Рабочих на завод С. А. Балакшин набирал из мастеровых (кузнецы, слесари по ремонту хозяйственного инвентаря), городской молодежи и пригородных крестьян. Обучив их различным профессиям, он подготовил высококвалифицированные кадры рабочих: многие из его учеников в дальнейшем стали мастерами „золотые руки“. В ходе организации завода С. А. Балакшин затратил много труда на отработку технологии изготовления изделий, которая обеспечила выпуск высококачественной продукции по ценам ниже, чем у его конкурентов — иностранных фирм. При этом он был убежден, что выпуск дешевой, высококачественной и надежной продукции создаст авторитет заводу и обеспечит ее сбыт.
Приступая к разработке гидротурбины С. А. Балакшин столкнулся с затруднениями, вызванными отсутствием аналогов не только таких машин, но и деталей их конструкций. Его, в частности, интересовал профиль лопаток рабочего колеса и направляющего аппарата гидротурбин. Но в отечественной технической литературе материалов по гидротурбинам он не обнаружил, а в иностранной они оказались очень скудными.Нелегко было и с консультантами по гидротурбинам — их просто не было. Некому было поручить даже калькировку с рабочих чертежей, разработанных С. А. Балакшиным. От всех этих трудностей у него становилось неспокойно на душе, часто возникала мысль о „реальности решения построить завод в Кургане“. Но отказаться от идеи создания в Сибири механической промышленности и гидроэнергетики С. А. Балакшин не мог. Добиться ее реализации он считал своим долгом.
В строениях, вывезенных из Логовушки, были оборудованы первые службы будущего завода и прежде всего механический цех. В нем был установлен вертикальный котел, снабжающий паром паровую машину мощностью в 4 л. с., которая приводила в движение три весьма изношенных станка. В этом же цехе находились два сверлильных станка и 10 слесарных мест, а также лудильное хозяйство. Вскоре был построен склад для хранения необходимых материалов. Общая производственная площадь завода к этому моменту равнялась 150 м2. Контора, в которой днем С. А. Балакшин работал и принимал посетителей, вечером превращалась в конструкторское бюро. Тут же его жена* Елена Андреевна, занималась бухгалтерией и перепиской с заказчиками. Коллектив сотрудников завода составляли 25 рабочих и три представителя администрации (С. А. Балакшин, его жена н Федор Вотяков).
На организацию Курганского турбиностроительного завода ушло около трех лет. 1 января 1904 г. завод приступил к работе и вначале выпускал оборудование для маслодельных предприятий. Но С. А. Балакшин неустанно думал об организации производства гидротурбин.
В то время в России изготовлением гидротурбин практически не занимались. До 1917 г. в нашей стране было построено всего три малых ГЭС с суммарной мощностью около 5000 кВт. Гидротурбины для этих ГЭС были приобретены за границей. Надо заметить, что в Западной Европе и США в начале XX в. гидротурбины выпускались рядом фирм (Эшер Вис, Эрлангер и др.), стоили очень дорого и были мало доступны для широкого потребителя в России.
Наиболее известным тогда производителем гидротурбин в России являлся турбинный завод Пирвица и К° в Риге, выпускавший гидротурбины малой мощности. В 1915 г. этот завод был эвакуирован в Москву, а в 1917—1918 гг. на его базе был создан завод „Красная Пресня“, который с 1924 г. начал производство советских гидротурбин.
С. А. Балакшин пытался привлечь к конструированию гидротурбин специалистов, но его попытка не увенчалась успехом. Тогда он решил разработать конструкцию турбин -самостоятельно. Не имея возможности воспользоваться документацией и чертежами завода Пирвица, С. А. Балакшин изучал конструкции турбин в основном по редкой иностранной литературе. При этом он самостоятельно проводил все проектноконструкторские и опытные работы.
Изделия Курганского турбиностроительного завода, 1908 г.
В 1904 г. С. А. Балакшину предоставился случай поработать с заграничной гидротурбиной фирмы „Эрлангер“. Она была куплена для мельницы К. М. Дунаева (под Курганом), и С. А. Балакшину предложили установить и пустить ее в ход. Он согласился, понимая, что таким образом сможет тщательно ознакомиться с особенностями иностранной турбины и проверить ее ходовые качества. Проанализировав работу турбины „Эрлангер“, оценив ее достоинства и подметив недостатки, С. А. Балакшин обратил внимание на то, что она „недостаточно эффективно использует подводимую к ней энергию воды“. В этой связи он критически отнесся и к разработанному проекту своей гидротурбины: еще раз тщательно рассчитал и уточнил намеченный им профиль лопаток и направляющего аппарата и ввел ряд дополнительных усовершенствований.
В 1905 г. на Курганском турбиностроительном заводе по чертежам С. А. Балакшина была изготовлена первая в Сибири гидротурбина радиально-осевого типа (рис. 1). Ее назвали „Богатырь-быстроход“. Этому событию радовались все заводчане: и инженер- конструктор С. А. Балакшин, и рабочие,чьими руками воплотили в практику его мечту. Все с нетерпением ожидали испытания турбины на мельнице в Кокчетавском уезде (Казахстан). Испытания прошли успешно: турбина Балакшина показала высокий коэффициент полезного действия и надежность в работе.
С целью популяризации широкого внедрения гидротурбин на мельницах С. А. Балакшин написал очерк „Два брата“ [6]. Инженер-конструктор рассказал о том, как на одной из мельниц к гидротурбине отнеслись недоверчиво и продолжали использовать в качестве двигателя деревянное колесо. На другой же мельнице более дальновидные люди сразу применили гидротурбину. Она эффективно использовала энергию водотока, и мельница работала даже в то время, когда в реке было мало воды. В итоге, подчеркивал С. А. Балакшин, на этой мельнице почти совсем не знали простоев.
И вот в один из морозных дней на Курганский турбиностроительный завод в кабинет С. А. Балакшина вошел человек в меховом тулупе и огромной меховой шапке, на которой был слой снега. Его борода также была вся покрыта снегом и даже сосульками. Было очевидно, что он пришел издалека. Обратившись к инженеру-конструктору, посетитель сказал: „Я прочел Ваш очерк „Два брата“ вот и решил приобрести водяную турбину для нашей мельницы и жить так, как тот Иван, о котором Вы так красочно написали в книжке“.
Вторая гидротурбина Курганского турбиностроительного завода была установлена на р. Куртамыш Курганского уезда Тобольской губернии, а затем началось их победное шествие по Сибири, Уралу, Европейской части России, Средней Азии и Кавказу. Гидротурбины Балакшина быстро завоевали признание: они обладали высоким коэффициентом полезного действия, широким диапазоном мощностей, надежностью в работе и относительно низкой стоимостью. При этом Курганские гидротурбины не только отличались хорошим качеством изготовления, но и своевременно доставлялись заказчику [7]. Спрос на курганские гидротурбины превышал возможности завода, который ежегодно мог давать только около ста агрегатов. Всего же за период 1905—1919 гг. Курганский турбиностроительный завод выпустил около тысячи гидротурбин мощностью 1—300 кВт при максимальном напоре от 0,5 до 4,5 м.
Но вернемся к первой гидротурбине, названной „Богатырь-быстроход“ (см. рис. 1). Как уже говорилось она была радиально-осевого типа и состояла из рабочего колеса — 19, нижней опорной пяты — 24, направляющего аппарата — <?, отсасывающей трубы — 1, верхней опорной пяты — 10, вала — 6. Нижняя опорная пята имела сверху воронкообразные отверстия, через которые вода, попадая на опорную поверхность пяты, создавала водяную смазку и обеспечивала надежную работу турбины.
Рис. 1. Гидротурбина „Богатырь-Быстроход“ конструкции инженера С. А. Балакшина, 1905 г.
1 — отсасывающая труба; 2 — опорное кольцо направляющего аппарата; 3 — направляющие лопатки; 4 — крышка турбины; 5 — тяга к регулирующему кольцу; 6 — вал турбины; 7 — опорные балки; 8 — нижняя часть верхней опорной плиты; 9 — регулировочный болт; 10 — верхняя опорная пята; 11 — колпак верхней опорной пяты; 12 — капельная масленка; 13 — опорная букса; 14 — вкладыши; 15 — сальник; 16 — регулирующее кольцо; 17—тяга от регулировочного вала; 18—регулировочный вал; 19 —ступица рабочего колеса; 20 —обод рабочего колеса; 21 — нижняя опорная балка; 22 — лопасти рабочего колеса; 23 — клиновидная балка; 24 — нижняя опорная пята
Рис. 2. Схема расположения гидротурбины на мельнице
а — компоновка открытой турбинной камеры при небольшом колебании уровня воды в подходном канале; б — план установки; в — компоновка турбинной камеры при большом колебании уровня в подходном канале 1 — мелкая сороудерживающая решетка; 2 — паз затворов; 3 — верхняя опорная пята; 4 — верхний подшипник; 5 — рабочий шкив; 6 — регулятор; 7 — задняя стенка турбинной камеры; 8 — сальник; 9 — регулирующий вал; 10 — тяга к регулирующему кольцу; 11 — нижняя пята; 12 — отсасывающая труба; 13 — направляющий аппарат гидротурбины; 14—гидротурбина; 15 — крышка гидротурбины; 16—сальник; 17 — вал гидротурбины; 18—потолок турбинной камеры; 19—подводящий канал; 20 — отводящий канал
