Леонид Арнаутов - Повесть о великом инженере

• Название: Повесть о великом инженере
• Автор: Леонид Арнаутов
• Издательство: Московский рабочий
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1978

Владимир Григорьевич Шухов прожил долгую и славную жизнь. Он начал свой трудовой путь на заре развития промышленного капитализма в России и завершил его в годы социалистической индустриализации нашей страны. Беспримерная творческая продуктивность, широта диапазона, смелость и остроумие технических решений — вот что отличает инженерную деятельность Шухова, оставившую глубокий след в истории науки, промышленности,  строительного дела. Документальная повесть о В. Г. Шухове рассчитана на массового читателя.

---

И. Г. Людковский, редактор русского издания книги Ф. Отто, вынужден будет напомнить в послесловии, что Шухов применил стальной лист в качестве несущей висячей пространственной конструкции еще за 36 лет до постройки элеватора в Олбани и за 41 год до сооружения павильона Франции в Загребе.

Важные сведения об этом Отто мог бы почерпнуть из «Путеводителя по Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде», выпущенного в 1897 году. Там говорится, что висячая сетка инженера-механика В. Г. Шухова «имеет в разрезе вид цепной линии». Кровля элеватора в Олбани, как сказано у Отто, провисает «по очертанию цепной линии»[5]. Характерное совпадение!

Справедливости ради заметим, что в своих последующих работах Отто уже пишет о приоритете Шухова в области висячих металлоконструкций. «К числу первых инженерных работ в области висячих конструкций, в которых мембрана покрытия и несущая конструкция представляли единое целое,- сообщает он читателям,- относятся сооружения В. Г. Шухова, возведенные им на Нижегородской ярмарке 1896 г. Эти работы были забыты и только недавно снова привлекли к себе внимание».

В середине шестидесятых годов нашего столетия Ф. Отто приезжал в Москву, посетил, в частности, ГУМ, где любовался легкостью и изяществом шуховских сводов. По свидетельству И. Г. Людковското, он нашел, что эти конструкции затмевают перекрытия прославленного Кристаль-Паласа в Лондоне.

В 1958 году посетители Всемирной выставки в Брюсселе восхищались павильоном США - гигантским шатром из стали и пластмасс. Театр при павильоне был сооружен на сходном принципе - сетчатые стены и потолок. Павильон фирмы «Филипс» тоже напоминал шатер, стены которого еще не натянуты…

Плодотворность шуховской идеи пространственных покрытий - сеток подтверждается многообразием ее форм и вариантов, показанных уже тогда, на Всероссийской выставке 1896 года. Помимо зданий, о которых шла речь, ряд павильонов имел арочные покрытия из зигзагообразных металлических полос, «склепанных на ребро», как было сказано в привилегия, полученной Шуховым, или из трех-четырех дощатых слоев. «Особенный интерес для нашей страны,- отмечал один из журналов того времени,- представляют эти дощатые покрытия, необычайно легкие и красивые, не требующие для своего исполнения металла и легко собираемые даже без участия плотников обыкновенными чернорабочими».

Достоинства шуховских конструкций были настолько очевидны, что администрация выставки, стремясь вовремя закончить строительные работы, передала конторе Бари дополнительные заказы. Главные условия - предельная быстрота постройки и возможность последующей разборки павильонов с тем, чтобы их можно было перенести в другое место. Владимир Григорьевич и на этот раз находит удачное решение. По его проекту стены выставочных зданий впервые выполняются в виде металлического несущего каркаса с легким заполнителем.

Как восхищались посетители выставки павильоном Средней Азии, пышной затейливостью его архитектуры! И лишь очень немногим было известно, что это здание, с виду такое монументальное, возведено из гипса и досок, уложенных по легкому разборному каркасу системы Шухова.

Когда техническое новшество обещает бесспорные выгоды, слишком уж велик соблазн присвоить себе курицу, несущую золотые яйца. В странах чистогана никакие самые подробные установления патентного права не в состоянии оградить приоритет изобретателя, если его идея сулит заманчивые барыши. Существует испытанный прием - внести малозначащие изменения в формулу привилегии и объявить закамуфлированную чужую находку своей собственностью. О том, что в мире техники немало охотников до чужого добра, свидетельствует дальнейшая судьба сетчатых покрытий Шухова.

Идея арочных сетчатых сводов завоевывает широкую известность и в России, и за рубежом. Целый ряд солидных фирм, в частности немецких, спешит взять на вооружение исключительно легкие, простые в изготовлении и монтаже шуховские конструкции, копирует их с незначительными изменениями и ухитряется закрепить за собой авторские права.

Арочные покрытия Шухова, осуществленные на Нижегородской выставке в 1896 году,- прообраз металлического свода Юнкерса и свода Цоллингера из деревянных косяков, появившихся в двадцатых годах нашего столетия. В основе покрытий Ламеля и Цолльбау также лежат конструкции, разработанные Шуховым.

Немецкий инженер Брода пытается изменить конструкцию дощатого свода Шухова, введя прогоны между рабочими слоями досок. Это несколько повышает общую устойчивость свода, но отрицательно сказывается на его эксплуатационных качествах. В России эта конструкция получает известность под названием двойного гнутого свода Шухова - Брода. А в Германии имя инженера Шухова, подлинного автора сетчатых сводов, вообще не упоминается.

Примечательно, что идея арочных сводов изменила облик чердаков-мансард, излюбленного прибежища поэтов, художников, студентов - нищей романтической богемы. Вместо традиционных крутых мансардных крыш стали устраивать высокий свод с жесткими затяжками - они же балки междуэтажного перекрытия. Эта шуховская конструкция на Западе носила название крыши Кольба из сводов Брода.

Парадокс гиперболоида

Преподаватель математики 5-й Петербургской классической гимназии Виталий Львович Розенберг рассказывал на уроке о жизни и трудах Пифагора. Он привел доказательство его знаменитой теоремы, а под конец поведал легенду о ста быках, якобы принесенных Пифагором в жертву богам как благодарность за ниспосланное ему свыше откровение.

Когда на следующем уроке Виталий Львович спросил, кто желает доказать теорему, к доске вышел гимназист Владимир Шухов. Предоставив ему возможность выполнить мелом рисунок, известный многим поколениям учащихся под названием «пифагоровых штанов», преподаватель углубился в классный журнал. Подняв через несколько минут голову, он обнаружил на доске незнакомый, нисколько не соответствующий учебнику чертеж и под ним короткий, в одну строчку, вывод. - Я попробовал доказать теорему Пифагора другим, более простым способом,- пояснил не смущаясь гимназист.- Позвольте объяснить.

Выслушав Шухова, педагог вынужден был признать, что доказательство безупречно, однако объявил, что снижает балл «за нескромность и вольнодумство». Так в классном журнале появилась необычная для первого ученика четверка.

Не беремся судить, насколько точен этот рассказ, записанный в свое время И. Д. Вавицким, посвятившим многие годы собиранию материалов о жизни и творчестве почетного академика В. Г. Шухова. И уж, конечно, вряд ли мы когда-нибудь узнаем, каков был ход рассуждений Володи Шухова. По так ли это существенно? Разве историкам науки известно доподлинно, каким именно образом малыш Карл Фридрих Гаусс, будущий «принцепс математикорум» (король математиков) мгновенно решил в уме трудную задачу и ошеломил учителя, записав на своей грифельной доске правильный ответ?

Тысячи и тысячи молодых людей добросовестно штудировали курс аналитической геометрии, прилежно записывали уравнения, которыми определяются направления линий, образующих однополостный гиперболоид. Но надо быть Шуховым, чтобы увидеть в бесстрастных очертаниях этой фигуры что-то иное, задуматься над ее особенностью, которую, правда, не сразу обнаружишь зрительно.

Дело в том, что поверхность гиперболоида может быть создана не только вращением кривой линии - гиперболы - вокруг некоторой оси. Она может быть составлена также из двух семейств прямых линий. Именно это свойство положено Шуховым в основу нового вида сетчатых конструкций, в которых пространственный каркас, имеющий криволинейные очертания, образован из одинаковых прямых элементов. Вот почему в современных учебниках по аналитической геометрии не только рассматриваются уравнения, определяющие системы образующих однополостный гиперболоид линий, но и воздается должное заслугам Владимира Григорьевича Шухова, которому принадлежит идея использования гиперболоида в строительной технике.

В шуховских башнях металлические элементы расположены так же, как прямолинейные образующие однополост-ного гиперболоида вращения. Здесь Владимир Григорьевич верен принципу, уже воплощенному им в сетчатых арочных покрытиях: части конструкции не должны различаться по функциям восприятия усилий.

До появления шуховских башен высотные металлические конструкции состояли обычно из стоек, взаимно соединенных связями. Задача этих связей - образовать систему, воспринимающую горизонтальные ветровые нагрузки, обеспечить жесткость башни и устойчивость ее элементов. Как правило, связи не участвуют в передаче вертикальных нагрузок, а стойки лишь частично «работают» на горизонтальные ветровые нагрузки. Вот и получается: прочность связей, требующих по условиям жесткости металла больших сечений, используется далеко не в полной мере.