З появою людини на Землі виникла потреба в переміщенні вантажів та й самої людини по суші, воді, а згодом і в повітрі. Сьогодні для цього існує чимало транспортних засобів: автомобілі, тепловози, електровози, кораблі, гелікоптери, літаки, космічні ракети.
Історія засвідчує, що першим пересувним засобом був човен, археологами виявлені човни, що датуються 10-6 тис. р. до н.е. Геніальний винахід – колесо (4 тис. р. до н.е.), дав змогу людині пересуватися по суші. Все це були попередні напрацювання для забезпечення системного підходу до більш масштабних рішень у створенні систем переміщення вантажів. Одним із потужних елементів для створення таких систем стала парова машина Дж. Уатта, винайдена ним у 1774-1784 рр. До кінця ХІХ століття це був єдиний універсальний двигун, який відіграв виняткову роль у прогресі промислової техніки та транспорту. Перші паровози різних модифікацій були створені у Великобританії Р. Тревітіком у 1803 р. і Дж. Стефенсоном у 1814 р.
У Росії перший паровоз був побудований у 1833 р. батьком і сином Черепановими. З цього часу розпочинається будівництво залізниць у Росії.
Залізничний транспорт швидко розвивався, потік перевезень вантажів та пасажирів невпинно збільшувався – цього вимагав розвиток промисловості і суспільства в цілому. Разом із тим виявилися суттєві недоліки паровозних локомотивів: складність їх експлуатації, висока енергоємність, низька ремонтоздатність, а також постійна потреба в паливі, яке необхідно було возити з собою (дрова, вугілля), та воді, очищеній від солей. Над цими проблемами працювали як інженери-конструктори, так і експлуатаційні служби залізниць.
Потрібні були нові ідеї. Однією з них стала ідея використання двигунів внутрішнього згоряння на локомотивах залізниць замість парових машин. Народження й обґрунтування цієї ідеї відбувалося в Києві, коли в 1905 і наступних роках з ініціативи професора Київської політехніки Ю.В.Ломоносова та за участю його колег Г.Д.Дубеніра, А.І.Липця, М.А.Артем’єва обговорювалися проблемні питання досліджень експлуатації паровозів і шляхи їх вирішення.
Хто ж він – Юрій Володимирович Ломоносов?
Народився в Москві 1875 року. Батьками його були дрібномаєтні дворяни, Володимир Григорович, колишній кавалерійський офіцер, який працював у Москві мировим суддею; мати Марія Федорівна була відома тим, що заснувала в Москві публічну бібліотеку.
1887 року, продовжуючи родинну традицію, Юрій Ломоносов розпочав навчання в 1-му Московському кадетському корпусі, проте невдовзі вирішив залишити військову кар’єру та отримати вищу технічну освіту. В 1893 р. він успішно склав екзамени і вступив до Петербурзького інституту інженерів шляхів сполучення. Закінчивши навчання в інституті, працював на Харківському паровозобудівному заводі, потім на Харківсько-Миколаївській залізниці помічником директора депо.
У 1899 р. Ю.В.Ломоносову було запропоновано місце викладача у Варшавському політехнічному інституті, де він став читати курс з теорії керування локомотивами. В цей час Міністерство шляхів сполучення затвердило Ю.В.Ломоносова на посаді інспектора Російських державних і приватних залізниць. Наприкінці літа 1900 р. Ю.В.Ломоносов брав участь у роботі Міжнародної виставки локомотивів у Парижі.
"Я дошел до идеи тепловоза…"
У 1901 р. на запрошення директора В.Л.Кирпичова Ю.В.Ломоносов почав читати курс парових локомотивів у Київському політехнічному інституті, де зразу ж був обраний на професорську посаду, а невдовзі призначений завідувачем кафедри, наймолодшим в інституті. В 1904 р. виходить із друку його книга "Наивыгоднейший состав товарного поезда", присвячена одній із ключових проблем залізниць.
На той час інфраструктура залізниць у Росії була досить розвинутою, проте робота всієї системи залишалася малорентабельною.
У 1902 р. штатного професора КПІ Ю.В.Ломоносова було призначено керівником групи зі 100 студентів, яку було направлено в район Китайсько-Східної залізниці для вивчення шляхів її реконструкції. Маршрут включав багато міст Далекого Сходу: Іркутськ, Харбін, Порт-Артур, Владивосток, також міста Японії і Китаю.
Як інспектор Російських залізниць Ю.В.Ломоносов часто виїжджав за кордон для ознайомлення з досвідом організації транспортних шляхів у інших країнах.
У листопаді 1902 р. він брав участь у роботі Міжнародного конгресу інженерів залізничного транспорту у Відні, де детально ознайомився з досвідом роботи австрійських і угорських інженерів. Весною 1903 року Ломоносов відвідав Італію, Швейцарію, Францію, Іспанію. Влітку того ж року він здійснив тур по залізницях Східної Європи.
У квітні 1905 р. Ломоносов захистив докторську дисертацію з проблем динаміки локомотивів.
За період наукової діяльності Ю.В.Ломоносов створив нову науку – теорію тяги тепловозів, розробив наукові засади експлуатації залізниць, які було викладено у двох книгах: "Тягові розрахунки і додаток до них графічних методів" та "Наукові проблеми експлуатації залізниць". Разом зі своїми учнями він у 1908 р. заснував науково-дослідний заклад "Контору дослідів над типами паровозів", яку було реорганізовано після Жовтневої революції в "Експериментальний інститут шляхів сполучення", а потім у "Науково-технічний комітет" Народного комісаріату шляхів сполучення. Декілька галузевих інститутів, створених на його основі, згодом були об'єднані в один "Всесоюзний науково-дослідний інститут залізничного транспорту".
Політичні погляди Ю.В.Ломоносова визначилися під час роботи в КПІ, коли він став марксистом; у 1905-1906 рр. був членом Військово-технічної організації ЦК РСДРП, якою керував Л.Б.Красін.
Дослідники життєвого та творчого шляху Ломоносова відзначають, що саме в київський період діяльності він остаточно впевнився у безперспективності вдосконалення паровозів і дійшов висновку, що майбутнє за більш економічними машинами з двигунами внутрішнього згоряння замість парових машин. На той час уже був достатньо відпрацьований економічний дизельний двигун внутрішнього згоряння, створений німецьким інженером Рудольфом Дизелем у 1897 р. Цей двигун інтенсивно запроваджувався на кораблях і в автомобілях. Але ті застосування дизельних двигунів, які успішно працювали на кораблях чи в автомобілях, не могли без нових принципових інженерних рішень бути прийнятними для тепловозів, що мають перевозити тисячотонні вантажі. Самому Дизелю не вдалося знайти прийнятної конструкції механізму для передачі крутильного моменту від двигуна до коліс локомотива. Тому професор Ю.В.Ломоносов почав інтенсивно напрацьовувати варіанти застосування дизеля в локомотивах. Особисто сам він так пояснював своє рішення: "Будучи железнодорожником, а не специалистом в двигателях внутреннего сгорания, я дошел до идеи тепловоза не сразу и не с точки зрения топливных проблем будущего, а в поисках выхода из тех невзгод, в которые ставит железнодорожное хозяйство отсутствие хорошей воды".
У 1909 р. Ломоносов приступив до проектування нафтовоза на основі дизельного двигуна з фрикційною передачею крутильного моменту (від дизельного двигуна на рушійну вісь локомотива), що забезпечувало зменшення ваги нафтовоза і його вартості.
Випробування новинки було вирішено провести на Ташкентській залізниці. Міністерство шляхів сполучення 4 липня 1915 р. виділило кошти на виготовлення 2-х нафтовозів, та початок Першої світової війни завадив реалізації цих планів.
Лютнева революція 1917 року захопила Ю.В. Ломоносова на посту члена Інженерної ради Міністерства шляхів сполучення Росії. Під час перебування у США з дипломатичною місією від імені Тимчасового уряду Росії Ломоносов дізнається про Жовтневу революцію, що сталася в Росії. Восени 1919 року він був відкликаний із Америки, яка на той час призупинила продаж паровозів для Радянської Росії, і розпочинає працювати в Технічному комітеті Наукового комісаріату шляхів сполучення. 5 листопада Декретом Ради Народних комісарів Ю.В.Ломоносова було призначено Уповноваженим Російської місії з виконання залізничних замовлень за кордоном. Разом із сім’єю Ломоносов виїжджає до Берліна для організації закупівлі німецьких і шведських паровозів.
Створення першого тепловоза
На початку 20-х років під час перебування у Швеції та Німеччині проф. Ю.В. Ломоносов реалізує чергову спробу практичного здійснення свого задуму побудови тепловоза із використанням електричної передачі крутного моменту. Використовуючи своє досить високе службове становище і свій авторитет фахівця у керівних колах молодої держави, він обґрунтовує у доповідних записках і публікаціях доцільність побудови вітчизняних тепловозів. Але катастрофічний стан залізниць країни змушує керівництво держави розташувати у Швеції замовлення на виготовлення паровозів. А професору Ю.В.Ломоносову 17 червня 1920 р. за підписом В.І. Леніна видається мандат, у якому, зокрема, написано: "Предъявитель сего, член Коллегии Народного Комиссариата тов. Ю.В.Ломоносов временно командируется в Швецию для урегулирования всех вопросов, связанных с заказами на паровозы… Тов. Ю.В.Ломоносову предоставляется право Народного комиссара, то есть право окончательного разрешения вопросов на месте…".
Ю.В.Ломоносов відбуває за кордон, успішно реалізує надані йому повноваження щодо поставки паровозів. Але весь свій вільний час за участю двох інженерів присвячує розробленню проекту тепловоза. І вже в наступному 1921 році, коли ескізний проект тепловоза було виконано, він звертається до наркома шляхів сполучення Ф.Е. Дзержинського з листом такого змісту: "Не найдете ли Вы своевременным сверх 1700 паровозов заказать за границею два тепловоза…". Відповідь була позитивною: "Попытайтесь заказать за счет разрешенных к покупке паровозов".
Це було першою офіційною підтримкою уряду пропозиції Ю.В.Ломоносова. Історичне рішення Ради з питань праці і оборони, що надало імпульс початку практичного тепловозобудування, відбулося 4 січня 1922 р. А 27 січня телефонограма В.І.Леніна на адресу Ю.В.Ломоносова доручала йому "…сговориться с Госпланом, НК ПС и теплотехническим институтом об условиях на конкурс тепловозов… Крайне желательно не упустить время для использования сумм, могущих оказаться свободными по ходу исполнения заказов на паровозы для получения более целесообразных для нас тепловозов. Прошу неотлагательно сообщить мне лично результаты последовавшего между вами соглашения". За результатами узгодження зазначеного питання Ю.В. Ломоносов з метою "не упустить время" переконує владу відмовитися від конкурсу і нарешті отримує дозвіл використати на будівництво тепловозів 1750000 шведських крон.
У надзвичайно важких умовах перший магістральний вантажний тепловоз системи Ю.В.Ломоносова з електричною передачею вдалося побудувати в Німеччині за період з серпня 1923 по червень 1924 р. Свій тепловоз Ю.В.Ломоносов комплектував з використанням окремих конструкцій, що вже були добре випробувані на практиці. Зокрема, дизельний двигун використовувався на німецьких підводних човнах, швейцарські тягові електродвигуни – на швейцарських і японських електровозах. Потужність дизеля становила 1200 кінських сил. Тепловоз отримав реєстраційний номер Юэ № 001. Вже після першої серії його випробувань у наказі наркома шляхів сполучень зазначено: "Одним из самых крупных достижений современной техники является замена паровоза тепловозом… Вся Европа и Америка с интересом следит за опытами над тепловозами, которые предпринимает СССР. В этом вопросе мы идем впереди других стран".
Уже перші випробування підтвердили вагомі переваги тепловоза над паровозом. За підсумками наступних етапів випробувань тепловоз Юэ № 0014 лютого 1925 р. було включено до інвентарного списку діючих локомотивів Радянського Союзу. Він пропрацював 30 років, проїхавши загалом майже 1 мільйон кілометрів.
Із закордону не повернувся…
У процесі поїздок нового тепловоза дорогами країни його популярність зростала. Ось лише деякі заголовки публікацій у пресі: "Прибытие тепловоза Ю.В. Ломоносова", "Дизельэлектролокомотив системы Ломоносова", "От Ракеты Стефенсона до современного тепловоза профессора Ломоносова" та ін.
З 1926 р. ставлення Москви до персони Ломоносова значно погіршилося, незважаючи на його заслуги і величезний конструкторський авторитет. Не стало перших осіб керівництва держави, які особисто високо цінували Ю.В.Ломоносова як фахівця і підтримували його. А недоброзичливців у нас завжди вистачало… Втративши надію на отримання перспективної роботи в СРСР, Ломоносов вирішує не повертатися на Батьківщину. Разом із родиною він виїжджає до Італії, а в 1927 р. – до Великобританії, в Кембридж, де навчався його син. Там Юрій Володимирович познайомився з молодим фізиком, також росіянином, Петром Леонідовичем Капицею. Разом вони намагалися отримати патент на фрикційне зчеплення та електромеханічну автоматичну гальмівну систему тепловоза. Проте в 1932 р. ця конструкція була запатентована в Радянському Союзі без згадки імені Ломоносова. Його заслуги почали замовчуватись, преса 1930-х років майоріла презирливими тирадами на адресу "зрадника". Ім’я Ломоносова було виключено з усіх радянських "версій" історії залізниць.
Ю.В.Ломоносов продовжував працювати за кордоном над проблемами дизельної тяги. В США, куди переїхав у лютому 1929 р., він сподівався випробувати на практиці свої останні теоретичні розробки, та працевлаштуватись йому так і не вдалося. Він продовжував писати та публікувати книги, наукові статті з теорії локомотивів і механіки залізниць, але таких висот, як на батьківщині, не досяг.
У квітні 1930 р. Ломоносов знову переїздить до Англії, сподіваючись отримати академічну підтримку з боку Кембриджа. Він стає членом Інституту інженерів механіків Британської асоціації розвитку науки, Королівського інституту міжнародних справ, що розширило його міжнародні контакти.
Після публікації в 1933 р. книги "Введение в механику железных дорог" його репутація інженера значно зросла, на Британських островах його ім'я стає популярним. Одним із небагатьох реалізованих його проектів була конструкція сіножатки, створена на основі деяких елементів конструкції першого дизельного локомотива.
До 1938 р. Ю.В.Ломоносов залишався радянським громадянином. З початком репресій в СРСР він прийняв громадянство Великобританії.
Після закінчення Другої світової війни уряд Великобританії запропонував Ломоносову взяти участь в експертизі проектів з націоналізації Британських залізничних компаній.
Пішов із життя Юрій Володимирович Ломоносов на 77-му році, похований у Монреалі, де проживав останні свої роки.
Заслуги Ю.В.Ломоносова були відзначені багатьма нагородами як в Росії, так і за кордоном. Зокрема, творчі досягнення Ю.В.Ломоносова відзначені Золотою медаллю Бородіна (1911 р.), Призом Салова (1913 р.), докторський ступінь присуджено Берлінською вищою технічною школою. У Великобританії його нагороджено призом Т. Бернарда Холла у 1932 р. і медаллю Стефенсона у 1944 р. Сімейний архів Ю.В.Ломоносова зберігається в Університеті Лідса (Великобританія).