Михаил Шателен - Русские электротехники
«Параллельное положение углей, — пишет Чиколев, — имеет за собой наглядную простоту. Противоположное (т. е. помещение одного угля над другим) имеет следующие практические качества:
а) угли можно употреблять значительно толще, что экономичнее и, по продолжительности их горения, не нужно присутствия человека для переводов,…
в) Вольтова дуга между вертикальными концами углей представляет меньше сопротивления, чем горизонтальная в свече и, кроме того, случайное увеличение сопротивления в вольтовой дуге в лампе, например, от качества угля, от ветра, немедленно исправляется автоматическим сближением углей…,
г) свет получается равный во все стороны по горизонтальному направлению и светящаяся точка, по желанию, может занимать определенную высоту.
Единственное возражение против противоположного положения углей — потребность в механизме, двигающем угли. Я думаю, что нельзя быть противником механизмов в принципе, во что бы то ни стало, а следует взвешивать тщательно все pro и contra и тогда не колебаться принимать механизм, если перевес на его стороне». Защищая и в дальнейшем свои лампы от горячих сторонников свечи Яблочкова, не имевшей никакого механизма, Чиколев говорит: «Я уверен, что электрическим лампам, действующим при помощи двух противопоставленных концами подвижных углей, принадлежит большая будущность и притом с содействием моего принципа разветвления токов».
В этом отношении Чиколев не ошибся. Действительно, дуговые лампы с расположенными один над другим углями вытеснили электрические свечи Яблочкова, но, как и сам Чиколев неоднократно указывал, для того, чтобы более сложные электрические регуляторы получили применение, необходимо было приучить потребителя к применению электрического освещения, и эту задачу с честью выполнили более простые, хотя, быть может, менее экономичные яблочковские свечи.
В дальнейшем, в 1886 г., Чиколев приспособил свой принцип «дифференциального регулятора» для устройства электрической лампы «тройного действия», предназначенной специально для военных аппаратов, допускавшей и ручную и автоматическую регулировку.
Дифференциальный регулятор создал молодому электротехнику известность. Продолжая работу над дуговыми лампами и исследуя дуги в прожекторах, Чиколев убедился, что прожекторы дают гораздо лучшие результаты, когда угли в них располагаются горизонтально или почти горизонтально и когда оси угольных стержней не совпадают, так что конец отрицательного электрода не затемняет части кратера положительного. Это усовершенствование стало применяться во всех прожекторах русских и иностранных. Работая над прожекторами, Чиколев, неудовлетворенный качествами применявшихся в его время стеклянных и металлических прожекторных зеркал, предложил применять медные посеребренные рефлекторы параболической формы. Для изготовления точных параболических поверхностей Чиколев предложил испробовать метод Д. А. Лачинова, состоящий в том, что подвергается быстрому вращению столб жидкого скоросохнущего цемента, гипса и т. п. В столбе образуется воронка строго параболической формы, которая сохраняется после затвердевания цемента.
Для рассеяния пучка света Чиколев предложил применять экран из обычного стекла.
Другое предложение Чиколева касалось уже прожекторов со стеклянным отражателем. По его идее отражатель составлялся из ряда кольцеобразных стеклянных элементов, образующих в совокупности зеркало. Поверхность каждого из кольцеобразных элементов отшлифовывалась так, чтобы вся совокупность колец образовывала сферическую поверхность. Получалась конструкция, подобная конструкции составных линз Френеля, применяющихся на маяках, только предназначенная не для преломления света, а для его отражения.
Конструкция Чиколева дала отличные результаты, но оказалась слишком дорогой в производстве и была оставлена.
Русская армия и флот были в то время вообще передовыми в отношении применений электричества для военных целей. Именно в учреждениях военно-морского флота электрические лампы наших изобретателей Яблочкова и Лодыгина встречены были с наибольшим интересом. Это видно хотя бы из следующих цифр: к середине 1880 г., по данным, опубликованным в журнале «Электричество», во всей России было установлено всего около 500 фонарей со свечами Яблочкова. Из них больше половины были установлены на заводах военного и военно-морского ведомства и на военных судах; в то время как установки для освещения улиц, площадей, вокзалов, садов и т. п. имели каждая не больше 10–15 фонарей, на одном Кронштадтском пароходном заводе было установлено 112 фонарей, на яхте «Ливадии»— 48 фонарей, на других судах флота 60 фонарей и т. д. При участии морского и военного ведомства акад. Якоби производил свои опыты над электродвижением своего бота. Он и Шиллинг при содействии тех же ведомств разрабатывают мины с электрическими взрывателями. Наши артиллеристы, саперы и моряки первые начали применять электрическое освещение, в частности, для боевых целей. По свидетельству английских специалистов в турецкую войну 1877–1878 г. русские войска и флот могли успешно защищать побережье Черного моря в значительной степени благодаря применению электрических прожекторов. Электрические прожекторы в ту же войну были применены русскими войсками при других боевых операциях. В дальнейшем прожекторы стали еще шире применяться в русской армии и Чиколеву, как работнику артиллерийского ведомства, пришлось очень много работать с ними и, в частности, приходилось принимать прожекторы, поставляемые различными фирмами, почти исключительно иностранными. Во время этих работ Чиколев убедился, что не существует сколько-нибудь рациональных, теоретически обоснованных методов определения качеств прожекторов. Разработке таких методов Чиколев посвятил много трудов. К этой работе, чувствуя ее сложность и трудность, Чиколев привлек в качестве сотрудников сначала молодого, много обещавшего, но, к сожалению, рано умершего физика В. Тюрина, а затем молодого инженер-технолога Р. Э. Классона, впоследствии крупнейшего советского инженера, строителя первой торфяной электростанции близ Москвы, получившей его имя (ГЭС имени Р. Э. Классона). Результаты исследований этих трех изыскателей были опубликованы в работе «Осветительная способность прожекторов электрического света», выпущенной в двух частях по распоряжению Главного артиллерийского управления в 1892 и 1895 гг. Вот как мотивирует Чиколев во введении к этому труду необходимость изучения вопроса, которому посвящен труд: «Для проекции электрического света на дальние расстояния, — пишет Чиколев, — употребляются различные оптические системы разных свойств, размеров, фокусных расстояний и с различной силой электрического тока и света, т. е. с различными размерами кратера. Причины, по которым строители таких оптических приборов, носящих общее название прожекторов, останавливаются на известных величинах всех приведенных выше элементов, остаются обыкновенно необъясненными, да часто и строители сами себе не могут отдать в этом точного отчета. Обыкновенно ими руководят не теоретические принципы, не условия наивыгоднейшего освещения, а разные, часто практические, соображения… Потребители таких приборов, повидимому, большею частью довольствуются испытанием предлагаемых им прожекторов, не входя в критическую их оценку. Вместо теоретического изучения прожекторов, которое одно может дать верный путь для правильной принципиальной оценки системы, руководствуются исключительно указаниями опыта, которые далеко не могут быть мерилом для оценки прожекторов… Мы не отрицаем пользы опытов с прожекторами; наоборот, считаем их необходимыми, но только после теоретической оценки прожектора, которая одна может показать, какой прожектор должен быть лучше, какая сила тока должна быть в нем употреблена и т. п. Опыт необходим уже потому, что при теоретических расчетах мы имеем дело с точными геометрическими поверхностями отражения или преломления, а на практике они всегда имеют большие или меньшие отступления как в разных системах, так и экземплярах той же системы прожекторов».
Поставленным задачам и соответствует содержание труда Чиколева и его сотрудников. В сравнительно небольшом объеме дано чрезвычайно много материала как по теоретическим расчетам, связанным с прожекторным освещением, так и по экспериментальному исследованию прожекторов. В труде разрешаются такие вопросы, как определение осветительной способности прожекторов электрического света и сравнительной видимости освещаемых предметов, выясняется влияние размеров рефлектора, его фокусного расстояния и силы тока на осветительную способность рефлектора. Все теоретические выводы подтверждаются числовыми примерами и опытными данными. Чрезвычайный интерес представляет последняя часть труда, написанная самим Чиколевым, озаглавленная: «Поверка рефлекторов электрического света фотографированием». Дав критику существовавших методов испытания, Чиколев приходит к выводу, что все результаты их всегда основываются на субъективном впечатлении наблюдателя. Поэтому он и разработал метод объективный… «Автор разработал, — говорит Чиколев, — новый прием поверки рефлекторов с помощью фотографирования изображения в рефлекторах белых щитов, из которых на одном нанесен ряд параллельных, а на другом перекрещивающихся под прямыми углами черных линий. Результаты этого фотографирования проверяются еще фотографированием пучка света вольтовой дуги, отраженного от рефлектора на белый щит. По характеру искажения получаемых изображений можно всегда сделать заключение о тех или иных дефектах прожекторов». На фиг. 26а и 26б приведены фотографии изображений сеток, полученных от прожекторных зеркал.