Испытание русла без специальных сооружений, ограждающих вход в шлюзы, показало, что судоходство по Днепру окажется невозможным из-за слишком большой скорости течения. Тогда был поставлен еще целый ряд специальных опытов, в результате которых и были найдены формы и размеры ограждающей дамбы. Дамба защитила караваны судов от бурного потока.
Другая серия опытов, проведенных для Днепростроя, заключалась в испытании турбин. В гидравлической лаборатории был построен специальный испытательный турбинный прибор — тогда самый большой в мире как по размерам, так и по расходу воды. В этом приборе испытывались вое многочисленные модели турбин, предлагавшиеся для Днепрогэса, как иностранных конкурирующих, так и отечественных.
Были выбраны наиболее рациональные типы турбин, которые и установлены на станции. В создании этой лаборатории Сергей Алексеевич принимал особенно деятельное участие, вероятно, потому, что механические силы воды возвращали его творческую мысль в область классической механики.
Гидравлической лаборатории мы обязаны двумя работами Чаплыгина, напечатанными днепростроевцами в 1924 и 1925 годах под заглавием «К теории гидрокона».
Для увеличения полезного действия воды в турбинах американские инженеры стали делать особые всасывающие трубы с внутренними ядрами, получившие название гидроконов. Гидроконы строились «на ощупь», чисто практически, без теоретического анализа их гидродинамического очертания и работали плохо.
Сергея Алексеевича просто оскорбляла всякая работа «втемную», и он занялся созданием теории гидроконов. В опубликованных работах он указывает практикам наивыгоднейшую форму гидрокона.
Следует отметить, что статьи «К теории гидрокона» всецело основываются на теории струйного движения жидкости и безвихревого обтекания твердого тела. Созданная Чаплыгиным в последние годы прошлого века теория была опубликована в 1899 году. Вот еще один пример удивительного предвидения запросов промышленной техники.
«В 1899 году в тогдашней России об использовании неисчерпаемых запасов энергии наших больших рек турбинами в десятки и сотни тысяч сил, о каменных плотинах, о возможности запрудить Днепр, Волхов, Свирь, Волгу или Ангару никто и не помышлял, — вспоминает Алексей Николаевич Крылов по этому поводу. — Плотины сооружались не из железобетона такими инженерами, как академики Графтио, Веденеев, Винтер, а из жердей, земли и навоза пришлыми полуграмотными „чертопрудами“, в огромном большинстве случаев для водяных мельниц, много что на 12 поставов, то есть примерно на сто сил.
Мне случайно пришлось быть на закладке такой плотины на реке Алатырь лет сорок тому назад.
„Чертопруд“… брал „за разум“ по 500 и 1000 рублей, большие деньги по тогдашнему времени, выпивал при закладке плотины неимоверное количество водки, шкалик которой выливал в реку, после чего бормотал какое-то таинственное заклинание, в котором только и можно было изредка разобрать слова: „хозяин водяной“, „хозяин сей реки“, „отсунь, засунь, присунь“, выдавал на гербовом листе ручательство на любую сумму и на любой срок, а когда в первую же весну плотину прорывало, то найти в просторах необъятной России пришлого „чертопруда“ было столь же трудно, как изловить в реке того <<водяного», которого он заклинал.
При этой закладке владелец мельницы был немец Вер, и у него имением управлял тоже немец из Саксонии.
У русских купцов при закладке плотины не «чертопруд» заклинал «водяного», а поп служил молебен с водосвятием и с выносом иконы «пресвятыя богородицы рекомой прибавление ума».
И вот в это же время Сергей Алексеевич писал свою статью «О струях в несжимаемой жидкости» — статью, которая через двадцать пять лет послужила к обоснованию теории и расчета гидроконов, когда академик Графтио сооружал на Волхове первую мощную, на сто шестьдесят тысяч сил, электростанцию.
«Уже на существующих теперь мощных электростанциях гидроконы сохраняют громадное количество энергии, а когда будут работать станции на Каме, на Ангаре, на гигантских сибирских реках, то трудно и представить себе, сколько энергии сберегут гидроконы».
Не имела никакого отношения к авиации и другая, ветросиловая лаборатория, сооруженная по проекту Г. X. Сабинина в башне головной части аэродинамической лаборатории.
Ветросиловая лаборатория представляла собой редкостный и оригинальный прибор для испытания различных ветряных двигателей.
Обратим внимание, что лаборатория предназначалась для испытания натуральных ветродвигателей, а не моделей, и в естественных условиях, а не в трубе. Для установки двигателя сооружена была каменная башня. Показания измерительных приборов пришлось перенести путем электрической передачи в отапливаемое помещение экспериментатора. В холодную погоду, не говоря уже о зиме, экспериментировать на сорокапятиметровой высоте при стойком ветре чрезвычайно трудно.
Лаборатория ставила себе целью исследование процессов, происходящих при работе ветряного двигателя как в воздушном потоке, так и в механизме самого двигателя. Кроме того, имелось в виду изучать и процессы работы тех агрегатов, для которых можно было пользоваться энергией ветра, прежде всего — электрического генератора.
Работа ветродвигателя определяется скоростью ветра, скоростью вращения ветродвигателя и величиной крутящего момента, развиваемого ветряком. Для измерения этих элементов и проектировал свои приборы коллектив конструкторов под руководством Г. X. Сабинина. Тут все сплошь приходилось изобретать, выдумывать, конструировать вновь, опираясь на ничтожный, в сущности, опыт кучинской лаборатории.
На квадратной каменной башне помещалась стеклянная кабина экспериментатора, представляющая собой железобетонную конструкцию. В ней были сосредоточены регистрирующие приборы и управление. Отапливалась она электрическими печами: паровое отопление вести на такую высоту строители отказались.
На крыше железобетонной кабины, на ажурной железной башне в одиннадцать метров высотою, был помещен трехлопастный ветряк ЦАГИ конструкции Сабинина — Красовского. Некоторое представление о сложности работ на такой высоте, связанных с установкой двигателя, может дать хотя бы такой факт: башня, несмотря на каменную кладку, заметно качается от ветра; в кабине это можно было заметить по графину с водой, по шнуру телефонной трубки.
Пускается ветродвигатель в ход при помощи рукоятки лебедки, устанавливаемой внизу, а далее ветродвигатель ЦАГИ самоуправляется: со стороны острой кромки каждой лопасти, подобно крылу самолета, прикреплены маленькие крылышки — стабилизаторы. Они-то, используя ту же энергию ветра, и ставят все три крыла в рабочее положение при любом направлении ветра. Они же позволяют двигателю развивать большее число оборотов, чем это задано конструктором.
