Федор Аполлонович Пироцкий — изобретатель электрического трамвая

Пироцкий Федор Аполлонович (1845-1898) – известный российский инженер и изобретатель, которому приписывают создание первого в мире трамвая на электротяге. По другой версии он стал пионером этого вида транспорта в России, а первым на планете трамвай изобрел Вернер Сименс, что не умаляет заслуг Пироцкого. Также Федор Аполлонович успешно работал над проектом доменной печи, централизованной городской электросети и технологией передачи на расстояние тока большой мощности.

Ранняя биография

Федор Аполлонович родился 17 февраля (1 марта) 1845 года в селе Сенча Лохвицкого уезда Полтавской губернии Российской империи. Его отец был военный врачом и происходил из рода потомственных украинских казаков. В конце XVIII века после ликвидации гетманства его приравняли по статусу к русским помещикам.

После завершения обучения в Константиновском Кадетском Корпусе и Михайловской Военной Артиллерийской Академии Федор направился на службу в Киев, где он был зачислен в Печерскую крепостную артиллерию местного гарнизона в звании подпоручика. Именно в это время происходит его знакомство с выдающимся отечественным электротехником Павлов Николаевичем Яблочковым, произведшее глубокое впечатление на Пироцкого и определившее его жизненную направленность. В 1869 году молодой человек поступает учиться на строевой факультет Михайловской артиллерийской академии.

Первые изобретения

В 1871 году Пироцкий возвращается в столицу для работы в отделе техотчетов и смет Главного артиллерийского управления (ГАУ) и параллельно приступает к изобретательской деятельности. Еще в студенческие годы во время обучения в академии Федор Аполлонович, проходя практику на финских военных предприятиях, поразился количеством водопадов в этих местах, энергия которых использовалась крайне ограниченно. Глубокое впечатление, полученное от красоты и силы этой природной стихии, побудило Пироцкого к работе над передачей электроэнергии от источников производства (паровые машины или водопады) к потребителям (населенные пункты, предприятия). Эта проблема стала основополагающей для развития мировой электротехники, так как подходы к передаче слабых токов уже были найдены (сначала телеграф, а затем телефон).

Работа ревизора ГАУ предполагала детальное знакомство с состоянием пушечного производства, которое нельзя было назвать совершенным. Чтобы исправить ситуацию, Пироцкий предложил новую модель доменных печей с тройными стенками, что позволяло сократить расход топлива в процессе плавки металла.

Работа над передачей тока

Занимаясь изучением отчетов артиллерийских полигонов, Федор Аполлонович разглядел на плане Волковского поля прожекторную башню, питавшуюся энергией от маломощного электрогенератора системы Якоби, который находился на расстоянии чуть меньше 200 метров. Это побудило его к приобретению двух коллекторных машин системы Грамма мощностью 6 л.с.ток

В 1874 году на военном полигоне Волковского поля Пироцкий организовал пробную передачу электричества по железным проводам, которые были зафиксированы между двумя машинами, на деревянных столбах с помощью изоляторов. Расстояние между устройствами было около 200 метров. Роль обратного проводника выполняла земная поверхность. В итоге изобретателю удалось создать первую модель «генератор-земля», которая показала возможность передачи на расстояние тока большой мощности.

В свободное от работы время Федор Аполлонович упорно продолжал трудиться над технологией получения, передачи и преобразования электричества в механическую энергию. Для проведения опытов он использовал заброшенный участок железной дороги Миллера длиной 4 км в районе Сестрорецка. Желая добиться сокращения потерь в линии, изобретатель организовал серию опытов по передаче электричества с помощью двух изолированных железнодорожных рельсов, чье сечение было в 600 раз больше, чем у стандартного телеграфного провода. При этом один рельс играл роль прямого провода, а второй обратного.

Чтобы повысить проводимость и уменьшить сопротивление он использовал стыковые электросоединения прямого и обратного проводов. С целью улучшения изоляции двух ниток рельсов одной колеи, их подошва смазывалась асфальтом. Эта идея Пироцкого не потеряла актуальности и в наши дни – сегодня рельсы железнодорожной колеи выступают ключевым элементом автоблокировки, локомотивной сигнализации и диспетчерского контроля за движением.

В 1876 году Федор Аполлонович добился вращения электродвигателя, расположенного в километре от генератора Гамма. В итоге его гипотеза о возможности передачи электричества с помощью железнодорожных рельсов нашла подтверждение. Описание проведенных опытов и полученные результаты автор изложил в статье «О передаче работы воды как двигателя на всякое расстояние посредством гальванического тока», которая была переведена на немецкий язык для фирмы «Сименс и Гальске».

Изобретение трамвая

Новый период изобретательской деятельности Пироцкого прошел в тесном сотрудничестве с известнейшим русским электротехником Владимиром Николаевичем Чиколевым, прославившимся в качестве создателя дуговых ламп с дифференциальным регулятором. В 1879 году Федор Аполлонович возвратился в Петербург из продолжительной командировки в черноморские крепости и сразу предложил столичным властям проект трамвая на электротяге. Однако владельцы конных железных дорог заблокировали его принятие, что не изменило планов изобретателя.

В течение лета 1880 года он занимался реконструкцией массивного двухъярусного вагона конной железной дороги весом 6,5 тонны, рассчитанного на 40 пассажиров. В нижней части кузова Пироцкий прикрепил тяговый электромотор постоянного тока и редуктор. Впервые подобная конструкция была оснащена двухступенчатой зубчатой передачей, тягового электромотора к осям вагона, что стало прототипом для привычной нам сегодня колесной пары локомотива.

Чтобы рельсовые пути могли служить источником передачи электричества, Пироцкий изолировал костыли от шпал с помощью специального средства, а под рельсами разместил изолирующие прокладки из брезента. По соседству с дорогой в Рождественском вагонном парке возвели электростанцию, оборудованную генератором постоянного тока.

Первые эксперименты проводились на участке длиной 85 метров. Автор смог доказать, что электричество способно заставить двигаться колеса перемещающегося по рельсам конного экипажа. В начале сентября 1880 года Пироцкий организовал испытание двухъярусного моторного вагона, на котором присутствовала администрация Второго общества конно-железных дорог. Он передвигался самостоятельно со скоростью 10-12 км/ч, став прототипом трамвая. Опытный образец был оснащен четырехсильным тяговым двигателем, а питание электричеством обеспечивали рельсовые пути. Токосъем осуществлялся посредством бандажей колес, поэтому они были изолированы от вагонных осей.

Вагон мог ускоряться и замедляться, делать остановки и двигаться обратно. Несмотря на сопротивление владельцев конок, в течение месяца на Болотной улице Петербурга проходили испытания транспортного средства. Сначала на нем ехал только его создатель, после чего были приглашены 40 пассажиров. Все действо активно освещалось прессой, позднее итоги эксперимента были опубликованы в журнале «Электричество». Тогда еще никто не знал, что до запуска полноценного трамвая в Петербурге придется ждать целых 12 лет.

Усовершенствование машины требовало дополнительных средств, которых у Федора Аполлоновича просто не было. Руководство столицы, заключившее соглашение с конно-железными дорогами для пассажирских перевозок в черте города, помогать не спешило.

В 1881 году изобретатель представил авторскую модель железной дороги на электротяге в Париже на Международной электротехнической выставке. Вернувшись в Россию, он первым проложил под землей электрический кабель для передачи тока от Литейного завода к Технической артиллерийской школе и разработал проект подземной электросети, подтолкнувший власти Петербурга к возведению центральной электростанции.

Развитие идей Пироцкого

Идеи российского электротехника стали применяться за рубежом еще при его жизни. В 1880 году Томас Эдисон организовал в Нью-Йорке первые эксперименты по использованию электротяги на железной дороге. Год спустя, компания братьев Сименс приступила к производству вагонов, идентичных по конструкции с детищем Пироцкого. В этом же году в германской столице появилась трамвайная линия «Гросс-Лихтерфильде» длиной 2500 метров, по которой передвигался вагон рассчитанный на 20 пассажиров. Передача электричества к тяговым моторам выполнялась по схеме Федора Аполлоновича без третьего рельса.

На электротехнической выставке 1882 года, состоявшейся в Вене, была построена трамвайная линия, максимально схожая с той, что демонстрировалась двумя годами ранее в Петербурге. В последнее десятилетие XIX века трамвайные линии по схеме российского электротехника были запущены в ирландском Портуме, английском Брайтоне, немецком Франкфурте-на-Майне, а вскоре преимущества этого экологически чистого вида транспорта оценили во многих странах.

Последние годы жизни

Как часто бывает с талантливыми людьми, Пироцкий был недооценен при жизни. Несмотря на громкие изобретения его отсылают в Ивангородскую крепость, где в 1888 году досрочно отправляют в отставку в чине полковника. Все это случилось примерно за пять месяцев до окончания 25-летней военной выслуги, которая позволила бы ему получить максимальную пенсию.

Будучи подавленным от этой новости, изобретатель возвращается на Украину в имение дяди, доставшееся ему по наследству. Однако в результате судебных разбирательств недвижимость у Пироцкого отобрали, что вынудило его вернуться в столицу. Здесь он снимал номер в гостинице, но денег катастрофически не хватало даже на оплату апартаментов и еду.

28 февраля (12 марта) 1898 года Федора Аполлоновича Пироцкого нашли мертвым. Похороны изобретателя были организованы его знакомыми в долг — было заложено имущество Пироцкого.

«Никаких денег при нем не нашли, и знакомые устроили ему похороны в кредит, за счет описанного и позднее проданного имущества… На площади с молотка продавались разные старые вещи, обозначенные в описании под номерами, и за все более-менее пригодные вещи стоимостью от 1 копейки до 4 рублей выручено всего 65 рублей.

Непроданными остались 16 номеров никому не нужных вещей, таких как, например, разные книги, бумаги и т.д. Осталось 5 сундуков, 4 чемодана и 3 ящика: все это наполнено деловыми бумагами, картинами, книгами».

Интересные факты

Публикация в журнале статьи о передаче электричества с помощью рельсов сыграла с Федором Аполлоновичем злую шутку. Вскоре после этого известный изобретатель Вернер Сименс создал в Берлине забавный аттракцион, главным действующим лицом которого выступал локомотив и две небольшие платформы, где спиной друг к другу сидели люди. Поезд приводился в движение по схеме, описанной ранее Пироцким.

В конце жизни Пероцкий был лишен полагавшегося ему наследства в виде имения на Херсонщине из-за одной буквы «е». В годы учебы в Михайловском артиллерийском училище допустили неверное написание фамилии, указав во всех служебных документах «Пероцкий». Ошибку удалось заметить только за два года до смерти изобретателя.