Сделано в царской России: русские дореволюционные изобретения

Считать ли это русским изобретением, если в мир трамвай пошёл из Германии? Мы решили сделать небольшой обзор дореволюционных изобретений, которые не только были созданы в России, но и были переняты другими государствами.

Большинство знаменитых российских изобретателей и инженеров свои основные работы опубликовали за границей и вообще жили в эмиграции (кто понемногу, а кто и большую часть жизни) — Зворыкин, Лодыгин, Термен, Сикорский, Старевич.

Иные изобретали разные вещицы, но их работы просто застревали в дебрях российской бюрократии. Например, Андрей Нартов ещё в 1721 году построил первый в мире токарно-винторезный станок, а в 1755-м завершил свой монументальный труд «Театрум махинариум, или Ясное зрелище махин», в котором описал 36 различных видов станков. Но после смерти о Нартове забыли, всё это было отправлено в архивы и по музеям, мастера продолжали по старинке работать в артелях, а токарный станок совершенно независимо от Нартова запатентовал британец Генри Модсли в 1800 году, то есть спустя почти 80 лет! Мы, конечно, можем гордиться нашим гениальным соотечественником, но при этом из-за чиновничьей бездарности его труд ничего не дал миру.

Таких случаев можно перечислить примерно сотню — от самолёта Сикорского (на доработку которого у конструктора просто не было денег, а государство отказалось ему помочь) до трамвая Пироцкого.

В Британии, Франции и США с этим было несоизмеримо проще. В то время как в России авторские права на изобретения хоть как-то стали охранять лишь при Александре I в 1810-х годах, за рубежом уже давно существовали патентные институты, позволявшие талантливым инженерам защищать свои права и зарабатывать деньги на открытиях. Тем не менее и в России был целый ряд самородков, которые обладали не только техническим или научным складом ума, но и организационно-финансовыми способностями, благодаря которым сумели реализовать себя на родине — и отпустить свою работу в большой мир с маркой «сделано в России». Вот о них и пойдёт речь.

Да, хочется заметить, что это, конечно, далеко не полный список. Полный — значительно больше. Мы просто пройдёмся по наиболее интересным и заслуживающим внимания случаям, причём ограничимся периодом до 1917 года. Советское время — это совершенно другая история.

Ледяная пустыня

Есть такое понятие — стихийные открытия. Человек сталкивается с проблемой и решает её нетривиальным, никогда ранее не применявшимся методом. Именно к этому классу относится изобретение ледокольного судна. Его придумал кронштадтский промышленник и судовладелец Михаил Бритнев, причём исключительно из меркантильных соображений.

Он был очень богатым человеком, этаким Илоном Маском своего времени. У него было несколько заводов, кораблестроительное производство, торговое дело. В 1862 году сорокалетний Бритнев в очередной раз решил расширить свой бизнес и запустил первую паромную линию Кронштадт — Ораниенбаум. По ней курсировал небольшой, 26-метровый паровой катер «Пайлот», перевозивший в первую очередь грузы. Бритнев не был единственным судовладельцем Кронштадта — конкуренции хватало.

Но была загвоздка: как только Финский залив покрывался льдом, судоходство вставало. Пока лёд был тонким, использовались специальные гиревые ледоколы для прокладки каналов. По сути, это были обычные корабли, оснащённые системой гирь, которые сбрасывались на лёд перед судном и пробивали канал. Такой ледокол продвигался в час едва ли на несколько метров и мог пробиться только сквозь осенний лёд. Зима же окончательно замораживала паромную линию.

Для решения этой проблемы изобретательный Бритнев извлёк из глубин исторической памяти такую штуку, как коч. Кочи были древнерусскими северными судами с плоским дном и скошенным носом, благодаря которому их при необходимости можно было вытащить на лёд и протащить по нему вручную. Тяжёлый паровой катер, подумал Бритнев, мог бы не просто забираться на кромку льда, но и обламывать её своей тяжестью. Так был придуман ледокол.

В 1864 году «Пайлот» был переоборудован — его форштевень скосили на 20°, чтобы он заползал на лёд при касании кромки. Бритнев не ошибся в расчётах — судно показало себя прекрасно. Оснащённое слабеньким 60-сильным двигателем, оно легко ломало лёд и на удивление быстро передвигалось, оставляя за собой аккуратный канал. Более того, навигацию удалось продлить практически на всю зиму 1864-65 годов, что вызвало лютую зависть у конкурентов и определённый правительственный интерес: Бритнев, хотя денег у него хватало, планировал выбить в Петербурге грант на постройку ещё нескольких ледоколов.

В 1866 году царская комиссия присутствовала при «живом» сравнении революционного «Пайлота» и традиционного гиревого ледокола «Опыт» на базе канонерской лодки. Огромный, с двигателем в три раза мощнее, «Опыт» банально застрял во льдах. Никакие чугунные чушки не помогли. Тем не менее комиссия вынесла «Пайлоту» традиционный для России вотум недоверия и объявила «Опыт» более перспективной конструкцией.

Обычная история на этом бы и закончилась — такое случалось неоднократно. Но Бритнев был очень богатым человеком и мог позволить себе развиваться самостоятельно. Более того, в 1868 году он был избран городским головой Кронштадта. Затем в Германии случилась очень холодая зима 1870-71 годов, и немцы из Гамбурга, заинтересовавшись русской конструкцией, купили у Бритнева чертежи и полученный им в Европе патент. И в 1871-м в Гамбурге появился второй пароход по системе Бритнева, Eisbrecher 1.

Впоследствии Бритнев продал чертежи представителям разных стран — Дании, Нидерландов, Швеции, США, Канады. Он и сам построил ещё два ледокола: в 1875 году — «Буй», а в 1889-м — «Бой», расширяя паромную линию. Параллельно он занимался благотворительностью и, что интересно, открыл первую в России водолазную школу.

Ледокольные судна системы Бритнева распространились по всему миру. В России достижение Бритнева первым признал знаменитый адмирал Степан Осипович Макаров, инициировавший в 1897 году — уже после смерти изобретателя — строительство первого в мире большого ледокольного судна арктического класса «Ермак».

Артериальное давление

Всем известен простейший способ измерения артериального давления, когда руку передавливают жгутом и постепенно отпускают, фиксируя начальное и конечное значения давления при ярко выраженном сердцебиении. Этот метод в 1905 году изобрёл молодой (на тот момент ему был 31 год) русский врач Николай Сергеевич Коротков.

Сделал он это случайно, работая над докторской диссертацией. Проводя исследование пациента, он заметил закономерность в возникновении звуков при снижении давления, после чего сравнил результаты «звукового замера» с результатами бытовавшего на тот момент инвазивного метода измерения давления посредством введения катетера. Результаты совпали, и Коротков написал статью для специального петербургского журнала «Известия Императорской Военно-медицинской академии». Это статья в 281 слово принесла Короткову всероссийскую славу и уважение — его метод начал широко применяться и постепенно «перебрался» и в Европу.

Схожие исследования вёл знаменитый итальянский патолог Шипионе Рива-Роччи (он изобрёл, в частности, надувной рукав, которым пользовался Коротков и пользуемся сегодня мы), но до самой методики итальянец всё-таки не добрался. А звуки, которые врач слышит, измеряя давление, называются в медицине «тонами Короткова».

Поддать жару

В бывшем особняке Сан-Галли до сих пор функционируют батареи его работы. Почти как современные

Другое известное русское изобретение тоже появилось стихийно, и тоже из-за холода. Это отопительная батарея — да-да, та самая чугунная или металлическая ребристая штука, которая сейчас есть практически в каждом доме в России, Северной Европе и Канаде. Причём здесь произошла история, «обратная» обычной: не русский изобретатель эмигрировал, чтобы работать над своим устройством за рубежом, а немец по имени Франц Фридрих Вильгельм Сан-Галли приехал в Россию и придумал, как себя обогреть.

Сан-Галли прибыл в Санкт-Петербург 19-летним юнцом в 1843 году. В Германии он работал на фирме, торгующей русскими товарами, а в Петербурге устроился в её же российский филиал. Он менял места работы, набирался опыта, женился на дочери богатого купца, получил российское подданство и начал своё дело. Сан-Галли открыл на Лиговском канале мастерскую, делал печи, канализационные трубы, приводы и шкивы, а в 1855 году получил первый крупный заказ на ремонт отопительной системы в императорских оранжереях Царского Села. Вот тут-то в Сан-Галли и проснулся изобретатель.

В вечно холодном Петербурге обогревать оранжереи печурками было бы очень странно, система же водяного отопления была крайне несовершенна — в ней применялись длинные трубы, обогревавшие лишь небольшой участок. Тогда-то Сан-Галли и спроектировал систему вертикальных труб особого сечения; проходя через неё, вода отдавала окружающему воздуху значительно больше тепла, чем проходя по обычной трубе. Сан-Галли придумал и немецкое название устройства («heizkörper»), и российское («батарея»). За несколько лет он сделал на своём изобретении огромное состояние — заказы сыпались на мастерскую практически ежедневно. Сан-Галли запатентовал батарею, но патент не продавал, а распространял на определённых условиях бесплатно. Первыми странами, получившими право на производство батарей, стали Германия и США.

Позже Сан-Галли работал в Думе, консультировал правительство по вопросам финансов и промышленности, получил за свои заслуги дворянский титул, а его завод стал крупнейшим в Петербурге производством изделий из чугуна — как отопительного оборудования, так и оград, дверей, каркасов для зданий. А ещё он дал деньги на первые в Санкт-Петербурге (и в России) общественные туалеты. Батареи производства Сан-Галли до сих пор работают в некоторых исторических зданиях Петербурга — например, на бывшей даче великого князя Бориса Владимировича.

Рубли и копейки

Интересно, что именно Россия стала первым государством, которое ввело десятичный принцип денежного счёта, то есть крупную единицу (рубль), разделённую на 100 мелких (копеек). В европейских странах испокон веков бытовали сложные системы, порой обременённые десятками различных названий и значений (особенно этим отличалась Франция).

Пётр I провёл в 1698—1704 годах денежную реформу, в ходе которой утвердил основной денежной единицей серебряный рубль, делящийся на 100 копеек. Заодно он отменил «деньги», «алтыны» и прочие несистемные единицы. К сожалению, в Европе это событие не заметили. Переход европейских стран на десятичные системы произошёл уже в XIX веке по примеру вовсе не России, а США, где система «доллар — 10 даймов — 100 центов» была введена в 1792 году.

Гиперболоид инженера Шухова

Одним из тех, кто внёс заметный вклад в инженерную отрасль и при этом оказался востребован на родине, стал великий русский инженер Владимир Григорьевич Шухов. Более того, он был одним из немногих, кто успешно работал и при царской власти, и при пришедших ей на смену большевиках.

Количество разработок и патентов Шухова огромно. Труды в области нефтяной гидравлики (именно Шухов, например, построил первый русский нефтепровод), оригинальные изобретения в области переработки нефти и крекинга в частности, различные тепловые машины и в особенности паровые котлы. Шухов умел не просто изобретать, но «продавать» свои работы — он получал патенты в разных странах и грамотно распоряжался своей интеллектуальной собственностью.

Но более всего он известен, конечно, как создатель инженерных сооружений — мостов, перекрытий и башен. Сетчатые оболочки-перекрытия системы Шухова опередили все аналогичные мировые разработки; в России они широко применялись на вокзалах (если будете на Киевском вокзале в Москве, не забудьте посмотреть вверх), в заводских цехах, выставочных павильонах и так далее.

Первым в истории сооружением с тонкостенным металлическим перекрытием-оболочкой стала так называемая «ротонда Шухова», возведённая специально для Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 года в Нижнем Новгороде. Эта конструкция привлекла внимание европейских и американских инженеров; сегодня перекрытия с ромбовидными ячейками широко используются в мировой архитектуре.

Вообще, выставка 1896 года стала звёздным часом Шухова. Он представил на ней другое своё важнейшее изобретение в области строительной инженерии — применение гиперболических конструкций для высотных сооружений, получивших название «шуховских башен». Первая такая башня, построенная специально для выставки, ныне перевезена в Липецкую область и известна как «Шуховская башня в Полибино». При крайне низкой массе гиперболоидные башни абсолютно устойчивы к различным метеоусловиям, легки в ремонте, обладают отличной сейсмостойкостью.

Вопреки обману зрения, шуховские башни целиком собираются из абсолютно прямых металлических (деревянных, бетонных — неважно) стоек, которые легко изготовить даже на примитивном оборудовании. Сегодня гиперболоидные башни широко используются в качестве маяков, телевышек, смотровых площадок. Сам Шухов построил порядка 200 подобных систем, после его смерти их количество достигло нескольких тысяч.

Почему же талант Шухова оказался востребованным — в отличие, например, от таланта Ивана Орлова, который изобрёл метод цветной печати денег и вынужден был уехать за границу, чтобы его изобретение получило мировое распространение? Всё просто. Дело в том, что работы Шухова экономили деньги и даже приносили прибыль крупным промышленникам. На Всемирной выставке 1876 года в США Шухов познакомился с Александром Вениаминовичем Бари, крупным бизнесменом и меценатом, который на всю жизнь стал другом инженера и его спонсором. В течение тридцати лет Шухов возглавлял «Строительную контору инженера А. В. Бари» и в рамках этой работы имел возможность развивать свои исследования, не волнуясь о финансировании. В начале XX века Шухов имел такое признание в России и за рубежом, что к нему начали обращаться и правительственные организации — поступали заказы на перекрытия для вокзалов, для Пушкинского музея. Разработки сделали Шухова абсолютной фигурой, главным инженером страны, и эта слава «работала» и после революции. Впрочем, в 1930-е годы его, уже пожилого, не миновали обвинения в антисоветской деятельности и угрозы репрессий, но это уже совсем другая история.

Снежный пропеллер

Многие жители нашей страны знают, что такое аэросани. Трудно поверить, но за границей о существовании аэросаней не знает практически никто. Встретить этот вид транспорта можно разве что в Канаде и в Скандинавии. Более того, по-английски они называются тоже aerosani, то есть термин напрямую калькирован с русского.

Да, аэросани — это сугубо русское изобретение, причём давно и широко распространённое. Первые аэросани разработал и построил российский инженер Сергей Сергеевич Неждановский в 1903 году (он же в 1916-м разработал и первые российские «моторные сани», то есть снегоход). Интересно, что строил он их вовсе не как транспортное средство, а как установку для зимних наземных испытаний авиационных винтов — Неждановский работал вместе с Василием Жуковским, пионером авиации. Но пока авиация находилась в зачаточном состоянии, аэросани оказались отличной идеей в отрыве от первоначального назначения. Жуковский, имея серьёзное влияние и научный авторитет, смог продвинуть изобретение, в том числе в армейской отрасли. В России аэросани выпускают до сих пор.

Немного о металлах

Одной из отраслей, в которых Россия всегда и беспрекословно первенствовала, была металлургия. Связано это было в первую очередь с востребованностью металлов в военной области — тут и артиллерия, и различные машины, и личное оружие. Известным металлургом был, например, Пётр Петрович Аносов, который с 1817 по 1847 год работал на оружейной фабрике в Златоустовском горном округе, а после стал Томским гражданским губернатором. В частности, именно Аносов в начале 1840-х получил булатный узор; русский булат прославился во всём мире, а технология Аносова до сих пор используется на различных кузнечных производствах.

Но куда более весомым вкладом в мировую науку стало изобретение… сварки. Да, именно так — классическая дуговая сварка, которая повсеместно используется практически во всех технических отраслях, — исключительно русское изобретение, причём, что интересно, «двухступенчатое». Известно, что в самом начале XIX века двое учёных, Гэмфри Дэви и Василий Петров, параллельно представили электрическую дугу перед своими Академиями наук. Работы Петрова многократно цитировались и использовались русскими учёными XIX века, и вообще, в исследовании свойств электрической дуги мы продвинулись — наряду с англичанами — достаточно далеко.

И в 1881 году, когда эффект, открытый Дэви и Петровым, уже вовсю использовался в лампочках накаливания, инженер Николай Николаевич Бенардос нашёл ему другое применение. Бенардос был «классическим изобретателем»: получив медицинское образование, он в большей мере тяготел к исследованиям и экспериментам, нежели к монотонной работе. Он, подобно Лодыгину и Яблочкову, работал над усовершенствованием электрического освещения (будучи как раз сотрудником фирмы Яблочкова) — и случайно открыл, что дугой можно не только светить, но и нагревать до такой степени, что металлы свариваются. В 1882—1887 годах Бенардос запатентовал свой «Электрогефест», как он назвал итоговый прибор, в Германии, Франции, России, Италии, Англии, США и ряде других стран, причём соавтором изобретения числился купец Ольшевский, который дал Бенардосу денег на патентование.

Бенардос получил ещё множество патентов. Впрочем, он до конца жизни оставался безденежным, поскольку все средства тратил на исследования. А мир помнит его именно благодаря изобретению дуговой сварки.

Но на этом история не закончилась. В 1888 году другой русский изобретатель, Николай Гаврилович Славянов, усовершенствовал метод Бенардоса, придумав сварку под слоем флюса — это позволило сваривать металлы, считавшиеся несвариваемыми. На Всемирной выставке в Чикаго 1896 года Славянов произвёл фурор, сварив в единое целое куски бронзы, томпака, никеля, стали, чугуна, меди, нейзильбера и бронзы — совершенно несочетаемых материалов. За эту разработку он получил золотую медаль. Славянов провёл ещё один знаменитый опыт — сварил разорванный вал паровой машины, после чего машина снова заработала.

* * *

Вообще, перечислять изобретения, сделанные в России до революции, можно достаточно долго. Если сфокусироваться на тех, что получили продолжение и распространились по всему миру, можно вспомнить минный транспорт — тип корабля, предложенный и разработанный адмиралом Константином Макаровым, электромагнитный сейсмограф князя Голицына, ранцевый парашют Глеба Котельникова и так далее.

Правда, значительно больше русских изобретателей всё-таки реализовали себя в эмиграции. Упомянутый выше Иван Иванович Орлов, работая в Экспедиции заготовления государственных бумаг, многие годы пытался внедрить ирисовую (однопрокатную многокрасочную) печать в производство денег, запатентовал её в ряде стран, но в итоге разочаровался, уехал в Англию, продал свой патент и со скорбью написал управляющему Экспедиции Борису Борисовичу Голицыну:

    Мне не достало бы сил и жизни добиться в России и сотой доли тех результатов, какие, при моём участии, возможны на Западе.

В советское время ситуация поменялась. Изобретений стало намного больше, авторские права стали соблюдаться значительно лучше, а государство действительно стало обращать внимание на талантливых инженеров, хотя премии за разработки, перевернувшие мир, были копеечными. Тем не менее это был шаг вперёд. Россия во все времена порождала множество блестящих умов, способных на великие дела, но крайне редко пользовалась этой своей способностью. Аршином общим не измерить, как писал классик.