Михаил Шателен - Русские электротехники
При основании Петербургского политехнического института он был привлечен к разработке плана Института и намечался к назначению деканом электромеханического факультета. Однако, семейные и деловые обстоятельства не позволяли ему покинуть Германию и переехать в Петербург. Все же он сохранял связи с Институтом и, в частности, передал ему всю свою ценнейшую электротехническую библиотеку.
Умер Михаил Осипович в 1919 г., когда молодая Советская республика была отрезана от всего мира. Поэтому его смерть осталась неотмеченной на родине. Лишь после его смерти память его почтили как специальными сообщениями в технических обществах, так и статьями в журналах.
Как было сказано, первые научные работы Михаила Осиповича относятся к области электрохимии. Изобретение аккумуляторов и успехи первых заводских применений электролиза для металлургических целей привлекали в начале 80-х годов XIX в. внимание многих ученых и изобретателей. Доливо-Добровольский, начав учиться в Дармштадте, тоже увлекся этой отраслью электротехники. Его первые научные работы, о которых в середине 80-х годов помещались сообщения в журнале «Электричество», все были посвящены вопросам электрохимии, причем во всех случаях молодой автор не стеснялся в высказывании своих взглядов. Так. например, рецензируя работу Лоджа «О местонахождении электровозбудительных сил в гальванических элементах», он высказывает и дает изложение своих мыслей по этому интересовавшему электрохимиков вопросу. Эти первые статьи очень характерны для Доливо-Добровольского. В них он, еще с юношеской горячностью, выступает против рутинных взглядов и привычек, свойственных и многим научным работникам и работникам промышленности, и стремится выявить значение научного подхода к решению всех технических вопросов. Так, сделав некоторые выводы относительно работы аккумуляторов и дав несколько формул для расчетов, Доливо-Добровольский пишет: «Иной техник, пожалуй, испугается такой массы условий: характеристика машины или уравнение ее — не всегда известны; не всегда известно и сопротивление аккумуляторов; как же тогда употреблять все эти формулы? Но со своей стороны мы спросим этого, возмущенного нашею требовательностью, техника: возможно ли работать основательно, делать основательную установку приборов, вычислять расходы на движущую силу, определять производительность, не зная во всех деталях тех приборов, с которыми он имеет дело? В настоящее время машиностроение достигло такого развития, что всякая установка, почти все ее подробности могут быть точно определены заранее. К тому же должна стремиться и электротехника».
В другой статье, говоря об электрохимии, Доливо-Добровольский пишет: «Надо сознаться, что в этом отделе электротехники чувствуется гораздо больший недостаток в научной разработке, чем, например, в электрическом освещении, почему для каждого электрохимика представляет интерес знать то немногое, что приобретено наукой, уже хотя бы для того, чтобы не заразиться мистицизмом в науке об электричестве, в который, к сожалению, впали очень многие».
Говоря дальше об успехах электрохимической промышленности, Доливо-Добровольский пишет: «В настоящее время электрохимическая промышленность стоит на той высшей точке, которой она могла достичь при помощи одной лишь практики, и чтобы получить новый толчок, необходимы новые научные исследования. К прискорбию, приходится констатировать факт, что далеко не все, кому бы надлежало, стремятся к освещению электрохимии, наоборот, стремятся затемнить и затуманить то немногое, что сделано на этом пути наукой. Иначе мы не можем, например, себе объяснить борьбы против закона о сохранении энергии при электрохимических явлениях»,[25] и далее: «Не следует вообще профессорам обезкураживать электрохимиков, лишь потому, что их результаты вычислений верны только до одного десятичного знака… Абсолютно точных вычислений пока невозможно требовать… и практикам поневоле приходится довольствоваться приблизительными; это все же лучше, чем идти ощупью и безпрестанно пробовать».
Заканчивая свою рецензию на названную выше работу Лоджа, Доливо-Добровольский опять касается «мистицизма» в науке и говорит: «Мы предаемся надежде, что в недалеком будущем теория усовершенствуется, изгнав мистические понятия».
В дальнейшем наука, конечно, вполне освободилась от всяких следов мистицизма, хотя долгое время объяснения многих из наблюдавшихся явлений, в частности, в электрохимии, не всегда были свободны от того недостатка, который Доливо-Добровольский называл «мистицизмом».
Михаил Осипович не долго сосредоточивает свое внимание на одной электрохимии. Скоро он начал работать и над другими вопросами электротехники. Работая на электротехнических заводах, Доливо-Добровольский стал заниматься вопросами электротехнических измерений, в частности, он разработал особый вид электромагнитных амперметров и вольтметров, которые выпускались немецкой фирмой «Всеобщая компания электричества» и очень широко применялись для измерений как постоянных, так и переменных токов.
Позже Доливо-Добровольский применял для устройства измерительных приборов принцип двигателя с вращающимся магнитным полем переменного тока. На этом принципе устроены его ваттметры, фазометры и частотомеры. Приборы эти отличались простотой, выносливостью и получили в свое время широкое применение в качестве приборов для распределительных щитов на электрических станциях. И теперь этот принцип применяется в целом ряде электрических приборов, используемых для самых разнообразных целей.
Работая над расчетами и проектами электрических генераторов, Доливо-Добровольский видел, какое значение для расчетов имеет точное знание величины потерь от паразитных токов и гистерезиса, именно, в листах стали, которая применялась для изготовления сердечников машин и трансформаторов. Для скорого и простого получения этих данных он разработал простой прибор, требовавший для производства измерений только небольшого количества испытуемого материала и дававший возможность определять искомые потери в этом материале помощью наблюдений показаний обычных электроизмерительных приборов — ваттметра и амперметра. Прибор Доливо-Добровольского был прототипом тех приборов, которые и до сих пор широко применяются в измерительной технике под именем приборов Эпштейна.
Большое значение в электротехнике приобрел изобретенный Доливо-Добровольским способ деления напряжения постоянного тока при применении так называемой «трехпроводной» системы распределения, основанный на применении индукционной катушки, названной Доливо-Добровольским «делителем напряжения». Как известно, расширению сетей постоянного тока больше всего препятствовала невозможность при постоянном токе применять в сетях, в которых имеются лампы накаливания, сколько-нибудь высокое напряжение. Действительно, в этих сетях напряжение должно быть то же, что и в приемниках, а так как лампы накаливания изготовлялись для напряжений не выше 110–220 в, то и в сетях нельзя превосходить этих напряжений. Между тем, даже при напряжении около 220 в радиус района сети не мог превышать 1–1,5 км. При большом увеличении района размеры потерь делают электроснабжающую установку неприемлемой, особенно с экономической точки зрения, так как для сколько-нибудь удовлетворительного горения ламп провода должны применяться большого диаметра и, следовательно, требуют применения больших количеств меди. Так называемая «трехпроводная система» до некоторой степени устраняла этот недостаток постоянного тока, позволяя удваивать напряжение у зажимов питающего генератора и в распределительной сети путем включения между проводами по две лампы последовательно и применения третьего «уравнительного» провода малого сечения, соединяющего между собой общие зажимы ламп. Для того, чтобы такая система могла удовлетворительно работать, т. е. чтобы каждая лампа всегда получала половину общего напряжения сети, для уравнения напряжений в этих половинах включали обычно в питающую сеть или специальные машины «уравнители», или агрегаты из двух машин, валы которых прочно связывались между собой. Применение таких вращающихся уравнительных машин влекло за собой много затруднений при эксплоатации систем и заставляло иногда отказываться от применения трехпроводной системы. Доливо-Добровольский, работавший много с переменными токами, придумал заменить вращающиеся машины одной неподвижной индукционной катушкой на железном сердечнике. Он учел то обстоятельство, что в генераторах постоянного тока ток выпрямляется только коллектором, в обмотках же якоря он остается переменным. Таким образом, если концы обмотки якоря присоединить к катушке с большим коэффициентом самоиндукции, то эта катушка представит большое сопротивление прохождению переменного тока, в то же время самоиндукция не будет мешать прохождению постоянного тока, снабжая якорь, кроме коллектора, двумя контактными кольцами, и поэтому, включая надлежащим образом такую катушку через кольца между концами обмотки якоря и присоединяя к середине ее обмотки третий провод системы (фиг. 28), можно добиться деления напряжения, а также постоянства напряжения в двух половинах трехпроводной системы, не прибегая к вращающимся механизмам. Внешний вид «делителя» дан на фиг. 29.