Текст книги "Хронология отечественных сельскохозяйственных тракторов ХХ века"

Владимир Шаров
Хронология отечественных сельскохозяйственных тракторов XX века

Введение

Предлагаемая работа освещает историю развития конструкции отечественного трактора в XX веке. Это столетие было насыщено мировыми войнами (1914–1918 гг. и 1939–1945 гг.), локальными международными конфликтами, рядом социальных революций, разразившихся на просторах нашей державы и приведших к смене общественно-политических формаций (февральская и октябрьская 1917 г., коренные преобразования 1991 г.). Несмотря на это, под воздействием научно-технического прогресса происходило эволюционное совершенствование тракторной техники в России. Участниками этого процесса были отечественные учёные, конструкторы, инженеры, организаторы производства, рабочие и служащие, все те, кто работал в отрасли тракторостроения.

Сегодня ещё недостаточно научно-технической литературы, освещающей путь развития тракторостроения в нашей стране, а научных работ, где бы проводился анализ развития конструкции трактора, крайне мало. Потребность же в них ощущается в первую очередь, потому что сегодня назрела ситуация, когда разработчики мобильной энергетики ищут пути перехода на новые типы двигателей, пересматривают тяговую концепцию трактора, внедряют новые автоматизированные системы управления самоходной машиной с элементами искусственного интеллекта. Каковы должны быть основные параметры новой тракторной техники XXI в. можно во многом определить, обратившись к колоссальному опыту наших тракторостроителей, тщательно изучая его на примере истории развития конструкции трактора в XX в.

Появление трактора было вызвано научно-техническим прогрессом техники, социальным и экономическим развитием человеческого общества, ростом потребности тяговых машин в сельскохозяйственном производстве. В начале XX в. начиналось широкомасштабное тракторостроение, первые конструкции самоходных машин оснащались паровыми двигателями, затем двигателями внутреннего сгорания, топливом для которых служили сырая нефть, керосин, лигроин, бензин, солярка (дизельное топливо). Был в истории трактора и электропривод, который всесторонне исследовался до середины 1950 гг.

Научно-технический прогресс тракторостроения – это объективная, постоянно действующая закономерность, которую необходимо изучать и использовать в интересах совершенствования конструкции машин для повышения их эффективности. Предметом изучения по выявлению закономерностей развития конструкции трактора в XX в. в данной работе выбраны сельскохозяйственные тракторы, серийно выпускаемые на отечественных предприятиях. Серийные тракторы выбраны для исследований, потому что они прошли «естественный» отбор из нескольких видов экспериментальных конструкций и «завоевали» право трудиться в сельскохозяйственном производстве. По аналогии с растительным и животным миром, где в результате естественного отбора выживают наиболее приспособленные особи каждого вида, можно сделать вывод о наибольшей приспособленности серийной конструкции трактора к сложившимся условиям эксплуатации, т. е. она в данный период времени наиболее рациональна и востребована.

Тщательно отобранная информация по серийно выпускаемым тракторам, научная обработка собранных данных и их анализ позволят установить закономерности изменения характерных показателей трактора и спрогнозировать дальнейший путь развития конструкции, что в значительной мере поможет современным создателям тяговой сельскохозяйственной техники при выборе рациональных параметров для новых машин.

При выполнении работ был использован богатый фактологический материал, хранящийся в Музее истории отечественного тракторостроения (с. Новый Быт Московской области), это книги, научные статьи, протоколы испытаний, архивные материалы и экспонаты. На основе их изучения удалось выявить поэтапную эволюцию конструкции трактора, определить временные сроки изменений и усовершенствований, которые внедрялись на новых машинах, что является очень важным с точки зрения науки по истории техники. Проведённые исследования позволяют нам сопоставить достижения отечественных и зарубежных тракторостроителей, установить приоритеты инженерно-технических достижений и выявить вклад нашего государства в мировое развитие конструкции трактора.

Приведённые в работе довольно подробные описания технических особенностей конструкции трактора дают полное представление о принципах его работы, о конструктивном совершенстве и эксплуатационных возможностях машины, что, несомненно, важно для студентов, инженеров, любителей техники и специалистов, изучающих историю мобильной энергетики в сельскохозяйственном производстве.

Изложение материала в соответствии с временной хронологией позволяет провести энциклопедическое обозрение всевозможных конструкций серийных тракторов, выпускаемых в XX в.

Выполненная работа не отвечает на все вопросы по трактору будущего, она лишь первая попытка осмысления накопленного в XX в. опыта в вопросах конструирования и производства тракторной техники. Начатая работа требует продолжения и поиска новых подходов в рамках науки по истории техники для изучения богатого наследия, созданного отечественными тракторостроителями.

Причины появления тракторной техники. Её значение и роль в жизни человеческого общества

Созданный гением человечества механический тепловой двигатель породил множество вариантов его использования. Одним из них стало его применение в сельскохозяйственном производстве, где монотонный, подчас изнуряющий процесс выращивания культурных растений, с использованием мускульной силы человека и упряжных животных, существенно тормозил повышение производительности крестьянского труда, что становилось одним из сдерживающих факторов поступательного развития цивилизации.

Все терпящий железный двигатель мог работать без устали день и ночь, в любую погоду, не ропща и не прося милости у хозяина. Это изобретение человечества освобождало людей от физически изматывающего труда, вело к цивилизованному переустройству человеческого общества. Пропадала потребность в низкоквалифицированном и малооплачиваемом труде, возрастали производительность и качество продукции, в значительной мере улучшались условия быта в крестьянской среде.

В конце XIX – начале XX в. механический двигатель с внутренним сгоранием стал применяться на самоходных машинах, которые могли перемещаться по полям и лугам и приводить в действие различные сельскохозяйственные машины и орудия, такие как плуги, почвообрабатывающие фрезы, бороны, повозки, сеялки, сажалки, косилки, сноповязалки и т. п.

Изучение истории техники показывает, что в начале XX в. инженерная мысль активно работала в направлении создания тракторной техники. В России, Западной Европе и особенно в САСШ (Северо-Американские Соединённые Штаты) разрабатывалось большое количество всевозможных конструкций колёсных и гусеничных тракторов. Не имея ещё научных основ, инженеры и конструкторы во всём мире, на свой страх и риск, проектировали и изготавливали оригинальные машины. Вначале не все они соответствовали необходимым требованиям, были дорогими и ненадёжными в эксплуатации, их производители зачастую работали в убыток и разорялись. Однако создание нового не останавливалось, землепашцам требовалась такая машина, а инженеры интуитивно понимали необходимость её появления, и у них присутствовала уверенность в возможности создания удобной со всех точек зрения конструкции трактора. Уже первые годы применения ещё не совершенной тракторной техники на полях продемонстрировали её громадную эффективность при выполнении сельскохозяйственных работ. Так, стоимость обработки почвы с помощью парового трактора снизилась в 9 раз по сравнению с обработкой лошадиной тягой и в 93 раза по сравнению с применением силы человека. Трактор с ДВС мощностью 20 л. с. выполнял работу на вспашке, равную работе 400 человек, при мощности двигателя 100 л. с. – 1500 человек. Вследствие применения с тракторами более совершенных плугов, позволяющих увеличить глубину пахотного слоя, урожайность в растениеводстве увеличилась на 20–30 %. Вытеснение тяговых животных из сельскохозяйственного производства позволило переориентировать 18 % посевных площадей под выращивание продукции для человека, именно столько использовалось ранее для содержания рабочего скота [1].

Справочно: отдавая дань сложившимся традициям, новый вид техники называть характерным латинским словом, инженеры своего времени нарекли нарождающуюся самоходную сельскохозяйственную машину словом «ТРАКТОР» (TRACTOR), что означает в переводе с латинского языка – «тянуть», «увлекать», «приводить в действие». Этот термин наилучшим образом характеризовал достижение человеческой мысли в создании машины, выполняющей тягово-энергетические функции в сельском хозяйстве.

Впервые слово «трактор» встречается в названии патента США от 1890 г. [2]. Это был проект полугусеничной машины с паросиловой установкой, у которой паровой котёл был вертикальным. Передние колёса управляли направлением движения, а задняя широкая гусеница являлась движителем (рис. 1).

Рис. 1. Рисунок из патента, где тяговая машина впервые была названа трактором.

Широкое использование этого термина, применительно к тяговым сельскохозяйственным машинам, началось в начале XX в. благодаря рекламной кампании американской тракторной фирмы «Харт-Парр компани» (Hart-Parr Compani).

Следует отметить, что применение механического двигателя в сельском хозяйстве вкупе с усовершенствованными машинами и орудиями сильно уменьшило спрос на рабочую силу в аграрном секторе и освободило громадную армию людей для других видов деятельности человечества. Дети крестьян шли в города на заводы, фабрики, шли на армейскую службу, становились художниками, артистами, писателями, учились на инженеров. Получив техническое образование, они строили заводы, электростанции, самолёты, дирижабли, ракеты, тем самым активно перестраивая патриархальный быт человека, ускоренными темпами проводя индустриализацию.

С момента появления первых конструкций машин, приводящих в действие сельскохозяйственные орудия при возделывании агрокультур, происходило их постоянное совершенствование. Подчиняясь объективным законам технического прогресса, новый вид самоходных машин постоянно эволюционировал от простой конструкции к более сложной, более производительной и более комфортабельной. Во все времена развития конструкции трактора действовал принцип отбора более совершенной модели по экономическим показателям, согласно закону, установленному ещё К. Марксом[1]1
  Маркс К. Г. (Karl Heinrich Marx) (5.05.1818–14.03.1883) – известный немецкий философ, экономист, общественный деятель, основоположник теории марксизма, автор теории прибавочной стоимости.


[Закрыть]. Этот закон, раскрытый им в фундаментальном труде «Капитал», гласит, что применение новой техники (в нашем случае тракторной) является экономически оправданной и полезной для общества не только, когда она облегчает труд, а главным образом, когда она экономит живой труд в большей мере, чем его заложено в изготовление машины[2]2
  Маркс К. Капитал. Т.1. // Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 23. С. 390–391.


[Закрыть].

Если в древние времена совершенствование и создание орудий труда шло эмпирическим путём, путём проб и ошибок, и занимало довольно продолжительный отрезок времени, то по мере вступления человечества в промышленную эру начала развиваться и наука в том же ритме, что и техника.

Отметим, что появление тракторной техники в конце XIX – начале XX в. характеризовалось бурным развитием естественных, точных и прикладных наук, в это время научные знания по своим темпам развития стали превосходить темпы совершенствования техники. Создались условия, когда наряду с эмпирическими подходами при создании новых машин всё шире начали применяться научные подходы, т. е. использовались установленные законы физики, механики и других фундаментальных отраслей науки.

Теоретические познания во многом способствовали быстрому прогрессу конструкции трактора, при этом сама наука становилась одной из производительных сил человеческого общества.

С инженерной точки зрения конструкция трактора является синтезом нескольких технических решений, таких как тепловой механический двигатель (с системами обеспечения его работы), трансмиссия (механизм передачи энергии от двигателя к движителям), ходовая часть (колёсная или гусеничная), остов (рама), система управления, место расположения оператора и соединительный механизм с сельхозмашинами. Можно однозначно констатировать, что конструкция трактора не есть изобретение одного человека, там заложен труд многих талантливых новаторов, людей многих поколений, стран и национальностей. Однако интернациональный характер техники отнюдь не исключает, при изучении её истории создания, выяснения роли государства и отдельных личностей в создании той или иной конструкции, в нашем случае конструкции трактора. Тем более что достижения любой страны в научно-технической сфере говорят о её высоком интеллектуальном и техническом статусе, показывают её вклад в развитие мировой цивилизации и в обеспечение высокого уровня культуры человеческого сообщества. Всё это повышает имидж государства на мировой арене и способствует росту патриотизма внутри страны, что является важным для подрастающего поколения.

Тракторная техника сегодняшнего дня является основным энергетическим средством в сельском и лесном хозяйствах, выполняет значительную часть землеройных работ в строительстве и горнорудной промышленности и играет огромную социально-экономическую роль в мироустройстве современного общества.

Зарождение тракторостроения в России

Тракторная эра, охватившая страны Запада, не могла не затронуть и Россию, одну из самых больших по территории стран. На её просторах были неиссякаемые возможности для успешного применения самоходной техники.

Многие русские изобретатели предлагали свои оригинальные решения в этом вопросе [3, 4, 5, 6], передовые землевладельцы Российской империи приобретали агрегаты «мотокультуры»[3]3
  Мотокультура – термин начала XX в., включающий в себя разнообразную моторизованную технику, которая использовалась в сельскохозяйственном производстве (стационарные молотилки, корморезки, тракторы, самоходные плуги, локомобили, мотофрезеры и т. п.).


[Закрыть] и активно пробовали внедрять в своих имениях механизированную обработку земли. Правительственные органы создавали научные институты для изучения влияния новой техники на урожай и экономику сельскохозяйственного производства, создавали экономические и организационные условия для развития собственного тракторостроения. Постепенно, с течением времени, со сменой эпох, принимаемые меры дали положительный результат, несмотря на прошедшие мировые и гражданские войны, череду революционных событий, наше отечество добилось выдающихся результатов в тракторной отрасли и имеет несколько мировых приоритетов. Как это происходило во времени, с исторической точки зрения очень важно знать, это дает возможность проследить и выявить некоторые закономерности развития конструкции трактора, определить приоритеты появления новых технических решений, выявить первенство страны в области мирового тракторостроения, наметить перспективы развития новой мобильной техники для сельскохозяйственного производства.

Для проведения научного анализа по выявлению закономерностей развития конструкции трактора примем за точку отсчёта 1915 г. К этому времени Я. В. Маминым впервые в России были изготовлены промышленные образцы колёсных тракторов, с двигателями внутреннего сгорания, и его предприятие было нацелено на серийное производство новой техники, на её дальнейшее совершенствование.

Сама идея использования механического двигателя в самоходных машинах витала давно и нашла свое отражение в изобретательском творчестве наших соотечественников. Литературные источники показывают, что создание первых отечественных работоспособных конструкций мобильных энергетических средств относится к последней трети XIX в. Известно, что в 1873 г. на Людиновском заводе (Объединённые Мальцовские заводы), на базе локомобиля был построен колёсный паровой тягач с двухцилиндровой паровой машиной мощностью 10 л. с., весом 8,0 т. [7, 8]. Его назначением была буксировка сразу 10 колёсных платформ с грузом до 20,0 т. Всего было сделано 7 таких машин, 2 из них приняли участие в транспортировке военных грузов вовремя Русскотурецкой войны (1877–1878 гг.).

Конструкция парового самохода Ф. А. Блинова. Приоритет России в создании гусеничной техники

Знаменательным событием, как для России, так и в целом для мирового тракторостроения, стали изыскания (1877–1902 гг.) в области конструирования тяговой техники талантливого механика-самоучки Фёдора Абрамовича Блинова. Используя свои знания, приобретённые при работе механиком речного парохода и информацию из технических изданий тех лет, а также советы и рекомендации инженеров своего времени ему удалось создать уникальную машину, предназначением которой было облегчение крестьянского труда [3, 9, 10, 11, 12, 13].О его достижениях можно судить по воспоминаниям очевидцев, опубликованных в прессе [14] и из описания его изобретения, содержащегося в Привилегии № 2245 от 15.03.1878 г. выданной Департаментом торговли и мануфактур Российской империи 20.09.1879 г. В своей деятельности изобретатель уделил основное внимание применению гусеничного хода, или, как тогда именовали, «бесконечных рельс», вначале к буксируемым транспортным средствам, а затем и к самому буксиру или самоходу с паровой машиной (рис. 2).

Рис. 2. Эволюция «Самохода» (по материалам исследователей наследия Ф. А. Блинова): а) первый образец с передним приводом (1878–1888 гг.), по данным профессора В. В. Костровского [9]; б) второй образец с задним приводом и управлением с места механика (1888–1893 гг.), по воспоминаниям Я. В. Мамина [3]; в) третий улучшенный образец с задним приводом и управлением с места капитана (1893–1896 гг.), по данным писателя Л. Д. Давыдова [3]; г) четвёртый образец с ДВС, не изготавливался (1897–1902 гг.), по материалам архива изобретателя, воспроизведён инженером А. А. Байхертом (супруг внучки Ф. А. Блинова)[3].

Постоянно совершенствуя своё изобретение на протяжении 25 лет, ему удалось создать гусеничный трактор с оригинальным управлением движением машиной. Одной из отличительных особенностей конструкции являлось то, что каждая из двух гусениц имела возможность вращаться с различной скоростью и в различных направлениях, что позволяло управлять как поворотом, так и разворотом.

Изучая техническое наследие Ф. А. Блинова и сопоставляя его с развитием зарубежной тяговой техники, можно сделать вывод, что система управления поворотом (подворотом) самохода посредством сообщения разных скоростей левой или правой бесконечным рельсам (гусеницам) является оригинальной, несёт в себе новаторское решение мирового уровня. Оно в значительной степени упрощает конструкцию тяговой машины, ввиду отсутствия необходимости установки дополнительных управляющих механизмов и систем. Это техническое достижение в области тракторостроения было представлено в 1896 г. на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде [15, 16] в качестве действующей машины. В то время действующих машин такого типа за рубежом не было, отсюда следует, что курсовое управление двухгусеничной машиной, реализованное в самоходе Ф. А. Блинова является приоритетным достижением России. Этот принцип, изобретённый и реализованный в действующей конструкции Ф. А. Блинова, используется до сих пор во всех двухгусеничных машинах.

Справочно: термин «гусеница», определяющий один из типов движителей трактора, привнесён в Россию из США вместе с трактором «Holt» (экспонировался на выставках 1913 г. в Санкт-Петербурге и Киеве), продвигаемым под торговой маркой «Caterpillar». Английское слово «caterpillar» в переводе на русский язык означает «гусеница» (личинка бабочки).

По утверждению некоторых исследователей истории техники, термин «caterpillar» обозначающий название тракторного движителя появился в 1905 г. благодаря фотографу Чарльзу Клементсу. Приглашённый на съёмки первого парового полугусеничного трактора системы «HOLT» он, наблюдая за движением трактора, сравнил изгибающиеся при копировании неровностей почвы движители с поведением природной гусеницы и поделился своими впечатлениями с одним из основателей фирмы Бенджамином Холтом. Сравнение понравилось, и это слово стало торговой маркой тракторостроительной фирмы. В 1910 г. торговая марка «Caterpillar» была зарегистрирована официально.

Некоторые английские исследователи утверждают, что термин «caterpillar» применительно к движителю трактора появился в Англии в 1907 г. при испытаниях парового трактора фирмы «Richard Hornsby and Sons».

Возможно, обе версии верны, так как любой, кто когда-либо наблюдал гусеничный трактор в эксплуатации, может понять, почему он так был назван.