Ян Шнейберг
Серед зразків вітчизняного інженерного мистецтва особливе місце займає Шуховська (як її часто називають) радиобашня на Шаболовці, вже багато десятиліть прикрашає архітектурний ансамбль Москви. Струнка, спрямоване вгору, ніби невагоме, металеве споруда, заввишки більше 150 м добре знайоме багатьом жителям столиці, а тисячі любителів радіопередач в найвіддаленіших куточках країни дізнаються ажурну башту по численним зображенням на обкладинках радіо-і кіножурналів, художніх листівках. Але далеко не всім відомі історія спорудження цієї башти, побудованої більше 80 років тому, і творчий шлях автора її проекту та керівника будівництва видатного вченого та інженера, почесного академіка Володимира Григоровича Шухова.
Емблема вітчизняної радіотехніки
Влітку 1919 р. за постановою Уряду в надзвичайно терміновому порядку почалося будівництво потужної радіостанції для забезпечення надійного зв'язку «центру Республіки з її околицями і західними державами». Станція повинна була бути обладнана найсучаснішими машинами і приладами.
Найбільш оригінальним і практично найнадійнішим був визнаний проект, запропонований Володимиром Григоровичем Шуховим, ще в кінці 19 ст. створив кілька конструкцій сітчастих гіперболоїдних щогл і веж, які отримали найвищу оцінку найбільших фахівців в Росії і за кордоном. Створені ним конструкції, на думку вітчизняних інженерів-будівельників, викликали незмінний захват ще й тому, що вони не могли бути «... запозичені винахідником ні в західно-європейських, ні в американських зразках».
Спочатку В.Г. Шухов запропонував проект радиобашни, що складається з дев'яти секцій, загальною висотою близько 350 м, що перевищувала Ейфелеву вежу в Парижі майже на 50 м. Для цього було потрібно 2400 тонн сталевих конструкцій (на будівництво Ейфелевої вежі були витрачені 7500 тонн сталевого прокату і близько 2 млн заклепок) . Але в умовах громадянської війни, коли країну «петлею душив чавунний голод», а також через терміновість споруди башти, було вирішено зменшити її висоту до 150 м, тим більше що, на думку фахівців, цієї висоти було цілком достатньо для здійснення заданої дальності радіопередач. Крім того, гіперболоїдна конструкція Шухова вимагала набагато менше (у 2,5 рази) металу, в порівнянні з Ейфелевою вежею.
Всі будівельники (більше 100 чоловік) працювали, як кажуть, від зорі до зорі, 22 верхолази висіли у колисках протягом усього дня, не спускаючись на землю. У холодну зиму 1921 одяг верхолазів покривалася кіркою льоду.
Башта Шухова була єдиним у світі спорудою подібного типу. За формою вона нагадувала конус, що складався з шести окремих секцій, висотою по 25 м кожна. Сітчаста конструкція вежі створювала мінімальну поверхню для вітру, що обумовлює основні навантаження для спорудження великої висоти. Технологія зведення вежі, запропонована Шуховим, була дуже незвичайною: гігантське сооруженіекціі збиралися на землі. Як відомо, в той час не існувало ні електрозварювання, ні потужних монтажних баштових кранів. Підстава нижньої першої секції спиралося на залізобетонний фундамент глибиною 3 м і діаметром 42 м. Усередині готової першої секції збиралися п'ять наступних, що знаходилися одна в іншій, подібно складеної зоровій трубі величезних розмірів. Секції піднімалися послідовно за допомогою сталевих тросів, блоків і лебідок і по черзі приклепувалися до попередніх.
Будівництво вежі велося в умовах громадянської війни, не вистачало обладнання та металу. Десять тисяч пудів заліза було отримано з військових запасів за особистою вказівкою В.І. Леніна.
У червні 1921 р. Шухов і його помічники зіткнулися з непередбаченим випробуванням: будівництво вежі вже наближалося до кінця, але при підйомі четвертої секції лопнув трос однією з лебідок, і гігантська конструкція звалилася вниз з висоти 75 м. При цьому вона грунтовно деформувала раніше зведені секції і перетворила на металобрухт лежали на землі, але вже змонтовані і готові до підйому, п'яту і шосту секції.
Звичайно, всюдисущі представники ЧК тут же звинуватили Шухова, назвавши помилковими його проектування і методи монтажу. Але впевнений у своїх розрахунках В.Г. Шухов, подібно будівельникові Александрінського театру К. Россі, був готовий «... скласти свою голову на плаху: нехай мене повісять на одній із крокв, якщо вона не витримає заданого навантаження».
На щастя, спеціальна комісія встановила, що причина аварії у втомі металу, і потрібно було, не втрачаючи часу, заново починати роботу. У результаті неймовірних зусиль і величезної праці будівництво вежі було завершено у встановлені терміни, в Наприкінці 1921 р.
На 150-метровій висоті були встановлені будка для спостережень і дві бічні 7-метрові траверси для підвіски антен. Загальна висота вежі разом з держаком для прапора становила 160 м. 19 березня 1922 почалася експлуатація радіостанції. Протягом багатьох років Шуховська вежа була найвищою спорудою в країні (висота дзвіниці Івана Великого - 80 м, Ісаакієвського собору - 120 м).
У 1927 р. на радиобашня був змонтований більш потужний передавач - 40 кВт, виготовлений в Нижньогородській радіолабораторії. У 1936 р. в історії радіостанції відбулася знаменна подія - створення першого московського телецентру. На вежі була встановлена передавальна телевізійна антена, і з кінця 1937 р. у Москві почалися досвідчені телевізійні передачі. У березні 1939 р. на Шаболовці був заснований перший в СРСР Московський телевізійний центр електронного телебачення. Після 1948 р. під мелодію І. Дунаєвського «Москва травнева» щоденні передачі відкривалися зображенням Шуховской вежі, яка, як відомо, і сьогодні служить країні.
Молодий інженер стає відомим фахівцем
Неабиякі здібності В.Г. Шухова проявилися невдовзі після вручення йому диплома інженера-механіка.
Володимир Григорович народився в 1853 р. в невеликому провінційному місті Грайворон
Куродітелі виховували в синові працьовитість, цілеспрямованість та наполегливість у оволодінні знаннями. Середню освіту юнак отримав в Петербурзі, де в 1871 р. з блискучим атестатом закінчив одну з гімназій. Захопившись точними науками, він вступив на механічне відділення Московського Імператорського технічного училища (нині Московський державний технічний університет ім. Н. Е. Баумана), яке славилося як одна з кращих технічних шкіл у Росії і за кордоном. Володіючи від природи неабиякими здібностями в галузі технічних наук, юний Шухов з величезним інтересом слухав лекції та бесіди видатного вченого і педагога Н.Є. Жуковського, викладав теоретичну механіку.
Жуковський, а також відомий математик академік П.Л. Чебишев звернули увагу на дуже здібного студента, що виділяється блискучим знанням математики і механіки і прагнув використовувати їх в інженерній практиці.
У 1876 р. В. Шухов з відзнакою та золотою медаллю закінчив училище, і в знак його видатних здібностей був звільнений від захисту дипломного проекту. Жуковський і Чебишев пропонували молодому інженеру-механіку залишитися на педагогічній роботі, але його захоплювала тільки практична інженерна та винахідницька діяльність. У порядку заохочення у травні 1876 р. Шухов радою Училища включається до складу наукової делегації на Всесвітню виставку, приурочену до святкування сторіччя незалежності Сполучених Штатів Америки, а також з метою ознайомлення з досягненнями американської промисловості.
Шухов побував на найбільших металургійних заводах, на будівельних майданчиках, намагаючись оглянути всі новинки американської техніки.
Після повернення з Америки в 1877 р. В.Г. Шухов надходить в креслярське бюро Управління Варшавсько-Віденської залізниці в Петербурзі. Робота над кресленнями локомотивних депо і станційних будівель згодом була дуже корисною для його інженерної діяльності.
У 1880 р. Володимир Григорович приїхав до Москви, де зайняв посаду головного інженера відомої технічної будівельної контори (пізніше називалася «Стальмост»), і його діяльність була настільки успішною, що контору, в якій він працював, часто називали «конторою з експлуатації технічних ідей і винаходів інженера Шухова ».
Використовуючи новітні досягнення американської техніки, Шухов зумів виробити власний метод вирішення складних технічних проблем в самих різних областях, демонструючи, за словами Н.Є. Жуковського, «... глибину думки і ретельність математичної обробки», вміння знаходити оригінальні та найбільш доцільні інженерні рішення.
Шухов привертав до себе увагу фантастичними здібностями не тільки інженера-механіка, але і сумлінного, всебічно освіченої людини, що володів трьома мовами (англійською, французькою та німецькою), добре знайомого з підприємницькою діяльністю та інженерної практикою в Америці.
«Великий інженер Російської імперії»
Станом здоровьехать на південь і багато років прожив у Баку, тодішньому центрі швидко розвивається нафтової промисловості. Діапазон його творчих ідей та винаходів був разючий: розробка теорії та методу виготовлення великих металевих резервуарів найменшої ваги - нафтосховищ, споруда раніше небачених за розмірами і вантажопідйомністю нафтоналивних барж довжиною від 50 до 130 м і заввишки близько 2 м (до речі, баржі Шухова поклали початок розвитку російського річкового нафтоналивного флоту). Формула Шухова для виготовлення надійних і економічних трубопроводів (нафтопроводів) отримала світове визнання. Він побудував перший в світі мазутопроводу з підігрівом. Створена ним у 1880 р. форсунка для факельного спалювання рідкого палива і мазуту, що вважався відходом нафтопереробки, широко застосовувалася протягом минулого століття. Парові котли водотрубні системи Шухова, що відрізнялися простотою і надійністю, протягом десятиліть були найпоширенішими в Росії.
Наскільки В.Г. Шухов випередив свій час можна, зокрема, судити по одному з найважливіших його винаходів - «крекінг-апарату» (1890 р.), що дозволяє ефективно виділяти з нафти «легкі продукти», перш за все бензин. Мільйони автомобілістів не знають, що появі бензину ми зобов'язані нашому чудовому співвітчизнику. На початку 90-х років 19 ст. автомобільна промисловість тільки починала зароджуватися, а бензин ще не став «володарем» світового ринку. Але незабаром багато американських фірм почали працювати над способами перегонки нафти («крекінг-процесом»), які дозволяли отримувати значні обсяги бензину. Перший патент у США отримано Бортон в 1912 р., але незабаром його пріоритет стали заперечувати інші американські фірми. І тільки завдяки судовому процесу було визнано, що честь винаходу «крекінгу» належить російському інженеру Шухова, що випередив американця більш ніж на 20 років.
Кажуть, що все геніальне - просто, але це «просто» є результатом багаторічної творчої діяльності в даній галузі науки і техніки. Адже, наприклад, ніхто до Шухова не прийшов до ідеї та розробки за власними формулами методу будівлі нафтових резервуарів з різною товщиною окремих поясів їх стінок по висоті (1883 р.), що давало величезну економію витрати металу й визначало найвигідніші розміри резервуара і його вага ( вартість резервуара знижувалася вдвічі). За короткий термін будівельна контора, де працював Шухов, виготовила більше 20 тис. резервуарів, які стали будуватися по всій країні.
Під керівництвом В.Г. Шухова було побудовано близько 500 залізничних мостів (через Волгу, Оку, Єнісей і ін) з прольотами до 100 м, зведено понад 20 тис. сталевих нафтосховищ. Серед його творінь перших авіаційних ангари, водопроводи (у Москві, Києві, Харкові), доменні і мартенівські печі, нафтові насоси, гідротехнічні затвори, елеватори, щогли електропередач. Він був автором сотень винаходів. З невеликим числом помічників він зумів здійснити те, що під силу кільком НДІ. Не випадково він був удій медалі Всесвітньої виставки в Парижі. Шухов володів особливим умінням доступно і зрозуміло викладати найскладніші технічні питання і на закінчення любив говорити: «бачите, як це просто».
Надзвичайну обдарованість Володимира Григоровича яскраво охарактеризував один з його учнів: «нафта, піднята з надр шуховська насосами, раціонально перероблена в шуховська крекінг-апаратах, добре збережена в шуховська резервуарах і без втрат доставлена наливними шуховська баржами чи нафтопроводами, спалювалася з максимальним витяганням тепла шуховська форсунками в шуховська котлах ».
У той період (кінець 19 - початок 20 ст.) Наші видатні вчені та інженери не без гордості зазначали, що В.Г. Шухов переконливо спростував уявлення про те, що все нове в науці і техніці приходить до Росії з Європи та Америки. Багато великі закордонні фірми, зокрема американські, запозичували численні винаходи нашого співвітчизника або приходили до аналогічних технічних рішеннях значно пізніше його.
Всесвітню славу принесла Володимиру Григоровичу розроблена ним у 1892 р. теорія арочних покриттів з використанням сітчастих поверхонь, що забезпечували рівномірний розподіл зусиль, що сприймають їх на себе різними частинами форми при найменшому вазі всієї споруди. Вперше сітчасті металеві покриття Шухов продемонстрував ще в 1896 р., викликавши захоплення учасників і відвідувачів Всеросійської виставки в Нижньому Новгороді: сітчасті перекриття розташовувалися над кількома будинками павільйону різної форми (круглий, прямокутний, еліптичне), надаючи павільйону незвичайний витончений вигляд. До речі, перша висяча покрівля елеватора в Олбані (США) з'явилася лише в 1932 р.
Однією з перших гіперболоїдних щогл, попередницею радиобашни на Шаболовці, була сітчаста водонапірна башта висотою 32 м, побудована в 1896 р. і стала однією з визначних пам'яток Нижегородської виставки (рис. 2). Висота наступних водонапірних башт досягала 40 м, а маяка в Херсоні - 85 м.
Володимир Григорович прославився спорудою кількох столичних будівель: перекриття перону Київського вокзалу, металеві конструкції Головного поштамту, покриття Петровського пасажу, готелі Метрополь, будівля ГУМу та ін Він по праву вважається одним з піонерів будівництва висотних будівель на металевих каркасах. Далеко не всім відомо, що він спроектував обертову сцену МХАТу.
І вже зовсім несподіваним для колег Володимира Григоровича було надзвичайно сміливе його рішення взяти участь в випрямленні мінарету Улуг-бека в Самарканді, тим більше що Шухов був вже в досить похилому віці: в 1932 р. йому виповнилося 79 років! Ось де яскраво проявилися найглибші знання Володимира Григоровича в області теорії опору матеріалів і теоретичної механіки. Коротенько історія цього унікального пам'ятника стародавньої архітектури така: у 30-х роках 15 ст. по велінню онука Тамерлана Мірзи Улуг-бека на центральній площі Регістан в а надзвичайно велична і витончена мечеть (мадраса) Улуг-бека.
Куполи і арки мечеті були прикрашені оригінальною багатющої розписом, навколо встановлено чотири башти-мінарети, які щоб надати незвичайної легкості і витонченості всієї споруди були злегка відхилені від основної будівлі. Древні будівельники продемонстрували неабияку майстерність і винахідливість.
Але під час одного із землетрусів, доволі частих в Середній Азії, південно-східний мінарет впав. Рідкісному твору архітектурного мистецтва загрожувало руйнування.
Для піднімання і випрямлення падаючого мінарету вагою в 2 тис. тонн (!) Потрібно було зробити точні розрахунки, визначити розміри опор, здатних витримати вагу мінарету. Підйом і установка мінарету були проведені протягом чотирьох днів у січні 1932 р.
Як писав один з біографів, великий інженер кінця 19 - початку 20 століття «зберіг для історії чудову роботу великого будівельника 15 сторіччя».
Життя Володимира Григоровича трагічно обірвалося 2 лютого 1939 - він помер від опіків, отриманих в результаті нещасного випадку. Похований В.Г. Шухов в Москві на Новодівичому кладовищі.
Володимир Григорович прославив нашу батьківщину видатними винаходами і, можна сказати, чудесами будівельного мистецтва. Багато з них зберегли свою привабливість і цінність. Але довше їх буде жити творчий метод і стиль інженерної діяльності Володимира Григоровича, гідний наслідування, так як він є своєрідною школою для вирішення актуальних сучасних проблем у будь-якій області науки і техніки.
У деяких працях Шухова називають «російським Едісоном». Таке порівняння не цілком коректно. На відміну від знаменитого американця В.Г. Шухов блискуче володів математикою і володів фундаментальними теоретичними знаннями, він ніколи не був «сліпим емпірикою». Всі його винаходи і споруди виникали в результаті ретельних математичних розрахунків, саме глибокі знання теорії часто вказували йому безпомилковий і найкоротший шлях до найбільш раціональним у всіх відносинах рішенням. Формули Шухова по гідромеханіці поміщені у всіх довідниках.
Виступаючи в 1903 р. на засіданні в Політехнічному суспільстві, присвяченому 50-річчю Шухова, Н.Є. Жуковський зазначив, що ще в студентські роки Володимир Григорович умів при вирішенні практичних питань вносити «... глибину думки і ретельність математичної обробки». Заслуги Володимира Григоровича були гідно оцінені: йому було присвоєно почесне звання Героя Праці, а в 1929 р. він був обраний почесним академіком АН СРСР.
За спогадами друзів і колег, Володимир Григорович відрізнявся доброзичливістю та скромністю. Він був дуже товариською людиною, зустрічався з багатьма видатними вченими, інженерами, архітекторами, художниками, акторами, захоплювався музикою, шахами, фотографією, велосипедним спортом. Шухов мав «мистецтвом» працювати, думати про досконалість техніки і недосконалість життя, «любив формули, але ще більш стрістінним патріотом своєї батьківщини і рішуче відкидав численні пропозиції виїхати в Європу або США, намагався бути осторонь від політики, але з тривогою сприймав трагічні події 20-30-х років. У своєму щоденнику в 1919 р. він писав: «Ми повинні працювати незалежно від політики. Вежі, котли, крокви потрібні, і ми будемо потрібні ».
Ім'я Володимира Григоровича Шухова було присвоєно Білгородському державному технологічному університету. У жовтні 2001 р. жителі Бєлгорода встановили на території університету пам'ятник своєму знаменитому землякові.