Новое положение науки в социалистическом обществе побудило Владимира Петровича от теоретических размышлений перейти к практическим выводам, к инженерно-технической деятельности. Еще во время пребывания своего на родине, в Курске, в 1918 году он принял живейшее участие в создании нового типа ветряного двигателя, задуманного известным его земляком — Анатолием Георгиевичем Уфимцевым.
Анатолий Георгиевич Уфимцев, названный А. М. Горьким «поэтом технической мысли», принадлежит к числу тех замечательных деятелей русской техники, которым обычно присваивается снисходительное прозвище «самоучек», но которые в действительности являются талантливейшими и образованнейшими конструкторами и инженерами.
Ветряным двигателем Уфимцев заинтересовался как силовой станцией для электрификации своей мастерской в 1918 году.
Обдумывая конструкцию ветряка, Уфимцев считался с запросами и возможностями сельского хозяйства, расцвет которого нетрудно было предвидеть после революции.
Естественная мысль о применении к ветростанциям электрических аккумуляторов для получения электроэнергии в широком масштабе неосуществима из-за дефицитного свинца, которого требуется не менее полутонны на каждый киловатт среднегодовой мощности ветростанции. Обеспечить надлежащий уход за аккумуляторами и их оборудованием в условиях деревни очень трудно, а при плохом уходе они быстро выходят из строя.
Вопрос о том, как избавить ветродвигатель от дорогого и неудобного электрического аккумулятора, при обязательной необходимости запасать энергию на случай остановки двигателя от безветрия, и для Ветчинкина и для Уфимцева не представлялся неразрешимым.
В широких кругах под словом «аккумулятор» вообще понимается электрический аккумулятор, поскольку он широко распространен в бытовой технике. Но аккумуляторами называются самые разнообразные приборы для накопления энергии с целью последующего ее использования. Существуют аккумуляторы паровые, служащие для накопления пара в отдельном от котла резервуаре, содействием которого поддерживается постоянный режим работы котлов. Широко применяются гидравлические аккумуляторы для поддержания постоянного давления в водопроводной сети.
Трудность создания аккумулятора, способного запасать живую силу вращающегося вала ветряка, была чисто конструктивной трудностью. Но в руках таких мастеров техники, какими были Уфимцев и Ветчинкин, эта трудность была преодолена простым и изящным способом.
Оба они согласились на том, что для успеха ветряка прежде всего необходимо отказаться от электрического аккумулятора, и совместно стали решать вопрос, чем его заменить.
Чтобы широко внедрить ветроэлектростанции, Уфимцев и Ветчинкин пошли другим, и очень своеобразным путем. Они видели свою задачу в том, чтобы дать стране ветроэлектрическую или шире — ветросиловую станцию самостоятельного значения, то есть вне зависимости от наличия поблизости других, неветряных силовых установок. Это оказалось возможным осуществить благодаря совершенно оригинальному «инерционному аккумулятору», который выполняет ту же выравнивающую роль, как и электрический, но изготовляется из широко распространенного материала — железа или стали — и обладает перед электрическим целым рядом преимуществ: огромной приемистостью, меньшим весом, простотой ухода, большой долговечностью и высоким коэффициентом полезного действия.
Инерционный аккумулятор представляет собой усовершенствованный маховик с очень малым трением в опорах и с защитой от потерь на сопротивление окружающего воздуха. При небольшой емкости, запасая энергии на пять — двадцать минут работы станции, он позволяет брать от ветряка в выравненном виде среднюю мощность наличного ветра.
В мастерской Уфимцева конструкторам удалось построить опытно-показательную ветроэнергетическую станцию (ВЭС) небольшой мощности.
Ветродвигатель Курской ВЭС — трехлопастный, быстроходный, диаметром 10 метров, с цельноповоротными лопастями хорошей аэродинамической формы, рассчитанными по «вихревой теории гребного винта» Жуковского. Изменение угла наклона лопастей к плоскости вращения выполняется рукояткой из машинного отделения. При сильных порывах ветра лопасти постепенно входят в нерабочее положение, отчего ветряк либо уменьшает число оборотов, либо останавливается. Ветродвигатель устанавливается в направлении ветра при помощи хвоста, находящегося на хвостовой ферме, поворачивающейся на шариковых подшипниках.
Энергия ветра может быть использована у нас в очень широких размерах благодаря разнообразию типов ветряных двигателей, разработанных другими учениками Жуковского.
Особенное значение имеют в этом деле теоретические исследования Г. X. Сабинина и конструкторская неутомимость Н. В. Красовского.
3. Ветряные двигатели
Сабинин и КрасовскийПрипоминая для нас историю своих первых теоретических работ, Григорий Харлампиевич заметил искренне и убежденно:
— Все это делалось тогда как-то бессознательно!
Об элементе бессознательного в научном и техническом творчестве, о чутье, интуиции и тому подобных невразумительных вещах мы говорим на протяжении всей истории человеческой культуры и цивилизации. Однако на нынешнем уровне объективных знаний о высшей нервной деятельности представляется возможным расшифровать понятие бессознательного в творчестве и убедиться, что в творческой стихии так же мало беспорядка, как и в воздушной, хотя та и другая издавна казались человечеству загадочными и непроницаемыми.
И было бы грешно не воспользоваться для этого историей профессора Сабинина.
Отец Сабинина пытался на средства матери сделаться помещиком. Но успех в хозяйстве, даже маленький, давался в России ценой жестокой борьбы с природой, а для борьбы мало одного желания, нужны еще силы физические и духовные, опыт, знания, выносливость. И он стал простым банковским служащим в Белеве. Однако детские годы Сабинина протекли в деревне. Шестилетний мальчик ходил с отцом смотреть, как работает конная молотилка, и вот вращающийся маховик с ремнем пробудил в ребенке дремлющую в каждом человеке творческую способность.
Когда маленький Сабинин вечером, соединив ремнем переднее и заднее колеса своего трехколесного велосипеда, не мог получить движения всей системы, так как ремень срывался, он заплакал.
Мальчика отдали в белевскую прогимназию. Летом он жил у бабушки в деревне и строил модель молотилки с помощью перочинного ножа. Модель выглядела не слишком изящно, но она действовала, как действовали потом звонки, лейденские банки, динамо-машины, которые он сооружал в Москве, перейдя в московскую гимназию.
На самодельном токарном станке, располагая совершенно примитивным инструментом, наспех приготовив уроки, до поздней ночи точил он детали, собирал, пробовал самые разнообразные электрические приборы.
Прибор радовал сердце юноши сам по себе, без мысли о том, чему он служит. Так радует нас лес, поле, река без всякой связи с тем, что они нас обогревают, поят, кормят.
С этой страстной приверженностью к механизму, к машине, к конструкции Сабинин в 1904 году, окончив гимназию, поступил в Московское высшее техническое училище, на механическое отделение. Революционные события 1905 года отвлекли студенчество от занятий; высшие учебные заведения пустовали. Сабинин читал, работал на заводе, проходя практику машиностроения, и только в 1908 году возвратился к занятиям в училище.
Когда возник Воздухоплавательный кружок, Сабинин немедленно вошел в него деятельным членом и быстро сошелся с товарищами по кружку.
В 1913 году Сабинин получил диплом инженера-механика, защитив отличный проект электрификации Красноярска, но, едва начав работать на заводе «Динамо», в 1914 году он был мобилизован как прапорщик запаса. На фронте Сабинин попал в плен к немцам. Когда он возвратился из плена, ему предложили заведовать аэродинамической лабораторией в Кучине.
В Кучине в это время Жуковский исследовал вопрос о снежных заносах, а Н. В. Красовский, его ученик, занимался испытанием ветряных двигателей.
Николай Валентинович Красовский окончил авиационные курсы при МВТУ, будучи еще студентом училища, и пошел на войну 1914 года военным летчиком. По рассказам товарищей, он отличался выдержкой и хладнокровием в военной обстановке. После демобилизации, в 1919 году, началась его работа по ветряным двигателям. Получив для опытов небольшой ветрячок американской системы, Красовский установил его на башне Аэродинамического института в Кучине, предполагая нагрузить его водяным насосом.
Однако американский ветрячок оказался негодным для этой цели. Красовский решил взять ветряк с зубчатой передачей Люберецкого завода. Для разработки метода нагрузки ветряка и метода измерений Николай Валентинович пригласил Сабинина.
