Это была тонкая догадка.

«Как только явление рассматривается с этой точки зрения, — справедливо заключает творец теории, — так тотчас же вопрос о силе трения двух хорошо смазанных твердых тел сам собой переходит в область гидродинамики и вместе с тем обнаруживаются те физические свойства смазывающих жидкостей, которые могут оказывать влияние на силу трения твердых тел, смазанных этими жидкостями. Свойства эти, очевидно, суть: внутреннее трение смазывающей жидкости и ее внешнее трение с твердыми телами».

В 1882 году в статье «О трении в машинах», помещенной в «Инженерном журнале», Петров, став на свою, как мы видим, совершенно новую точку зрения, теоретически вполне разрешил вопрос, над которым так долго и так безуспешно трудились виднейшие ученые.

Русский инженер показал прежде всего, что трение твердых тел при достаточной смазке подчиняется совершенно иным законам, чем трение несмазанных тел.

В свете новой теории представилась возможность разрешить многие вопросы, касающиеся трения и непонятные до того наблюдателям.

Разрешить эти вопросы, проверить правильность теорий можно было только экспериментальным путем. Заинтересованный в этих опытах, имеющих огромное практическое значение, съезд техников железных дорог предоставил создателю теории денежные средства. Они были невелики, но «при помощи сотрудников, беспредельно преданных науке, и безграничного желания во что бы то ни стало разыскать истину» Петрову удалось в течение последующих пяти лет довести дело до успешного конца.

Насколько велик был труд по проведению опытов, можно судить хотя бы по тому, что над одной только вагонной осью было произведено не менее пятнадцати тысяч наблюдений, тщательно и умело записанных; во время этих наблюдений вагонная ось сделала более десяти миллионов оборотов.

Практическими результатами опытов явилась, с одной стороны, неоценимая для машиностроителя возможность предсказывать величину силы трения для данной машины, а с другой стороны, возможность выбора смазочных масел для машин, работающих в тех или иных условиях. Особенно важным было установление смазывающей способности масел в зависимости от температуры.

Теоретические выводы свои Николай Павлович неизменно подкреплял практическими доводами. Изучив свойства различных смазок, он убедился, что при замене общепринятых смазочных веществ неопределенного состава рекомендуемыми им смесями трение могло быть уменьшено на сорок процентов. Взяв затем отчет Министерства путей сообщения за 1883 год, из которого было видно, что пробег всех осей пассажирских и товарных поездов перевалил за пять миллионов верст, русский теоретик подсчитал, что надлежащий выбор смазочного масла позволил бы сэкономить за этот год свыше трех миллионов пудов угля. При тогдашних ценах на уголь речь шла, стало быть, об экономии в полмиллиона рублей золотом только в железнодорожном хозяйстве.

Не меньшее значение выбор смазки имеет, конечно, и во всех других областях промышленности, где работают двигатели и механизмы, нуждающиеся в смазочных веществах.

С тех пор как русский ученый создал свою «Гидродинамическую теорию трения хорошо смазанных тел», прошло много лет, но она по-прежнему составляет основу всех работ, посвященных вопросам трения, и остается одним из основных достижений теоретической механики.

Другие научно-исследовательские работы Николая Павловича посвящены главным образом также вопросам, существенно важным для развивавшегося на его глазах и с его участием железнодорожного транспорта. Он писал «О непрерывных тормозных системах», «Об изнашивании и пробе стальных шин», о «Хранении и перегрузках хлебного зерна и каменного угля» и о многих других вещах;

В 1871 году, после основательной подготовки, Николай Павлович ввел в Технологическом институте новый курс — о подвижном составе железных дорог. Для этого курса им были выведены формулы тяговых расчетов, из которых многие, как формулы полного удельного сопротивления паровоза, формулы среднего рабочего давления пара в цилиндрах и т. п., до сих пор фигурируют во всех руководствах.

Николай Павлович принимал непосредственное участие в строительстве русского железнодорожного хозяйства в качестве председателя Правления казенных железных дорог, директора железнодорожного департамента, многолетнего председателя «Комиссии Н. П. Петрова», представлявшей собой высший орган фактического контроля над постройкой Сибирской железной дороги, и, наконец, в качестве товарища министра путей сообщения. В заслугу ему надо поставить неуклонное стремление ввести науку и научный метод в железнодорожное дело.

Н. П. Петров не был узким специалистом железнодорожного дела. Даже те его работы, которые касались специальных вопросов, носили характер широких обобщений и оставляли заметный след в теоретической и прикладной механике. Не говоря уже о его «Гидродинамической теории», редкая статья Николая Павловича не привлекала к себе внимания специалистов — математиков и механиков.

По поводу исследования «Влияние поступательной скорости колеса на напряжение в рельсе» Жуковский писал Николаю Павловичу:

«Ваш прием позволяет распространить вывод на случай подвижных опор и приводит к интересному заключению об опасном влиянии этой подвижности. Посылаю вам найденное мною доказательство любопытного свойства наших графиков, которое вы указываете…»

В дискуссии, разгоревшейся вокруг исследования Петрова «О скольжении ремня на шкивах», Жуковский решительно склоняется на его сторону и приводит ряд доказательств правильности его теоретических соображений.

Н. П. Петров вводил науку и научный метод в железнодорожное дело не только как профессор и администратор — своей ученой деятельностью он немало способствовал вовлечению русской науки в интересы железнодорожной техники.

Не менее энергичным и замечательным организатором научно-исследовательской работы на железнодорожном транспорте в России был другой блестящий русский инженер — Александр Парфенович Бородин.

Как и его брат, известный ботаник, Александр Парфенович был не только талантливым, но широко образованным человеком. Он обладал неиссякаемой энергией и огромной любознательностью. После окончания курса Института путей сообщения в 1872 году он быстро завоевал себе репутацию отличного инженера и превосходного организатора, так что никто не был особенно удивлен, когда в начале восьмидесятых годов Бородин занял должность управляющего Юго-Западными железными дорогами.

Стремление к экономии топлива и успехи в применении принципа двойного расширения пара привели техников всех стран к попыткам применить этот принцип, так называемый принцип «компаунд», к паровозам.

Система двойного расширения пара в двух цилиндрах с неравными диаметрами была введена уже очень давно. К паровозам эту систему впервые, но без успеха, применил в 1876 году Малле, известный конструктор сочлененных паровозов, получивших название «маллет». Широкое же распространение компаунд-паровозы получили позднее, главным образом в результате работ русских инженеров — прежде всего Бородина.

В 1882 году Бородин организовал в Киеве первую в мире паровозную лабораторию для изучения вопроса о целесообразности применения принципа «компаунд» в паровозостроении. Лаборатория эта помещалась в Киевских мастерских Юго-Западных дорог. Опыты производились с двухцилиндровым компаунд-паровозом, переделанным из паровоза простого действия. Работал он в качестве стационарной машины. Это был первый в мире опыт научного исследования работы паровоза в лабораторных условиях.

Исследования показали, что система «компаунд» в применении к паровозам может дать значительную, примерно до двадцати процентов, экономию в расходе пара по сравнению с паровозами однократного расширения.

После этого Бородин переделал на систему «компаунд» еще несколько паровозов и продолжил свои исследования в условиях нормальной эксплуатации.

Управляющий крупнейшей сетью железных дорог превращался при этих исследованиях и в машиниста, и в смазчика, и в кочегара. Копоть, сажа и угольная пыль густым слоем покрывали с ног до головы и Александра Парфеновича и его помощников.