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] 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.).
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.
Наряду с попытками создать свои самоходные машины в России начала XX в. установилась практика завоза таких машин из-за рубежа для использования их на обработке полей. Активное применение иностранных тракторов с паровыми и нефтяными двигателями началось в России в 1908–1910 гг. Известно, что только в Херсонской губернии в 1913 г., работало 14 тракторов с паровыми двигателями и 10 тракторов с нефтяными, а в целом по стране в этом году наблюдались специалистами Бюро по сельскохозяйственной механике 165 тракторов, в том числе 45 паровых [17]. Какое число тракторов в нашей стране не подверглось наблюдениям в этот год, неизвестно. Данное уточнение делается ввиду того, что многие авторы по истории техники ошибочно утверждают о наличии во всей России в дореволюционный период только 165 тракторов, это не так, тракторов было больше!
Паровые тракторы закупались в основном в США (65 %), остальные в Англии, по цене от 8000 до 10 000 рублей, при этом мощность различных моделей была в пределах 26–40 л. с., наиболее тяжёлым был трактор Кейс (Case), его вес составлял 19 200 кг.
Основные поставки нефтяных тракторов осуществлялись так же, как и паровых, из США (80 %) по цене от 6000 до 12 000 рублей, мощностью от 18 до 60 л. с., максимальный вес составлял 10 010 кг у трактора Харт-Парр (Hart-Parr).
Стоимость обработки гектара земли в зависимости от типа и состояния почвы составляла: паровыми тракторами от 49,8 до 75,5 рублей, нефтяными тракторами – от 42,0 до 54,5 рублей. Стоимость пахоты тягловыми животными была больше и находилась в пределах 74,0–84,0 рубля за один гектар.
Появление и опробование сложной моторной техники в условиях России показало, что, несмотря на целый ряд недостатков, как то: бесконечные поломки, переуплотнение почвы, сложность в использовании, она значительно повышала производительность и качество технологических операций по возделыванию сельскохозяйственных культур, снижала их стоимость, а также уменьшала зависимость хозяев от сезонных работников.
Важным событием, в плане пропагандирования передовой самоходной техники, было проведение в 1913 г. в Санкт-Петербурге Четвёртой международной автомобильной выставки. Её организаторы большое значение придавали не только автомобильной технике, но и самоходным машинам, предназначенным для использования в сельском хозяйстве и для армейских нужд. С этой целью на выставочной площадке было подготовлено два специальных отдела «Тракторы для больших тяжестей» и «Сельскохозяйственные тракторы и автоплуги», где демонстрировалось семь тракторов (полугусеничный «Холт-60», колёсные «Кейс», «Харт-Парр», «Могул» и др.), а также три моторных плуга [18]. Большая часть этой техники была подвергнута практическим испытаниям на военном полигоне под Санкт-Петербургом.
За удачное применение идеи гусеничного хода для передвижения тяжёлых грузов по бездорожью фирма «ХолтКатерпиллер» была награждена высокой наградой выставки за свой полугусеничный трактор. Получили награды также и автоплуги немецких фирм.
Необходимо отметить, что осенью 1913 г. аналогичная тракторная техника демонстрировалась на Киевской Всероссийской сельскохозяйственной и промышленно-торговой выставке, где она подверглась сравнительным испытаниям, что дало возможность специалистам наиболее полно познакомиться с возможностями передовой техники.
Проведённые выставки наглядно продемонстрировали последние достижения в транспортной и тяговой технике и дали дополнительный импульс специалистам к поиску решений по созданию и налаживанию производства передовой техники в России. Это относилось не только к промышленникам, но и к государственным чиновникам, а также учёным, инженерам, изобретателям, ко всем, кто горел идеей создания нового вида техники.
Положительные результаты использования тракторной техники у землевладельцев России, демонстрация передовых разработок мирового тракторостроения на выставках, поддержка правительством промышленников, занимающихся новой техникой, приносят свои плоды, и в России стали появляться предприятия, осваивающие производство тракторов [19].
Так, в 1914 г. завод Аксай (Ростов-на-Дону) наладил выпуск автоплугов с тремя плужными корпусами и 30–сильным двигателем, по типу немецких.
Южные заводы «Общества А. Я. Копп» в Кичкасе (Запорожье) выпускали тракторы с немецким двигателем мощностью 35 л. с. Там же завод «Унгера» освоил производство трактора по типу «Флаур Сити» (Flour City) (США), мощностью 40 л. с. (рис. 3).
Рис. 3. Нефтяной трактор «Флаур Сити» (Flour City), 40 л. с. производства американской фирмы «Kinnard Haines C°». 1914 г.
Завод «Товарищества Классен, Фрезе и Дик» (Харьковская губерния, ст. Барвенково) стал выпускать 15–сильные трактор и автоплуг по типу немецкого Штока.
Завод «М. Гельферих-Саде» в Харькове приступил к производству колёсных тракторов по образцу американского трактора «Биг Фор» (Big Four), мощностью 40 л. с. (рис. 4).
Рис. 4. Трактор «Биг Фор» (Big Four), 40 л. с., производства американской фирмы «Emerson Brantingham C°». 1914 г.
Брянским заводом осваивалось производство автомобиля-трактора по типу «Аллис-Чалмерс» (Allis-Chalmers), это был полугусеничный тягач (рис. 5).
Рис. 5. Автомобиль-трактор «Аллис-Чалмерс» (Allis-Chalmers), 68 л с., американской фирмы «Allis-Chalmers C°». 1916 г.
Под Москвой, в Люберцах, американская компания «Интернэйшнл Харвестер» (International Harvester, In) построила сборочный завод, где помимо изготовления разнообразной сельскохозяйственной техники, в небольших количествах собирались из американских деталей тракторы системы «Могул» (Mogul) и «Титан» (Titan), во многом схожие между собой (рис. 6).
Рис. 6. Тракторы «Титан» и «Могул» американской компании «Интернэйшнл Харвестер» (International Harvester, In). 1915 г.
Коломенский машиностроительный завод, используя опыт по производству локомобилей, налаживал выпуск паровых катков и тягачей по образцу английской фирмы «Авелинг и Портер» (рис. 7).
Рис. 7. Паровой каток Коломенского машиностроительного завода.1914 г.
Ещё одним примером создания тяговой машины в России является работа специалистов Русско-Балтийского вагонного завода, специализирующегося в том числе и на производстве автомобилей «Руссо-Балт». Они создали по заказу военных специализированный трактор-тягач [20].
Рис. 8. «Руссо-Балт Т 40/60». Первый артиллерийский тягач отечественного производства с бензиновым двигателем мощностью 60 л. с. 1913 г.
Это была мощная четырёхколёсная машина с ведущими задними колёсами увеличенного диаметра. На тракторе-тягаче стояли 60–сильный бензиновый двигатель и мощная лебёдка, которая размещалась в задней его части. В средней части трактора-тягача размещалась закрытая кабина, передние колёса были управляемыми. Машина имела наименование «Руссо-Балт Т 40/60» и использовалась на военном артиллерийском полигоне для перемещения мишений.
Анализируя научно-популярную и техническую литературу, можно сделать вывод, что в различное время на просторах Российской империи зарождалось производство тяговой техники более чем на 10 предприятиях, в большинстве из них использовался опыт зарубежных фирм.
Особый интерес, с точки зрения истории техники, вызывают работы по созданию трактора Яковом Васильевичем Маминым, проводимые им на собственном предприятии в Балаково (Поволжье) [21]. Началу конструирования трактора предшествовало налаживание собственного производства двигателей внутреннего сгорания. Топливом для них служила сырая нефть, что в экономическом отношении было важным для России того времени. Работая над двигателями разного уровня мощности, ему удалось (вместе с братом И. В. Маминым) усовершенствовать систему воспламенения топлива от калильной головки (Привилегия № 25008 от 29.09.1904 г.). Имея отлаженное производство нефтяных двигателей, Я. В. Мамин приступил в 1909 г. к проектированию трактора. С этой целью он исследует зарубежные образцы, которые использовались в России, в том числе и в близлежащем имении землевладельца И. В. Кобзаря. Выявив недостатки и достоинства самоходных машин, он проводит предварительные ходовые испытания своих двигателей на шасси, изготовленном по подобию американского трактора «Кейс» (Case) [22]. Закрепив на нём водяные баки (объём воды можно было изменять), ему удалось выявить влияние веса трактора и его распределение по осям на тяговые возможности машины. Проведя необходимые предварительные расчёты и изготовив чертёжную документацию, Я. В. Мамин приступил в 1913–1914 гг. к производству колёсных машин под общей маркой «Русский трактор» трёх модификаций: «Универсал» с одноцилиндровым двигателем в 20–25 л. с., «Посредник» с одноцилиндровым двигателем в 30 л. с. и «Прогресс» с двухцилиндровым двигателем в 45 и 60 л. с. Его тракторы, вызвали интерес властей, которые прислали инженеров из Министерства земледелия для проведения испытаний на пахоте. Пахота тракторами конструкции Я. В. Мамина прошла успешно, о чём было доложено по инстанциям. В газете «Саратовский листок» от 28 сентября 1914 г. по этому поводу сообщалось: «На днях по улицам Балакова ходил 25–сильный трактор местного завода Я. В. Мамина. Производилась первая проба с четырьмя плугами, пока без нагрузки. Трактор имеет автоматический пуск машины сжатым воздухом. Завод предполагает вырабатывать тракторы 25 и 50 сил под названием „Русский трактор“. Пока изготовлены четыре штуки».
В «Саратовском листке» за 1915 г. завод уже именуется как «Специальный завод нефтяных двигателей и тракторов Я. В. Мамина». Выпускает он «…наивыгоднейшие нефтяные тракторы „Русский трактор“ 60–30 и 20 сил, действующие обыкновенной бакинской нефтью. Строго приспособлены к тяжёлым условиям работы. Без магнита и аккумулятора. Пускаются моментально. Всегда готовые на складе завода».
Можно утверждать, что изготовление тракторной техники в Балакове был первым в России мелкосерийным промышленным производством тракторов отечественной конструкции с двигателями внутреннего сгорания [23] (рис. 9).
Это были унифицированные между собой четырёхколесные тракторы рамного типа. Они имели два больших задних ведущих колеса и два меньших по размеру направляющих передних колеса. Колёса были металлическими, на задних крепились грунтозацепы. Поворот трактора осуществлялся за счёт поворота передней оси вместе с колёсами.
Разработанный Я. В. Маминым оригинальный и простой по конструкции четырёхтактный двигатель работал на сырой нефти, ему не требовались ни карбюратор, ни запальные свечи с проводами, ни магнето. Вместо сложного в изготовлении радиатора предлагалась градирня[4]. Трансмиссия привода колёс трактора максимально упрощалась. Калоризатор[5] (запальник) двигателя обеспечивал хорошую экономичность и мягкость работы.
Рис. 9. Первый колёсный трактор России «Посредник», с двигателем внутреннего сгорания мощностью 30 л. с. конструкции Я. В. Мамина, автор крайний справа. 1913 г.
Горизонтальный двигатель устанавливался поперечно относительно продольной оси трактора, его запуск осуществлялся с помощью сжатого воздуха. Мощность от двигателя к задним колёсам передавалась открытой цилиндрической зубчатой передачей со стальными шестернями. Сельскохозяйственные машины присоединялись к прицепному устройству маятникового типа, это давало возможность регулировать положение плуга по ширине. Привод стационарных машин активного типа осуществлялся от шкива, расположенного с правой стороны трактора на коленчатом валу двигателя. Для автоматического вождения трактора при пахоте он был оснащён специальным устройством – гайдом[6]. Тракторы имели две передачи вперёд (2,5 и 4,5 км/час) и одну назад, их вес составлял у 25–сильного 4000 кг, у 45–сильного – 6400 кг. К тракторам присоединялись четырёх и шестикорпусные плуги.
Тракторы предназначались для средних и крупных помещичьих хозяйств, а более мощные (60 л. с.) предполагались для нужд армии, о чём Яков Васильевич письменно извещал военное ведомство. Все образцы изготавливались штучно на заводе Я. В. Мамина в Балакове до 1915 г. В дальнейшем, в связи с началом Первой мировой войны завод по решению правительства был переведён на военные заказы. Затянувшаяся Первая мировая война остановила производство тракторов в Балакове.
Уже после революций 1917 г. новое правительство, налаживая экономику страны, пошло по пути тракторизации сельского хозяйства. 3 ноября 1920 г. СНК РСФСР принял декрет о едином тракторном хозяйстве. В соответствии с постановлением, все тракторы республики (за исключением военных) подлежали национализации и учету. Учет тракторного парка поручался Наркомзему; согласно его ведомости, на 1 декабря 1920 г. в России числилось три трактора «Мамина» с моторами 45 л. с., причем один из них находился в Трудовой коммуне немцев Поволжья.
Я. В. Мамин, преодолевая трудности военного времени, продолжал совершенствовать конструкцию колёсного трактора. В 1916 г. ему удаётся сделать облегченный вариант 20–сильного трактора.
Подводя итоги первоначальному периоду появления тракторной техники, можно констатировать, что в Российской империи, с некоторым отставанием от стран Запада, велись работы по созданию самоходных тяговых машин. Примечательно, что в России впервые в мире был изготовлен действующий образец двухгусеничного трактора, у которого курс движения изменялся за счёт варьирования скорости или направления вращения одной из гусениц. Автором этого трактора, или самохода[7], как он его называл, был Фёдор Абрамович Блинов.
Промышленное предприятие Якова Васильевича Мамина, расположенное в г. Балакове, стало родоначальником промышленного изготовления отечественных тракторов в России.