ПЛУГ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Первые публикации о проведении опытов с электрическими машинами для сельскохозяйственных работ датируются концом 1870-х годов.

В 1879 году во французских изданиях появились сообщения с достаточно подробными описаниями недавно проведенных испытаний систем канатной пахоты с электротягой. В них использовались одна или две лебедки, установленные на границах обрабатываемого участка. В первом случае трос перекидывался через блок, расположенный на противоположной стороне поля. Во втором — лебедки тянули плуг по очереди. По сравнению с уже известными паровыми канатными системами пахоты, электрические не имели особых преимуществ. Однако по причине крайнего несовершенства буксирующих тракторов, в конце XIX — начале XX века и электрические, и паровые «канатки» нашли применение в сельхозхозяйствах европейских стран.

В России вопрос электропахоты впервые рассматривался, вероятно, в 1902 году на Втором электротехническом съезде в Москве, когда ученый-электротехник В.А. Ржевский представил обширный доклад о применении электрической тяги в сельском хозяйстве. А первой, по всей видимости, попыткой практической реализации оригинального отечественного электропахотного агрегата можно назвать электроплуг слесаря Середы, который он построил в 1919 году и испытал под Ташкентом в Карасуйском районе. В качестве источника энергии использовалась примитивная малая гидроэлектростанция, приводившаяся от водополивного колеса. Еще через три года свои самоходные «электропахари» независимо друг от друга продемонстрировали инженеры Грюнберг и Прехт. Но для реальной эксплуатации все эти машины оказались малопригодны из-за несовершенства их конструкций.

Первыми относительно успешными российскими электропахотными устройствами стали системы канатной тяги, созданные в 1921 году по кооперации несколькими заводами в северной столице. В 1922-25 годах они прошли апробацию в различных регионах СССР. Наряду с этими работами было приобретено несколько аналогичных зарубежных устройств разных фирм. Для проведения их всестороннего тестирования в практических условиях в годы первой пятилетки на территории Республики немцев Поволжья была организована Энгельская МТС.

В 1934 году Всесоюзный институт электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) спроектировал канатный агрегат В-1 двухмашинной схемы, который был изготовлен механическим заводом в Запорожье. Введение его в эксплуатацию планировалось на 1936 год. Специально для испытаний В-1 на Энгельской МТС проложили 40 км линий электропередач с подводом питания от Саратовской ГРЭС. Но, к сожалению, В-1 оказался неработоспособным. Тем не менее, вся лабораторная инфраструктура в Энгельсе была сохранена, и в дальнейшем использовалась для проведения испытаний другой электропахотной техники.

В целом же, по итогам тестирования всех электропахотных агрегатов канатной тяги было сделано заключение, что такие системы могут эффективно использоваться только при глубокой плантажной вспашке и в горном земледелии. В остальных случаях их применение нецелесообразно. Эти устройства отличались большим весом, низкой производительностью, малой мобильностью, высокой ресурсоемкостью и крайней трудоемкостью в обслуживании. Из требовавшихся для постройки одного электропахотного агрегата (В-1, например, весил 28 тонн) материалов, можно было изготовить пять-семь гусеничных или до полутора-двух десятков колесных тракторов. Причем в отличие от узкоспециализированных систем, трактора были универсальными машинами. Поэтому с конца 1930-х годов основные усилия были направлены на создание электрических буксирующих средств. Но многочисленные попытки создания электротракторов также долгое время не давали положительных результатов.

Некоторый прогресс наметился, когда инженер Пичак сконструировал на базе гусеничного «Сталинца» электротрактор с кабельным питанием. Он хоть и оказался тоже неудачным, его схема подсказала возможное направление работ.

Первыми же пригодными к реальному использованию тракторами стали два экземпляра ВИМЭ-2, переданные в эксплуатацию в 1937 году Всесоюзным институтом механизации и электрификации сельского хозяйства. Барабан кабеля питания на этих машинах располагался над кабиной, что значительно увеличивало массу трактора, повышало центр тяжести и снижало маневренность. Тем не менее, несмотря на недостатки, эксплуатация ВИМЭ-2 продолжалась восемь лет.

Следующая модель ВИМЭ-3 разрабатывалась на основе перспективного трактора СТЗ-З (СХТЗ-НАТИ). В конце июня 1937 года проект был передан для постройки Симферопольскому мотороремонтному заводу. Под переоборудование предназначались два трактора опытной партии выпуска 1936 года. Кабина водителя на ВИМЭ-3 была перенесена вперед и поднята над рамой. Барабан кабеля располагался не на специальном помосте над кабиной, как у ВИМЭ-2, а монтировался на шасси почти в центре, поэтому высота расположения оси барабана уменьшилась более чем в два раза. Соответственно снизились общая высота и масса трактора. Агрегат снабжался электроэнергией по кабелю от специальной передвижной понижающей подстанции, питавшейся от сети высокого напряжения. После проведения заводских испытаний осенью 1938 года оба образца ВИМЭ-3 и подстанция отправились в совхоз «Коминтерн» Терновского района Саратовской области, где вполне успешно использовались до 1949 года.

На основании опыта применения ВИМЭ-2 и ВИМЭ-3 лабораторией электрификации сельского хозяйства ВИМЭ в 1939-40 годах, также на базе СХТЗ-НАТИ, был выполнен проект трактора ВИМЭ-4-500 (конструкторы Стеценко В.Г., Самойлова Т.П., Артемьев Н.А., Листов П.Н.). Он создавался в расчете на питание от сети с напряжением 500 вольт. Главным визуальным отличием новой машины от ВИМЭ-3 стало заднее расположение кабины водителя. В предвоенный период под маркой ВИМЭ-4 трактор экспонировался на ВСХВ (ВДНХ). В это же время наркомат земледелия издал распоряжение о выпуске в 1940 году партии из десяти ВИМЭ-4. Поставленная задача выполнена не была, а с началом войны опытный экспонат покинул выставочный павильон. В 1943-44 годах он эксплуатировался на полях колхоза «Коминтерн» вместе с образцами более ранних выпусков.

Параллельно с проектированием ВИМЭ-4-500 рассматривался и вариант с питанием от сети в 1000 вольт, получивший маркировку ВИМЭ-4-1000. После окончания войны в октябре 1945 года работы по этой теме возобновились. Занимался ВИМЭ-4-1000 тот же коллектив, что ранее создавал ВИМЭ-4-500.

В пояснительной записке к проекту трактора отмечалось:

«Основанием к постановке и проведению этой работы послужили следующие обстоятельства:

1) успешность проведения научно-исследовательских работ ВИМЭ с полевыми электротракторами на 500 вольт;

2) перспективность значительного сокращения первоначальных затрат по меди в электротракторах на 1000 вольт;

3) отсутствие значительного количества и устарелость сохранившихся чертежей по полевому электротрактору;

4) большой интерес и, в связи с этим, большой запрос с мест в текущем году на чертежи полевого электротрактора для целей изготовления образцов и пуска их в эксплоатацию по собственной инициативе заинтересованных хозяйств (колхоз «Заря» Афитского района Свердловской области, Укр НКЗ совхоз «Таганрогские парторганизации», Московский совхоз «Поля орошения», Тимирязевская опытная овощная станция).»

ВИМЭ-4-1000 в основном повторял довоенную модель, но отличался множеством улучшений. В системе питания предполагалось применить более тонкий, а следовательно, и более легкий кабель. Для дополнительного снижения массы длину кабеля можно было уменьшить с 800 до 750 или 650 метров. И хотя проект в целом был одобрен, от его реализации отказались.

В годы войны основные исследования по электротракторам сосредоточились применительно к торфоиндустрии. Для добычи торфа было разработано множество разнообразных электрифицированных машин, в том числе серия тракторов ЭТ. Наиболее совершенной моделью стал трактор ЭТ-4, мелкосерийное производство которого освоили ко времени завершения войны. Специально для нужд торфяной промышленности завод № 694 провел комплекс испытаний и наладил производство гибких многожильных обрезиненных электрокабелей ГТШ-6-6КВ, передающих напряжение в 6600 вольт на питающие подстанции.

Следующими воплощенными в металле моделями сельскохозяйственных электротракторов стали пахотный ЭТ-5-1000, созданный на базе АСХТЗ-НАТИ, и хлопковый ЭТУ-13 на основе «Универсала». Ведущими разработчиками были профессор П.Н. Листов и инженер В.Г. Стеценко, которым удалось объединить весь накопленный опыт по тракторам ВИМЭ и ЭТ.

ЭТ-5-1000, как и ВИМ-4-1000, должен был питаться от сети с напряжением 1000 вольт. Благодаря повышению напряжения удалось уменьшить сечение каждой из питательных жил кабеля в два с половиной раза. Это позволило снизить массу самого кабеля, а также сэкономить на цветных металлах и каучуке. В 1948 году Свердловский мотороремонтный завод изготовил два трактора ЭТ-5-1000, которые поступили для опытной эксплуатации в колхоз «Заря» Ачитского района Свердловской области.

После необходимых проверок тракторов ЭТ-5-1000 по решению Совета Министров была выпущена усовершенствованная модель ЭТ-5-ЭНИН-ВИЭСХ — совместная разработка Энергетического института имени Г.М. Кржижановского (ЭНИН) и Всесоюзного института электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ). Согласно вышедшему в августе 1948 года Постановлению Совета Министров, к началу 1949 года предполагалось изготовить опытную партию электротехнических агрегатов ЭТ-5-ЭНИН-ВИЭСХ в количестве 30 штук. Комплекс состоял из собственно электрического трактора, передвижной трансформаторной подстанции ПТП-2 и передвижной кабельной линии электропередачи ПКПЭ.

По результатам тестовой эксплуатации ЭТ-5-ЭНИН-ВИЭСХ Харьковскому тракторному заводу было поручено выпустить серию тракторов для передачи их в народное хозяйство. В Харькове изготовили несколько партий тракторов, получивших обозначение ХТЗ-12 и ХТЗ-15, их модификаций, а также спроектировали линейку перспективных моделей. Наряду с ХТЗ, на ряде других предприятий тоже собрали и передали в опытную эксплуатацию свои модели тракторов, комбайнов и сенокосилок, разработанных на базе серийных машин.

Помимо учреждений, действовавших по открытому плану, в работах по электротракторам задействовались и оборонные предприятия. В частности, кроме упомянутого завода № 694, электротракторы входили в научные планы НИИ-627, которым руководил «электрикос всех армян», ведущий специалист по электрооборудованию ракет, впоследствии главный конструктор искусственного спутника Земли «Метеор», академик А.Г. Иосифьян (1905-1993). При этом в печати сообщалось, что исполнитель заказа -некий электрозавод в Ереване.

Эксплуатация электрифицированных тракторов и других сельхозмашин в конце 1940-х и начале 1950-х годов была организована опытными хозяйствами в различных регионах страны от Севера до Средней Азии. Наряду с положительными результатами было выявлено и множество неустранимых недостатков. В первую очередь выяснилось, что условия использования электрических кабелей на тракторах в сельском хозяйстве более тяжелые, чем в других отраслях. Кабели изнашивались и выходили из строя быстрее, чем в проходческом оборудовании у шахтеров, у машин в торфяной промышленности или на военной технике. Они перекручивались, ломались, теряли изоляцию. Довести надежность кабелей до приемлемых сроков службы в сельском хозяйстве не удавалось, и они не отрабатывали даже трех сезонов. В то же время опыт их использования оказался весьма полезным для ракетной техники и других менее тяжелых условий применения.

Кроме того, электротракторы с кабельным питанием не могли самостоятельно передвигаться в удалении от линий электропередач даже на малые расстояния. Внедрение этих машин требовало существенных первоначальных вложений, что было возможно только в крупных хозяйствах и в рамках комплексной государственной программы.

В 1950-х годах удалось электрифицировать едва ли не все производственные процессы сельского хозяйства, предполагающие применение стационарных агрегатов. Были внедрены и до сих пор используются электрические доилки, поилки, инкубаторы и множество другой подобной техники. В последующие годы, практически вплоть до нашего времени, предпринимались и неоднократные попытки построить подвижную машину с кабельным питанием. Например, можно отметить работы по этой теме в Уральском филиале института ВИЭСХ. Однако надежный и недорогой сельскохозяйственный электротрактор с кабельным питанием не создан до сих пор…

Александр КИРИНДАС