Владимир Шухов первым в мире создал гиперболоидные конструкции – сетчатые металлические структуры, в основе которых лежит незамкнутая поверхность, образуемая вращением гиперболы вокруг ее оси. К прочим заслугам инженера относится проект первых российских нефтепроводов и нефтеперерабатывающего завода, аппарат для непрерывной дробной перегонки нефти, трубчатый паровой котел и множество других изобретений. 1. Первая в мире конструкция-гиперболоид в Полибино. Впервые мир познакомился с творением Владимира Шухова летом 1896 года на Всероссийской промышленной и художественной выставке – крупнейшей в дореволюционной России, которая проходила в Нижнем Новгороде. Для этого мероприятия архитектор построил целых восемь павильонов с сетчатыми перекрытиями и гиперболоидную башню, ставшую его визитной карточкой. Изящную водонапорную конструкцию венчал бак с водой, вмещавший шесть с половиной тысяч ведер. К баку вела спиральная лестница, по которой любой желающий мог подняться на смотровую площадку. Что и говорить - необычная ажурная стальная башня стала «гвоздем» программы и моментально привлекла внимание не только горожан, но и мецената и стекольного короля Юрия Нечаева-Мальцева. Успешный предприниматель приобрел ее по окончании выставки и отвез к себе в имение в Полибино, что в Липецкой области. Там 25-метровая конструкция стоит и по сей день. 2. ГУМ. На нижегородской выставке Владимир Шухов представил новаторский подход в использовании сетчатых конструкций для перекрытий и крыш зданий. Он был применен в Главном универсальном магазине (бывшие Верхние торговые ряды), построенном напротив Кремля. Стеклянная крыша ГУМа – дело рук великого мастера. В ее основе – стальной каркас, изготовленный из металлических стержней. На его строительство ушло более 800 000 кг металла. Но, несмотря на столь внушительные цифры, полукруглая ажурная крыша кажется легкой и утонченной. 3. ГМИИ имени А.С. Пушкина. Это, пожалуй, самое известное здание, в строительстве которого принимал участие Владимир Шухов. Перед ним стояло ответственное задание – создать прочные перекрытия кровли, через которые может поступать солнечный свет. Сто лет назад, когда музей открыл свои двери, в его проекте не было предусмотрено электрическое освещение экспозиции, поэтому залы должны были освещаться естественным образом. На удачу Шухова, одним из спонсоров строительства стал Юрий Нечаев-Мальцев, который ранее приобрел первую работу архитектора. Так что отличные рекомендации были у Шухова «в кармане». Созданную им трёхъярусную металло-стеклянную крышу называют памятником инженерному гению. 4. Киевский вокзал в Москве. Строительство дебаркадера бывшего Брянского вокзала велось несколько лет, с 1914 по 1918 год, в условиях дефицита металла и рабочей силы. Когда работа была завершена, застекленное пространство над платформами длиной 230 метра стало крупнейшим в Европе. Эффектный козырек Киевского вокзала представлял собой металло-стеклянное перекрытие, которое опиралось на стальные арки. Находясь на перроне, сложно поверить, что над тобой возвышается конструкция, которая весит около 1300 тонн! 5. Башня на Шаболовке. Всеми признанный шедевр Шухова был возведен в 1919-1922 годах. Первоначальный проект предполагал, что башня возвысится на 350 метров и станет «конкуренткой» Эйфелевой башни (324 м). Несмотря на то что на реализацию задуманного требовалось втрое меньше металла, чем на французскую соперницу, ее пришлось уменьшить до 160 м (с учетом траверз и флагштока). Виной тому была гражданская война и, как следствие, отсутствие нужного количества стали. Когда амбициозный проект был завершен, башня заработала по назначению – в 1922 году началась трансляция радиопередач, а в 1938 году состоялась первая телетрансляция. Воздушная невесомая конструкция вдохновила писателя Алексея Толстого на написание фантастического романа «Гиперболоид инженера Гарина», ставшего бестселлером того времени. 6. Шуховская башня на Оке. В 1929 году, спустя 33 года после своего громкого дебюта в Нижнем Новгороде, Владимир Шухов вернулся в принесший ему признание город. На низком берегу Оки между Богородском и Дзержинском по его проекту были установлены единственные в мире многосекционные гиперболоидные башни-опоры ЛЭП. Из трех пар конструкций, которые поддерживали провода, до наших дней сохранилась только одна. Творения Шухова оценили во всем мире еще при жизни инженера, но и сегодня его идеи активно заимствуются известными архитекторами. Образцы гиперболоидных башен встречаются в Японии, Италии, Бразилии, Великобритании. Его наработками пользуются Кен Шаттлворт (Aspire Tower) и Норман Фостер (перекрытие двора Британского музея, небоскрёб Сент-Мэри Экс 30). Но самым известным примером использования патента Шухова считается 610-метровая телебашня в китайском городе Гуанчжоу – самая высокая в мире сетчатая гиперболоидная конструкция. Ее возвели к Азиатским играм 2010 года для трансляции этого важного спортивного события.

Мы продолжаем серию материалов об ученых, оставивших самый заметный вклад в истории человечества «Жизнь замечательных умов»

За один только разработанный и запатентованный процесс крекинга нефти имя Шухова должно остаться в человеческой памяти на вечные времена.

Родился Володя Шухов 16 (28) августа 1853 года в деревне Пожидаевке — курском имении своей матери, небогатой дворянки Веры Шуховой . Отец, надворный советник Григорий Петрович Шухов , был директором филиала Петербургского государственного банка, хорошо владел несколькими языками и дружил со знаменитым хирургом Николаем Пироговым . Мальчик был такой же, как и миллионы других мальчиков: в меру бесшабашный, без меры активный и страшно любопытный до всякой техники. Начальные понятия о чтении и счете ему дали дома, а в 11 лет определили в Пятую Петербургскую гимназию.

Вова и раньше любил считать и чертить разные мальчишеские изобретения, а тут он и вовсе расшалился. Дошло до того, что в 4 классе юный гимназист осмелился у доски доказать теорему Пифагора собственным способом, без рисования надоевших всем «Пифагоровых штанов». Учитель строго посмотрел на доску, на мальчишку, опять на доску, пожевал губу, поправил пенсне и подвел итог: «Правильно..., но нескромно». И вывел в журнале неудовлетворительную оценку.

Это не сломило в мальчике любовь к наукам. После успешного окончания гимназии он, по совету отца, в 1871 году поступил в лучшее техническое учебное заведение страны — Императорское московское техническое училище (ИМТУ), ныне нам известное, как Московский государственный технический университет имени Баумана. Преподаватели, среди которых били такие корифеи, как создатель аэродинамики Николай Жуковский, математик Алексей Летников, механик Дмитрий Лебедев , чувствуя огромный потенциал молодого студента, не стремились развить в нем скромность.

Напротив, они всячески поощряли и старательно развивали в нем настырность, амбициозность и веру в то, что любой технический вопрос можно решить нетрадиционным и красивым способом. Первым официально зарегистрированным изобретением еще студента Шухова была специальная паровая форсунка. До этого времени получаемый в процессе перегонки нефти мазут из-за тяжелого возгорания считался отходом и просто сливался в реки, моря и котлованы.

Первая в мире гиперболоидная башня Шухова, Нижний Новгород, фотография А. О. Карелина, 1896. Фото: Commons.wikimedia.org

Однако форсунка Шухова, распылявшая с помощью создаваемого паровиком водяного пара густой мазут в топку, превратила его в хорошее горючее для паровых двигателей. Конструкция форсунки была так проста, оригинальна и надежна, что великий русский химик Дмитрий Менделеев , кстати, предрекавший мазуту, как виду топлива, большое будущее, даже поместил ее рисунок на обложке своей книги «Основы фабрично-заводской промышленности», а основные принципы ее системы используются инженерами и поныне. Силу форсунки почувствовал главный российский нефтяник того времени Людвиг Нобель , глава нефтяного гиганта «Товарищество братьев Нобель», старший брат знаменитого создателя динамита и основателя престижнейшей научной премии Альфреда Нобеля . В 1879 году он приобрел у Шухова патент на ее производства и начал оснащать ею паровые двигатели своих танкеров. Вот как описывали форсунку в журнале «Техник» в статье «Нефтяной пульверизатор Л.Э.Нобеля с вращающимся пламенем»: «Форсунка эта состоит из цилиндрической коробки с двумя цилиндрическими отростками: по нижнему отростку течет пар, по верхнему — нефть. Величина отверстий для пара и нефти может регулироваться от руки, и таким образом можно установить желательный приток нефти. ... Усовершенствование здесь заключается главным образом в том, что пульверизационное пламя имеет в топке вращательное движение вокруг горящей оси, через что достигается более полное сгорание топлива и совершенно равномерное нагревание... Пульверизаторы г. Нобеля изготавливаются на его собственном заводе и стоят около 130 рублей». Для сведения: 130 рублей российский чиновник небольшого ранга получал за год работы.

В 1876 году Шухов с отличием окончил училище. Защищать дипломный проект ему не пришлось, поскольку диплом и звание инженера-механика ему были даны «по совокупности заслуг». Патриарх российской математики Пафнутий Чебышев предлагал ему перспективное место ассистента, Жуковский звал остаться преподавателем, но Шухова влекла практика. Как лучшего выпускника его премировали годичной командировкой в технически продвинутые США (тогда их называли САСШ — Северо-Американские Соединенные Штаты). Тут он побывал на Всемирной выставке в Филадельфии (сегодняшнее — ЭКСПО), посетил паровозные заводы Питтсбурга и вернулся в Россию совершенно очарованным западным техническим прогрессом.

В Петербурге Владимир устроился в железнодорожное общество Варшава — Вена проектировщиком железнодорожных депо, но проработал там недолго. В 1876 году в Россию приехал очень деятельный американец русского происхождения Александр Бари . С Шуховым он познакомился еще в США, в Филадельфии, и именно разговоры с молодым инженером заставили Бари вернуться на родину предков. Основав в России собственное конструкторское бюро он тут же зазвал туда своего знакомого. Шухов сразу стал у него ведущим инженером и оставался им все дальнейшее время. «Моя личная жизнь и жизнь и судьба конторы были одно целое, — писал он потом в воспоминаниях, — ... Говорят А. В. Бари эксплуатировал меня. Это правильно. Юридически я всё время оставался наёмным служащим конторы. Мой труд оплачивался скромно по сравнению с доходами, которые получала контора от моего труда. Но и я эксплуатировал его, заставляя его выполнять мои даже самые смелые предложения! Мне предоставлялся выбор заказов, расходование средств в оговорённом размере, подбор сотрудников и найм рабочих.

Кроме того, А.В. Бари был не только ловкий предприниматель, но и неплохой инженер, умевший оценить новизну технической идеи. Кто из предпринимателей того времени взялся бы за сооружение в шесть месяцев павильонов Нижегородской выставки, если они, даже построенные, вызывали сомнения в надёжности? Приходилось терпеть несправедливости в оплате труда ради возможности инженерного творчества. «...Мое основное условие работы в конторе: выиграть по контракту выгодный заказ, причем за счет более низкой, чем у конкурентов, стоимости и более коротких сроков исполнения и при этом обеспечить конторе прибыль не ниже, чем у других контор. Выбор темы конкурса — за мной».

Тогда в стране только начался нефтяной бум. В нефтеносных регионах Каспия крутились огромные капиталы, и Бари перевел основную свою контору, вместе с Шуховым, в Баку. Отрасль технически находилась в самом примитивном состоянии, нефть часто выкачивали ведрами из колодцев, перевозили исключительно в бочках, на осликах, хранили в выкопанных земляных котлованах, перегоняли с помощью самых примитивных установках, напоминавших самогонные аппараты. Поэтому не стоит удивляться тому, что наиболее прогрессивные нефтепромышленники, во главе с миллионерами Нобелями, Кокоревым, Лианозовым и другими сразу загрузили фирму заказами.

Гиперболоидная башня конструкции В. Г. Шухова в Николаеве. Фото: Commons.wikimedia.org

Главной проблемой, стоявшей перед нефтяниками, была тогда транспортировка. Нефтедобыча росла такими темпами, что ослики не успевали размножаться и их банально не хватало. Поэтому первым заказом было проектирование и прокладка для компании братьев Нобель первого в Европе нефтепровода. Шухов блестяще справился с поставленной перед ним задачей. Для того, чтобы избежать саботажа и диверсий местного населения, наживавшегося на ослиной транспортировке, трубы были закопаны на двухметровую глубину, а на насосных станциях и вдоль трубопровода были поставлены казаки, отражавшие набеги недовольных осло- и муловладельцев. Начинался он в самом центре Балахан, откуда шел до нобелевского нефтеперерабатывающего завода в Черном городе. На случай аварий или пожара на линии длиной около 13 километров было оборудовано 8 пожарных постов. Диаметр трубы был равен 3 дюймам (7,62 сантиметров), а продукт, подгоняемый специальными насосами, шел по ней со скоростью 1 метр в секунду. За сутки через нефтепровод прокачивалось до 1300 тонн нефти. Только за декабрь 1878 года по нему было перекачано 841 150 пудов нефти. В результате стоимость транспортировки от скважины до завода удалось довести сначала до 10 копеек (против 35 в бочке), а потом и вообще до полукопейки за пуд. Позже Людвиг Нобель писал об этом детище Шухова: «Какое значение имела эта первая железная труба... показывает тот факт, что перекачка нефти по ней обходилась менее 1 копейки за пуд, тогда как перевозка ее в арбах — до 9 копеек с пуда. Принимая во внимание, что для выделки одного пуда керосина требуется три пуда нефти, расходы заводчика уменьшились на 25 копеек с пуда». Вложенные Нобелями в трубопровод деньги, с учетом затрат на казаков и пожарников, вернулись меньше чем за год. Следующим шагом была прокладка Шуховым уже «керосинопровода» от завода до порта. Прознав об этом, собственные трубы стали заказывать и другие промышленники. Уже в 1879 году Шухов построил второй нефтепровод, протяженностью 12 километров, теперь по заказу купца Лианозова. В следующие три года он проложил еще три трубы по маршрутам Балаханы — Суруханский завод, Суруханский завод — Зыхская коса, Балаханы — Чёрный город.

Следующей проблемой, поставленной перед инженером опять же настырными Нобелями, было хранение и сбережение. Для равномерной и постоянной загрузки их гигантского нефтяного добывающе-перерабатывающего комплекса требовались большие хранилища. Ранее Бакинские нефтедобытчики хранили запасы своего сырья в специальных прудах под открытым небом. Такая примитивная технология хранения серьезно настроенных предпринимателей могла удовлетворить только на самом раннем этапе, но делать ставку на «озерные хранилища» было никак нельзя. Мало того, что часть нефти из таких, практически естественных, хранилищ просто пропадала, так они еще весьма часто горели. В США металлические специализированные нефтехранилища уже существовали, но они Нобелей не устраивали. Это были огромные, страшно дорогие и тяжелые прямоугольные железные сооружения, возводившиеся на мощном фундаменте. Инженер Шухов, уже достойно показавший свои таланты, и тут порадовал братьев. Спроектированное им цилиндрическое нефтехранилище с конической или плоской крышей и тонким дном возводилось на специально подготовленной подушке из обычного песка. Оно было значительно легче американского аналога за счет гениального Шуховского ноу-хау: толщина стенок в нем была непостоянной: у основания, где давление было наибольшим, они были значительно толще, чем наверху. Сам Шухов об этом в своей книге «О расчете нефтяных резервуаров» писал: «резервуар с переменной толщиной стенок имеет наименьший вес при условии, что объем всего железа дна и покрытия равен объему всего железа в стенках, необходимого для восприятия растягивающих усилий в поясах». Точные расчеты позволили ему максимально оптимизировать конструкцию. Высота хранилища была 11,4 метра, толщина листов металла, из которых оно клепалось, составляла 4 миллиметра (против 5 миллиметров у немцев и 6,35 — у американцев), вместимость — 160 000 пудов (примерно 2600 тонн) керосина. Все это, плюс еще множество инноваций, приводило к тому, что Шуховские хранилища, при одинаковой емкости, были дешевле американских на треть и значительно надежнее. Первое построили на деньги Людвига Нобеля на Балахнинских промыслах, там, где начинался нобелевско-шуховский нефтепровод. В самое короткое время они стали де-факто мировым стандартом. Только в России и только до 1917 года было построено более 20 000 хранилищ системы Шухова. Мировым стандартом они остались и по сию пору. Именно так: за прошедшие почти полтора столетия эти конструкции почти не изменились, настолько совершенными их создал Шухов.

Хранили в них и не только нефтепродукты. Если помните, в кинофильм «Белое Солнце пустыни» красноармеец Сухов сохранил жизни восьми жен бандита Абдулы именно в Шуховских нефтехранилищах.

Первые в мире металлические танкеры были построены тоже Нобелями, но заказали они их не Шухову. Обрусевшие шведы не верили, что в России даже самый гениальный инженер может создать путное морское или речное судно. Поэтому их «наливные баржи» конструировали и строили в Норвегии. Но когда русские купцы увидели, какие прибыли Нобели извлекают из своей нефтяной флотилии, они уже обратились к Бари, точнее — к Шухову. И он, на зависть Нобелям, разработал значительно более надежные, чем норвежские, отечественные танкеры. В 1885 году он, по заказу судовладельцев Баранова и Шитова построил две наливные баржи грузоподъемностью 640 и 800 т. Баржи были сравнительно маленькими, 70 м в длину и 10 в ширину. Однако уже к концу века размеры шуховских танкеров выросли до 150-170 м, а грузоподъемность — до 1600 т.

Установка В. Г. Шухова для термического крекинга нефти, 1931. Фото: Commons.wikimedia.org

Но главным подарком, который сделал нефтяникам Шухов, был, конечно, разработанный им крекинг-процесс, с помощью которого при перегонке из нефти можно было получать не только керосин, но и массу других ценных продуктов: бензин, моторные масла, соляру, мазут, асфальт, гудрон и целую кучу других полезных углеводородов. И все это в непрерывном процессе, без остановки для загрузки новой порции сырья и выгрузки отходов, что до того было просто немыслимо. Шухов запатентовал крекинг в 1891 году (патент Российской империи № 12926 от 27 ноября 1891 года). Хотя первую крекинг-установку для тех же Нобелей он построил двумя годами раньше.

В 1885 году компания Бари приняла участие в конкурсе на создание в Москве общегородского водопровода. За три года Шухов со товарищи полностью спроектировал систему водоснабжения второй столицы империи. Вместе с группой гидрогеологов он лично изъездил окрестности города для того, чтобы найти подходящие источники. Ими стали мытищинские ключи в бассейне Яузы.

Бари постоянно расширял свою деятельность и открывал отделения своей конструкторской конторы в крупнейших городах России. А Шухов требовал от него все новых и более сложных заданий. В начале 1890-х он погрузился в строительное дело, начав с проектирования железнодорожных мостов. За последующие годы в России по проектам Шухова их было построено 417. Это не значит, конечно, что он проектировал по 10 мостов в год, просто инженер создал несколько стандартных проектов экономичных и быстровозводимых мостов, которые в короткий срок можно было подогнать практически под любые условия.

Примерно тогда же он увлекся и тем, чем мы восхищаемся по сию пору — изумительными шуховскими потолочными стеклянными перекрытиями. В 1890 году в Москве был объявлен конкурс на постройку нового здания Верхних торговых рядов. Победил совместный проект архитектора Померанцева и инженеров Шухова и Лолейта. Владимир Григорьевич в нем отвечал, в частности, и за перекрытия галерей. Когда в 1893 году ряды, сейчас нам известные как ГУМ, открыли, люди ходили по ним задрав головы: настолько фантастически прекрасны были ажурные, будто бы сплетенные из воздуха, гигантские стеклянные потолки.

Металло-стеклянные перекрытия ГУМа конструкции Шухова, Москва, 2007. Фото: Commons.wikimedia.org

До этого времени Шухов в московской среде считался убежденным холостяком. Хотя романы время от времени крутил. В 1885 году он познакомился с будущей звездой МХАТа и будущей женой Чехова 18-летней Ольгой Леонардовной Книппер , однако знакомство это ни к чему не привело. Из-за чего именно произошел разрыв, нам неизвестно, но сама Книппер-Чехова потом в своих воспоминаниях писала: «Я вступала на сцену с твердой убежденностью, что ничто и никогда меня не оторвет от нее, тем более, что в личной жизни моей прошла трагедия разочарования первого юного чувства...». При этом она не уточнила, кто был виновником разочарования. А в 1886 году Шухов «закрутил» новый роман, теперь уже с молоденькой провинциальной бесприданницей, дочерью железнодорожного доктора, тоже 18-летней Анной Николаевной Мединцевой . Инженер познакомился с ней во время служебной поездки в Воронеж. И сразу влюбился в эту юную зеленоглазую красавицу. Анна ответила ему взаимностью, ее родители были совсем не против такой удачной партии, однако категорически против была мать Шухова. Владимир послушался строгую родительницу и постарался забыть девушку. Не тут-то было. Промучившись два года он, втайне от матери, привез Анну в Москву и поселил в специально снятой четырехкомнатной квартире на Новой Басманной улице. Больше пяти лет они жили гражданским браком, сначала тайно, а потом все более открыто. Наконец в 1894 году мать Владимира сдалась и дала свое благословение на брак, который состоялся незамедлительно. Шухов ни разу потом не пожалел о сделанном. Анна прожила с ним долгую жизнь, принесла супругу двух дочерей и трех сыновей и помогала ему даже в самые тяжелые времена, которые были уже не за горами.

Строительство овального павильона с сетчатым стальным висячим покрытием для Всероссийской выставки 1896 года в Нижнем Новгороде, фотография А. О. Карелина, 1895. Фото: Commons.wikimedia.org

Но пока же у инженера случались одни удачи, причем одна за другой. В 1896 году он разработал и запатентовал новую, принципиально новую схему паровых котлов — водотрубную. Вскоре он получил за них золотую медаль на Всемирной выставке в Париже. В 1895 он получил патент на свои «сетчатые перекрытия в виде оболочек». Для проведения Всероссийской выставки в Нижнем Новгороде в 1896 году компания Бари выстроили восемь больших выставочных павильонов, четыре из которых были покрыты висячими стеклянными потолками, а четыре других — цилиндрическими.

Но настоящим гвоздем выставки стал первый «гиперболоид» Шухова: огромная, 27 метров в высоту (9 этажей) водонапорная башня, в которой тяжеленный бак прочно держался на призрачной легковесной сетчатой изящной конструкции из тонких металлических стропил.

Если взять два кольца, соединить их серией параллельных равновеликих строп, а затем повернуть кольца относительно друг друга, то абсолютно прямые стропы образуют в пространстве кривую фигуру — однополостной гиперболоид. Это волшебное превращение прямых линий в объемные кривые фигуры восхищало Шухова еще в училище, но до поры он не мог себе представить, во что полезное его можно претворить. Система была хоть и красивая, но не прочная. Решение, посетившее Шухова в середине 1990-х было гениально простым. Шухов просчитал, насколько прочной будет конструкция, если в ней стропы, повернутые относительно оснований, скажем, вправо, компенсировать такими же, только повернутыми в противоположную сторону. Результат воистину превзошел все ожидания: получившаяся сетчатая гиперболическая конструкция была не только удивительно изящной, но и столь же удивительно прочной. При этом она обладала еще двумя сказочными особенностями: сказочной простотой и сказочной же дешевизной. Для ее постройки требовались лишь металлические кольца оснований, прямые металлические рейки и крепежные детали.

Построенная для выставки водонапорная башня держала на себе бак, в котором находилось 114 тысяч литров воды. На ее вершине была устроена смотровая площадка, на которую можно было попасть, поднявшись по винтовой лестнице. Башня обеспечивала водой всю выставку, а после закрытия ее выкупил и перевез в свое поместье Полибино под Липецком богатый помещик Нечаев-Мальцев. Там она стоит и по сию пору, охраняемая государством как памятник архитектуры и техники. После выставки компанию Бари завалили десятками заказов на строительство подобных башен во всех концах империи. И каждую башню Шухов, чуть по другому повернув стропила, изменив форму оснований, использовав вместо кругов — овалы, делал непохожей на другие. Самой большой из таких гипербалоидных башен стал 68-метровый (22 этажа) красавец Аджигольский маяк, построенный в 80 километрах от Херсона. И он тоже благополучно дожил до наших дней.

Разработанными Шуховым стеклянными потолками самых различных форм были в начале прошлого века только в Москве покрыты пассаж купчихи Веры Фирсановой («Петровский пассаж»), Музей изящных искусств ((ГМИИ им. Пушкина), гостиница «Метрополь», Московский главный почтамт, Бахметьевский гараж (центр современной культуры «Гараж»), Брянский (Киевский) вокзал и еще множество строений.

Шуховский металло-стеклянный дебаркадер Киевского вокзала в Москве. Фото: Commons.wikimedia.org

Во время первой мировой войны фирма Бари переключилась на военные заказы. Шухов в это время проектировал морские мины, батопорты морских доков, платформы для тяжелой артиллерии. Тут инженер опять же проявлял настоящие чудеса изобретательности. Например, он создал поворотную артиллерийскую платформу, которая спокойно вращалась одним солдатом и за полчаса превращалась из стационарной в платформу транспортную.

Революцию Шухов принял относительно спокойно. Бари, конечно, сразу эмигрировал. Он настойчиво звал за собой и главного инженера, однако тот так и не согласился. Так же он отклонил и многочисленные предложения различных западных компаний, мечтавших заполучить себе гениального русского. Шухов твердо знал, что новая власть, какой бы она не была, не сможет обойтись без инженеров, техников, механиков и конструкторов, а значит, без куска хлеба он не останется. «Мы должны работать и работать независимо от политики. Башни, котлы и стропила нужны, и мы будем нужны», — писал он в своем дневнике.

Проект башни на Шаболовке 1919 года. Фото: Commons.wikimedia.org

Частично Шухов оказался прав. По крайней мере, большевики отнеслись к нему довольно лояльно. Контора Бари была национализирована и превращена в организацию «Стальмост» (сегодня — «ЦНИИ Проектстальконструкция»).

Рабочие избрали Шухова директором фирмы. Молодое государство сразу завалило компанию заданиями на постройку новых башен, мостов, перекрытий, резервуаров, трубопроводов, буровых, кранов и прочая, прочая, прочая.

Но полностью принимать Советскую власть гордый инженер не спешил. Более того, он не скрывал, что благословил сыновей на участие в Белом движении. Достаточно прохладным отношением отвечала ему и власть. В сентябре 1918 года его выселили из собственного дома на Смоленском бульваре, и он вынужден был с семьей переселиться в контору. Здесь они жили до переезда в квартиру сбежавшего Бари.

Но несмотря на все это инженер продолжал усердно работать. Если почитать его дневники, можно понять, что им двигало в эту сложную эпоху, что держало в стране и зачем он так старался, фактически — на благо большевиков. Шухов твердо верил, что большевизм возник как следствие развала страны. Стало быть, если ликвидировать этот развал, то и большевизм ликвидируется. И он отважно боролся единственным ему известным способом — хорошей и качественной работой. Поэтому, как бы ни пытались его противники во все следующие годы обвинить «буржуазного спеца» в саботаже или промышленной диверсии, им это до конца так ни разу и не удалось: во всех работах Шухова буквально ни к чему просто невозможно было придраться, даже при возникавшем у некоторых очень сильном желании. До конца не удавалось, а вот не до конца — сколько угодно. Ему припоминали и то, что он дружил с Колчаком, и то, что сыновья сражались с большевиками, при этом младший сын погиб, а один раз даже почти расстреляли. Спасла башня.

Молодой Республике Советов срочно требовался рупор, с помощью которого она смогла бы доносить свои идеи дол мирового пролетариата. В самом конце июля 1919 года тезка Шухова Владимир Ленин подписал постановление Совета рабоче-крестьянской обороны, по которому Народному комиссариату почт и телеграфов предписывалось «для обеспечения надежной и постоянной связи центра Республики с западными государствами и окраинами Республики установить в чрезвычайно срочном порядке в г. Москве радиостанцию, оборудованную приборами и машинами наиболее совершенными и обладающими мощностью, достаточной для выполнения указанной задачи». Еще за несколько месяцев до этого постановления Шухов предложил новому правительству проект девятисекционной гиперболоидной башни, высотой 350 метров и весом 2200 тонн. Для сравнения, Эйфелева башня тогда имела высоту 305 метров, а весила в три раза больше. Проект, после постановления был принят, но в усеченном варианте. В стране было тяжело с железом, поэтому решено было ограничиться шестью секциями общей высотой 150 метров. При этом вес всей конструкции сокращался до вообще почти символических 240 тонн. 22 августа Государственное объединение радиотелеграфных заводов подписало с Шуховым договор на постройку башни. По нему работы должны были начаться в районе Шаболовки 29 августа и завершиться ровно через 8 месяцев, 29 марта 1920 года. Одновременно Шухов составил проекты еще 8 башен, высотой от 175 до 350 метров, поскольку предполагалось, что Шаболовская будет в стране первой, но отнюдь не единственной.

Но даже 220 тонн хорошего железа для первой башни достать было в воющей стране крайне сложно. Начало работ постоянно откладывалось. Потребовалось личное указание Ленина для того, чтобы Военный комиссариат начал выделять необходимые материалы. Работы по сооружению башни начались 14 марта 1920 года. Качество железа было далеким от совершенства и Шухову приходилось буквально налету перекраивать проект, приспосабливая его под реальное положение.

Башня на Шаболовке. Фото: Commons.wikimedia.org / Ivtorov

Секции, каждая — высотой в 25 метров, собирались на земле и потом, с помощью лебедок, поднимались наверх. В своих тетрадях Шухов писал: «Прессов для гнутья колец нет. Полок 4 дюйм х 0,5 дюйм нет. Тросов и блоков нет. Дров для рабочих нет... В конторе холод, писать очень трудно. Чертежных принадлежностей нет... Артель наша распадается. И.П.Трегубов полон негодования на малое вознаграждение. Он не скрывает своего насмешливого презрения ко мне как к лицу, не умеющему наживать и хапать... Неполучение пайка ставит в невозможные условия наши работы.... Верхолазы получают один миллион в день. Считая на хлеб — это 7 фунтов (2,8 кг., — В.Ч.), или менее 25 копеек за работу на высоте 150 метров...»

Тем не менее, строительство шло вполне успешно. До тех пор, пока не пришло время подъема 4 секции. «29 июня 1921 года, — записал в дневнике Шухов. — При подъеме четвертой секции третья сломалась. Четвертая упала и повредила вторую и первую в семь часов вечера». По счастливому случаю, никто из рабочих не пострадал. А вот строительство надо было начинать практически заново.

Комиссия, созданная для расследования аварии, в которую входили лучшие инженерные умы, пришла к выводу, что причиной стало плохое качество металла. В акте прямо было записано: «Проект безупречен». Но для новой власти мнение «бывших» значило мало, и Шухова начали вызывать на допросы в ВЧК. Наконец 30 июля 1921 года он записал в дневнике: «Приговор Шухову — условный расстрел». Это значит одно: пока достраиваешь башню, что больше никто другой сделать не может, — живешь, а там — посмотрим. Теперь любая ошибка могла стоить инженеру жизни. Но ошибок не было, и 19 марта 1922 года работа была с успехом сдана государственной комиссии.

В отличие от Эйфелевой башни, которую большинство парижан и практически вся мировая интеллигенция после постройки жутко ругали, называя безвкусной, уродливой, механистичной и даже позорной, шаболовское творение Шухова было принято практически сразу всеми. Москвичи полюбили ее сразу и бесповоротно, газеты рассыпались хвалебными статьями, и только архитекторы многозначительно молчали. Возвышавшуюся над городом башню сразу записали в одну из главных достопримечательностей столицы, наравне с кремлевскими Царь-пушкой и Царь-колоколом. Расстрел инженера пришлось отложить на неопределенное время.

Прочность конструкции, созданной Шуховым, была подтверждена в 1939 году, когда почтовый самолет задел толстый трос, протянутый под углом от вершины башни до земли, и там закреплен на бетонном основании. В результате трос вырвало из основания, самолет упал в соседнем дворе, а башня так и осталась стоять как ни в чем не бывало. Экспертиза показала, что ей даже не нужен ремонт.

После окончания гражданской войны и объявления НЭПа страна начала, наконец, восстанавливаться. И Шухов активно участвовал в этом восстановлении. С его именем связаны все крупнейшие стройки страны: Магнитка, Кузнецкстрой, Челябинский тракторный, завод «Динамо». В 1931 году инженер запустил в Баку первый в СССР нефтеперерабатывающий завод «Советский крекинг». Он восстанавливал разрушенные мосты, нефтепроводы, строил для плана ГОЭЛРО гиперболоидные высотные опоры ЛЭП и даже принимал участие в проектировании Московского метро. В 1928 году его избрали членом-корреспондентом АН СССР, а в 1929-м — ее почетным членом.

Баллотироваться в действительные члены 80-летний уже инженер категорически отказывался по принципиальным соображениям. Несмотря на прохладное отношение к большевизму, все свои патенты и гонорары по ним он передал государству. Между тем, один только патент на крекинг-процесс в США комиссия Синклера, — конкурента Рокфеллера по нефтяному бизнесу, — оценила в несколько десятков тысяч долларов (по сегодняшнему курсу — несколько миллионов), которые Шухов принять категорически отказался, заявив: «Я работаю на государство и ни в чем не нуждаюсь».

Гиперболоидные сетки шуховских башен на Оке, вид снизу, 1989 год. Фото: Commons.wikimedia.org / Igor Kazus

Последним крупным проектом Владимира Шухова было выправление одного из двух минаретов знаменитого медресе Улугбека в Самарканде. Построенный еще в 1417 году он, после довольно сильного землетрясения в начале XX века, стал постепенно отклоняться от вертикальной оси. К началу 1920-х годов отклонение было уже хорошо заметно глазом и составило более полутора метров. Во избежание возможного падения его тогда закрепили тросами. В 1932 году Шухов взялся исправить ситуацию. Под его руководством бригада рабочих с помощью домкратов, лебедок и тросов за три дня вернула минарет в строго вертикальное состояние. В каком он продолжает пребывать и сейчас.

Мама Шухова обладала фантастической интуицией. Незадолго до смерти в 1920 году она увидела ужасный сон: фамильный склеп, а в нем — объятый пламенем сын Володя. Сон оказался вещим, правда, сбылся он спустя без малого 19 лет. 29 января 1939 года Шухов, как обычно, утром побрился и обильно побрызгался одеколоном. После чего неловко повернулся, и опрокинул на себя горящую свечу. Пропитанная одеколоном рубашка немедленно вспыхнула. 85-летний Владимир Шухов был доставлен в больницу с обширнейшими ожогами. Через пять дней, 2 февраля 1939 года он скончался. Похоронили инженера Шухова на кладбище Новодевичьего монастыря.

А еще Владимир Григорьевич Шухов любил спорт, велосипедом владел на уровне профессионального спортсмена и участвовал в соревнованиях. Страстно увлекался фотоделом и оставил после себя великое множество альбомов с фотографиями. Был заядлым театралом и даже построил для нового здания МХАТ в Камергерском переулке уникальную многоуровневую вращающуюся сцену.

Шуховские гиперболоидные башни продолжают строить до сих пор и будут строить еще долго, настолько совершенна их конструкция. Одна из последних значительных, высотой 610 метров, была построена в 2009 году в Гуанчжоу (Китай). На выставке «Инженерное искусство» в центре Помпиду в Париже именно ее изображение использовалось как логотип.

Перекрытие-оболочка двора Британского музея (реконструкция), 2000 Фото: Commons.wikimedia.org / Andrew Dunn

На выставке «Лучшие конструкции и сооружения в архитектуре XX века», прошедшей в 2003 году в Мюнхене, был установлен ее позолоченный шестиметровый макет. А в 2006 году 160 участников Международной конференции «Heritage at Risk. Сохранение архитектуры XX века и Всемирное наследие» из 30 стран мира в своей декларации призвали включить этот «шедевр русского авангарда» в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.

В 1999 году знаменитый архитектор Норман Фостер за сетчатое перекрытие двора Британского музея получил привилегии пожизненного пэра и титул Лорда. И он никогда не скрывал, что вдохновляли его в работе именно шуховские конструкции. В день 150-летия великого русского инженера он прислал в адрес руководства фонда по реставрации Шуховской башни письмо:

«Владимир Григорьевич Шухов был одним из величайших инженеров-строителей начала двадцатого века и, несомненно, ведущим инженером своей эры в России. Он был инициатором применения совершенно новых строительных систем, создав гиперболоидные конструкции двойной кривизны.

Радиобашня на Шаболовке, построенная в 1919 −1922 годах — это его шедевр. Эта конструкция великолепна и имеет величайшее историческое значение. В то время филигранная сетчатая конструкция была самым что ни на есть выражением технического прогресса — символом веры в грядущее.

... Я очень надеюсь, что Москва осознает свою возможность вернуть этому величественному шедевру принадлежащий ему по праву статус »

Шуховская башня

До Владимира Шухова так ещё никто не делал: русский инженер первым в мире использовал в архитектуре гиперболоидную форму конструкции. В 1896 году специально для Всероссийской промышленной и художественной выставки в Нижнем Новгороде Шухов построил в городе стальную сетчатую башню в форме гиперболоида вращения. Башня эта, кстати, сохранилась и до нашего времени, а всего в мире было построено более 200 таких же конструкций.

Шуховская башня в Москве (возведена в 1919—1922 годах)

Самая большая из них — радиобашня на Шабаловке в Москве, которая по первоначальному проекту должна была быть на 50 метров выше Эйфелевой башни и втрое легче. Однако такому грандиозному проекту помешала острая нехватка металла в стране. К слову, именно нестандартная гиперболоидная конструкция Шухова вдохновила писателя Алексея Толстого написать роман «Гиперболоид инженера Гарина».

Первый русский танкер

Можно только удивляться многогранности таланта Шухова: он мог спроектировать как уникальное здание, так и настоящий танкер, аналогов которому в мире ещё не было. Примерно с 1885 года Шухов в Царицине проектировал нефтеналивные баржи специальной формы, которая была приспособлена к плаванию по течению.

Нефтеналивная баржа конструкции Шухова

Крыша ГУМа

С ещё одним новшеством талантливого инженера знаком чуть ли не каждый, кто бывал в Москве. Крыша Главного универсального магазина выполнена по уникальному проекту Шухова. Полукруглая крыша устроена таким образом, что она кажется очень лёгкой, однако на самом деле весит больше 800 тонн.

Металло-стеклянные перекрытия ГУМа конструкции Шухова

Нефтепровод

С именем Шухова связано большинство грандиозных строек первых пятилеток: Челябинский тракторный завод, Магнитка, Кузнецкстрой и многие другие. Помимо этого, Шухов занимался восстановлением разрушенных в гражданскую войну объектов. С помощью его инженерной мысли в России были построены первый трубопровод и нефтепровод, насос для перекачки нефти, резервуары для хранения нефтепродуктов. Его же называют создателем крекинга — переработки нефти и её фракций. Даже сегодня специалисты признают, что нефтедобывающая промышленность во многом держится на открытиях и изобретениях Владимира Шухова.

Нефтепровод конструкции Шухова

Паровой котёл

До сих пор в старых котельных у нас зачастую можно увидеть паровой котёл, разработанный по проекту Шухова. В 1896 году появились шуховские котлы, которые буквально за несколько лет смогли вытеснить с рынка популярные американские аналоги.

Горизонтальный паровой котёл Шухова

Главные их преимущества были в том, что с ними практически не происходило аварий и их можно было легко отчистить от накипи. Паровые котлы Шухова не производятся примерно с середины XX века, однако некоторые из них работают и до сих пор.

В.Г. Шухов. Гениальный русский инженер-изобретатель.

1. Примерка "пифагоровых штанов". Предки Шухова и по материнской и по отцовской линии были так или иначе связаны с военным делом. Мать, Вера Капитоновна, - дочь подпоручика русской армии Поджидаева, пращур отца получил личный дворянский титул за участие в Полтавской битве. Военная среда - это требовательность, стремление к порядку, способность справляться с жизненными трудностями.Наряду с этим в семье поощрялось желание учиться, узнавать что-то новое. Отец свободно владел несколькими языками, прекрасно знал историю, интересовался искусством, его близким другом был знаменитый хирург Н.И. Пирогов. Но, тем не менее ничто, не предвещало рождения в семье гениального инженера.

Вера Капитоновна Шухова.

Правда, мать была удивительным человеком, она обладала особой обостренной интуицией, граничащей с ясновидением. А отец - успешный юрист - четким логическим мышлением.

Григорий Петрович Шухов.

Именно умение логически мыслить и особая математическая интуиция привели юного Шухова к первому успеху. Будучи учеником 4 класса Пятой Петербургской гимназии, он нашел новое доказательство теоремы Пифагора. Преподаватель взглянул на портрет великого ученого и пожал плечами:"Правильно, но... нескромно!"

"Пифагоровы штаны"

2.Теория или практика?

Владимир Шухов. Юность.

Нескромностью можно было посчитать и отказ от заманчивых предложения остаться в Московском Императорском Техническом училище (МИТУ, в будущем МВТУ им. Баумана) после его окончания для подготовки к профессорскому званию. В училище Владимир поступил по совету отца в 1871 году. МИТУ - лучший технический вуз России. Учиться безумно тяжело: сумасшедшая программа, сочетающая фундаментальную физико-математическую подготовку с овладением прикладными ремеслами, необходимыми инженеру-практику, жесточайшие требования к студентам, строгая учебная дисциплина. Студент Шухов не только легко справляется с учебной программой, у него находятся силы и время изобретать. Студентом первого специального класса Владимир Григорьевич сделал свое первое практически ценное изобретение: разработал собственную конструкцию паровой форсунки для сжигания жидкого топлива и изготовил ее опытную модель в мастерских училища. Это изобретение было высоко оценено Д.И.Менделеевым, который даже поместил изображение форсунки Шухова на обложку книги "Основы фабрично-заводской промышленности"(1897). Принципы этой конструктивной системы используются до сих пор .

Шухов на хорошем счету у преподавателей училища, среди которых Н.Е. Жуковский, А.В.Летников, Д.Н.Лебедев. Именно Н.Е. Жуковский делает молодому инженеру-механику лестное предложение о совместной научной и педагогической деятельности в училище после получения диплома. Кстати, дипломный проект Шухову готовить не пришлось.Звание инженера ему было присуждено "по совокупности" учебных заслуг. А знаменитый русский математик П. Л. Чебышев, почетный член педагогического совета МИТУ, приглашает Шухова на работу в Петербургский университет, на кафедру математики. Шухов снова отказывается. Не из гордыни. Выбирая между теорией и практикой, он предпочел "жизнь", а жизнью для него была именно практика.

Тем более, что время было прекрасное - "золотой век" техники. Бурно развивалась промышленность, ставя перед инженерами все новые и новые задачи и проблемы. Необходимо было работать на стыке технических "жанров", а это требовало энциклопедических знаний, нестандартного, порой парадоксального мышления и "звериной" технической интуиции. Инженеры были товаром штучным, Шухов - по дарованию, образованию, работоспособности - уникальным.

Московское Императорское Техническое Училище.

3. Шухов - Бари. Кто на ком зарабатывает?

Это сразу понял его будущий работодатель - Александр Вениаминович Бари, американский предприниматель с русскими корнями. И буквально "вцепился" в него. Они встретились в Америке, куда Шухов приехал на годичную стажировку после ИМТУ. А на следующий год Бари был уже в России, где открыл свою контору, предложив Шухову место главного инженера. И Шухов, отвергавший более престижную работу, согласился. Причем деньги ему были положены не очень большие. Фирма процветала, ее годичный оборот достиг 6 миллионов рублей в год. Сумма баснословная по тем временам. Процветание конторы практически никак не сказывалось на гонорарах Шухова.

Владимир Григорьевич Шухов.

Александр Вениаминович Бари.

"Моя личная жизнь и жизнь и судьба конторы были одно целое... Говорят А. В. Бари эксплуатировал меня. Это правильно. Юридически я всё время оставался наёмным служащим конторы. Мой труд оплачивался скромно по сравнению с доходами, которые получала контора от моего труда. Но и я эксплуатировал его, заставляя его выполнять мои даже самые смелые предложения! Мне предоставлялся выбор заказов, расходование средств в оговорённом размере, подбор сотрудников и найм рабочих. Кроме того, А.В. Бари был не только ловкий предприниматель, но и неплохой инженер, умевший оценить новизну технической идеи. Кто из предпринимателей того времени взялся бы за сооружение в шесть месяцев павильонов Нижегородской выставки, если они, даже построенные, вызывали сомнения в надёжности? Приходилось терпеть несправедливости в оплате труда ради возможности инженерного творчества.

Мое основное условие работы в конторе: выиграть по контракту выгодный заказ, причем за счет более низкой. чем у конкурентов, стоимости и более коротких сроков исполнения и при этом обеспечить конторе прибыль не ниже, чем у других контор. Выбор темы конкурса - за мной"

Бари платил Шухову за идеи, за знания,за прибыль в конечном счете. Шухов, не требуя больших денег, своим талантом оплачивал собственное счастье - возможность заниматься интересными для него проектами.

4. Соперник Чехова.

Деньги никогда не были для Владимира Григорьевича чем-то особо важным. Ни тогда, когда он был "вольным, холостым казаком", ни тогда, когда в 1893 году в возрасте 40 лет женился на 19-летней Анне Николаевне Мединцевой и "оброс" многочисленным семейством. Его жена происходила из древнего, но обедневшего рода Ахматовых, доводясь, кстати, дальней родственницей Анне Андреевне Ахматовой. Несмотря на молодость и разницу в возрасте с мужем, Анна Николаевна оказалась очень мудрой женщиной и сумела создать хорошую семью и прекрасный дом.

Столовая в доме В.Г. Шухова в Скатерном переулке. 1900. За столом мать Владимира Григорьевича Вера Капитоновна и жена Анна Николаевна.

Вера и Сергей Шуховы в доме на Смоленском бульваре. 1912.

Но была в жизни Владимира Григорьевича и другая романтическая история. Его первая любовь - Ольга Леонардовна Книппер, будущая жена А.П.Чехова. Юная Ольга дружила с его сестрами. Их роман продолжался два года и оставил глубокий след в их душах. "Я вступала на сцену с твердой убежденностью, что ничто и никогда меня не оторвет от нее, тем более, что в личной жизни моей прошла трагедия разочарования первого юного чувства..." - писала Ольга Леонардовна в воспоминаниях .

О.Л. Книппер.

Ольга Леонардовна Книппер (в центре), сестры В.Г.Шухова Ольга (слева) и Александра, Константин Леонардович Книппер на даче в Вишняках. 1885.

5. От благодарных нефтянников. В 90-е годы 19 века Шухов по состоянию здоровья был вынужден переменить климат и, по "наводке" А.В.Бари отправился на юг в Баку. Баку был тогда нефтяной столицей России. Хотя "нефтянка" только-только вставала на ноги. Ценными компонентом нефти считался идущий на осветительные нужды керосин. Бензин продавался в аптеках в качестве пятновыводителя. Не пользовались спросом и смазочные масла из нефти. Возникало множество проблем. Не понятно куда девать огромное количество "отходника" - мазута. Где хранить нефть, как транспортировать? Не возить же на осликах и верблюдах в бурдюках, разливая по пути к месту назначения ровно половину. Общее впечатление от процесса нефтедобычи со свойственной ему образностью выразил М. Горький: "Нефтяные промыслы остались в моей памяти гениально сделанной картиной мрачного ада. Эта картина подавляла все знакомые мне фантастические выдумки устрашенного разума..."

Вот такое положение дел застал прибывший в Баку для поправки здоровья Шухов. Не терпящий творческого простоя Владимир Григорьевич взялся за дело. И за короткое время "нефтянка" была полностью "экипирована".

Преобразования касались всей цепочки: добыча,хранение, транспортировка, переработка.

При добыче нефти Шухов предложил использовать сжатый воздух, остроумно назвав свое изобретение эрлифт - воздушный подъемник. Проблему хранения решил путем построения больших клепанных резервуаров, максимально дешевых и экономичных. Транспортировка держалась на трех китах: танкеры для перевозки по Каспийскому морю, огромные клепанные речные баржи и нефтепроводы. Нефтеналивные суда строились по шуховским чертежам. Для нефтепроводов Шухов разработал и внедрил в практику основы нефтяной гидравлики. "Формула Шухова", обосновывающая наиболее рациональныцй способ прокачки нефти по нефтепроводу используется и сейчас.

Наконец, запущена в производство первая паровая форсунка для сжигания нефти и нефтяных отходов и запатентован крекинг- процесс - способ получения бензина и керасина из нефтяных остатков путем расщепления крупных молекул на более мелкие при высокой температуре и под давлением. Патент Шухов получил в 1891 году. Но все гениальность изобретения крекинг-процесса благодарное человечество смогло оценить позже, лет через 25 , когда появилось огромное количество ненасытных автомобилей, требовавших бензина, бензина, бензина...

Старинныйклёпаныйнефтяной резервуар Шухована жезнодорожной стации города Владимира

6. "Гиперболоид инженера Шухова" - кривое из прямого или в авангарде авангарда. Шухов часто "работал на перспективу", обгоняя свое время.Хотя, он никогда ничего не изобретал просто так, "от нечего делать". Он называл себя "человеком жизни". Жизнь была его главной музой. Она ставила перед ним вопросы, она помогала находить ответы. Он часто учился у природы.«Что красиво смотрится, то - прочно. Человеческий взгляд привык к пропорциям природы, а в природе выживает то, что прочно и целесообразно» Простая корзина из ивовых прутьев, перевернутая вверх дном, подсказала Шухову идею создания ажурных конструкций, а фундаментальной математическое образование дало "позволило" узнать в ней гиперболоид вращения. Так родились знаменитые стальные сетчатые оболочки Шухова и гиперболоидные башни, в которых кривые поверхности образуются прямыми элементами.

"Дебют" сетчатых оболочек, как составляющих зданий, прошел на Всероссийской промышленной и художественной выставке 1896 годавНижнем Новгороде. Это было совершенно необыкновенное мероприятие, которое курировал император Николай Второй. Там было на что посмотреть. Достаточно сказать, что на этой выставке, вернее рядом с ней выставлялась, например, знаменитая "Принцесса Греза" Врубеля. И тем не менее, наибольшей популярностью пользовались павильоны Шухова. Огромные лоскуты железной паутины "бестелесно" висевшие над головой потрясали воображение. Поразительней всего было, то, что эта паутина еще как бы "драпировалась" причудливыми складками.

Строительство овального павильона с сетчатым стальным висячим покрытием дляВсероссийской выставки 1896 годавНижнем Новгороде, фотографияА. О. Карелина,1895

В. Г. Шухов построил восемь павильонов с первыми в мире перекрытиями в виде сетчатыхоболочек, первое в мире перекрытие в виде стальной мембраны (Ротонда Шухова) и первую в мире гиперболоидную башнюудивительной красоты (была куплена после выставки меценатомЮ. С. Нечаевым-Мальцовыми перенесена в его имение Полибино (Липецкая область), сохранилась до настоящего времени.

Ротонда Шухова на Нижегородской выставке. 1896 .

Первая в мирегиперболоидная башня Шухова,Нижний Новгород, фотографияА. О. Карелина,1896

Это было настоящим прорывом, причем не только в инженерном деле, но и в архитектуре. Именно архитектурные идеи Шухова были подхвачены такими знаменитыми архитекторами как А. Гауди, Ла Корбюзье и О. Нимейер. Они использовали в своем творчестве гиперболоидные конструкции. А представители гораздо более позднего хай-тека, Бакминстер ФуллериНорман Фостер, — окончательно внедрилисетчатые оболочкив современную практику строительства, и вXXI векеоболочки стали одним из главных средств формообразованияавангардныхзданий ...

Кстати, сейчасШуховская башняпризнана международными экспертами одним из высших достижений инженерного искусства. А Международная научная конференция «Heritage at Risk. Сохранение архитектуры XX века и Всемирное наследие», прошедшая в апреле 2006 года в Москве с участием более 160 специалистов из 30 стран мира в своей декларации назвала Шуховскую башню в числе семи архитектурных шедевроврусского авангарда, рекомендованных на Включение в списокВсемирного наследияЮНЕСКО.

Радиобашня на Шаболовке.

Изобрёл Шухов и арочные конструкции покрытий с тросовыми затяжками. До нашего времени сохранились: стеклянные сводыпокрытий В. Г. Шухова над крупнейшими московскими магазинами: Верхними торговыми рядами(ГУМ) иФирсановским (Петровским) пассажем.

Металло-стеклянные перекрытия ГУМ конструкции Шухова,Москва

Перекрытия ГУМа.

Гостинница "Метрополь"

Гостинница "Метрополь". Интерьер.

И еще В. Г. Шухов придумал новые конструкции пространственных плоских ферм и использовал их при проектировании покрытийМузея изящных искусств (ГМИИ им. Пушкина), Московского главного почтамта,Бахметьевского гаражаи других многочисленных построек. В1912—1917 гг. В. Г. Шуховым спроектировал перекрытия залов идебаркадерКиевского вокзала(бывшего Брянского) в Москве и руководил его возведением (ширина пролета — 48 м, высота — 30 м, длина — 230 м).

ГМИИ им. Пушкина.

Московский почтамт.

7. Дайте мне точку опору и я... поставлю на место башню Улугбека. В 1417-1420 годах в Самарканде было построено замечательно красивое медресе знаменитого восточного астронома и математика Улугбека. Его окаймляли два минарета. Шло время и минареты "загуляли". Особенно северо - восточный. Он отклонился от вертикали более чем на 1,5 м. Самаркандцы с тревогой посматривали на него, справедливо опасаясь, что в один прекрасный день минарет обрушится им на головы. В 1918 году его закрепили троссами. Ветер завыл в тросах-струнах "чертовой гитары", как теперь назвали минарет самаркандцы. Это действовало им на нервы. И неизвестно, чем бы все закончилось, если бы в 1932 году на помощь измотанным самаркандцам не пришел Владимир Григорьевич Шухов. Он решил вернуть минарет в исходное положение. Ему в это время было 79 лет, и это был если не самый сложный его проект, то во всяком случае один из самых эффектных.

В.Г. Шухов выпрямляет минарет Улугбека. Дружеский шарж Сухова.

Он не только был автором проекта, но и руководил работами. Хотя многие не верили в успех предприятия. Соотечественники сомневались молча, убежденные предыдущими работами инженера в непогрешимости лозунга: "Шухов сказал, Шухов сделал". Иностранцы позволяли себе смелость высказать крамольные мысли вслух: "Это слишком дерзко. Это противоречит законам всемирного тяготения. Минарет обрушится, как только его начнут поднимать".

Медресе Улугбека. Самарканд.

Через 3 дня минарет уже стоял строго вертикально. Владимир Шухов решил поставленную задачу. С помощью домкратов и лебедок, как всегда не задействовав ни одного лишнего человека.

Минарет медресе Улугбека. Фрагмент.

8. Жизнь, в качестве премии за работу.

Сам Шухов, кстати, не сомневался в успехе предприятия ни на секунду. Он привык все просчитывать " с точностью до миллиметра". "Риск при выполнении заказа исключался. Разрушение конструкции - это не только убытки конторы, но и потеря моего инженерного авторитета, потеря возможности самостоятельного творчества, а значит, конец творческой жизни." Иногда вопрос стоял еще острее. На кону стояла не только творческая, но и физическая жизнь. Так было при строительстве самого известного детища Шухова - радиобашни на Шаболовке. В 1919 году Шухов разрабатывает проект. Красавица - башня должна вознестись на высоту 350м, затмив французскую соперницу - башню Эйфеля (305 м), при этом весить она будет почти в три раза меньше. Но в стране разруха, голод, гражданская война, металла не хватает. Высоту ограничивают 160 метрами (6 пролетов вместо 9). Секции - пролеты должны собираться на земле и с помощью лебедок поочередно подниматься на верх. Шухов производит расчеты. Как вспоминают сослуживцы, это дело он обычно не доверял никому. Оперировал при этом с приближёнными круглыми цифрами, но позже непременно вносил поправку делавшую итог чётким и безошибочным. Как всегда. Но на этот раз происходит непредвиденное. Обрушивается четвертая секция. повреждая при при падении три нижние. На месте событий появляются представители ВЧК. Их приговор стремителен, категоричен и неправеден - расстрел. За вредительство. Храбрецов занять место Шухова не находится. Ему предлагают продолжить работу. Расстрел откладывается. Сотрудники в ужасе. "Как можно работать, когда каждая ошибка грозит смертельной опасностью?" "Без ошибок", - отвечает Шухов и как всегда с головой уходит в работу. Кстати, как позже установит комиссия более компетентная, чем ВЧК, ошибок и не было, была "усталость" некачественного металла. Все закончится очередным успехом.

Но гениальный инженер и дальше, даже несмотря на правительственные награды, будет ходить "по лезвию ножа", под статьями: его сыновья участвовали в Белом движении, по линии морского ведомства Шухов в 1917 году сотрудничал с А. Колчаком. Да, и несомненный талант - чем не повод для преследований. К счастью, Владимиру Григорьевичу некогда было размышлять об этом, он слишком много работал. «Мы должны работать независимо от политики. Башни, котлы, стропила нужны, и мы будем нужны».

"С огромным волнением я вспоминаю свою жизнь, проведённую около В.Г. Шухова. Каждый день, час, любая минута были полны счастья, энтузиазма открытий. Я не успевал укладывать в свою голову всё увиденное и услышанное. А он, этот мыслитель, всем щедро дарил, щедро сыпал, как из рога изобилия, всё новое и новое, одно интересней и гениальней другого", - вспоминал А.П. Баланкин, проработавший в конторе более 40лет и бывший основным производителем работ на строительстве Шаболовской башни.

Радиобашня на Шаболовке.

9. В одном строю с Леонардо. Шухов, действительно, засыпал сослуживцев ворохом новых идей в совершенно различных областях человеческой деятельности, напоминая мощью своего таланта и размахом великого Леонардо да Винчи, " главного инженера" эпохи Возрождения. Он, безусловно, был "ренессансным" человеком. По одаренности, широте знаний и интересов. Трудно перечислить его изобретения, список будет огромным. Не менее сложно перечислить его "нерабочие" увлечения. Литература, искусство, музыка. Шухов обожал театр. Кстати, для Московского Художественного театра им была сконструирована первая в мире вращающаяся сцена.

Большой страстью Владимира Григорьевича всегда оставалась фотография. "Я по профессии инженер, а в душе фотограф". Он оставил огромную коллекцию талантливейших, уникальных снимков и негативов. История семьи, история Москвы, история страны.

И, конечно, спорт. Шухов был заядлым спортсменом. Зимой - коньки и лыжи, летом - велосипед. Причем, велосипедным спортом Владимир Григорьевич занимался, можно сказать на профессиональном уровне - участвовал в гонках. Рассказывают, что однажды забредший в Манеж посмотреть соревнования А.В.Бари вдруг с ужасом узнал в рыжем победителе своего главного инженера.

Автопортрет на трапеции у дома на Смоленском бульваре. 1910.

Спорт помогал поддерживать прекрасную физическую форму, необходимую для жизни и работы. Шухов жил, чтобы работать, и работал, чтобы жить.

10. Уход. Когда-то много лет назад матери Владимира Григорьевича, Вере Капитоновне, приснился страшный сон - объятый пламенем сын в семейном склепе. Она отмахнулась от ужасного видения. К сожалению, сон оказался пророческим. Шухов работал в своем кабинете. От опрокинутой свечи на нем загорелась одежда. Ожоги покрывали треть тела. 5 дней врачи боролись за его жизнь. Но помочь ему не удалось. 2 февраля 1939 года Владимир Григорьевич Шухов скончался.

Он оставил потомкам открытые законы, выведенные формулы, совершенные механизмы, прекрасные строения, мосты, котлы, фотографии... и веру в безграничные возможности человеческого разума.

Использованы материалы: башня на шаболовке

Министерство образования и науки Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра ТХНГ

Реферат

по теме: «Вклад В.Г. Шухова в развитие нефтяной отрасли»

По дисциплине: История развития транспорта и хранения нефти и газа

Проверил: проф., д.т.н. _____________ /Николаев А.К./

Санкт - Петербург

ВВЕДЕНИЕ

1. ПЕРВЫЙ НЕФТЕПРОВОД

2. РЕЗЕРВУАРЫ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ

3. НЕФТЕНАЛИВНЫЕ ТАНКЕРЫ

4. НЕФТЯНЫЕ НАСОСЫ

5. ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Людей в мире очень много. Инженеров среди них мало. Выдающихся инженеров - еще меньше. А вот гениев - единицы. Один из таких гениев - не побоимся этого слова - Владимир Григорьевич Шухов, называемый своими современниками первым инженером Российской империи.

Владимир Григорьевич родился 26 августа 1853 года в небольшом городе Грайвороне, находившимся тогда в Курской губернии, а сейчас являющимся центром одноименного района в Белгородской области. Отец будущего русского Леонардо Да Винчи был директором местного филиала Петербургского государственного банка. Детство его прошло в деревне, после чего он переехал в Санкт-Петербург для получения образования.

Первое проявление блестящего уму тогда еще юного Шухова относится к периоду его обучения в 5-й Санкт-Петербургской гимназии, где он доказал теорему Пифагора своим собственным способом.

После окончания в 1871г этой гимназии Владимир Григорьевич успешно сдал вступительные экзамены и был зачислен на инженерно-механическое отделение Московского Императорского высшего технического училища (сейчас МГТУ им. Баумана). Обучение оплачивалось государством.

Творческое мышление будущего инженера-механика развивалось под благотворным влиянием таких корифеев науки, как Жуковский Н.Е., Чебышев П.Л., Менделеев Д.И., Орлов Ф.Е. и др. Еще студентом он изобрел форсунку для сжигания жидкого топлива.

В 1876 году Владимир Шухов с отличием окончил высшее техническое училище и был удостоен звания инженера-механика. В том же году решением педагогического совета «в числе трех техников, окончивших с успехом курс» вместе с группой профессоров он командируется на Филадельфийскую Всемирную выставку. За границей он провёл более года, изучая американскую технику и знакомясь с развивающейся промышленностью США.

В Америке молодому инженеру особенно понравилось, с какой скоростью осуществляются технические идеи и как заботливо опекает состоятельная общественность талантливых изобретателей, инвестируя крупные суммы для продолжения работ.

Вернувшись, Шухов, вопреки советам Н.Е. Жуковского заняться «чистой наукой», отказался от учёной карьеры и начал свою трудовую деятельность в качестве инженера-проектировщика паровозных депо железнодорожного общества Варшава - Вена.

Работая инженером, Шухов познакомился со знаменитым русским математиком П.Л. Чебышевым, который обратил внимание на его выдающиеся математические дарования и, вслед за Н.Е. Жуковским, сделал попытку склонить молодого инженера-практика к работам в области чистой математики и аналитической механики. Но тот снова отказался заняться наукой и отклонил предложение известного учёного, который даже предлагал ему совместную авторскую работу. «Я человек жизни», - в ответ оправдывался Владимир Григорьевич.

1. ПЕРВЫЙ НЕФТЕПРОВОД

В 1878 г. Шухов принимает предложение приехавшего из Америки А. Бари (с которым он познакомился на выставке в Филадельфии) руководить отделением в Баку строительной технической конторы и переезжает в Баку, где фирма Бари вела строительные и инженерные работы на нефтяных месторождениях. Шухов стал автором проекта и главным инженером строительства первого нефтепровода в России длиной в 10 км. Заказчиком был финансовый гигант - фирма «Братья Нобель». Первым в России стал нефтепровод Балаханы - Черный Город (Баку) длиной около 11 км и диаметром 3 дюйма (7,62 см). Строительство велось осенью - зимой 1878 года в окрестностях Баку в условиях противодействия конкурентов. Нефтепровод соединил район нефтедобычи Балаханы с нефтеперерабатывающим заводом «Товарищества нефтяного производства братьев Нобель» («Бранобель») в Черном городе. Стальные трубы нефтепровода были соединены с помощью муфт и нарезных концов. Именно этот нефтепровод Шухова оказался родоначальником сети стальных подземных магистралей в нашей стране.

В декабре 1878 года по первому российскому нефтепроводу было перекачено 841 150 пудов нефти. Нефтепровод окупился в течение года, что заставило другие фирмы пойти по этому же пути.

К этому времени в США уже существовали нефтепроводы общей длиной 100 тыс. км. Но Шухов спрогнозировал, что для России нефтепроводы будут иметь еще большее значение, чем для США. К этому его привели теоретические исследования по гидравлике нефти (новой области инженерной науки, основоположником которой его считают), расчетов прочности железных труб, а также экономические выкладки, доказавшие, что перекачка нефти и мазута по трубам выгоднее перевозки другими способами.

С вводом в действие первого нефтепровода, расходы на доставку нефти с промыслов до нефтеперерабатывающего завода на окраине Баку сократились более чем в 5 раз. И в 1879 году В. Г. Шухов построил второй нефтепровод по заказу нефтяной компании Г. М. Лианозова протяжённостью более 13 километров, а также первый в мире мазутопровод с подогревом.

В последующие три года В. Г. Шухов построил на Бакинских нефтепромыслах ещё три аналогичных по конструкции нефтепровода, а также первый в мире трубопровод для предварительно подогретого мазута.

К 1890 году на Балаханских промыслах эксплуатировалось 25 трубопроводов общей протяженностью около 300 км, по которым ежесуточно перекачивалось более 20 тыс. тонн нефти. По сравнению с гужевым транспортом себестоимость доставки нефти снизилась более чем в 10 раз

При строительстве первых нефтепроводов В. Г. Шухов разработал основы первой в мире научной теории и практики проектирования, строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов, а также привёл точные математические формулы для описания процессов протекания по трубопроводам нефти, мазута, создав классическую теорию нефтепроводов.

Шухов стал автором проектов первых российских магистральных трубопроводов: Баку - Батуми (первый вариант проекта - 883 км) и Грозный - Туапсе (протяженностью 618 км). Последний нефтепровод был построен под личным техническим руководством Владимира Григорьевича уже в советское время. На этом нефтепроводе была впервые использована сварка стыков труб. 7 ноября 1928 года в Туапсе состоялось торжественное открытие нефтепровода, а 5 декабря на нефтяной терминал Туапсе поступила первая нефть из Грозного.

Для нашей страны проблема транспорта углеводородного сырья всегда есть и будет одной из самых актуальных из-за географических особенностей, поэтому невозможно недооценить заслуги В.Г Шухова в области транспорта нефти и нефтепродуктов. Можно смело сказать, что он заложил основы технологии транспортировки сырья в нашей стране.

РЕЗЕРВУАРЫ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Работая в Баку, В.Г. Шухову приходилось быть первопроходцем во многих сферах деятельности нефтедобывающих компаний, в том числе и в области хранения нефти и нефтепродуктов.

Вся техника для добычи и переработки нефти была в то время крайне примитивной. Добытая нефть хранилась в открытых котлованах, что негативно сказывалось как на ее качестве, так и на количестве.

Он разработал технологию постройки больших клёпаных железных резервуаров. До него такие резервуары сооружались на дорогостоящих фундаментах. Но Шухов быстро понял, какое огромное сопротивление составляет ровное земляное основание, и отказался от дорогих фундаментов.

Шухов первым догадался сделать толщину листа металла не постоянной по всей высоте резервуара, а утоньщающейся по мере увеличения высота резервуара. В самом деле, это очень практичная идея, ведь давление столба жидкости максимально у днища резервуара, где и должны быть самые толстые и прочные стенки, а на высоте, где столб жидкости имеет меньшую высоту, ни к чему сохранять такую же прочность, как и внизу. Это позволяет экономить металл при строительстве таких конструкций, что существенно удешевляет их.

Простейшее и всем известное свойство круга - минимальный периметр при данной площади - стало источником колоссальной экономии металла и значительного уменьшения веса сооружений.

Кроме этого, именно Шухов доказал, что цилиндр является оптимальной формой резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов.

Также, В.Г. Шухов разработал вопрос о покрытиях резервуаров. Крыши сооружений, предназначенных для хранения тяжелых нефтяных продуктов, делались им негерметичными, из кровельного железа, укладываемого по деревянной обрешетке. Стропильные ноги располагались, как правило, радиально и образовывали конусное покрытие с подъемом, примерно равным 1/3 радиуса. В первые годы строительства металлических шуховских резервуаров их крыши устраивались иногда и сферической формы, что, впрочем, сильно усложняло и удорожало конструкцию. Поэтому Владимир Григорьевич использовал их редко.

Для нефти с большим содержанием легких фракций Шухов предложил хранилища с плоским покрытием, имеющим уклон около 1/20 радиуса, с герметическими швами металлических листов. Сверху такой кровли наливался пятисантиметровый слой воды, «предохраняющий от утечки бензина и дающий противопожарность». По свидетельству самого изобретателя, резервуары такой системы были построены в Майкопе и Москве.

В основу проектных решений различных сооружений был положен рациональный метод расчета, разработанный Шуховым с учетом важнейших инженерных принципов проектирования - рентабельности и технической рациональности. В результате углубленных исследований в 1883 г. в журнале «Инженер» появилась статья Шухова «Механические сооружения нефтяной промышленности», в которой был представлен новый метод расчета цилиндрических резервуаров.

Рассматривая расчетную схему днища резервуара как схему балки, лежащей на упругом основании, Шухов приходит к мысли заменить массивный фундамент на «гибкий лист, закрепленный по краям, лежащий на сплошном упругом основании, например на песке». Для решения этой частной задачи изгиба он впервые (в 1903 г.) воспользовался часто применяемым теперь в строительной механике дифференциальным уравнением четвертого порядка изогнутой оси балки, общий способ интегрирования которого предложил еще Л. Эйлер.

В 1878 году Шухов изобрел и построил для компании «Бранобель» на Бакинских промыслах первые цилиндрические стальные резервуары-нефтехранилища.

В 1880 году Шухов стал главным инженером конструкторского бюро Бари в Москве. Было сооружено уже 130 нефтяных резервуаров, а к 1917г Фирмой Бари в России было построено более 20 тысяч цилиндрических резервуаров Шухова.

Позднее было налажено серийное производство аналогичных резервуаров для воды, кислот и спирта, а также строительство силосных элеваторов.

Сейчас во всем мире сейчас насчитывается несколько сотен тысяч резервуаров-хранилищ по конструкции аналогичных шуховским. Основы проектирования и строительства цилиндрических стальных резервуаров на песчаных подушках с изменяемой по высоте толщиной листа, впервые разработанные и опубликованные В. Г. Шуховым, актуальны и в настоящее время, только вместо заклепок для соединения листов металла используется сварка.

3. НЕФТЕНАЛИВНЫЕ ТАНКЕРЫ

К сожалению, проблему транспорта нефти и нефтепродуктов не решить одними трубопроводами - слишком уж большая наша страна, чтобы всю ее покрыть ими.

Основная деятельность конторы, в которой работал Шухов, разворачивалась в Баку - городе на берегу Каспийского моря. На севере в это море впадает река Волга, являющаяся одной из главных судоходных артерий России. Конечно, Шухов не был первым, кто догадался транспортировать по Волге нефтепродукты, но он был первым, кто построил на отечественных верфях подходящие суда, ничем не уступающие заграничными.

Шухов примерно с 1885 г. начал строить первые русские танкеры (первый немецкий океанский танкер водоизмещением 3000 т был построен в 1886 г.). Шухов спроектировал нефтеналивные баржи, которые имели наиболее приспособленную для течений форму, а также очень длинную и плоскую конструкцию корпуса. Монтаж осуществлялся точно запланированными этапами с использованием стандартизированных секций на верфях в Царицыне (Волгоград). В начале 1890-х годов было решено перенести их ближе к центру России. Городом, выгодно расположенным в среднем течении Волги, был Саратов. На нем и остановились. Была найдена большая, удобная, затопляемая в половодье площадка на возвышенном берегу, там и был построен завод. Сборка судов осуществлялась на стапелях. При этом отпадала необходимость в сложной операции по спуску на воду готовых барж: они сами всплывали в половодье при поднятии уровня воды в реке выше верхней отметки стапелей. При такой организации работ, по свидетельству фирмы, удавалось за зиму построить целую флотилию наливных судов и весной начать их эксплуатацию.

До революции «Строительная контора Александра Бари», где В. Г. Шухов был главным инженером и уже стал совладельцем бизнеса, построила в России 65 шуховских танкеров грузоподъемностью от 25 000 до 232 000 пудов.

На спроектированных В.Г.Шуховым судостроительных заводах в Царицыне и Саратове изготавливались баржи вместимостью до 2750 тонн. Изобретателю удалось решить сложнейшие проблемы теории расчета и фактически разработать технологию производства этих гигантских для того времени судов. Они отличались хорошей управляемостью, легкостью хода, прочностью и простотой конструкции. Три четверти барж Волжского бассейна, введенных в эксплуатацию в 1884-1900 гг., были созданы по шуховским чертежам. Перевозку нефти в баржах во всем мире называли «способом русского речного флота».

Созданный им тип наливной баржи, по утверждению современных ученых-кораблестроителей, «остается непревзойденным по своим судоходным качествам».

В изданной в Париже в 1927 году биографии П.А. Столыпина его сын свидетельствовал: «Наше речное судоходство было развито как нигде в мире».

Шуховские баржи отличали экономичность, прочность, хорошая управляемость и эстетическое совершенство. Сегодня их можно считать предшественницами современных океанских супертанкеров. Уже в первые годы после их появления стоимость перевозки нефти по Волге от Астрахани до Нижнего Новгорода упала с 30 до 7,5 копеек за пуд. Буксирный пароход вместо одной обычной баржи мог тянуть две или три баржи Шухова и делал это так легко, как будто они плыли сами. Зрелище это по свидетельству очевидцев производило в те годы настоящую сенсацию.

То, что после 1902 года, несмотря на ожидавшееся дальнейшее развитие кавказской нефтяной промышленности, заказы фирме Бари на строительство наливных барж начали сильно сокращаться, объясняется тем, что монополией в этой, как и во многих других областях нефтяного дела, завладела компания братьев Нобель, располагавшая прекрасно оснащенными судостроительными мастерскими. Бороться с таким конкурентом «Строительной конторе А.В. Бари» было невероятно трудно. И только высочайшее качество шуховских конструкций, быстрота сборки судов и их низкая стоимость позволяли ей получать хотя бы часть заказов.

В наше время транспортировка нефтепродуктов также происходит по Волге, но все же большую часть перевозок принимает на себя железная дорога. Сейчас это стало дешевле и практичнее.

4. НЕФТЯНЫЕ НАСОСЫ

Первый в России шнуровой насос был запроектирован В.Г. Шуховым в 1886г. и установлен в одном из имений Подольской губернии. Он подавал воду на высоту более 36 метров. После этого удачного опыта Владимир Григорьевич предложил использовать шнуровые насосы для подъема нефти из буровых скважин. Мысль эта, однако, не встретила понимания со стороны Бакинских нефтепромышленников. Сыграла тут роль не только косность их мышления, но и прямая незаинтересованность в увеличении добычи нефти, которую из-за отсутствия нефтепровода и так некуда было девать, цена же на нее падала.

Наблюдение за фонтанами, где нефть выбрасывается на поверхность силою сжатых подземных газов, привело В.Г. Шухова к мысли о возможности добычи нефти из скважин с помощью сжатого воздуха. В результате им был создан насос типа «эрлифт». 21 апреля 1886 года Владимир Григорьевич подал прошение в департамент торговли и мануфактур Министерства финансов о выдаче привилегии на его изобретение. Управляющий департаментом, эксперт комитета по техническим делам, засвидетельствовал, что «хотя применение сжатого воздуха к выкачиванию жидкостей уже давно известно, но ввиду особой компактности всего насоса, достигнутой известным распределением частей его, это изобретение можно считать новым и в России неизвестным.

Эрлифт имел ряд недостатков. Он мог подавать жидкость лишь по вертикальной или сильно наклонной трубе, из-за невозможности создать в конце напорной трубы значительное постоянное давление не годился для питания паровых котлов. Но главное, насос имел довольно низкий коэффициент полезного действия и целесообразно мог использоваться лишь там, где имелась дешевая энергия. Поэтому В.Г. Шухов одновременно занимался усовершенствованием тех типов насосов, высокая производительность которых заставляла отдавать им предпочтение в большинстве случаев практики. Непосредственный предшественник его нового изобретения - инерционный поршневый насос с одним клапаном - был создан французскими инженерами Прюдоном и Дюбостом и приобрел известность с 1889 года, со времени демонстрации на Всемирной выставке в Париже. Конструкция эта, однако, имела существенный дефект, исключающий ее применение для откачки жидкостей с больших глубин. При каждом обороте помещенного вверху насоса шатунного механизма штанга поршня оказывалась на некоторое время сжатой. Как писал в одной из своих рукописей Владимир Григорьевич, это обстоятельство при большой длине штанги «вызывает в ней изгибы, разрушительно действующие на всю систему насоса и уменьшающие коэффициент его полезного действия». Для обеспечения надлежащей жёсткости штанги нужно было или сильно увеличивать ее поперечное сечение, или ставить дополнительные диафрагмы. Но в обоих случаях размеры насоса становились конструктивно неприемлемыми, вес его непомерно возрастал, а эффективность столь же резко уменьшалась. Шухов посмотрел на проблему с неожиданного ракурса и предложил вообще отказаться от жесткой конструкции штанги, заменив ее гибкой, состоящей «из ремней или из ряда канатов» и снабженной пружиной, которая при движении поршня вверх сжимается диафрагмой, укрепленной на конце гибкого стержня штанги. Когда сжимающее усилие в пружине достигает максимума, она начинает распрямляться и оттягивает штангу поршня вниз.

Труд Владимира Григорьевича по теории прямодействующих насосов был специально отмечен их главным производителе Вортингтоном. Ведь «успех распространения» этих насосов, по свидетельству П.К. Худякова, «был прочно обеспечен только после того, как В.Г. Шухов разработал опубликовал свою теорию». «Честь теоретического разъяснения вопроса о расчете компаунд-насосов и о расчете насосов для перекачки нефтяных остатков с подогреванием их принадлежит у нас инженер-механику В.Г. Шухову. Его работы в этой области, освещенные и проверенные целы рядом опытов на протяжении его двадцатилетней практической деятельности, являются в высшей степени ценным вкладом русскую техническую литературу, идущую этом вопросе далеко впереди иностранной», - утверждал Петр Кондратьевич 1896 году на страницах изданного Министерством финансов сборника «Производительные силы России».

Не менее высоко отозвался о труде Шухова и Н.Е. Жуковский: «Идея об отыскании наивыгоднейших конструкций лежит основе почти всех теоретических работ Владимира Григорьевича.

Он проводит ее в стройной и простой математической форме, иллюстрируя свою мысль таблицами и графиками… Особенную же изящность в применении ее мы встречаем в общеизвестной работе Владимира Григорьевича по паровым насосам, где изыскивается наивыгоднейшая конструкция насоса…».

шухов нефтяной изобретение

5. ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

К счастью, сейчас ни у кого не возникает сомнений, что сырая нефть куда дешевле, чем продукты ее переработки и куда продуктивнее будет ее именно перерабатывать и сбывать бензин, керосин и т.п., а не сырую нефть.

Но, разумеется, так было не всегда. Когда-то не существовало бензиновых двигателей, да и керосин только-только входил в свою «осветительную» моду.

В 80-х годах XIX века перегонка нефти была несовершенной: выход керосина получался очень небольшой, остальное шло в отходы, загрязняя окружающую среду. В. Г. Шухов изобрел и создал со своими помощниками несколько аппаратов для перегонки нефти. Величайшим изобретением гения инженерного искусства стала первая в мире промышленная установка для непрерывного получения бензина (патент Российской империи № 12926 от 27 ноября 1891 года на способ «перегонки под давлением и при высокой температуре нефти и нефтяных продуктов»). Это и был в точном значении слова крекинг-процесс (от английского cracking - ломание). Ключевые слова в тексте патента - «под высоким давлением». В России она не была востребована ввиду отсутствия автомобилей. Термический крекинг-процесс Шухова, проходивший в разработанной установке при температурах до 400 градусов Цельсия и давлении до 10 атмосфер, позволил увеличить выход бензина из сырой нефти в 8-10 раз (в зависимости от сорта нефти).

Через тридцать лет этот фактор стал решающим в борьбе нефтяных компаний США в начале автомобильной эры. Поэтому в 1923 году в Москву прибыла делегация компании «Синклер Ойл», чтобы использовать информацию о шуховском крекинг-процессе для конкуренции с рокфеллеровским концерном «Стандарт Ойл», владевшим патентами на крекинг в США. Владимир Григорьевич, сравнив свой патент 1891 года с американскими патентами 1912-1916 годов, доказал, что все американские крекинг-установки повторяют в своей основе его патент и не являются оригинальными. Международный патентный суд в Гааге в 1923 году признал В. Г. Шухова и его помощника С. П. Гаврилова единственными изобретателями термического крекинг-процесса. В связи с этим в Америке началась длинная цепь судебных процессов. В конце концов она закончилась заключением мирового соглашения между американскими фирмами, чтобы избежать необходимости покупать патент у молодого Советского государства.

В возрасте 79 лет Шухов стал свидетелем осуществления разработанного им еще в молодости проекта полной переработки нефти. В его присутствии в Баку в 1932 году был пущен в эксплуатацию завод Советский крекинг. В первые недели ее работы Шухов сам следил за ходом производства, на котором впервые в России была использована шуховская крекинг-установка для промышленного получения бензина.

Особенности конструкции аппарата вытекали из трех главных данных:

Количество передаваемого тепла одним квадратным футом поверхности нагрева возрастает со скоростью движения жидкости при данной разности температур.

Осадки кокса (углерод разложения) при большой скорости легче отделяются от стенок поверхности нагревания.

Поверхность нагрева, равно как и весь аппарат, должна выдерживать большое давление.

В ходе крекинга нефть разлагается на ряд фракций - бензин, керосин, дизельное топливо, мазут и т.п.

В первую очередь установки Шухова по перегонке нефти были предназначены для получения дополнительных запасов керосина, который тогда был основным продуктом, получаемым из сырой нефти. В Баку из одной тонны нефти получали около 330 литров керосина, а остальные две трети составляли т.н. нефтяные мазуты, которые практически не использовались и сливались в отходы. Установки Шухова позволяли извлекать из мазутов более лёгкий керосин и бензин. Однако по тогдашним экономическим и техническим условиям нужды в больших количествах бензина не было, а значит, не было нужды и в крекинг-процессе (напомним, что бензин являлся тогда вредным побочным продуктом при перегонке нефти на керосин и практически не использовался). Крекинг-процесс, появившийся благодаря созданию установок по перегонке нефти, по сути, опередил своё время. Об идее крекинга и возможности создания промышленных установок по способу В.Г. Шухова забыли на долгие годы. А между тем одновременно с изобретением Шухова был построен и первый автомобиль с бензиновым двигателем, то есть появился и главный потребитель бензина. Но только четверть века спустя миллионы автомобилей потребовали бензина, и он сделался основным продуктом нефтяной переработки.

Проблема эффективной переработки нефти существует в России и сейчас. Мы добываем огромное количество нефти (около 500 млн. тонн в год), но даже в условиях резкого падения цен на неё, у нас бензин продаётся в полтора раза дороже, чем в США. В Венесуэле бензин на наши деньги стоит 90 копеек за литр. В Саудовской Аравии, время от времени бодающейся с Россией за первое место по мировой добыче «чёрного золота», население заправляется бензином по цене одного 7рублец за литр. Такая разница в ценах вызвана тем, что российские нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ), которых в стране всего 28, ничего не вкладывают в своё переоборудование. Из-за этого российский бензин получается дорогой и некачественный. Наша нефтепереработка вдвое отстаёт от европейского уровня и втрое - от уровня США. Американские переработчики получают из одной тонны нефти 500 кг высококачественного бензина. На российских же заводах из той же тонны выходит только 130 кг бензина сомнительного качества.

Аппаратура крекинг - заводов в основном та же, что и для перегонки нефти. Это - печи, колонны. Но режим переработки другой. Сырье тоже другое. Процесс расщепления ведется при более высоких температурах (до 6000 С), часто при повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляются на более мелкие.

При крекинге нефть подвергается химическим изменениям. Меняется строение углеводородов. В аппаратах крекинг - заводов происходят сложные химические реакции. Эти реакции усиливаются, когда в аппаратуру вводят катализаторы.

Одним из таких катализаторов является специально обработанная глина. Эта глина в мелком раздробленном состоянии - в виде пыли - вводится в аппаратуру завода. Углеводороды, находящиеся в парообразном состоянии, соединяются с пылинками глины и раздробляются на их поверхности. Такой крекинг называется крекингом с пылевидным катализатором. Этот вид крекинга широко распространен. Катализатор потом отделяется от углеводородов. Углеводороды идут своим путем на ректификацию и в холодильники, а катализатор - в свои резервуары, где его свойства восстанавливаются.

Сегодня крекинг является одной из стадий глубокой переработки нефти: вслед за крекингом осуществляются риформинг, гидроформинг и другие процессы, в ходе которых тяжелые углеводороды распадаются на более легкие. Начало этой сложной цепочке было положено изобретением, принадлежащим В.Г. Шухову.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вне всяких сомнений, можно сказать, что изобретения В.Г. Шухова изменили всю технологическую нефтяную цепочку, то есть добычу нефти (эрлифт), её хранение (резервуары, цистерны), транспортировку (танкеры, баржи, нефтепроводы) и переработку (крекинг). Без его изобретений наша страна не смогла бы в те годы постоянно наращивать добычу, укрепляя тем самым бюджет и увеличивая благосостояние нации. Его изобретения полностью преобразили нефтедобывающий мир тех времен, сделали его очень похожим на наш - ведь технологии, по сути, остались те же, шуховские, лишь техника под нажимом неумолимого прогресса изменилась. Но принципы остались те же. Мы полностью согласны с фразой Вагита Юсуфовича Алекперова, вынесенной в качестве эпиграфа к данной работе - «…Мы, по сути, разрабатываем его инженерные идеи, когда сегодня наращиваем добычу, прокладываем трубопроводы, строим танкерный флот, повышаем глубину переработки нефти…»

Почти нет такой области строительного дела и машиностроения, который не уделял бы внимания Шухов и в которую он не внёс бы усовершенствований или новых изобретений. И всё это - благодаря его изумительной способности быстро ориентироваться в каждом новом деле, умению отличить главное от второстепенного.

Остается надеется, что мы, потомки великого русского инженера, сможем достойно продолжать его дело, совершенствуя как добычу, так и переработку углеводородного сырья и выходя на новые уровни развития - как в рамках отдельной личности, так и в масштабах страны.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1)Фонд Шуховская башня. [Электронный ресурс]: Режим доступа: #"justify">2)Учебная коллекция. [Электронный ресурс]: Режим доступа: #"justify">3)Все о нефти. [Электронный ресурс]: Режим доступа: #"justify">4)Грефе Р. и др. «В.Г. Шухов (1853-1939) - Искусство конструкции», из-во «Мир», 1995г., 192 стр

5)Шухов В.Г. «Строительная механика. Избранные труды», из-во «Наука», 1977г., 193 стр

6)Шухов В.Г. «Избранные труды. Нефтепереработка. Теплотехника», из-во «Наука», 1982г., 104 стр

7)Мельников Н.П., Ишлинский А.Ю. «В.Г. Шухов - выдающийся инженер и ученый», из-во «Наука», 1984г., 96 стр.

)А. Ангарский «Владимир Григорьевич Шухов», Техника молодежи, 1939г, №05