В.Г. Шухов

Источник: «Техника-молодёжи» №5 за 1939 год, автор статьи: А.Ангарский.

Когда поезд приближается к Москве и глаз начинает смутно различать отдельные строения, часто приковывает внимание стройно вздымающаяся ввысь ажурная радиобашня на Шаболовке. К ней привык глаз каждого москвича. Но немногие знают, что это легкое и изящное сооружение построено одним из самых выдающихся русских инженеров. С именем этого заме­чательного человека – Владимира Григорь­евича Шухова – связан целый ряд круп­нейших изобретений, научных работ и ин­женерных сооружений. Лишь несколько месяцев назад – 2 февраля 1939 г. – оборвалась большая и плодотворная жизнь Владимира Григорьевича Шухова, чья сме­лая инженерная мысль на протяжении бо­лее полустолетия не раз опережала свою эпоху.

Владимир Григорьевич Шухов родился в 1853 г. в городке Грайвороне бывшей Кур­ской губернии. Раннее детство он провел в деревне, а затем поступил в одну из петербургских гимназий. Инженерное образо­вание Шухов получил в Московском выс­шем техническом училище. Здесь он учился у ряда выдающихся русских профессоров и проявил исключительные способности в области математики и механики.

Окончив с отличием Техническое учили­ще в 1876 г., молодой, двадцатитрехлет­ний инженер-механик получил командиров­ку в Америку для усовершенствования.

Год пребывания в Америке несомненно имел очень большое значение для всей дальнейшей деятельности Шухова. Обстоя­тельное и вдумчивое ознакомление с пере­довой американской техникой, ничего похожего на которую он не мог видеть не только в России той эпохи, но и в Запад­ной Европе, наложило свой отпечаток на взгляды на вкусы Шухова.

Вскоре после возвращения из Америки В. Г. Шухову пришлось выдержать своеобразное «испытание». В Петербурге он близко познакомился с знаменитым рус­ским математиком академиком Чебышевым. Чебышева поразили исключительные спо­собности нового знакомого, его блестящее знание математики и механики. Это было не просто хорошее знание предмета, а неч­то значительно большее: у молодого инже­нера была целая система математического мышления.

Знаменитый математик рисовал перед Шуховым соблазнительные картины академической работы в области чистой мате­матики и аналитической механики. Но Шухов отклонил это предложение и твёрдо стал на путь практической инженерной деятельности.

В 1878 г. Шухов поступает главным ин­женером в «Строительную контору инже­нера А. В. Бари». Это очень небольшое в то время предприятие, возникшее почти без средств, превратилось благодаря техниче­скому гению Шухова в одну из самых мощных и передовых производственных ор­ганизаций старой России. С этим пред­приятием, ставшим после Октябрьской ре­волюции «Государственной строительной конторой», связаны многие годы инженер­ной деятельности В. Г. Шухова.

Основой всего предприятия энергичного дельца Бари служили работы Шухова. «Строительная контора инженера А. В. Ба­ри» была по существу «Конторой для эксплуатации идей и изобретений инженера В. Г. Шухова».

Колониальная окраина царской России – Баку. Семидесятые годы. На Апшеронском полуострове рождается русская нефтяная промышленность. Техника нефтяного дела переживает свои детские годы.

Богатства земля неимоверны. С порази­тельной лёгкостью земля отдаёт огромные количества нефти. Её добывают из колод­цев (так же, как и сто, и двести, и пять­сот лет назад) при помощи первых при­митивных буровых скважин, вычерпывая нефть длинным узким ведром – желонкой. Хранят добытую нефть в вырытых в земле ямах; добрая доля её при этом, пропитывая почву, ухо­дит обратно в землю. Перево­зят нефть в бочках на допотопных двухколесных теле­гах – арбах – или даже в бур­дюках, навьюченных на спину осла или лошади. Медленно и неторопливо начинают строить железную дорогу с нефтяных промыслов на заводы. Кое-кто поговаривает о нефтепроводах, но все смеются над этой дикой идеей перекачивать нефть по трубам. Из трех пудов нефти получают пуд сквер­ного керосина, а два пуда выбрасывают, как бесполезный балласт.

Со всей этой косностью и отсталостью вёл долгую и упорную борьбу один из ве­личайших русских учёных. Здесь работал и пытался осуществлять свои замечатель­ные идеи Дмитрий Иванович Менделеев. Сюда же в конце семидесятых годов при­ехал молодой Шухов, здоровье которого потребовало жизни на юге.

Новая отрасль, с которой столкнулся мо­лодой инженер, была ему совершенно не­знакома. В Америке Шухов не был в тех районах, где интенсивно развивалась не­давно возникшая нефтяная промышлен­ность. Кто мог знать, что через два года судьба забросит его в Баку!

Но огромный инженерный талант Шухо­ва помогает ему быстро освоиться в незнакомой отрасли техники. И вот рождается ряд блестящих идей, изобретений и соору­жений. Добыча, транспорт, перегонка, хра­нение нефти – всё привлекало внимание Шухова. Одни его идеи получили быстрое осуществление, а другие были оценены и реализованы лишь много лет спустя.

Инженерное мышление Шухова не могло мириться с таким способом добычи огром­ных количеств нефти, как вычерпывание её ведрами. Он предложил добывать нефть из скважин при помощи сжатого воздуха. По опущенной в скважину трубе нагнетается компрессором сжатый воздух; он подхва­тывает на забое нефть и, устремляясь обратно вверх по кольцевому пространству между трубой н стенками скважин, увле­кает нефть на поверхность.

Проект Шухова впоследствии был осу­ществлен, и способ этот под названием эрлифта, т. е. воздушного подъёмника, по­лучил широчайшее распространение во всем мире.

Для хранения нефти и нефтяных про­дуктов Шухов предложил и построил пер­вые в России железные резервуары. Это было в то время совершенно новой, не раз­работанной еще инженерной задачей. По­добных сооружений никто тогда не строил. Шухов разработал вопрос и теоретически и практически. Он создал теорию и расчёт металлических резервуаров и их покрытий. После работ Шухова постройка резервуа­ров стала простым и обыкновенным делом.

В последующие годы тысячи и десятки тысяч цилиндрических железных хранилищ возникли по всей стране. Кто не видел их, проезжая по железной дороге мимо нефтяных складов!

В 1879 г, В. Г. Шухов проложил один из первых нефтепроводов в Баку. Идея перекачивать нефть по трубам была выдви­нута еще Д. И. Менделеевым, но практи­ческое осуществление её, конструктивное оформление проекта при почти полном от­сутствии опыта в этой области было со­пряжено с многими трудностями. Столкнув­шись с затруднениями в перекачке вязкой нефти, Шухов предложил и впервые в мировой практике осуществил перекачку неф­ти с подогревом. Предварительный подо­грев перекачиваемой жидкости уменьшает её плотность и облегчает протекание по трубам. Впоследствии, лишь много лет спустя, этот способ получил распростране­ние в Соединенных штатах Америки для перекачивания тяжелых и вязких нефтей.

Почти через полстолетия Шухову при­шлось вновь заняться проблемой трубопро­водов. В 1924–1927 гг. он принимал ак­тивное участие в составлении проекта двух крупнейших нефтепроводов: Баку – Батуми и Грозный – Туапсе.

Подобно тому, как строительство первых резервуаров сопровождалось разработкой теории и расчёта, так и постройка нефте­провода вызвала необходимость в серьез­ной теоретической работе. В 1884 г. вы­ходят книга В. Г. Шухова «Трубопроводы и применение их в нефтяной промышленности». Работа Шухова была самым ранним исследованием в этой совершенно новой области техники.

Шухов не ограничился рационализацией одного только сухопутного транспорта неф­ти. Огромное значение для снабжения страны нефтью и керосином имел водный путь – по Каспийскому морю и Волге. Конструкторский гений Шухова не мог мириться с тем, что тысячи и десятки ты­сяч бочек с нефтью грузили на обыкновен­ные сухогрузные суда и баржи. Он рассчи­тал и спроектировал наливные баржи, в которых перевозимый нефтепродукт нали­вался прямо в специальные трюмы. При­надлежавший «Строительной конторе ин­женера А. В. Бари» судостроительный за­вод в Саратове стал выпускать одну за другой огромные железные баржи. Вскоре сперва на Волге, а потом и на других ре­ках и водных путях появились эти метал­лические гиганты, длина которых иногда достигала 150 метров.

Бесполезные остатки после извлечения из нефти керосина были на деле вовсе не такими бесполезными, как это казалось на первый взгляд промышленникам. Эти ос­татки – мазут – являются превосходным топливом, которое даёт в полтора раза больше тепла, чем лучший каменный уголь, и в три раза больше, чем дрова и торф. Надо было только найти секрет, каким образом сжигать жидкий мазут в паровых котлах и разных промышленных печах.

Одним из первых этот секрет раскрыл В. Г. Шухов. Он предложил распылять или разбрызгивать струю мазута и в таком ви­де сжигать его в топке. В 1880 г. Шухов сконструировал прибор, который силой па­ра, вытекающего из узкого отверстия, превращал мазут в мельчайшую пыль. Сейчас при помощи таких приборов – форсунок – во всем мире отапливаются мазутом десят­ки и сотни тысяч котлов и печей. Форсун­ка системы Шухова и сегодня считается одной из лучших.

Привлекали внимание Шухова и пробле­мы перегонки нефти. И, быть может, в этой области он сделал самое гениальное своё изобретение, остававшееся десятиле­тия неоцененным, но в конце концов раз­решившее такую грандиозную проблему, как снабжение автотранспорта топливом.

Основным продуктом перегонки нефти в те времена был керосин. Нефть принесла миру этот новый источник света. Кероси­новая лампа завоевывала весь земной шар, и керосина требовалось всё больше и больше. А между тем из трёх пудов неф­ти получался всего только пуд керосина.

И вот в 1890 г. Шухов разрабатывает способ, а затем конструирует и аппарат для перегонки и разложения нефти под значительным давлением и при высокой температуре. Этот способ позволял полу­чать из тяжелых нефтяных остатков – из двух пудов отбросов – значительные доба­вочные количества легкого керосина. Под действием давления и высокой температу­ры более сложные молекулы тяжелых фракций нефти, из которых состоит мазут, расщеплялась на более мелкие и простые молекулы, образующие фракции, из кото­рых состоит керосин.

В наши дни этот процесс получил ши­рочайшее распространение для получения бензина из тяжелых остатков нефти. Это всем известный крекинг-процесс, вторично родившийся спустя много лет в Америке. Только благодаря ему удается снабдить горючим миллионы автомобильных и авиа­ционных моторов.

Чтобы решить проблему крекинга так, как её решил Шухов, нужно было обла­дать глубоким знанием и пониманием химических процессов. А ведь Шухов не был специалистом-химиком, но в замечательной голове этого выдающегося человека уживались самые разнообразные познания и са­мые разносторонние творческие интересы.

Идея Шухова была слишком смелой и неожиданной для того времени, и проект его не был осуществлен. Равнодушный к денежным и публичным успехам, изобре­татель положил спокойно патент в порт­фель и занялся другими работами.

Прошло четверть века. Автомобильный двигатель совершал победное шествие по всему миру. Новая мощная индустрия – автомобильная – выпускала новые и новые миллионы машин. Над миром нависла угроза бензинового голода. В Америке ар­мия научных работников ломала голову в поисках метода, который позволил бы из­влекать из нефти больше бензина. Но ни­кто из них не знал, что решение этой проблемы уже много лет мирно покоится в портфеле русского инженера В. Г. Шухова.

В 1912 г. американец Бортон взял па­тент на крекинг-процесс, по существу ни­чем почти не отличающийся от патента Шухова. Так русский технический гений на много лет опередил самую передовую в то время техническую страну в мире.

Новый процесс начал быстро распростра­няться в Америке и постепенно совершенствоваться. Прошло ещё десять лет, и в Москву прибыла комиссия инженеров од­ной американской фирмы. У комиссии бы­ла специальная цель: побеседовать с инженером В. Г. Шуховым о его давнем изо­бретении, слухи о котором как-то проникли в Америку.

В CШA давно уже шли судебные тяжбы и патентные споры между отдельными фирмами, разработавшими различные системы крекинга. И вот теперь фирма, послав­шая к Шухову своих инженеров, стреми­лась доказать, что в ряде новых американ­ских патентов отсутствует новизна – основное, что необходимо для права пользо­вания патентом. Комиссия хотела получить теперь подтверждение, что детали различ­ных вновь предложенных аппаратов описа­ны ещё в патенте Шухова, выданном мно­го раньше. Это привело бы к аннулирова­нию в США патентов ряда фирм, что бы­ло на руку их конкурентам.

В результате выяснилось с полной оче­видностью, что первый и истинный изобре­татель крекинг-процесса – В. Г. Шухов.

Taк через тридцать лет полу­чило признание одно из самых замечательных, – а может быть, и самое замечательное, – изо­бретений выдающегося русско­го инженера.

В 1930 г. В. Г. Шухов совместно с другим извест­ным советским изобретателем М. А. Капелюшниковым спро­ектировали и построили в Баку крекинг-установку новой си­стемы, дающую бензин исклю­чительно высокого качества.

В 1896 г. в Нижнем Новго­роде открылась Всероссийская художественно-промышлен­ная выставка. Молодой рус­ский капитализм демонстриро­вал здесь всё, чем только могли похвастаться его фабри­ки и заводы. Видное место на выставке занимали экспонаты «Строительной конторы инже­нера А. В. Бари». Посетители любовались изящными и легкими железными перекрытия­ми. Эти легкие конструкции покрывали площадь в несколь­ко десятин. Здесь впервые были показаны так называе­мые висячие крыши и новый вид сетчатых арочных покры­тий. Эти покрытия состояли из угольного, полосового или напоминающего по форме букву Z железа. Сетчатая поверх­ность не опиралась на стропильные фермы, а покоилась непосред­ственно на стенах и колоннах здания.

Лишь через тридцать лет в германской периодической печати появилось описание аналогичных сетчатых покрытий, построен­ных по патентам немецких фирм.

Здесь же, на выставке, впервые демон­стрировалась водонапорная гиперболиче­ская сетчатая башня. Криволинейная боко­вая поверхность этого лёгкого и изящно­го сооружения имела форму, называемую однополым гиперболоидом. Конструкция гиперболоида была основана на простом его свойстве, согласно которому он может быть собран из прямолинейных образую­щих. И действительно, эта своеобразная башня с криволинейной боковой поверхно­стью была составлена из прямолинейных железных полос. Удобство и простота сборки и конструкции были поразительны.

Башня такого типа получили широкое распространение для самых разнообразных целей: водонапорных резервуаров, маяков, радиомачт, электропередач и др. В 1910 г. в Херсоне был построен маяк в виде клёпаной железной гиперболической баш­ни высотой в 85 метров. В наше, совет­ское время около Дзержинска при пересе­чении Оки линией высоковольтной элект­ропередачи применён этот же принцип: мачты электропередачи сконструированы в виде гиперболических башен. Свыше ста пятидесяти гиперболоидов выстроены в различных местах Советского Союза. Са­мая высокая башня этого типа, составлен­ная из ряда насаженных друг на друга ги­перболоидов н представляющая собой огромную радиомачту, выстроена в 1921 г. В Москве на Шаболовке. Её высота – 160 метров. Это примерно высота сорокаэтаж­ного дома. Ажурная оболочка гиперболиче­ских башен представляет наименьшую воз­можную поверхность для ветра, который создаёт одну из основных нагрузок в со­оружениях большой высоты.

Так из некоей математической абстрак­ции гиперболоид был превращён в практи­ческую конструктивную форму.

Деловых посетителей выставки на стенде Бари привлекали завоевавшие себе уже известность водотрубные паровые котлы. В этих котлах теоретические требования нау­ки сочетались с простотой конструктивно­го оформления. При совершенстве тепло­передачи эти котлы отличались порази­тельной простотой сборки, чистки и ремон­та. Благодаря этим достоинствам они по­лучили широчайшее распространение во всех отраслях промышленности и народно­го хозяйства. Получите бесплатные коды на чемпион и увеличьте свой стартовый капитал для лучших шансов на выигрыш! Мы следим за актуальными акциями и предложениями, чтобы вы могли насладиться азартом с максимальной выгодой.

Первый котёл этого типа был выстроен в 1890 г. В 1895 г. завод фирмы Бари вы­пустил около двухсот таких котлов. Эти котлы получили распространение и за ру­бежом. Они имеют широчайшее распространение и в наше время. Московский за­вод «Парострой» ежегодно выпускает мно­гие сотни усовершенствованных котлов этой системы. В 1932 г. при непосредст­венном участии их изобретателя котлы эти были переконструированы: клепаная конструкция была заменена электросварной.

И все эти разнообразнейшие экспонаты фирмы Бари – висячие крыши, сетчатые арочные покрытия, гиперболоидные башни, паровые котлы и ещё многое другое – были обязаны своим появлением на свет творческой изобретательности одного чело­века – автором всех их был Владимир Григорьевич Шухов.

Трудно перечислить даже основные ра­боты Шухова. Плодотворность и разнооб­разие его творчества были поразительны. Он был лучшим знатоком котлостроения, исключительным специалистом в области теории и практики построения насосов, первейшим мастером металлических конст­рукций, не говоря уже о его работах в области нефтяного дела и многих других.

В 1896 г. Шухов первый предложил конструкцию экранных котлов. В толках этих котлов  устраивается система труб, соеди­нённых с водяным барабаном котла. Эти трубы, воспринимающие теплоту, излучае­мую раскалённым топливом и газами, и представляют собой так называемую эк­ранную поверхность. Коэффициент полезного действия таких котлов благодаря устройст­ву экранов выше, чем в других системах.

Применение экранов, однако, не получи­ло тогда широкого распространения, и ещё лет пятнадцать-двадцать назад появление первых экранов в мощных американских водотрубных котлах рекламировалось как последняя новинка. А между тем эта «последняя новинка» была запатентована Шу­ховым ещё четверть века тому назад.

В 1897 г. выходит книга Шухова «Насо­сы прямого действия», в которой он разра­ботал теорию компенсации этих насосов, т. е. регулирования их хода. Этим он спо­собствовал распространению насосов прямо­го действия во всем мире.

В том же 1897 г. выходит работа Шу­хова «Стропила». В ней изложена теория расчёта рациональных форм стропил и но­вых сетчатых арочных покрытий, изобре­тённых Шуховым.

Что только не проектировал, не изобре­тал и не строил этот замечательный инженер! Он был пионером строительства зда­ний с железными каркасами. Он выстроил огромное количество самых разнообразных металлических конструкций. Он проектиро­вал и строил мосты, доменные печи, кау­перы, газгольдеры, водопроводы, насосы для артезианских колодцев, платформы для тяжёлых шестидюймовых орудий, ба­топорты (большие плавучие ворота для закрытия входа в док при ремонте судов), вокзальные перекрытия... всего перечислить невозможно.

В молодости на В.Г. Шухова произве­ла большое впечатление работа знаменито­го французского инженера профессора Резаля «Трактат по основной механике». Франция первой половины XIX в. была ро­диной так называемой технической меха­ники. Навье, Клапейрон, Кориолис, Понселе, Комб, Резаль были творцами и класси­ками этой новой инженерной отрасли нау­ки. Трактат Резаля представлял сводку этих исследований.

В своей инженерной деятельности Шу­хов продолжал работу этих классиков прикладного знания. Многие их идеи он претворил в жизнь, реализовал на практи­ке. Но он пошел дальше своих учителей и в ряде областей механики сделал круп­ный шаг вперед. К решению технических задач Шухов приступал всегда на основе анализа и механики. Он никогда ничего не делал «наглазок». Всё у него всегда было точно рассчитано и проверено. Если он не находил нужного руководящего материала в книжном наследии прошлого, он сейчас же разрабатывал и набрасывал свою тео­рию вопроса, выводил собственные форму­лы и давал всестороннее математическое и научное освещение представившейся ему технической задачи. Ряд выведенных Шу­ховым формул вошел в технические спра­вочники и курсы.

В своих инженерных работах он постоян­но и неразрывно связывал техническое ре­шение задач с экономичностью. Он всегда исходил из положения, что инженер дол­жен строить не только прочно и долговеч­но, но и дёшево. Шухов не принадлежал к числу тех инженеров, у которых любо­вание голой техникой заслоняет практиче­скую полезность. Выбрать наивыгодней­шие размеры, получить наивыгоднейший вес, наименьшую стоимость, максимальное удобство монтажа и эксплуатации – вот одна из важнейших основных задач инже­нера. И во всех сооружениях Шухова эта задача решена блестяще.

Интересно, что Шухов – этот академик инженерных знаний – никогда не был профессором, никогда не занимался препо­давательской деятельностью. Но и в этой области, к которой он не имел пря­мого отношения, он сумел принести боль­шую пользу. Долгое время изучение кур­сов прикладной механики и сопротивления материалов в высшей школе основывалось на одних только абстрактных теоретиче­ских выводах, без необходимого разъясне­ния этих выводов на практических приме­рах. В 1898 г. известный профессор П. К. Худяков выпустил свой курс сопро­тивления материалов, в котором впервые было помещено собрание технических за­дач, помогающих применять теоретические положения на практике.

«Это нововведение, – пишет в предисло­вии к своему курсу проф. Худяков, – бы­ло предпринято мною и осуществлено по мысли и под влиянием моего товарища н дорогого сотрудника инженера-механика Владимира Григорьевича Шухова, который со своей стороны принимал живое участие в обсуждении и разработке этой стороны дела н указал целый ряд весьма интересных практических тем, требующих надлежащего теоретического освещения и разъ­яснения студентам в стенах школы».

Так на протяжении шестидесяти лет че­рез все отрасли русского инженерного де­ла, инженерной науки проходит имя Вла­димира Григорьевича Шухова.

Несмотря на огромный диапазон тем и задач, которые он разрабатывал, интересы Шухова не ограничивались одними только техническими проблемами. Он интересовался и общественными вопросами. В 1918 г., пользуясь всеобщим уважением коллекти­ва завода «Парострой», он был выбран в коллегию по управлению заводом. В 1933 г. «Парострой» тепло отмечал вось­мидесятилетие своего старейшего и ценней­шего работника – В. Г. Шухова. Он не­однократно избирался членом Московского совета, Московского городского и област­ного исполкома. В 1927 г. он был избран членом ВЦИК. В 1929 г. Академия наук СССР избрала В. Г. Шухова почётным академиком.