Алексей Ренкель,
патентовед
О, сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух
И Опыт, сын ошибок трудных,
И Гений, парадоксов друг,
И Случай, бог изобретатель…
Исследователи творчества Александра Пушкина полагают, что эти строки посвящены Павлу Львовичу Шиллингу (1786–1837) – физику и востоковеду, криптографу и литографу, дипломату и изобретателю электромагнитной телеграфии, электроминной техники и кабелей. В 1811 г. Шиллинг предложил применить для дистанционного взрывания мин электрический ток, получаемый от гальванической батареи. Устройство действовало на расстоянии до 500 метров, причем изолированный провод мог быть уложен и под водой. Это техническое решение не было запатентовано, так как патентный закон Российской империи был принят только в следующем, 1812 году.
Электрический взрыватель имел основную часть — запал, который состоял из угольных электродов. Сделанный из меди провод подключался на берегу к гальванической батарее, состоявшей из большого числа гальванических элементов. По проводу проходил электрический ток, который вызывал искру между электродами в мине. Искра воспламеняла угольный запал, который, в свою очередь, воспламенял порох. После этого происходил взрыв минного заряда.
Шиллинг успешно произвел на Неве взрыв подводной мины, причем для этой цели использовал изолированный провод собственной конструкции. По сути, это и были первые отечественные кабели. Шиллинг первым пришел к идее о пропитке изоляции проводов кабеля влагонепроницаемым составом. Подземные и подводные кабели он изолировал шелком, пенькой, сырым каучуком, озокеритом, лаками, применяя их в различных комбинациях. Демонстрацию взрыва мины наблюдал император Александр I и группа генералов.
Во время Отечественной войны Павел Шиллинг находился в действующей армии и за проявленный в боях героизм был награжден орденами и саблей «За храбрость». После войны П. Шиллинг становится организатором первой в России литографии и разработал оригинальный литографский способ воспроизведения текстов на китайском языке. В 1832 г. он изобрел клавишный телеграфный аппарат, и на его основе создал систему электромагнитного телеграфа, в которой передача электрических сигналов велась особым, им же разработанным, шестизначным кодом по восьмипроводной линии. В 1835-1836 гг. Шиллинг создал систему, в которой использовал аппарат с индикаторной стрелкой, двухпроводную линию, и разработал оригинальный двоичный код.
Император Николай I повелел Шиллингу устроить телеграф между Петербургом и Кронштадтом, однако изобретателю пришлось вести борьбу с людьми, которые смеялись и не верили в возможность устройства воздушных линий связи. Правительственная комиссия после годичных испытаний работы электромагнитного телеграфа П.Л.Шиллинга через линию длиной девять верст, которая частично была проложена под водой по дну канала у Адмиралтейства в Петербурге, признала изобретение практически пригодным. В мае 1837 г. было принято решение об устройстве телеграфной связи между Петергофом и Кронштадтом. Но это решение не было выполнено из-за внезапной смерти Павла Шиллинга.
В январе 1840 г. в Петропавловской крепости при лейб-гвардии саперном батальоне создается особая учебная команда, действовавшая в условиях секретности. Команда была предназначена для «обучения гальванизму» гвардейских саперов, а также для «изготовления гальванических проводников».
В 1864 г. началась укладка подводного кабеля между Европой и Америкой длиной 5100 км с улучшенной изоляцией, в качестве кабелеукладчика использовался британский пароход «Грейт Истерн» водоизмещением 32 тысяч тонн. Однако при укладке кабеля 31 июля 1865 г. произошел его обрыв. Лишь в 1866 г. со второй попытки удалось уложить кабель, который обеспечил долговременную телеграфную связь между континентами.
Первый трансатлантический телефонный кабель (ТАТ-1) заработал в 1956 г. Он соединил Шотландию и Канаду, его длина 3620 км. В 1959 г. был проложен второй трансатлантический телефонный кабель ТАТ-2, а к концу 1963 г. их было уже пять. В настоящее время подводные кабели пересекают земной шар во многих направлениях, и их общая длина достигает 200 000 км.
Изоляционные материалы того времени сравнительно быстро теряли свои свойства при прокладке кабелей в земле или воде. Вероятно, поэтому кабели не получили широкого распространения до второй половины XIX в., когда они стали важнейшим компонентом системы электроснабжения. В 1885 г. в производство внедряется гидравлический пресс, позволивший накладывать на кабель свинцовую оболочку; в том же году начинают применять кабельную броню из стальных лент.
Начало массового кабельного производства в России связано с крупной немецкой фирмой «Сименс и Гальске», основанной одним из пионеров электротелеграфии и электрификации, изобретателем Вернером фон Сименсом, и механиком Берлинского университета Иоганном Гальске. Первоначально фирма занималась прокладкой телеграфных линий. В 1851 г. она поставляет телеграфные аппараты для линии, протянувшейся из Финляндии через Петербург в Москву, в дальнейшем, в ходе Крымской войны — от Петербурга до осажденного Севастополя.
Сотрудничество, оказавшееся весьма плодотворным, продолжилось, и в 1855 г. последовало открытие Петербургского отделения фирмы. Возглавлял это отделение брат Вернера — Карл Сименс, долго живший в России и хорошо знавший русский язык (его называли Карлом Федоровичем). Весной 1879 г. К.Сименс начинает строительство завода по производству кабелей в Санкт-Петербурге, на Васильевском острове. Для транспортировки готовой продукции на берегу Финского залива строится деревянная пристань. В октябре 1879 г. инженеру К.Сименсу было выдано свидетельство на производство работ в построенном им в Санкт-Петербурге заводе по изготовлению изолированной проволоки и телеграфных кабелей. Так было создано предприятие к началу ХХ в. получившее название «Соединенные кабельные заводы», а ныне именующееся «Севкабель». В блокаду Ленинграда заводом «Севкабель» было выпущено 100 км силового подводного «кабеля жизни» на апряжение 10 кВ, проложенного по дну Ладожского озера и снабжавшего осажденный город электроэнергией с Волховской ГЭС.
С началом Первой мировой войны кабельная промышленность в России столкнулась с новыми проблемами. Дело в том, что большую часть используемого сырья предприятия привозили из-за рубежа, преимущественно из Германии. Вдобавок, значительная часть оборудования тоже была иностранного производства, зачастую германского, например, свинцовые прессы фирмы «Крупп». Лишь к 1915 г. некоторые из предприятий смогли наладить снабжение заводов сырьем отечественного и союзнического производства и запасными частями для импортного оборудования.
В 1920-х годах, когда был принят и начал реализовываться план электрификации страны (план ГОЭЛРО), предусматривавший, в том числе резкое увеличение производства кабелей и различных электротехнических приборов, началось интенсивное развитие кабельных заводов. В эти годы на заводе «Севкабель» были разработаны новые типы трехжильных кабелей, пригодные для работы с переменным током высокого напряжения — 35 кВ. Затем было налажено производство маслонаполненного кабеля для переменного тока напряжением 110 кВ. На заводе развивалось производство газонаполненных кабелей и важных для развития промышленности эмалированных проводов. Совершенствовалось и развивалось оборудование, было автоматизировано наложение бумагомассной изоляции на жилы телефонных кабелей.
Для обеспечения заводов инженерно-техническим персоналом в 1930 г. организуется Московский кабельный техникум. Для рабочих, техников, мастеров имелись различные курсы, кроме того были созданы Институт повышения квалификации при ВСНХ СССР, специализированный филиал Государственного электромеханического института, а также Всесоюзный электротехнический институт (ВЭИ). В последнем работал ученый Павел Флоренский (1882–1937), имевший духовный сан. Он руководил отделом материаловедения и с 1926-го по 1933 год подал в Комитет по изобретательству более 50 заявок, в том числе и по электроизолирующим материалам в кабельной промышленности. В 1932 г. в СССР создается первая отечественная освинцевальная машина, вводятся в строй обмоточные и оплеточные машины своего производства.
В те годы делается особый упор на создание собственной промышленности, основанной на использовании отечественного сырья и материалов, станков и машин. Для этого на заводах машиностроения создаются «ударные бригады импортной независимости», и кабельные заводы переходят на режим экономии и оптимизации производства. На Кольчугинском заводе в производство внедряется отечественный синтетический каучук. Разработаны новые никелевые и медно-никелевые сплавы для жил кабелей, обладающие повышенным омическим сопротивлением, жаропрочностью и улучшенными электропроводящими характеристиками. Такие кабели и проволока из этих сплавов использовались при создании различной пирометрической аппаратуры и точных приборов.
В годы Великой Отечественной войны кабельные заводы выпускали продукцию, необходимую для фронта. Это были как различные виды кабелей и проводов связи, так и военная продукция, например, медные пояски для снарядов и запалы для минометов.
В 1950 г. в составе завода «Электропровод» организуется ОКБ, целью которого было обеспечение новыми видами кабельных изделий бурно развивающихся направлений техники — авиационной, судостроительной, радиоэлектронной, ракетно-космической. Инженерами Советского Союза успешно разрабатывались и применялись новые технологии, например производство сверхпроводящих кабелей. Первая в мире модель такого кабеля создана в 1980 г. ВНИИКП совместно с германской фирмой «Кабель-Метал-Электро».
Основными тенденциями развития кабельного производства сегодня являются переход к производству силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, прежде всего на среднее и высокое напряжения, усовершенствование волоконно-оптических кабелей, разработка и внедрение пожаробезопасных и огнестойких кабелей всех назначений. Осуществляются и другие работы по модернизации кабельной промышленности, особенно актуальные в связи с ужесточением конкуренции с зарубежными производителями в условиях мирового финансового кризиса. Особую роль здесь играют изобретатели – наследники и продолжатели технического творчества Павла Шиллинга.
С целью повышения сопротивления изоляции при работе во влажной среде Николай Макаровец с коллегами из Тульского ОАО «НПО «СПЛАВ» разработал гибкий печатный кабель. В качестве покрытия использован раствор перфторполиэфиркислоты в хладоне. Казанцы Наиф Салихов и Мухаммат Гатиятуллин предложили резиновую смесь на основе силоксановых каучуков, которую можно использовать для изготовления электроизоляционных трубок и изоляционных оболочек кабеля, полимерных изоляторов высоковольтных линий, резинотехнических изделий и материалов, работающих в контакте с бензинами, органическими растворителями и минеральными маслами.
Для обеспечения работоспособности кабеля во время пожара с температурой не ниже 830°C с механическими ударами по основанию крепления кабеля в ЗАО «СИМПЭК» создали многожильный огнестойкий кабель. С задачей снизить коррозионную активность кабеля, повысить предел огнестойкости, стойкость к термостарению справились новаторы фирмы «Проминвест Пластик» (UA). Изоляция и наружная оболочка их кабеля выполнены из поливинилхлоридного пластиката, включающего ряд компонентов. В частных случаях кабель снабжен броней, экраном. Устройство укладки кабеля придумал Роман Федоров (ОАО «Ижевский радиозавод»). Оно обеспечивает максимально плотное и надежное закрепление кабеля.
Да, Павел Львович Шиллинг известен нам как первый в мире изобретатель электромагнитного телеграфа и электрического кабеля. Но высокообразованный, разносторонне развитый Павел Львович принимал активное участие и в литературной жизни Петербурга. Во время собраний изобретатель общался с А.Пушкиным, В.Жуковским, И.Крыловым и И.Тургеневым. Он достигал успеха во всех областях, за которые брался. А круг интересов великого изобретателя был огромен и многообразен: электротехника, телеграфия, востоковедение, один из способов печатания — литография, криптография, кабельная техника, шахматы.
В 1817 г. Павел Шиллинг возглавил литографию Министерства иностранных дел, первую в России, которая составляла топографические карты для армии и занималась печатанием китайских рукописей. Для создания карт Шиллинг закупал в германских каменоломнях литографический камень. Павел Львович разработал для печатания географических карт первую в России гражданскую литографию, а также создал новый литографский способ воспроизведения текстов на китайском языке.
Значение работ Шиллинга трудно переоценить. Они сыграли важную роль не только в развитии средств нового изобразительного искусства, но и в производстве ценных бумаг и книгопечатании.
В память о Павле Львовиче Шиллинге в 1901 г. была установлена мемориальная доска на доме № 7 по Марсовому полю в Петербурге, где жил и создавал свои творения великий изобретатель. Друг и единомышленник изобретателя Борис Якоби писал:
«Имя Шиллинга не может быть забыто в истории изобретений, да оно и не будет забыто, ибо распространение телеграфа послужит памятником его неутомимой деятельности».
