ЧИКОЛЕВ Владимир Николаевич (1845—1898).

Владимир Николаевич Чиколев был талантливым конструктором, изобретателем и знатоком электротехники, одним из крупнейших русских популяризаторов науки и техники. Статьями и монографиями Чиколева, относящимися к различным вопросам электротехнической практики, пользовались более полустолетия в качестве руководства многие электротехники.

Деятельность Чиколева началась в те годы, когда так называемая электротехника сильных токов ещё находилась в стадии опытов. В год его смерти человечество уже имело в своём распоряжении методы генерирования и применения многофазных токов; были решены многие проблемы, связанные с централизованным производством электроэнергии на крупных электростанциях, с передачей её на большие расстояния; стал внедряться электропривод, получила развитие электрификация транспорта; огромные успехи были сделаны в области использования электроэнергии для освещения и для технологических процессов: электросварки, электрометаллургии, гальванотехники и различных электролизных процессов промышленного масштаба. Таким образом, на глазах Чиколева росло и преуспевало то дело, в развитие которого и он внёс весьма большой вклад.

Владимир Николаевич Чиколев родился в селе Пески Гжатского уезда Смоленской губернии 4 августа 1845 г. В семилетнем возрасте он осиротел и для получения среднего образования был отдан в Александровский сиротский кадетский корпус в Москве.

В 1859 г. окончил кадетский корпус и был переведён в специальные классы (военное училище), в которых готовили пехотных офицеров. Среди предметов, преподававшихся в военном училище, его особенно заинтере- [141] совали физика, химия и математика. Впоследствии в «Отрывках воспоминаний старого электротехника» Чиколев писал, что уже в эти ранние годы он очень увлекался изучением электричества и постановкой опытов. Во время пребывания в военном училище он получил разрешение проводить свободное время в физическом кабинете и производить опыты. Увлечение физикой и электротехникой оказалось настолько серьёзным, что в 1863 г., незадолго до производства в офицеры, Чиколев оставляет военное училище и поступает вольнослушателем на физико- математический факультет Московского университета.

Университетский курс он успешно закончил в 1867 г. и начал работать лаборантом в физической лаборатории Петровской земледельческой академии в Москве. Здесь же он стал вести экспериментальные работы. Успешное проведение экспериментов привело его к решению сдать магистерские экзамены. В этом же году была опубликована первая его работа «Руководство к приготовлению и сжиганию фейерверков», которая оказалась настолько полезным пособием, что выдержала пять изданий. Для подготовки к магистерским экзаменам Чиколев уехал на родину, в Смоленскую губернию, где оставался около года.

Вернувшись затем в Москву, он экзаменов не держал и поступил на должность ассистента кафедры физики Московского высшего технического училища, которой руководил профессор А. С. Владимирский. Так как сам А. С. Владимирский интересовался главным образом вопросами электричества и магнетизма, то Чиколев мог пользоваться аппаратурой, приборами и устройствами для получения и использования электрического тока. В электротехнике в те годы наибольший интерес вызывала проблема электрического освещения.

Ламп накаливания, пригодных для практического применения, тогда ещё не существовало, а потому все усилия были направлены на усовершенствование разных систем дуговых ламп. Многие из них обеспечивали автоматическое регулирование работы дуги. Но все такого рода конструкции отличались сравнительно сложным устройством: среди деталей регулирующего механизма были электромагниты, пружины, зубчатки, противовесы и часовые механизмы. Не смотря на сложность, эти регуляторы не были достаточно надёжными в работе и не обеспечивали плавного регулирования. Обычным методом присоединения регулирующих электромагнитов к цепи было последовательное включение, то есть один и тот же ток проходил по обмотке электромагнитов и через дугу (такие регуляторы назывались «последовательными»).

Параллельное включение дуговых ламп не применялось, потому что в этом случае дуга должна была действовать при полном рабочем напряжении генератора (100—110 вольт), в то время как для горения дуги требовалось напряжение 35— 55 вольт, создаваемое при последовательном включении. Между тем дуговые лампы с регуляторами последовательного типа должны были находиться в цепи, питаемой отдельным генератором. Если в одну цепь включить последовательно две или более дуговых ламп, то они будут друг другу мешать, цепь разомкнётся и свет погаснет. Чиколев вносит в конструкцию регулятора для дуговых ламп существенные усовершенствования; он исключает ряд деталей устройства и вводит параллельно в схему второй электромагнит, через обмотку которого могла проходить небольшая часть тока, питавшего электрическую дугу.

Работа регуляторов в дуговой лампе, как известно, происходила следующим образом. Последовательный регулятор действовал так, чтобы стабилизировать силу тока в цепи; параллельно включённый регулятор мог регулировать напряжение на дуге. Чиколев решил, что совместное действие обоих таких регуляторов должно привести к стабилизации не только силы тока и напряжения на дуге, но и сопротивления дуги. Если совместную работу двух электромагнитов осуществить так, чтобы действие одного было по направлению противоположно действию другого, то получится «дифференциальная» система регулирования, при которой может быть получена автономная стабилизация режима для каждой лампы, независимо от того, будут ли в данную цепь включены ещё какие-либо другие лампы.

Таким образом, при помощи дифференциального регулятора Чиколеву удалось впервые в истории электротехники решить важную техническую проблему, которая в то время называлась «разделение электрического тока» или «дробление электрического света». Чиколев успешно пристроил дифференциальный регулятор к лампе Фуко (1869 г.), а затем в 1871 г. спроектировал дуговую лампу с дифференциальным регулятором, в которой в качестве регулирующего органа был применён маленький электродвигатель.

Экземпляры такой дуговой лампы изготовлялись в Москве в мастерской физических приборов П. Н. Яблочкова и Н. Г. Глухова. Вскоре (1874 г.) Чиколев продемонстрировал новую усовершенствоя ванную модель такой лампы на заседании физического отделения Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии Эта лампа имела кольцевой якорь, который мог вращаться под действием поля одного электромагнита, например, по направлению вращения часовой стрелки, а под действием поля другого электромагнита — в противоположном направлении. Один электромагнит имел обмотку возбуждения, включённую в цепь последовательно, а другой — обмотку возбуждения, включённую параллельно. Таким образом, в этой конструкции был использован принцип дифференциального действия.

На одной половине оси кольцевого якоря была сделана правая нарезка, а на другой половине — левая. При вращении якоря в одном направлении происходило сближение углей, а в другом — их разведение. В 1876 г. генерал В. Ф. Патрущевский передал Главному артиллерийскому управлению описание и чертежи дифференциальной дуговой лампы Чиколева фирмы «Сименс и Гальске» был передан заказ на изготовление такой лампы. Только в 1880 г. появилось описание дифференциальной лампы Чиколева в технической периодике. Во французском журнале «La lumiere electrique» 1 мая 1880 г. было дано подробное описание дифференциальной лампы Чиколева. А через две с половиной недели после этого, 19 мая, немецкий предприниматель 3. Шуккерт подал в Германии заявку на конструкцию, совершенно сходную во всех отношениях с лампой Чиколева. Шуккерт получил германский патент, а Чиколеву Германское патентное ведомство по этой причине отказало в выдаче патента. В результате полемики, развернувщейся в технической прессе, выяснилось, что Шуккерт не имеет оснований отрицать тождество своей лампы с лампой Чиколева.

В своё оправдание Шуккерт привёл малоубедительный довод, что он не знает французского языка, на котором была описана лампа Чиколева. В 1871 г. Чиколев построил оригинальную гальваническую батарею ящичного типа; она не имела стеклянных или других хрупких частей, для её действия требовалась не кислота, а медный купорос и вода. Владимир Николаевич Чиколев был одним из организаторов Всероссийской политехнической выставки 1872 г. и вместе с тем одним из экспонентов: среди представленных им на выставку экспонатов были упомянутая выше ящичная гальваническая батарея, дуговая лампа, электропривод к швейной машине в виде миниатюрного электродвигателя и др.

К московскому периоду деятельности Чиколева относятся его опыты над «оптической канализацией света» с распределением его от одного сосредоточенного интенсивного источника на множество мелких источников с помощью линз, призм, зеркал и труб с отражающей внутренней поверхностью. В некоторых специальных случаях, когда в помещении нельзя размещать большое число источников света, например на снаряжательных заводах, оптический способ разделения света был очень эффективен и повышал безопасность освещения. В связи с этим изобретением Чиколеву пришлось отстаивать свой приоритет против американцев Моллера и Себриана, подавших патентную заявку на этот метод, якобы ими изобретённый и разработанный. К значительным работам московского периода следует отнести первые исследования Чиколева в области прожекторной техники.

Исследовав электрические прожекторы разных систем при различном положении углей, он обнаружил, что при некотором несимметричном их положении (отрицательный уголь смещается в сторону оптики, и улучшается фокусировка кратера дуги) достигается значительное увеличение силы света прожектора. После работ Чиколева было принято рекомендованное им расположение углей в дуговых прожекторах. Успешное решение ряда важных проблем, имевших оборонное значение, выдвинуло Чиколева в число передовых электротехников и привлекло внимание Артиллерийского ведомства к его работам. В 1877 г. В. Н. Чиколев назначается на специально учреждённую должность электротехника Главного артиллерийского управления. Он переезжает в Петербург и начинает заниматься вопросами, связанными с применением электричества в инженерном и минном деле.

Отъезд Чиколева из Москвы на работу в Петербург был встречен московскими электротехниками с большим сожалением: они лишались активного деятеля Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии; Политехнический музей лишался одного из своих организаторов. Но переход на работу в Главное артиллерийское управление открывал перед Чиколевым новые возможности. По его инициативе и под его руководством были устроены электротехнические мастерские при Орудийном заводе и особая электротехническая лаборатория Главного артиллерийского управления. Военно-инженерное ведомство организовало Офицерские электротехнические классы, приравненные по положению к военным академиям.

В этой высшей военной школе преподавал и Чиколев. Из работ Чиколева петербургского периода следует упомянуть: изобретение (1878 г.) безопасного электрического фонаря для пороховых погребов и снаряжательных заводов (этот фонарь был принят затем и в Германии); построение прожектора (1883 г.) с разборными кольцеобразными отражательными стеклами, главным достоинством которого было то, что пуля, попавшая в отражатель прожектора, не приводила в негодность всю оптическую систему, а лишь один легко заменяемый элемент; устройство особой дифференциальной дуговой лампы, которая совмещала в себе методы ручного, автоматического или электродвигательного регулирования (1885 г.) и называлась «лампой тройного действия»; построение кислотных аккумуляторов с суриком на свинце, с прокладками из пергамента; конструирование лампы накаливания с шестью параллельными нитями, каждую из которых можно было включать после перегорания предыдущей.Он построил лёгкую подъёмную вышку для прожекторов, исследовал действие электрических взрывателей и произвёл другие опытные работы. Чиколев поддержал (1895 г.) инициативу молодого инженера Р. Э. Классона и способствовал расширению электроснабжения Охтенского порохового завода в Петербурге трёхфазным током напряжением 2000 вольт от гидроустановки (расстояние больше 1 км). В 1891 г. Чиколев построил и сдал в эксплуатацию администрации Охтенских пороховых заводов «электроход», то есть аккумуляторную шлюпку, оборудованную электродвигателем на 2 и 1/4 л. с., питавшимся от аккумуляторной батареи; в условиях большой огнеопасности порохового завода, расположенного у реки, паровые катера нельзя было использовать из-за вылетавших из их труб искр.

По заданию Главного артиллерийского управления В. И. Чиколев построил аппаратуру для измерения скорости полёта снаряда (1895 г.). Со временем появились аналогичные устройства, более совершенные, чем предложенные Чиколевым. Однако среди его работ есть и основополагающие. В связи с необходимостью закупки за границей дорогостоящих прожекторов Чиколев решил сначала теоретически рассчитать действие прожектора с дуговой лампой, а затем на этой основе создать наиболее эффективный тип прожектора. Например, монография «Осветительная способность прожекторов электрического света». Необходимость увеличения дальнобойности артиллерии выдвинула ряд новых требований и к войсковым прожекторам. Это одна из первых в мире теоретических работ о прожекторах, в которой совершенно по-новому решался вопрос о том, как нужно строить кривую распределения силы света прожектора, то есть основную характеристику того эффекта, который создаётся действием источника света и прожекторной оптики и определяет степень видимости цели в луче про- [146] жектора в 1920-х годах эта книга была издана на немецком языке в серии «Классики точного знания».

Основной вывод В. Н. Чиколева заключался в том, что нельзя, как это делали его предшественники, при расчёте силы света прожектора считать источник света точечным, равномерно излучающим свет в пространство, а величину угла рассеяния ставить в зависимость от размеров источника света и фокусного расстояния оптики. Чиколев выдвинул новую идею. Он считал, что на каждом элементе прожекторного зеркального параболоидного отражателя образуется элементарное отображение источника света и от такого элементарного отображения отходит в пространство конический пучок лучей с углом рассеяния, равным углу, под которым из данного элемента отражателя виден источник света. Если поставить на пути лучей экран перпендикулярно к оси прожектора, то на нём от каждого элементарного пучка появятся световые пятна эллиптической формы, но различно ориентированные для отражательных элементов одной и той же зоны отражателя. Каждая зона даёт на экране круг с более ярким центральным пятном и яркостью, уменьшающейся по определённому закону к периферии. Чиколев показал, как определять угловые размеры светового пятна на экране и рассчитать силу света прожектора по разным направлениям. Дальнейшие исследования, продолженные В. Н. Чиколевым при участии В. А. Тюрина и Р. Э. Классона, вошли во вторую часть его монографии (1895 г.), содержащую также и ряд практических сведений.

Уже после смерти В. Н. Чиколева в прожекторной технике произошли существенные перемены: в качестве источников света стали широко применять дуги высокой интенсивности и лампы накаливания. Поэтому ряд таблиц и практических указаний, содержащихся в упомянутом труде, потеряли своё значение. Но те представления о действии прожектора, которые ввёл Чиколев, до сих пор продолжают оставаться основой для расчёта светооптических систем. Расчётные методы, предложенные Чиколевым, позволяли получить точные результаты, если прожекторный отражатель имел геометрически правильную форму, без каких-либо технологических изъянов. Поэтому одновременно с методом расчёта светового пучка нужно было создать устройство для качественного контроля отражателей. И Чиколев сделал его.

В науке оно известно как «сетка Чиколева» и применяется в настоящее время. Это устройство состоит в следующем. Перед зеркальным отражаем на удвоенном или утроенном фокусном расстоянии ставится белый экран с нанесённой на него квадратной сеткой (из чёрных взаимно перпендикулярных линий). В том месте экрана, где он пересекается с оптической осью отражателя, делается отверстие, через которое можно видеть изображение сетки в отражателе. Те участки отражателя, в которых будут замечены искажения линий сетки, являются дефектными, в них имеются пороки шлифовки.

Изображение сетки в отражателе фотографируется через отверстие в экране. Метод «сетки Чиколева» в изменённом виде может применяться, например, при контроле ровности цинковых пластин для изготовления клише, для производственного контроля полированных металлических деталей и пр. За 1867—1898 гг. Чиколев опубликовал больше 30 крупных научно-технических работ в разных журналах и издал ряд книг.

Среди них исследования, касающиеся электрического освещения открытых пространств, безопасности электроосветительных установок, расчёта сечения проводников электрического тока, и проекты технических правил для устройства электрического освещения: «Справочная книга по электротехнике», «Электрическое освещение и его применение к жизни и военному искусству», «Лекция по электротехнике», «Электрическое освещение для боевых целей», «Атлас электроосветительных аппаратов и текст к нему». Общественная деятельность В. Н. Чиколева была обширна и разнообразна. Он был одним из организаторов VI (электротехнического) отдела Русского технического общества, инициатором создания журнала «Электричество», его бессменным сотрудником и первым редактором (с 1880 по 1881 г.). При активном участии Чиколева была организована в Петербурге в 1880 г. первая в мире выставка по применению электричества. В 1890 г., когда положение журнала «Электричество» ухудшилось, он вновь принял на себя обязанности редактора и, укрепив журнал, опять полностью ушёл в свою инженерно-техническую работу, передав руководство журналом другому.

В Петербурге Чиколев всячески содействовал распространению технических знаний: читал лекции и доклады, демонстрировал системы электрического освещения. Он устроил первое постоянное, исправно действовавшее электрическое освещение на Александровском мосту; а до этого — пробные установки на Дворцовом мосту и на площади Александрийского театра. Это было лучшим средством пропаганды электрического освещения. Он составил правила электрического освещения. В последние годы жизни Чиколев написал книгу под названием «Не быль, но и не выдумка», в которой в популярной форме познакомил читателя с ролью, которую может играть электричество в жизни общества.

Основная идея автора — важность научных исследований для технического изобретения. Чиколев предсказал, что электричество вскоре войдёт буквально во все сферы жизни человека Он мечтал о создании экспериментального института электричества благодаря которому русский изобретатель сможет заслуженно «занять выдающееся место среди гениев мира». Владимир Николаевич Чиколев умер 6 марта 1898 г. в Петербурге на 53-м году жизни. При аварии дрезины, на которой он ехал он получил увечье, оказавшееся роковым для его здоровья и так рано сведшим его в могилу.

C. Истомин