ОПЫТ ЕВРОПЫ И США
В 1837 году Мельников в качестве одного из лучших инженеров Железнодорожного корпуса был отправлен в длительную командировку в страны Европы. Сопровождать его в качестве помощника был выбран польский специалист Станислав Кербедз, его ученик, а затем и коллега. В течение пятнадцати месяцев они обследовали железные дороги, заводы паровых машин, строительные механизмы, большие инженерные сооружения слушали лекции по строительной и прикладной механике в Англии, Франции, Германии, Бельгии и Австрии. По возвращении Мельников и Кербедз подготовили отчет в пяти томах. Это была первая книга в России, в которой было представлено множество решений по строительству железных дорог и железнодорожной системы в целом.
Бетанкур заметил Мельникова еще в школе и предложил ему продолжить учебу в институте, куда его приняли сразу на третий курс. В 1825 году Мельников окончил институт «первым по успехам», и его имя было занесено на мраморную доску почета
В 1838 году Павел Мельников опубликовал свои лекции по прикладной механике. В них было представлено базовое описание двигателей, передающих и исполнительных механизмов. Курс состоял из трех частей: первая часть представляла собой исследование различных типов двигателей с упором на парогенерацию, паровые машины и механизмы; Вторая часть была посвящена способам передачи и трансформации движения
Большое внимание автор уделил теории маховиков и передачи движения посредством зубчатой передачи. Разнообразные машины, применяемые на железных дорогах, описаны в третьей части курса
Курс Мельникова стал первым учебным пособием по прикладной механике, написанным на русском языке для высшей технической школы.
К концу 1830-х в Англии и Америке началось интенсивное развитие железных дорог. Стоит отметить, что в этом плане у России и Северной Америки было много общего: ландшафт, расстояния, обилие строительной древесины. Этим объясняется большой интерес к железным дорогам в Америке, проявленный в России. В 1839 году Павел Мельников и Николай Крафт в качестве инженеров-железнодорожников были отправлены в Северную Америку, чтобы изучить ее железнодорожную отрасль. Они пробыли там до 1840 года. Первые четыре части отчета, представленного ими по возвращении, были посвящены описанию американских железных дорог и теоретическим исследованиям проблем проектирования и строительства, а пятая часть — основам строительства железной дороги Санкт-Петербург — Москва.
Карта северного участка Николаевской железной дороги с Веребьинским обходом. историк.рф
Основные труды
1.Грум-Гржимайло В.Е. Элементарная теория построения металлургических печей // Горный журнал. 1905. Т.2, № 6. С.287.
2. Грум-Гржимайло В.Е. Металлургия стали: Конспект лекцiй, читанныхъ для студентовъ Металлургического отдъленi СПБ Политехнического Института проф. В.Е. Грум-Гржимайло в 1908-9 году;ИзданШе Кассы Взаимопомощи студентовъ СПБ Политехнич. Ин-та.- (Типо-литогр. И. Трофимова), 1909.-448с.
3. Грум-Гржимайло В.Е. Пламенные печи. В 3-х томах. М.: Изд. Теплотехн. ин-та. 1925.
4. Грум-Гржимайло В.Е. Производство стали. М.: ГИЗ, 1925; 2-е изд. – М.: ГИЗ, 1931.
5. Грум-Гржимайло В.Е. Собрание трудов/Под ред. академика И.П. Бардина; Акад.наук СССР. — М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1949, 248с.
6.Грум-Гржимайло В.Е. Я был тем муравьем, который понемногу сделал большое дело.(Из жизни металлурга, рассказанного им самим). Екатеринбург: УрГУ, 1994. 193с.
7. Грум-Гржимайло Владимир. Хочу быть полезным Родине. Сост. В.П.Андреев и др. Под ред. проф. М.Е. Главацкого. Екатеринбург, ИПП «Уральский рабочий», 1996, 344с.
8. Грум-Гржимайло Владимир и Софья. Секрет счастливой жизни. Книга для семейного чтения / Под ред. проф. М.Е.Главацкого. – Екатеринбург, 2001. 296с.
Научная деятельность
В 1889 г. в статье «Бессемерование на Нижне-Салдинском заводе» (позднее перепечатанной во многих европ. журналах) Грум-Гржимайло описал способ бессемерования, введенный в 70-х гг. 19 в. на Нижне-Салдинском заводе К. П. Поленовым (Бессемеровский процесс (бессемерование чугуна, производство бессемеровской стали) — процесс передела жидкого чугуна в литую сталь путём продувки сквозь неё сжатого воздуха, обычного атмосферного или обогащённого кислородом. Операция продувки производится в бессемеровском конвертере. Превращение чугуна в сталь происходит благодаря окислению примесей, содержащихся в чугуне — кремния, марганца и углерода (отчасти также железа) кислородом воздуха дутья. Несмотря на возрастание (с окислением примесей) температуры плавления металла, он остаётся в жидком состоянии благодаря выделению тепла при реакциях окисления. Термин «бессемеровский процесс» обычно присваивают так называемому кислому конвертерному процессу, который ведут в агрегате с кислой футеровкой (кремнистый материал, динас). Процесс был предложен в Англии Г. Бессемером (1856 г.)).
Способ этот, названный впоследствии «русским бессемерованием», в отличие от ранее применявшегося, позволял вести процесс получения стали из чугуна с низким содержанием кремния и марганца. Это достигалось предварительным перегревом (по отношению к точке плавления) чугуна в отражательной печи. Грум-Гржимайло доказал экономич. целесообразность этого процесса в данных условиях и дал ему правильное теоретич. обоснование, показав, что благодаря перегреву горение углерода в чугуне начинается с первых минут продувки. При англ. типе бессемерования горение углерода усиливается только после выгорания кремния и марганца, выделяющих при своем окислении тепло, необходимое для процесса. В 1908 г. он первым применил законы физич. химии (закон о равновесном состоянии системы в зависимости от изменения температуры и закон действия масс) к объяснению процессов, происходящих в бессемеровском конвертере и в стальной ванне мартеновской печи. Это явилось крупным шагом в оформлении металлургии как науки.
В 1910 г., использовав идею М. В. Ломоносова, изложенную в дисс. «О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном» (1742—44, изд. 1763), Грум-Гржимайло дал теорию расчета пламенных печей, применив законы гидравлики к движению печных газов. Движение пламени в воздухе он уподобил движению легкой жидкости в тяжелой. Совм. с И.Г. Есьманом им дан расчет «высоты газового фонтана» и «газослива» в печах. Гидравлич. метод расчета пламенных печей, блестяще изложенный Г.-Г., являлся первой попыткой создать общую научную методику расчета печей. В свое время этот метод имел широкое распространение как в России, так и за границей и стимулировал дальнейшее развитие теории конструирования металлургич. печей. Изучая свойства огнеупорных материалов, в особенности динаса, Г.-Г. создал «теорию перерождения динаса», являющуюся до сих пор основой его технологии. В работе «Прокатка и калибровка» Грум-Гржимайло впервые сделал попытку объяснить методы калибровки, державшиеся в секрете старыми мастерами. Эта книга положила начало теоретич. изучению вопроса калибровки валков. До сих пор калибровщики пользуются правилом Грум-Гржимайло, по которому при калибровке балок шейка и фланцы должны получать «один коэффициент уменьшения площадей».
Под руководством Грум-Гржимайло создавались проекты различных нагревательных печей: методических — для нагрева слитков перед прокаткой, кузнечных — для термич. обработки металла, сушильных, отжигательных, а также мартеновских. В труде «Пламенные печи» (1925) он обобщил свой метод конструирования пром. печей, дав в нем много оригинальных проектов печей различного назначения. Г.-Г. созданы кадры специалистов в области печного дела.
Схема кладки печи В.Е. Грум-Гржимайло
Данная печь имеет бесканальную систему. Конструкцией предусмотрено полное отсутствие каких-либо дымооборотов. Движение газов осуществляется не столько под действием тяги дымовой трубы, сколько под влиянием силы тяжести. В результате, под действием силы тяжести более тяжелые уже остывшие газы станут опускаться вниз, а вверх будут подниматься более горячие, то есть легкие газы.
Конструкция этой печи для бани имеет круглую форму, заключенную в футляр, который выполнен из листовой стали. Данное устройство состоит из двух основных частей. При этом нижняя ее часть занята топливником. С целью обеспечения прохода дымовых газов непосредственно в верхнюю часть, в перекрытии топливника предусмотрено небольшое устье (хайло). Верхняя часть представляет собой камеру, в которой отсутствуют дымообороты. Внешне она напоминает опрокинутый колпак, наподобие стакана. В связи с этим подобные печи довольно часто называют бесканальными или колпаковыми.
Нагретые дымовые газы не будут уходить из устья в дымоходы, так как они, в первую очередь, поднимутся под перекрышу, после чего, остывая, начнут постепенно спускаться по стенкам непосредственно до основания. Далее они станут проникать в дымовую трубу, в результате под воздействием тяги, постепенно унесутся в атмосферу.
На представленной схеме вертикальный разрез А-А выполнен поперек топливника, а разрез Б-Б сделан вдоль него. С 1 по 9 ряд кладки из кирпича выполнены горизонтальные разрезы. Разрез 9-9 позволяет детально рассмотреть так называемые контрфорсы. То есть вертикальные ребра (выполненные в 1/4 кирпича), которые располагаются вдоль поверхности стен от перекрытия печи непосредственно до перекрытия свода. В итоге они образуют насадку и устраиваются с целью увеличения внутренней поверхности теплопоглощения, а также улучшения восприятия тепла от отходящих дымовых газов печным массивом. Нагретые газами ребра позволяют печи на протяжении долгого времени сохранять тепло.
Преимущества
Данная конструкция использует практически 80% тепла сжигаемого топлива. Благодаря железному футляру, ограждающие конструкции допускается выполнять толщиной в 1/4 кирпича, за счет этого устройство способно достаточно быстро нагреваться.
Процесс кладки данной конструкции абсолютно прост. Преимуществом является тот факт, что если расположенная на трубе дымовая задвижка будет закрыта неплотно, в верхней половине печи не произойдет охлаждения под действием холодного потока воздуха, который попадает в топливник. Воздушный поток, попадающий в топливник сквозь щели топливной и зольниковой дверцы, поднимается через хайло. Так как он значительно тяжелее, чем дымовые горячие газы, он мгновенно перетечет в боковые каналы, после чего отправится в дымовую трубу. Именно поэтому вся часть под устьем (полностью весь колпак) не подвержена процессу охлаждения.
Недостатки
Основным минусом данной конструкции является подогрев преимущественно верхней части. С целью его уменьшения, рекомендуется устраивать шпуры в стенах топливника, где-то в пятой порядовке кирпичной кладки. Печь отлично функционирует на тощих каменных углях и антраците. Если конструкция будет топиться с помощью дров (в особенности сырых), щели, расположенные между контрфорсами, попросту зарастут сажей.
Сажу в данном случае чистить довольно сложно, так как прочистные дверцы размещаются в 8-ом ряду кирпичной кладки, тем самым препятствуют полноценному попаданию во все промежутки контрфорсов. Отвод дыма будет осуществляться в коренную трубу.
По принципу свободного движения дымовых газов бесканальные конструкции бывают прямоугольными и квадратными. Могут выполняться как в футляре из металла, так и с его отсутствием. Однако в последнем варианте, стенки колпака необходимо увеличить до 1/2 кирпича.
ПЕТЕРБУРГ — МОСКВА
В начале 1841 года в ведомстве путей сообщения были рассмотрены рекомендации Мельникова по строительству железной дороги, связывающей столицы. Была образована Междуведомственная комиссия для составления предварительного проекта этой магистрали под председательством шефа жандармов Александра Бенкендорфа. В состав комиссии вошли Мельников и Крафт. Они и разработали предварительный проект железной дороги. Этот проект в виде особого донесения был представлен на обсуждение правительства. Однако некоторые чиновники выступили против строительства железной дороги, утверждая, что она будет убыточна. В связи с этим Мельников и Крафт произвели дополнительные расчеты, в которых опровергли несостоятельность рассуждений противников железнодорожного транспорта.
Памятник Николаю I. Барельеф «Открытие Веребьинского моста на железнодорожной магистрали Петербург – Москва». wanderings.online
В январе 1842 года Николай I созвал специальное совещание для рассмотрения проекта железной дороги, составленного Мельниковым и Крафтом (сами они, однако, на совещание допущены не были). Некоторые министры, в том числе министр финансов Егор Канкрин и главноуправляющий путей сообщения и публичных зданий Карл Толь, возражали против постройки железной дороги. Тем не менее 1 февраля 1842 года решение о строительстве железной дороги Петербург — Москва было принято. Указом императора Мельников был назначен начальником Северной дирекции (Петербург — Бологое), а Крафт — Южной дирекции (Бологое — Москва) строительства.
Первые четыре части отчета были посвящены описанию американских железных дорог и теоретическим исследованиям проблем проектирования и строительства, а пятая часть — основам строительства железной дороги Санкт-Петербург — Москва
По существу именно Мельников стал главным инженером обеих экспедиций, так как он являлся автором технических условий проектирования железной дороги и других нормативных документов, определивших расчетную мощность и выбор направления всей магистрали. Как писал один из инженеров — участников строительства, Мельников «хотя и не был единственным начальником всей дороги, но не менее того он положительно был душою всего дела и учителем всего и всех по техническим вопросам, и учителем великим».
Именно Мельников был автором идеи строительства этой железной дороги по кратчайшему пути, по прямой линии. Вопрос этот долго обсуждался. Однако убедительные данные, представленные Мельниковым, предопределили издание в феврале 1843 года царского указа о строительстве железной дороги по прямому направлению. Хотя позднее возникла легенда, что это Николай I взял линейку и провел прямую линию от Петербурга до Москвы на карте.
Строительство железной дороги Петербург — Москва продолжалось восемь с половиной лет. В 1846 году было открыто рабочее движение между центром Петербурга и Александровским заводом, продолженное в 1847-м до Колпина и в 1849-м — до Чудова. В 1849 году открылось рабочее, а в 1850-м постоянное движение поездов между Тверью и Вышним Волочком. Официальное открытие всей железной дороги состоялось в Петербурге 1 ноября 1851 года.
После завершения строительства Павел Мельников написал ряд работ по железнодорожному транспорту, особенно в области классификации железных дорог. Его исследования линии Москва — Черное море и других составляют основу всех железных дорог России, которые развивались преимущественно под его эгидой в последующие годы.
Вид Николаевской железной дороги. Мост через реку Тверца. историк.рф
Биография
В «Стальпроекте» Юрий Владимирович работал главным инженером-конструктором, специализировался на проектировании нагревательных печей для прокатных станов. Он также был автором ряда научных работ в области металлургии, работал доцентом кафедры «Металлургические печи» Московского Института стали.
Серьезные репрессии в «Стальпроекте» начались в 1937 году. Так, 2 сентября был задержан старший инженер мартеновского отдела института Николай Константинович Флеровский. 8 октября он был приговорен к высшей мере наказания по обвинению в «шпионаже в пользу германской разведки и участии в подготовке теракта против руководителей ВКП(б) и советского правительства». Были арестованы инженеры А.П. Кожин и Б.И. Лукоянов.
Юрия Владимировича арестовали в ночь с 17 на 18 февраля 1938 года по обвинению в «участии в контрреволюционной организации, состоявшей из враждебного советской власти инженерства, имевшего связи с участниками Промпартии». В тот же день, по другому адресу – Большой Афанасьевский переулок, 3 – арестовали и его брата Алексея, главного инженера Главкаучука Наркомата тяжелой промышленности СССР (заявку на установку ему мемориальной таблички подала родственница. «Последний адрес» ведет переговоры по согласованию разрешения на установку таблички – ред.), а также еще нескольких сотрудников «Стальпроекта» – , в том числе инженера-конструктора А.А. Чижова.
В этой «вредительской контрреволюционной организации» как утверждало следствие, состоял и брат Юрия, Алексей, а также ряд конструкторов и инженеров «Стальпроекта». Все они якобы вели «вредительскую работу в проектировании и конструировании промышленных печей, срывая сроки проектирования, перерасходуя материалы при строительстве печей, удорожая строительство и игнорируя стахановские методы».
Юрий Владимирович пробыл в тюрьме под следствием семь месяцев. 15 сентября 1938 года его приговорили к высшей мере наказания по обвинению в «участии в контрреволюционной организации». Приговор был приведен в исполнение в тот же день. Ему было 34 года.
Алексей Владимирович Грум-Гржимайло был расстрелян месяцем раньше – 22 августа 1938 года – также по обвинению в «участии в контрреволюционной организации». Репрессирован – еще раньше – был и брат Юрия и Алексея, Николай. Он тоже был инженером-металлургом, был арестован 12 февраля 1933 года по обвинению во вредительстве и приговорен к трем года ссылки, которую отбывал в Мариинске. По ходатайству президента Академии наук А.П. Карпинского и академика М.А. Павлова он был освобожден из ссылки и переведен на Златоустовский завод, где проработал 40 лет.
У Юрия Владимировича осталась жена, Людмила Владимировна Краузе и семилетний сын Владимир.
Долгое время в семье ничего не знали о судьбе Юрия Владимировича. В 1949 году родные получили ложное свидетельство о смерти, в котором говорилось, что он скончался 18 февраля 1944 года от воспаления легких.
Юрий Владимирович и Алексей Владимирович Грум-Гржимайло были реабилитированы в 1955 году. Тогда же родные получили второе, тоже ложное свидетельство о смерти Юрия Владимировича, в котором приводились те же данные, что и в первой. В 1990 году они получили третье свидетельство о смерти, в котором уже значатся истинные дата и причина гибели Юрия Владимировича Грум-Гржимайло.
НАЧАЛО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ НАУКИ
Молодому инженеру разрешили остаться в институте в качестве преподавателя прикладной механики, которую до 1830 года преподавал известный французский физик и инженер Бенуа Клапейрон. После ухода Клапейрона Мельников продолжил читать этот курс, значительно расширив учебный план. Причем он был первым, кто читал лекции на русском языке (до 1830 года преподавали на французском).
В те же годы Мельников занимался проектированием и разработкой водоподъемных механизмов с использованием паровой машины, расчисткой порогов реки Волхов, совершенствованием судоходства на Западной Двине. Осенью 1831 года Мельников стал доцентом, в ноябре 1833-го — профессором прикладной механики. Одновременно он был избран членом Комитета по строительству и гидравлике, который инспектировал все строительные площадки Санкт-Петербурга. Он также руководил строительством и возведением нового деревянного купола Троицкого собора в Санкт-Петербурге, построенного архитектором Василием Стасовым на замену старому, унесенному ветром. Купол был возведен без каких-либо внешних лесов, все его части были собраны внизу, а затем поднимались по наклонной дощатой конструкции, построенной внутри собора. Этот способ строительства, разработанный Мельниковым и его помощником инженером путей сообщения Иваном Буттацем, был большим вкладом в теорию и практику строительства. Новый купол собора стал вторым в Европе по величине среди деревянных куполов.
Мельников интересовался всеми отраслями инженерного дела, но особенно британским железнодорожным строительством. В 1835 году он первым в России опубликовал книгу «О железных дорогах»
Мельников интересовался всеми отраслями инженерного дела, но особенно британским железнодорожным строительством. В 1835 году он первым в России опубликовал книгу «О железных дорогах», предназначенную для ознакомления русских инженеров с устройством железных дорог, разнообразием их основных технических параметров, двигателями, подвижным составом и т. д. Книга получила широкое признание и сыграла большую роль в становлении железнодорожной науки и образовании инженеров. Но прежде всего она продемонстрировала возможность строительства железных дорог в России и объяснила их экономическую целесообразность
В этой книге Мельников особенно обратил внимание на тот факт, что дороги, позволяющие передвигаться с такой скоростью, несомненно, повлияют на экономику, торговлю и оборону страны
Мельников руководил строительством и возведением нового деревянного купола Троицкого собора в Санкт-Петербурге, построенного архитектором Василием Стасовым на замену старому, унесенному ветром. Купол был возведен без каких-либо внешних лесов, все его части были собраны внизу, а затем поднимались по наклонной дощатой конструкции, построенной внутри собора. Новый купол собора стал вторым в Европе по величине среди деревянных куполов. turproezdka.ru
Послесловие
У прочитавшего воспоминания моей сестры естественно может встать вопрос: насколько они верны? Не является ли масса подробностей и мелочей просто вымыслом?
Это не так – многому можно доверять. У Маргариты была поразительная память. В детстве она без труда повторяла прочитанную страницу. Мать – свидетельница и участница многих событий – подтверждала правильность рассказов Маргариты.
Но не ко всему следует относиться строго и нельзя не учитывать литературной обработки, которой Маргарита до некоторой степени увлекалась.
Вот что пишет, например, она о встрече дикой дивизии:
«Я, конечно, не знала, чем именно угощала мама офицеров – мне это было совсем не интересно. Я описала здесь обычный торжественный обед, какие часто бывали у нас, когда приезжали важные гости».
А такие обеды бывали у нас нередко и всегда, когда приезжали владельцы. В управительском доме было две хорошо обставленных комнаты для приезжих, как пишет Маргарита.
Приезд гостей, кто бы они не были – нередко просто инженеры по делам, всегда обеспечивался удобствами и комфортом. Во дворе располагалась оранжерея, где выращивались диковинные для севера плоды: кукуруза, спаржа, дыни, артишоки… были и ананасы. Так что указание Маргариты на ананас – не выдумка.
Сергей Грум-Гржимайло