Провозвестник вітчизняної электроавтоматики

Провозвестник вітчизняної электроавтоматики

Ян Шнейберг.

Имя генерал-лейтенанта Костянтина Івановича Константинова як зачинателя вітчизняної ракетної артилерії і піротехніки було відомо лише військових фахівців. Проте його видатні винаходи у сфері электроавтоматики і електроприладобудування довгий час залишалися в забутті. І лише 1951 р. після виходу друком монографії А. В. Храмого про Константинове, у якій уперше опубліковано архівні і літературні джерела, перед читачем став образ талановитого електротехніка, інженера і винахідника середини ХІХ століття.

После довгого забуття

.

Широкую популярність, зокрема у Європі, отримала створена Константиновым в 1844 р. унікальна электробаллистическая установка, що дозволяло вимірювати мізерно малі часові відтинки із небаченою, майже фантастичною точністю до 0,6 сік.

Для читачів Connect’а особливий цікаві оригінальні электроавтоматические пристрої і прилади, що містили різноманітні реле, і навіть електромагнітний телеграф, виготовлені під керівництвом Константинова чи їм особисто керувати, зв’язку й контролю роботи елементів электробаллистической установки.

В останні роки життя Константинов із захопленням зайнявся проблемами повітроплавання, практичне застосування повітряних кульок і аеростатів. Зокрема, він стверджував, що з аеростатів необхідні «найлегші рушії» і системи управління ними. Але розв’язання цих питань «…неможливо за нинішнього стану науку й механічних пристроїв». Винахідницької фантазії Константинова можна тільки дивуватися. Він провів ряд успішних експериментів із метою передачі сигналів та інформації з допомогою величезних повітряні змії.

После опублікування монографії А. В. Храмого минуло не більше півстоліття, й навчальна книжка стала бібліографічною рідкістю. Тому майже два покоління вітчизняних спеціалістів у галузі электроавтоматики і електроприладобудування не знають про діяльність К. И. Константинова, котру заслужено може бути першопрохідником у створенні унікальних электроавтоматических пристроїв керувати зв’язком.

Как писав А. В. Храмой, «Константинов ввійшов у історію науки і техніки, як винахідник методів і приладів виміру дуже малих проміжків часу, як найбільший діяч ракетної техніки, як винахідник і конструктор автоматизованих машин… як піонер у сфері автоматики, зокрема электроавтоматики».

Невиданный успіх молодого винахідника

.

Константин Іванович Константинов народився 1819 р.* у ній купця 2-ї гільдії. У 1834 р. вступив у Петербурзське Михайлівське артилерійське училище — одне з найкращих військових навчальних закладів Росії. Серед викладачів училища були відомі вчені у сфері механіки, математики, фізики та хімії, зуміли прищепити здатному юнакові любов до точних наук. У 1837 р. «за відмінність у науках» Константинов було зроблено в старшого офіцерського класу — зарахований у чині прапорщика в гвардійську артилерійську батарею. За рік вона вже викладач дивізіонної фейерверкской школи, і з 1840-го — помічник завідувача навчальної лабораторної командою Петербурга.

По-видимому, неабиякі здібності молодого офіцера не залишилися б непоміченими, позаяк у 1840 р. він був у тривале закордонне відрядження (до 1844 р.) «на збирання корисних відомостей до артилерії стосовних», де уважно вивчав зарубіжний досвід на багатьох європейських заводах, арсеналах і полігонах.

Еще в училище Константинов задумав створити точний прилад для виміру швидкості польоту артилерійського снаряда, і всі вільний час приділяв розробці відповідної автоматичної установки. І тому йому довелося створити прилад, здатний конкурувати з великий точністю вимірювати дуже малі часові відтинки.

В 1842 р., що у Лондоні, Константинов винаходить оригінальну конструкцію електромагнітного хроноскопа, який, подібно мікроскопу, котрий дозволяв спостерігати частинки, «чи зробив би доступним аналіз рухів, які відбувалися на стотисячні частки секунд». Виготовлення цього приладу Константинов замовив власнику майстерні точних приладів, відомому англійської фізику Чарльзу Уитстону. Останній як зажадав за роботу солідну суму, але й посоромився пізніше залишити за собою винахід хроноскопа. Константинов був обурений вчинком Уитстона, він ні ні підприємцем, ні ділком і із гіркотою писав: «…через недосвідченість я не підозрював про необхідної обережності в зносинах із учено-промышленниками; це зробилося мені відомим згодом і без гіркий досвід». Костянтине Івановичу вимушений був спеціально виїхати до Англію та Франції, щоб за допомогою учених, знайомих з його роботами, і навіть відповідних документів і майже актів довести свій пріоритет у винаході електромагнітного хроноскопа. Понад те, коли академіку Б.С. Якобі став відомий, створення перших електромагнітних пристроїв для виміру невеликих проміжків часу приписується двом європейським ученим, він подав Паризьку академію наук лист, у якому повідомляв, що й прилади «…що неспроможні із будь-яким успіхом змагатися з артистично зкомпонованим электробаллистическим приладом нашого вченого артилерійського офіцера Константинова».

Но відстоюванням свого пріоритету у винаході приладу Константинов зайнявся через кілька років. А тоді, в 1842 р., він, отримавши прилад у виконанні Уитстона і відчувши його, визнав не придатним до використання. Приїхавши Париж Константинов закінчує розробку нового хронометрического устрою, виготовлення якого взяла він майстерня точних приладів Бреге. У 1844 р. пристрій був готовий, але за перевезенні до Петербурга багато його частину зазнали пошкоджень. Попри надзвичайно несприятливі обставини, супроводжували створення приладу, Константинов наприкінці 1844 р. пропонує ще більше досконалу электробаллистическуюрая була успішно випробувана на Волковом полі Петербурзі. Ця установка дозволяла визначати незначні часові відтинки, необхідні гарматному ядру для проходження через електрично з'єднані металеві щити, і автоматично реєструвати ці сигнали на міліметрової сітці, нанесеною на поверхню рівномірно обертового циліндра. Загальний вид установки показаний на рис. 1 (автоматичні прилади та внутрішнього облаштування перебувають у «будиночку» справа). Докладний опис установки ми свідомо опускаємо, відзначимо лише, що вона давала змогу реєструвати швидкість польоту снаряда із небаченою точністю — до 0,6 сек, що з на той час було «неперевершеним рекордом».

Электромагнитный телеграф «для швидких словесних зносин»

В 1848 р. Константинов розробив і виготовив електромагнітний телеграф для «…швидких і безперервних словесних зносин» між основними елементами його электробаллистической установки — знаряддям і электробаллистическим приладом, определявшим швидкість польоту снаряда (вони перебували значній відстані відстані друг від друга). На думку Константинова, електромагнітний телеграф міг отримати «…більш загально застосування, ніж призначене мною спочатку». Телеграф перебував з «двох цілком однакових апаратів, з яких кожен служив для відправлення й отримання депеш». Циферблат апарату мав 12 знаків і «вказівну стрілку» (рис. 2). Схема електромагнітного телеграфу зображено на рис. 3.

При натисканні пальцем на клавішу однієї з приладів (1) металевий стрижень (2) опускається в чашеобразную голівку залізного гвинта (3), наповнену ртуттю. Електрична ланцюг замикається, й у приймальному приладі нижній кінець важеля (5), підвішеного на осі (6) і отжимаемого пружиною (7), притягається до сердечнику електромагніта (4). У цьому верхній кінець важеля (5), діючи одне з зубчастих коліс «спеціального профілю» (9), поверне його, а разом із і стрілку покажчика (8) на 1/24 частина окружності. При звільнення клавіші електрична ланцюг розімкнеться, поворотна пружина (7) поверне важіль (5) у початковий становище. Саме тоді верхній кінець важеля впливає на друге зубцювате колесо (9), і стрілка покажчика повернеться поки що не 1/24 частина окружності. Отже «один імпульс» — натискання і приніс визволення клавіші (1), яку повертатимуть у початковий становище пружиною (11), воздействующей на одне із приладів, викликає у другому приладі поворот стрілки покажчика на 1/12 частина окружності; у своїй стрілка покажчика (рис. 2) переходить від однієї знака до іншого. З допомогою спеціального коду депеша швидко розшифровується.

Оригинальность телеграфу полягала й у тому, що прилад, від якого ведеться передача, повторює своєму циферблаті отсчеты циферблата приймаючої приладу, що забезпечувало надійному контролю за передачею інформації. І тому клавіші (1) обладнані важелями (10) (у частині схеми), які за натисканні і відпусканні клавіші діють на важіль (5) передавального приладу, що викликає з допомогою зубчатно такі ж рухи стрілки покажчика, які одночасно викликає електромагніт приймаючої приладу".

Электромеханический перемикач ланцюгів.

.

Продолжая удосконалювати свою электробаллистическую установку, Константинов в 1845 р. створює новий оригінальний автоматичне пристрій -електромеханічний перемикач ланцюгів, під назвою їм «допоміжним приладом». Цей прилад з’явився прототипом однієї з найважливіших елементів сучасних автоматичних і телемеханических пристроїв. Такі прилади здійснюють переключення електричних ланцюгів в заданому порядку.

Схема автоматичного перемикача зображено на рис. 4. Вантаж (2) наводить у обертання дерев’яний циліндр (1). При включенні електричної ланцюга електромагніт (5) притягує гальмуючий важіль (3), насаджений на вісь (4), і утримує циліндр (1) від обертання. Ланцюг електромагніта замикається через металеву сітку щита I, пружину (6) і контактну платівку (7), сполучений через вісь дерев’яного циліндра з затиском (8). Після пострілу гармати ядро розриває дротову сітку щита I, ланцюг (джерело струму — електромагніт — затиск (8) розмикається, і спіральна пружина (9) відводить від електромагніта гальмуючий важіль (3) до упора (10). Циліндр під впливом вантажу починає обертатися до того часу, поки контактна платівка (7) прийде в з'єднання з пружиною наступного щита III. Електрична ланцюг знову замикається, спрацьовує електромагніт (5), і знову відбувається переключення наступних щитів.

К.И. Константинов прагнув підвищити точність показань приладів та — як стверджує біограф — «розробив питання перевірці точності показань приладів… цю роботу є одним із перших у цієї найважливішої області техніки вимірів».

О незвичайності винаходи Константинова каже, зокрема, стаття однієї з найбільш авторитетних учених у сфері електромагнетизму академіка Э. Х. Ленца в «Артилерійському журналі» — «Про электробаллистическом приладі полковника Константинова». Особливу увагу, на думку Ленца, представляє «контрольний секундомір», винайдений Константиновым. Спеціальний комутатор й електромагнітний маятниковое реле забезпечували автоматичний контролю над рівномірністю обертання циліндра, на якому реєструвалося час пострілу гармати. Відомий фізик академік А. Я. Купфер звірявся генералісімус своєму укладанні про новий методі виміру часу, що «…він перевершує зі своєї точності усе, що можна явити у час». Спеціальна комісія Академії наук, до якої належали авторитетних учених академіки М. В. Остроградський, Б.С. Якобі та інших., визнали электробаллистическую установку Константинова «видатним досягненням науку й техніки».

Изобретатель нагородили орденом святого Володимира і 2000 крб. сріблом. З іншого боку, він удостоївся Першої Михайлівській премії, заснованої в 1845 р. колишнім вихованцям Михайлівського артилерійського училища за краще твір чи винахід".

Ранее зазначалось, що Константпециалист у сфері ракетної техніки. Досить назвати фундаментальний курс лекцій про бойові ракети, прочитаний їм у 1860 р. в Михайлівській артилерійської академії, який за рік було видано французькою у Парижі. Він розробив і зробив систему автоматизації технологічних процесів виробництва ракет, навіщо створив найрізноманітніші электроавтоматические прилади й устрою. Винайшов прототип найпоширеніших у сучасній техніці автоматичних вимикачів і східчастих регуляторів, вперше створив реле часу (таймер), що у XX столітті вважалося зразком американської техніки автоматичного управління виробничими процесами, брав участь з розробки зворотний зв’язок в автоматичних регулятори. Константинов прозорливо передбачав, у майбутньому у результаті застосування електрики «…здійснюватимуть понад доступні технології, що нині» і підкреслював, хотів би «…заявити наші права з їхньої застосування».

Чем займалася Константинов, вона завжди прагнув знайти практичне застосування своїм винаходів. Наприкінці 60-х рр. у місті Миколаєві Константинов провів цікаві експерименти з повітряним змієм «теоретично Франкліна». Він створив в величезного змія прямокутної форми (популярного серед російських «вуличних хлопчиків») на відміну трикутною, «квітучою у країнах». Цей змій важив більше чотирьох кг і як міг при «середньому вітрі» піднімати 4-фунтовую (1,6 кг) «залізну кішку» — особливий вид якоря на висоту понад тисячу метрів. Важливо, що це змій, як стверджують Константинова, «був пристосований, як передачі сигналів, і письмових повідомлень» (курсив наш. Я.Ш.).

Ученый і достойна людина

.

В висновок кілька слів про Константіне Івановича як про людину і громадського діячі. І це він являє собою приклад дивного людинолюбства, доброзичливості і дбайливого ставлення простих людей. Останні роки життя разом з завидною цілеспрямованістю зайнявся питаннями використання досягнень у сфері электроавтоматики для вдосконалення виробничих процесів, безпосередньо що з життям людини.

В 1868 р. Константинов публікує в «Миколаївському віснику» свою працю «Про поліпшення народного продовольства на Росії у економічному просторі і гигиеническом відносинах». Разюче, як із усім своїм зайнятості суто технічними проблемами він опублікував змістовне наукове дослідження, яке, на думку біографа, «заслуговує найсерйознішого уваги істориків соціальної гігієни та східної медицини і харчової промисловості».

Нужно, як стверджують Константинова, з допомогою лікарів, інженерів, технологів, хіміків «пролити світло» у питаннях поліпшення життя, харчування, гігієни людей тому однині і небагатих, які живуть на щах і кашах і вживають для харчування фазанів та інші делікатеси. Необхідно тільки створити автоматизоване і механізоване виробництво основних харчових продуктів лікувальних страв, використовуючи штучне заморожування і охолодження. Нужнклавами для варіння овочів разом, зберігати «різні їстівні предмети в безповітряному просторі», використовувати годинник з сигнальними пристроями (далекий прототип сучасної мікрохвильової печі). Мають бути створено наукові лабораторії, обладнані мікроскопами та інші приладами на дослідження продуктів харчування. Усі люди, стверджує Константинов, незалежно від своїх походження й добробуту повинні «поглинати щодня» таку їжу, і стільки ж, щоб вона здобула «речовини підтримки життя і здоров’я». Він сподівався, що він вдасться, а то й створити усе, що він пропонує, так хоча б «порушити інтерес до подібного роду починанням». На жаль, його проекти ще багато десятиліть були реалізовані.

Тяжелая хворобу і передчасна смерть Костянтина Івановича перервали його успішну діяльність, не дозволивши втілити у життя багато з задумів. Константинов помер розквіті творчих сил (йому виповнилося 50 років) у грудні 1871 р. у місті Миколаєві. І після «останнього боргу, відданого військами і артилерією», труну з тілом покійного був відправлений Чернігівську губернію для поховання в фамільному склепі.

Несмотря на порівняно коротке життя і виснажливу хвороба Костянтине Івановичу зумів внести помітні внески до скарбниці вітчизняної науку й техніки. Він постає маємо воістину талановитим, багатогранним і гуманним людиною, який прагнув своїми працями прискорити науково-технічний й економічна прогрес своєї Батьківщини.

Уникальное «шоу» до Лєфортова

Летом 1856 р. у Москві мали відбутися коронаційні торжества із нагоди сходження на престол імператора Олександра ІІ. Захід надзвичайно відповідальне, тим більше на торжества запросили визначні державні діячі закордонних гостей. Програма передбачала як грандіозний феєрверк, а й висвітлення величезній площі перед Катерининським палацом (у якому час перебуває Бронетанкова академія), і навіть музичне супровід. Необхідно було продемонструвати щось незвичне, що підтверджує успіхи вітчизняної науки і техніки. І як з’ясувалося згодом, задумане став своєрідним электроавтоматическим шоу.

Подготовка і проведення урочистостей були доручені відомою тоді фахівцю у сфері ракетного справи, піротехніки і электроавтоматики генералу К. И. Константинову. Природно, що Константинов став розробляти проект проведення урочистостей із застосуванням електрики, щодо можливості якого він вірив й умів його змогли ефективно використати.

Для висвітлення площі Константинов запропонував встановити даху палацу 10 потужних електричних дугових ламп, винайдених відомим електротехніком А.І. Шпаковским, які був раніше не у Росії, нізащо кордоном. Завдяки оригінальним електромагнітному і электромеханическому регуляторам лампи забезпечували як значну яскравість висвітлення, а й — що дуже важливо — надійність работы. произойти, якщо хоча би частину ламп згасла, і величезний площа занурилася в темряву. Лампи, які згодом у пресі назвали «Електричними сонцями Шпаковского», справили справжній фурор. Але, мабуть, найоригінальнішим нововведенням, продемонстрованою Константиновым, була зв’язок і электроавтоматическое управління стріляниною зі знарядь. На торжествах хор і оркестр, объединившие близько 3 тис. людина, мали виконувати державний гімн. Але час репетиції з’ясувалося, що бій барабанів в оркестрі ослаблялся звуками мідних труб, і ефект урочистого звучання оркестру помітно знижувався. Тоді Константинов розробив незвичну конструкцію приладу «на кшталт клавикорда», який був виготовлений Петербурзькому ракетному закладі. Електричні «клавікорд» встановлювалися на пульті диригента, підключалися до гальванічним батарей і з'єднувалися проводами з металевими запалами, установлених у гарматах. Гарматна батарея розміщалася у невеликий гайку (приблизно за відстані 1 кілометрів від площі) березі річки Синички, де нині перебуває кінотеатр «Супутник», а річка захована в трубі під землею.

При натисканні диригентом на клавішу «клавикорда» електричний струм від гальванічних батарей, встановлених площею, накаливал запалы, і лунав постріл із гармат, різко усиливавший бій барабанів. Було розроблено схема зв’язку для послідовного підключення знарядь лише до й тією самою гальванічної батареї, і навіть спеціальний електронний пристрій, предохранявшее клавіші від випадкового до них доторку і навіть можливого передчасного пострілу. Природно, про гарматах в гайку глядачі урочистостей щось знали.

По свідоцтву очевидців, ефект дистанційного управління стріляниною, заміняла бій барабанів, «був приголомшливим». На думку фахівців, своїми оригінальними «електричними клавикордами» К. И. Константинов «відкрив нову цікаву сторінку у техніці зв’язку й управлінні різними об'єктами з відривом» (курсив наш. Я.Ш.).

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet.