально засновану посаду електротехніка Головного артилерійського управління. Він переїжджає до Петербурга і починає займатися питаннями, пов'язаними із застосуванням електрики в інженерній та мінній справі.

Від'їзд Чикольова з Москви працювати у Петербург зустріли московськими електротехніками з великим жалем: вони позбавлялися активного діяча Товариства любителів природознавства, антропології та етнографії; Політехнічний музей позбавлявся одного зі своїх організаторів. Але перехід працювати в Головне артилерійське управління відкривав перед Чиколевим нові можливості. З його ініціативи та під його керівництвом було влаштовано електротехнічні майстерні при Гарматному заводі та особливу електротехнічну лабораторію Головного артилерійського управління. Військово-інженерне відомство організувало Офіцерські електротехнічні класи, прирівняні за становищем до військових академій.

За завданням Головного артилерійського управління В. І. Чиколев побудував апаратуру для вимірювання швидкості польоту снаряда (1895). Згодом з'явилися аналогічні пристрої, більш досконалі, ніж запропоновані Чиколевим. Однак серед його робіт є й основні. У зв'язку з необхідністю закупівлі за кордоном дорогих прожекторів, Чиколев вирішив спочатку теоретично розрахувати дію прожектора з дуговою лампою, а потім на цій основі створити найбільш ефективний тип прожектора. Наприклад, монографія «Освітлювальназдатність прожекторів електричного світла». Необхідність збільшення далекобійності артилерії висунула низку нових вимог і до військових прожекторів. Це одна з перших у світі теоретичних робіт про прожектори, в якій абсолютно по-новому вирішувалося питання про те, як потрібно будувати криву розподілу сили світла прожектора, тобто основну характеристику того ефекту, що створюється дією джерела світла та прожекторної оптики та визначає ступінь видимості цілі в промені про- [146] жектора в 1920-х роках ця книга була видана німецькою мовою в серії «Класики точного знання».

Основний висновок В. Н. Чикольова полягав у тому, що не можна, як це робили його попередники, при розрахунку сили світла прожектора вважати джерело світла точковим, що рівномірно випромінює світло в простір, а величину кута розсіювання ставити в залежність від розмірів джерела світла та фокусної відстані оптики. Чикольов висунув нову ідею. Він вважав, що на кожному елементі прожекторного дзеркального параболоїдного відбивача утворюється елементарне відображення джерела світла і від такого елементарного відображення відходить у простір конічний пучок променів з кутом розсіювання, рівним куту, під яким з цього елемента відбивача видно джерело світла. Якщо поставити на шляху променів екран перпендикулярно до осі прожектора, то на ньому від кожного елементарного пучка з'являться світлові плями еліптичної форми, але по-різному орієнтовані для відбивних елементів однієї і тієї ж зони відбивача. Кожна зона дає на екрані коло з яскравішою центральною плямою і яскравістю, що зменшується за певним законом до периферії. Чиколев показав, як визначати кутові розміри світлової плями на екрані та розрахувати силу світла прожектора з різних напрямків. Подальші дослідження,продовжені В. Н. Чиколевим за участю В. А. Тюріна та Р. Е. Классона, увійшли до другої частини його монографії (1895 р.), що містить також і ряд практичних відомостей.

Вже після смерті В. Н. Чикольова у прожекторній техніці відбулися суттєві зміни: як джерела світла стали широко застосовувати дуги високої інтенсивності та лампи розжарювання. Тому ряд таблиць та практичних вказівок, що містяться у згаданій праці, втратили своє значення. Але ті уявлення про дію прожектора, які запровадив Чиколєв, досі продовжують залишатися основою розрахунку світлооптичних систем. Розрахункові методи, запропоновані Чиколевим, дозволяли отримати точні результати, якщо прожекторний відбивач мав геометрично правильну форму, без будь-яких технологічних вад. Тому одночасно з методом розрахунку світлового пучка потрібно було створити пристрій для якісного контролю відбивачів. І Чиколов зробив його.

У науці він відомий як «сітка Чикольова» і застосовується нині. Цей пристрій полягає у наступному. Перед дзеркальним відбиваємо на подвоєному чи потрійному фокусному відстані ставиться білий екран з квадратною сіткою (з чорних взаємно перпендикулярних ліній). Там екрана, де він перетинається з оптичною віссю відбивача, робиться отвір, через який можна бачити зображення сітки в відбивачі. Ті ділянки відбивача, у яких помічені спотворення ліній сітки, є дефектними, у яких є пороки шліфування.

У Петербурзі Чиколєв всіляко сприяв поширенню технічних знань: читав лекції та доповіді, демонстрував системи електричного висвітлення. Він влаштував перше постійне електричне освітлення, що справно діяло на Олександрівському мості; а до цього - пробні установкина Палацовому мості та на площі Олександрійського театру. Це був найкращий засіб пропаганди електричного освітлення. Він становив правила електричного освітлення. В останні роки життя Чіколєв написав книгу під назвою «Не буваль, але й не вигадка», в якій у популярній формі познайомив читача з роллю, яку може відігравати електрику у житті суспільства.

Інші новини та статті

Запис створено: Четвер, 4 липня 2013 року о 17:32 і знаходиться в рубриках Після Кримської війни.