Мощь стальных гигантов — шагающих экскаваторов оценить можно только на расстоянии в сотни метров. И только тогда перед восхищенным взором предстанет  конструкция с девятиэтажный дом и стрелой в 100 метров…

В 1878 году в Париже состоялась Всемирная выставка, где страны представили свои образцы науки и техники. В русском павильоне парижан ждало удивительное устройство — стопоходящая машина Пафнутия Чебышева. Изобретатель отказался продавать устройство за рубеж, считая, что оно найдет применение в России. Увы, случилось это нескоро…

По следам американцев

Первым устройство, аналогичное чебышевскому, применил на практике американский инженер Оскар Мартинсон. В 1913 году он создал шагающий экскаватор с драглайном — ковшом-тянушей. В движение конструкцию приводили эксцентрики, которые в свою очередь двигали специальные башмаки. Однако для тяжелых механизмов такой подход был не очень хорош.

В послевоенное время Советскому Союзу именно это и требовалось — огромные машины, способные заменить труд тысяч людей. «Отец» советских шагающих экскаваторов Борис Сатовский механизм передвижения тяжелых машин придумал еще студентом. На это его натолкнул прохожий, несший чемоданы разных размеров и веса. Балансируя силой мышц, человек шел прямо и не спотыкаясь. Этот же принцип Сатовский решил реализовать в механическом устройстве, заставившим экскаватор ходить.

Впрочем, здесь возникает вопрос — а зачем экскаватору ходить, если можно ползать на стальных гусеницах? Ответ прост — с ростом массы машины (более 1000 тонн) гусеницы (не говоря уже про колеса) просто утопали бы в грунте, и экскаватор зарылся бы. А на огромных «подошвах» он может двигаться куда угодно. Инженеры рассчитали давление, при котором машина не провалится под грунт, — 2 килограмма на квадратный сантиметр. Соответственно, чем больше весил механизм, тем больше площадь опорной плиты он должен был иметь.

Сатовский подметил, что помимо «подошвы» экскаватор должен иметь опорные башмаки — «лыжи». При шаге масса машины переносится на башмаки, а плита поднимается со всей машиной — то есть в этот момент экскаватор стоит только на башмаках. После чего он передвигается в нужном направлении. В основном экскаваторы могли шагать только вперед.

Опускаясь на грунт, экскаватор вновь упирался на него плитой и подтягивал за собой башмаки. После чего цикл шага повторялся. Но ходьба гиганта, чей вес колеблется от одной до 10 тысяч тонн, не очень быстрая — всего 60-80 метров в час.

Потребность в таком экскаваторе у СССР была давно, но создать его помешала война. После войны возобновленный мегапроект Волго-Донского канала, соединявшего Каспийское море с Мировым океаном, требовал именно такой механизм. Пример уже имелся: при постройке Панамского канала были использованы именно шагающие экскаваторы.

К делу разработки первого отечественного драглайна подключились три предприятия: «Уралмаш», Новокраматорский машиностроительный завод и Копейский машиностроительный завод.

Родом с «Уралмаша»

В сталинское время от инженеров и конструкторов требовали такого же срочного выполнения работы, как и от простых рабочих. Ведущий конструктор «Уралмаша» Сатовский понимал, чем может закончиться волокита с созданием шагающего экскаватора.

«Проектирование только электродвигателей потребует несколько месяцев, — задумался конструктор. — Аналогично можем провозиться с проектированием стрелы и платформы. Учитывая, что в экскаваторе более 20 тысяч узлов, такая последовательность проектирования займет годы. Нет, так не пойдет! Будем проектировать одновременно разными группами — каждая по своему профилю!»

Сатовский понимал риски, но сразу решил — экскаватор будет работать по принципу: подъем корпуса, выдвижение опор, перемещение машины. Но как это сделать практически?

Эту задачу решил другой конструктор «Уралмаша» — Тимофей Исаев. Он предложил гидравлический «рецепт» в обход системы эксцентриков на массивном валу, которую применили и Чебышев, и иностранные производители. Решение, что гидравлику можно применить для передвижения огромной машины, Исаеву пришло в голову еще в 1945 году. Однажды конструктор увидел, как из сломанного гидранта с огромной силой хлещет вода, и он подумал, что гидронапор может заставить работать «мышцы» любой машины. Так и вышло.

Другой особенностью советских экскаваторов стало то, что на каждый узел применялся индивидуальный электропривод, в отличие от иностранных, где имелся групповой дизельный привод. За суперкороткий срок — 8 месяцев (вместо трех лет) — Сатовский и его команда сумели не только спроектировать, но и реализовать в натуре шагающий экскаватор — ЭШ 14/65.

Его параметры были таковы: объем ковша — 14 кубометров, длина стрелы — 65 метров. По тем временам — невиданная мощь и объем забора грунта. В итоге уже в 1949 году ЭШ 14/65 заработал на строительстве упомянутого Волго-Донского канала. Увидев это чудо техники, сказочник Павел Бажов назвал его «Царь-машиной». Хотя в сравнении с последующими собратьями первенец оказался почти пигмеем.

Таким образом, именно «Уралмаш» стал советским первопроходцем шагающих экскаваторов со стрелами длиной 90-100 метров.

Догоним и перегоним!

В 1969 году американская компания Bucyrus International создала шагающий экскаватор Big Muskie, что в переводе значит «здоровяк», «силач». Его параметры завораживали: высота — 68, ширина — 46, а длина — 149 метров. Объем ковша составил 168 кубометров, что позволяло въезжать в него 2 автобусам или 12 легковым автомобилям. Машина работала на угольном разрезе в штате Огайо.

В СССР, где успехи американцев принимали как вызов, решили ответить. К решению задачи привлекли того же Сатовского с «Уралмаша» и его команду. Это были профессионалы высшего класса. Например, инженер Хаим Винокурский, рассчитывавший стрелу драглайна, придумал ее оригинальную конструкцию после просмотра балета «Лебединое озеро».

Стрела получилась из труб, скрепленных стальными тросами. Сам драглайн Сатовский задумал из качественного сплава и на вопрос, почему именно эта сталь, отвечал, что если ее не будет, то ему нет смысла работать дальше. Опуская эмоции, надо отметить, что обычные сплавы сделали бы и без того тяжелую машину еще тяжелее. Кроме того, сплав ковша должен был противостоять не только твердости грунта, но и влажности и температуре.

И все же советский «чемпион» уступал «американцу». Ковш — 100 кубометров, длина стрелы — 100 метров. Для его сбора на месте неподалеку от угольного разреза в Иркутской области возвели шатер величиной с 10-этажный дом, куда подавали горячий воздух. Экскаватор собирали из деталей со всего Союза. Для этого в Тулун прибыло около 10 товарных поездов. В 1976 году ЭШ 100/100 был окончательно готов и отправился «пешком» к угольному разрезу. Учитывая его черепашью скорость, это тоже заняло немало времени. Однажды для его «прогулки» пришлось перекрыть на сутки Транссибирскую магистраль.

ЭШ-100/100 проработал на Назаровском разрезе 15 лет, а в начале 1990-х остановился. Новые собственники посчитали его работу не очень эффективной и решили законсервировать. После чего кабели ЭШ стали похищать охотники за цветметом, а сама машина превратилась в памятник. К счастью, Сатовский уже не мог видеть гибель своего детища.

Сегодня шагающие экскаваторы уже не считаются эффективными механизмами. И все же в 2004 году СМИ сообщили о строительстве на «Уралмаше» шагающего экскаватора ЭШ-40/100 с емкостью ковша 40 кубометров и длиной стрелы 100 метров. Экскаватором массой в 4 тысячи тонн управляет экипаж из семи человек. А в марте 2017-го здесь же был создан еще больший гигант — ЭШ-100/125, массой около 10 000 тонн и с объемом ковша в 100 кубометров.

Алексей АНИКИН