С кого в России началась эра электротехники
В 1888 году на завод известного изобретателя и предпринимателя Томаса Эдисона поступил молодой человек с французской фамилией, но ощутимым русским акцентом. Несмотря на наличие диплома о высшем образовании, полученном в Санкт-Петербурге, и документов, свидетельствующих о зачислении в Высшую политехническую школу Парижа и в Сорбонну, он готов был одновременно с обучением работать, причем начинать с самых азов.
Компания Эдисона — создателя фонографа и кинетоскопа, а также разработчика одного из первых коммерчески успешных вариантов лампы накаливания — производила передовое оборудование, и даже должность простого рабочего позволяла многое почерпнуть в электротехническом деле. За два года службы Михаил Андреевич поднялся до позиции шеф-монтера, участвовал в сооружении первой крупной в Европе электрической станции переменного тока и кабельной линии высокого напряжения. Когда научно-образовательная стажировка, основная цель поездки во Францию, окончилась, молодой инженер вернулся в Россию.
Можно ли назвать эту поездку промышленным шпионажем? Конечно, нет. Во-первых, речь не шла о незаконном получении какой-либо коммерческой, служебной или иной охраняемой законом тайны. Во-вторых, приобретенный опыт не стал чем-то исключительным.
Скорее наоборот, ученый убедился, что «история электротехники полна фактами, показывающими, что почти все изобретения, положившие начало главнейшим применениям электричества, были сделаны в России, русскими учеными и техниками. Открытия, на которых зиждутся применения электричества к освещению, к движению, передаче мысли на расстояние, к обработке металлов, сделаны в нашей стране».
Шателен в своем мнении не был голословен, ведь он являлся сподвижником многих отечественных новаторов. Например, с Александром Поповым Шателен подружился еще в ходе обучения в Петербургском университете, будучи студентом 3 курса участвовал с ним в Красноярской экспедиции, занимавшейся изучением яркости солнечной короны во время полного затмения солнца. Впоследствии был свидетелем всех его работ, приведших к изобретению радио. С Петром Яблочковым познакомился на Парижской выставке 1889 года и затем поддерживал постоянную связь на родине. В одну из поездок на Пермские государственные пушечные заводы он познакомился с горным инженером Николаем Славяновым, последующую дружбу с котором высоко ценил. Неоднократно виделся с Александром Лодыгиным и Николаем Бенардосом.
Но каких успехов добился сам Шателен?
Михаил Андреевич родился в 1866 году в Анапе в семье служащего финансового ведомства. Его предки приехали в Россию из Франции в конце XVIII века, что объясняет происхождение фамилии.
После смерти отца мать мальчика переехала в Тифлис (Тбилиси) и повторно вышла замуж за крупного промышленного деятеля, профессора-гидравлика Александра Бахметьева. Он не только оказал влияние на формирование у пасынка интереса к точным наукам, но и в определенном смысле способствовал его семейному счастью. Бахметьев – брат жены знаменитого драматурга Александра Островского. Во время своих поездок на Кавказ писатель часто гостил у своего шурина и был хорошо знаком с его семьей. В 1890 году Михаил Андреевич взял в жену старшую дочь Островского Марию.
После окончания физико-математического факультета Петербургского университета, молодой человек поступил в аспирантуру. На вопрос друзей и учеников, почему он выбрал именно электротехнику, Шателен в шутку отвечал:
«В 1866 году родился не только я, но и динамомашина. Она совершила переворот в электротехнике, а вместе с тем внесла коренные изменения во всю технику. Как же было не увлечься молодому человеку, ищущему знаний, этой новой областью знаний?»
Лабораторные исследования и статьи юноши, посвященные электричеству и магнетизму, выходили за рамки учебной программы и послужили причиной его отправки во Францию. В Высшей политехнической школе он прослушал электротехнические курсы известных профессоров Марселя Депре и Альфреда Потье, в Сорбонне — по математике и физике крупнейших ученых того времени, например, создателя теории относительности Анри Пуанкаре. На заводе Эдисона молодой специалист познакомился с практическими наработками французов.
В России Михаил Андреевич сконцентрировался на педагогической и научной деятельности сразу в двух вузах – Горном институте и Санкт-Петербургском университете. Здесь были самые сильные кафедры физики в стране, на базе которых он стал читать лекции по электротехнике как по разделу физики.
Молодая наука стремительно развивалась. В конце XIX века расширяющиеся области применения электричества в промышленности требовали подготовки квалифицированных инженеров-электриков. Это предполагало разработку системы преподавания электротехники, написания учебников и перевода на русский язык классических трудов зарубежных авторов, организации самостоятельных электротехнических кафедр, лабораторий и даже специальных высших учебных заведений. Первые шаги в этом направлении предпринял Шателен, которому на тот момент еще не исполнилось 30 лет.
Молодой организатор науки поднимал крайне острые вопросы: «Почему многочисленные русские изобретатели не применяют свои изобретения дома? Почему они не создали в России электротехнической промышленности? Почему их изобретения попадают в Россию, пройдя через заграницу, и применяются гораздо позже, чем в Европе, и уже иностранными техниками?»
Ученый сетовал на засилье иностранных фирм и специалистов в электротехнической промышленности, рабское копирование иностранных образцов, почти полное отсутствие на электротехнических заводах отечественных инженеров и техников. Основной причиной ситуации он называл «полное отсутствие в России до последнего времени образованных электротехников и отсутствие хотя бы основных сведений по электротехнике у громадного большинства русских инженеров».
В 1893 году Михаил Андреевич был утвержден в должности первого в России профессора электротехники в только что созданном Электротехническом институте.
В том же году в Горном институте он добился выделения электротехники из курса физики, ее постановки как самостоятельной дисциплины и создание соответствующей кафедры. Причем с 1894 года ему пришлось возглавить обе кафедры (физики и электротехники) и руководить ими последующие 24 года. За это время профессор организовал специальную электротехническую и отдельно физическую лаборатории, ввел обязательный лабораторный практикум для всех студентов. Благодаря этому за короткий срок удалось не только привлечь к научной деятельности обучающихся, но и осуществить множество важных исследовательских работ. Например, здесь впервые были изучены магнитные свойства русских сортов железа и стали, свойства проводников из уральской меди, проведены исследования по теории электрической дуги, по получению азота из воздуха.
Когда в 1923 году в честь 150‑летия Горного института была опубликована юбилейная книга о старейшем техническом вузе России, Шателен написал рецензию.
В ней он подчеркнул: «Горный всегда стремился дать студентам возможность не отставать в своем образовании от успехов науки и техники, и именно поэтому он был первой из всех русских высших технических школ, где настолько широко было поставлено преподавание электротехники».
Уже в середине 90‑х годов курс электротехники был введен в Технологическом, Путей сообщения, Гражданских инженеров и других вузах. Организационная, педагогическая и научная деятельность ученого приобрела широкую известность. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже его избрали членом жюри по электротехнике, кроме того, он стал почётным членом Французского общества электротехников, почётным секретарем Американского института инженеров-электриков, вице-президентом секции электрических измерений на Международном конгрессе электриков в Париже и членом специальной Международной электротехнической комиссии.
В 1901 году министр финансов Сергей Витте пригласил Михаила Андреевича к участию в организации Политехнического института. Его утвердили в качестве профессора и декана электромеханического отделения. Шателен внедрил уже проработанную в Горном модель: основал самостоятельную кафедру, заведующим которой оставался до конца жизни, разработал учебные планы, создал профильные лаборатории, в числе которых — первая в России высоковольтная лаборатория и при ней опытная линия передачи высокого напряжения на 150 кВ.
Конечно, человек такого масштаба не ограничивался педагогикой и организацией науки. В исследовательском творчестве ученого выделялись три ключевых направления — электрические измерения, осветительная техника и электрификация народного хозяйства.
Совместно с инженером Генрихом Графтио он разработал проект Центральной Пятигорской гидроэлектростанции (с 1911 года — ГЭС «Белый уголь»), которая была построена в 1903 году и стала первой в России промышленной ГЭС. Спустя 10 лет под руководством Шателена была опробована совместная работа данной ГЭС и ТЭС «Тепловая» в Пятигорск — первый в мире опыт эксплуатации электроэнергетической системы. В 1917-е годы участвовал в проектировании Волховский ГЭС.
В годы Первой мировой войны он разработал и внедрил на Северо-Западном фронте электризацию токами высокого напряжения проволочных заграждений, рациональные типы передвижных электростанций для их питания, проводил работы в области прожекторного и ракетного освещения. Михаил Андреевич создал учебные мастерские по ремонту аппаратов связи для нужд армии, портативный полевой телефон для передовых постов и разведки.
В 1920 году он вошёл в состав Государственной комиссии по электрификации России (ГОЭЛРО) и был назначен уполномоченным по Петрограду и Северному району страны. Составленный план электрификации региона послужил образцом для других регионов. С основанием в 1921 году Госплана СССР Михаила Андреевича пригласили к участию в разработке Генерального плана электрификации всей страны.
С 1929 года Шателен – президент Главной палаты мер и весов. Его исследования касались измерения абсолютных электрических единиц и создания их эталонов. Ученый впервые в стране установил световые и групповые эталоны и единицы, разработал систему их воспроизведения, хранения и передачи.
Энергия Михаила Андреевича удивляла до самых последних дней. Он стал членом-корреспондентом АН СССР, участвовал в организации Энергетического института АН СССР, во время Второй мировой войны в эвакуации возглавил Узбекский филиал АН СССР, получил Сталинскую премию за научно-исторический труд «Русские электротехники». За каждой из строчек – работа, трудности, победы.
Выдающийся ученый-электротехник умер 31 января 1957 года.