О символах технического прогресса России

Оригинал взят у

gagarin_50 в О символах технического прогресса РоссииЕсть парадоксы СССР до сих пор нерешенные нынешней властью России: крупнейший технический ВУЗ России — Московский государственный технический университет (МГТУ) до сих пор носит имя ветеринара-революционера Н.Э.Баумана, выпускника Казанского ветеринарного института! Хотя есть гениальный инженер и выпускник МГТУ, имя которого более подходит для этого ВУЗа, чем имя казанского ветеринара. Его вклад в технический прогресс человечества был действительно революционным. Это Владимир Григорьевич Шухов - инженер, архитектор, изобретатель, нефтяник и ученый, 160-летний юбилей со дня рождения которого исполняется в нынешнем году.

Напоминать об этом гениальном инженере просто необходимо, потому что порой сограждане даже не представляют, что обязаны важнейшими для всего мира разработкам именно нашему соотечественнику. А на фоне вяло текущей общественной западофилии, память о великих российских технических достижениях должна быть тем более актуализирована.

В 70-х годах XIX века нефть на российских нефтепромыслах хранилась в открытых котлованах. Территории нефтяных месторождений были просто отравлены нефтью, сочащейся в почву из искусственно вырытых котлованов. Наиболее известным районом нефтедобычи в Российской Империи считался Шайтан-Базар на Бакинском месторождении, где на территории около 150 десятин было заложено 120 скважин и работало 110 фирм. Там все было черного маслянистого цвета нефти, даже птицы. В освоении царил хаос, огромное количество людей, грязь, нефтяная слякоть – все это напоминало искусственный ад. Много лет спустя побывавший на Бакинских нефтепромыслах М. Горький писал: "...Нефтяные промыслы остались в памяти моей гениально сделанной картиной мрачного ада. Эта картина подавляла все знакомые мне фантастические выдумки устрашенного разума...".

Проблема с нефтехранилищами была решена в 1878 году, когда наш с вами соотечественник Владимир Григорьевич Шухов разработал оригинальную конструкцию
цилиндрического металлического резервуара для хранения нефти и через год нефть вообще перестали хранить в котлованах. Это были первые экономичные металлические емкости такого рода вообще в мире. Вместо применявшихся в то время в США и других странах тяжелых прямоугольных хранилищ Шухов разработал укладываемые на песчаную подушку цилиндрические резервуары с тонким днищем и ступенчатой толщиной стенок. Этот принцип конструкции сохранился и до наших дней. Все резервуары соответствовали определенному стандарту, и их оборудование было унифицировано. Позднее было налажено серийное производство аналогичных резервуаров для воды, кислот и спирта, а также строительство силосных элеваторов.

Представьте себе, что все резервуары, в которых хранятся нефтепродукты на нефтеперерабатывающих заводах и бесконечных нефтехранилищах России и мира – это изобретение русского инженера Шухова, которое принципиально не изменилось с конца XIX века (только заклёпки поменяли на сварку). На Ярославском нефтеперерабатывающем заводе им. Менделеева, построенном в 1879 году, до сих пор находится парк оригинальных резервуаров Шухова, в которых для крепления листов использовались заклёпки, чего уже не встретишь на современных резервуарах, где применяется сварка.

В 1863 году великий Д.И.Менделеев при посещении Баку рекомендовал построить трубопровод для перекачки нефти с промыслов на завод, что, по его мнению, позволило бы существенно сократить затраты на перевозку. В 1869 году на Бакинских промыслах насчитывалось 23 нефтеперегонных завода по выработке из нефти керосина, и еще 2 были в Сураханах. Кроме нефтеперегонных заводов, было много нефтеперегонных установок, размещенных в том числе и в жилых домах. Все это сопровождалось постоянными пожарами, загрязнением жилых кварталов, что заставило местные власти сосредоточить переработку нефти на удалении от города в так называемом Черном городе. Доставка нефти от промыслов к заводам Черного города осуществлялась в бочках и бурдюках на арбах. Более 10 тысяч возчиков было занято доставкой. С 70-х годов бурдюки были вытеснены деревянными бочками емкостью 20-25 пудов. Этот способ доставки был чрезвычайно дорогим. Так, в 1877 году пуд нефти на промыслах стоил 3 копейки, а его доставка из Балахан в Черный город обходилась до 20 копеек.

Однако в 1877 году в Баку открылось отделение Строительной конторы инженера А.В. Бари, основное подразделение которой находилось в Москве. Основателем и хозяином этой конторы был предприимчивый организатор технического производства Александр Вениаминович Бари, а главным инженером конторы Владимир Григорьевич Шухов. Вскоре контора Бари получает подряд на строительство трубопровода от Балаханских промыслов к заводу Нобеля в Черном городе пропускной способностью 80 тысяч пудов нефти в сутки. После подписания контракта 25-летний Шухов получает полную свободу действий по проектированию и строительству этого трубопровода. По проекту длина нефтепровода должна была быть 10 км, при диаметре труб 76 мм. Строительство трубопровода сопровождалось постоянным противодействием его противников - владельцев бондарных предприятий, контор по перевозке нефти и самих возчиков. В 1878 году стал годом сдачи в эксплуатацию первого промыслового нефтепровода в России спроектированного Шуховым, а сам трубопровод явился родоначальником гигантской сети магистральных трубопроводов, эксплуатирующейся в настоящее время. В последствии Шуховым были сделаны многочисленные новые разработки, в том числе созданы различные гидравлические насосы для подъема нефти из скважин, изобретён эрлифт (газлифт), выполнено проектирование и строительство первых в мире нефтеналивных судов-танкеров. В 1881 году В.Г.Шухов публикует свою работу "Трубопроводы и применение их в нефтяной промышленности", которая на многие десятилетия стала основным руководством по проектированию трубопроводов. В этой работе В.Г.Шухов установил зависимость между расходом жидкости и ее вязкостью, предложил формулу для расчета падения напора в зависимости от режима течения жидкости, дал методику определения наиболее выгодного диаметра трубопровода, скорости движения жидкости, толщины стенок труб. Разработанный им графоаналитический метод расположения промежуточных насосных станций применяется и в настоящее время. Именно Шухов стал автором и главным инженером проектов первых российских нефтепроводов магистрального типа: Баку-Батуми (883 км, 1907г.) и позднее Грозный-Туапсе (618 км, 1928г.).

Вернувшись к временам дикой нефтедобычи нужно констатировать, что единственным полезным продуктом из нефти, тогда считался керосин. Причем, первое в мире предприятие по переработке из нефти керосина и масел построили в 1745 году на реке Ухта, тоже русские - братья Чумеловы. Получаемые в конце ХIХ века при производстве керосина мазут и бензин, считались промышленными отходами. Бензин испарялся, а мазут сливали в многочисленные котлованы, где он так и хранился, загрязняя все вокруг. Пока в 1879 году Шухов не изобрел и не запатентовал надёжную форсунку для сжигания мазута. Именно после внедрения форсунки Шухова мазут стали использовать как топливо и используют его до сих пор в котлах на многочисленных котельных станциях для отопления городов и сел. Менделеев высоко оценил вклад Шухова в использование мазута, как топлива и опубликовал изображение форсунки Шухова на обложке своей книги “Основы фабрично-заводской промышленности” (1897 г.) Еще одним достижением Шухова в вопросах отопления стало изобретение принципиально нового парового водотрубного котла, исполненного в горизонтальном и вертикальном виде (патенты Российской империи №15434 и №15435 от 27 июня 1896 года). В 1900 году эти паровые котлы были отмечены высокой наградой на Всемирной выставке в Париже, где Шухов получил золотую медаль. По патентам Шухова до и после Октябрьской революции 1917 года были произведены тысячи паровых котлов. Так что автоматическому теплу в наших домах мы обязаны Шухову.

И не только теплу. Благодаря изобретению Шуховым установки крекинга нефти, мир получил возможность получать бензин, который до этого просто испарялся как побочный продукт добычи керосина. А это в свою очередь явилось предпосылкой для дальнейшего изобретения двигателя внутреннего сгорания. Высокотемпературная переработка нефти и её фракций с целью получения продуктов меньшей молекулярной массы — моторных топлив, смазочных масел, а также сырья для химической и нефтехимической промышленности называется крекингом. Первая в мире промышленная установка непрерывного термического крекинга нефти была создана и запатентована инженером В.Г.Шуховым и его помощником С.П.Гавриловым в 1891 году (патент Российской империи №12926 от 27 ноября 1891 года). Лишь в 1915–1918 годах научные и инженерные решения В.Г.Шухова повторены У.Бартоном в США. Примечательно, что в 1922 году американская фирма “Sinclair Oil” опротестовала единоличное право, присвоенное рокфеллеровским концерном “Standard Oil”, на открытие крекинга нефти. В связи с этим, через 2 года, некая американская делегация, посетив Москву, нанесла визит и Шухову. Она указывала на то, что используемый концерном "Standard Oil" патент американского инженера Бартона является видоизмененным патентом Шухова. Делегация приехала, чтобы проверить это утверждение. Шухов доказал американцам, что метод Бартона в действительности есть лишь незначительно измененная модификация его патентов 1891 года. 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.

Но и нефтяной отраслью передовые разработки Шухова не ограничиваются. С 1890 года Шухов занимается решением новых задач в строительстве и принимает участие в создании сети российских железных дорог, начав с возведения мостов. В 1892 году Шухов построил свои первые железнодорожные мосты. В последующие годы по его проектам было сооружено 417 мостов на различных железнодорожных линиях. Чтобы справиться с таким объемом работ, организовать срочное проектирование и экономичное строительство, Шухов выбирает путь стандартизации. Многие из разработанных Шуховым методов производства и монтажа были впервые опробованы в мостостроении.

Когда мы путешествуем по России по самой длинной в мире сети железных дорог, мы даже представить себе не можем, что многие мосты, через бесконечные речки и овраги, по которым едет наш поезд, сделаны по типовым проектам Шухова, а некоторые построены еще при нем.

А когда мы путешествуем по миру, мы, безусловно, восторгаемся величайшими произведениями современной мировой архитектуры. Нас приводит в восторг прекрасные сетчатые конструкции Нормана Фостера. Нам захватывает дух путешествие в поднебесье на лифте к вершине 610-метровой телебашни Гуанчжоу в Китае.

Но не многим известно, что именно Шухов первым в мире применил для строительства зданий и башен стальные сетчатые оболочки, которые стали впоследствии использовать знаменитые архитекторы хай-тека Бакминстер Фуллер и Норман Фостер. Разработка этих сетчатых оболочек ознаменовала собой создание совершенно нового типа несущей конструкции. Шухов впервые придал висячему покрытию законченную форму пространственной конструкции, которая была вновь использована лишь спустя десятилетия. Даже по сравнению с высокоразвитой к тому времени конструкцией металлических сводов его сетчатые своды, образованные только из одного типа стержневого элемента, представляли собой значительный шаг вперед. Христиан Шедлих в своем основополагающем исследовании металлических строительных конструкций XIX века в связи с этим отмечает следующее: “Конструкции Шухова завершают усилия инженеров XIX столетия в создании оригинальной металлической конструкции и одновременно указывают путь далеко в XX век. Они знаменуют собой значительный прогресс: опирающаяся на основные и вспомогательные элементы стержневая решетка традиционных для того времени пространственных ферм была заменена сетью равноценных конструктивных элементов”. Норман Фостер считает русского инженера Шухова своим кумиром.

Не многим известно, что именно Шухов ввёл в архитектуру форму однополостного гиперболоида вращения, создав первые в мире гиперболоидные конструкции. Оболочка вращения гиперболоида явилась совершенно новой, никогда раньше не применявшейся в мире строительной формой. Она позволила создать пространственно изогнутую сетчатую поверхность из прямых, наклонно установленных стержней. В итоге получилась легкая, жесткая конструкция башни, которую можно просто и изящно рассчитать и построить. Башня Шухова на Шаболовке – гениальнейшая гиперболоидная конструкция – находится под риском обрушения в результате действия коррозии.

Как мог получиться такой позор, что собственники Шуховской башни не смогли обеспечить элементарную антикоррозийную защиту шедевра архитектуры? Иначе, чем халатностью такое объяснить невозможно.

На протяжении уже десятка лет я занимаюсь сервисом высотных зданий и сооружений в промышленности и в городе. Основной моей специализацией является антикоррозийная защита металлоконструкций, строительных конструкций, промышленного оборудования, емкостей, нефтепроводов, мостов и антенно-мачтовых опор. Без скромности замечу, что с моим авторитетным мнением по производству тех или иных работ по антикоррозийной защите металлоконструкций на высоте считаются многие кампании, как на территории постсоветского пространства, так и западные кампании. По роду деятельности мне постоянно приходится заниматься защитой от коррозии, в том числе и тех конструкций, которые были построены по разработкам Шухова. Это и железнодорожные мосты, и установки крекинга нефти, и резервуары, и нефтепроводы, и антенно-мачтовые сооружения, и несущие металлоконструкции зданий. Трудно описать мое изумление, когда мне стало известно, что такое знаковое для мировой архитектуры сооружение, как Шуховская башня, находится без защиты от коррозии на протяжении уже почти полувека. После просмотра фотографий узловых соединений башни, сделанных моими коллегами альпинистами, мне не понятно вообще, каким образом она до сих пор стоит. Словно это еще одно доказательство гениальности конструкции Шухова. Однако я считаю, что время упования на прочность конструкции башни кончилось и дальнейшее промедление с ремонтом преступно.

В Государственном центральном музее современной истории России прошла пресс-конференция, на которой были рассмотрены возможности спасения и дальнейшего использования телебашни на Шаболовке. Была продемонстрирована проектная концепция реконструкции территории вокруг Шуховской башни, подготовленная профессором МАрхИ Юрием Волчком и архитектурным бюро "Четвёртое измерение". Концепция в целом не плохая, перспективная и глобальная, требующая вложений и государственной поддержки, о чем, в общем-то, и говорили участники. Речь идет о комплексе работ по консервации башни, возведению научно-культурного комплекса и зоны отдыха москвичей и гостей столицы.

По проекту архитектурного бюро "Четвертое измерение", вокруг самой Башни предполагается создать комбинированный короб из "силовых лесов" и стекла, который будет защищать ее от внешних нагрузок и обеспечивать проведение экспертных и реставрационных работ. Две стены будут глухими, для удобства ведения работ, две другие прозрачными, чтобы ею можно было любоваться, несмотря на реставрацию. Впоследствии конструкция этого короба разбираются и территория вокруг башни реконструируется. На ней создается Центр строительных и информационных технологий им. Шухова.

Поднимался в очередной раз вопрос о компетентности балансодержателя башни РТРС в силу того, что за десять лет после постановления Государственной Думы о сохранении памятников наследия Шухова, непосредственно по ремонту и реставрации башни Шухова на Шаболовке не сделано практически ничего. Отмечено так же, что четыре года назад, тогда еще премьер-министр В.В.Путин специально общался с министром связи Щеголевым на тему сохранения Башни Шухова. Договорились о том, что срочно ни смотря, ни на какие трудности начнутся какие-либо работы по ее восстановлению.

По словам президента фонда "Шуховская Башня" Владимира Шухова — правнука инженера, в результате это выглядело так: без консультаций с общественными организациями и мировыми экспертами, выбранная на конкурсной основе компания с говорящим названием "Качество и надежность", разработала проект реконструкции. Проект предполагал разобрать две верхних секции с помощью вертолета, облегчив тем самым конструкцию, и отнести на отдельную стройплощадку, где произвести ремонтные работы. На всю остальную высоту башни возвести строительные леса.

Представьте себе демонтаж и перенос вертолетом секций двадцать метров длинной и весом каждой 15-20 тонн над центром Москвы. Мне, как человеку, участвовавшему в монтаже с помощью вертолета башни связи, такая идея кажется как минимум сомнительной. Потому что это не монтаж с помощью вертолета в чистом поле новой металлоконструкции, а особо опасные работы в зоне плотной городской застройки центра Москвы с переносом через весь город металлоконструкции уже подверженной значительной коррозии, потерявшей свою прочность в узловых соединениях. Учитывая, что рассчитать, как поведет себя конструкция в таких условиях, не представляется возможным, то можно только предполагать какие последствия принесет падение металлических балок с высоты на головы "беспечных москвичей".

На эту реконструкцию были выделены средства, порядка 128 млн. рублей. Из них 10,5 млн. было потрачено на разработку вышеописанного проекта. Решив, что остальных денег не хватит на полную реконструкцию башни по этому проекту, нынешний собственник половину этой суммы потратил на текущий ремонт Останкинской башни. А тем временем промедление может привести к печальным последствиям: в результате коррозии, башня теряет конструкционную прочность и в любой момент может начать крениться у своего основания и рухнуть на жилые кварталы во все 160 метров своей высоты.

80% надежной защиты от коррозии зависят от предварительной подготовки металла перед окрашиванием. Наиболее эффективным способом считается абразивоструйная очистка. Абразивоструйная очистка процесс пыльный и связан с рассеиванием абразива по строительной площадке. Учитывая, что в данном случае строительной площадкой считается весь район Шаболовки и понятно, что местные жители не одобрят рассеивание по округе частиц абразива вперемешку с частицами старой краски, то почему не подумать об использовании безпыльного метода очистки? Такие технологии уже существуют, успешно применяются и, прямо скажем, не так дороги. Обеспечить остановку коррозии в узловых соединениях можно используя фосфатирование ингибиторами коррозии. Элементарная ортофосфорная кислота, уже может остановить необратимый процесс коррозии. Дальнейшая огрунтовка узлов поможет предотвратить ее возобновление. По моим самым приблизительным расчетам, выделенных денег с лихвой хватило бы на проведение всех этих мероприятий для первичной остановки коррозии. Но видимо именно реконструкция, а не реставрация и сохранение оригинальной конструкции Шухова, являются целью нынешнего собственника. Потому что реконструкция стоит гораздо дороже и экономия в этом случае скорее всего не входит в планы.

Анализируя всю деятельность Шухова, поражаешься его экономической и рационализаторской составляющей:
при минимальных материальных и трудовых ресурсах сооружать максимально полезные и эргономичные конструкции. Я уже упоминал историю с изобретением форсунки для сжигания никому не нужного отхода мазута и преобразования энергии от его сжигания в тепло. Я уже упоминал о типовых мостовых сооружениях, которые позволяли экономить на проектировании и способствовали быстрому возведению мостов. Я упоминал о резервуарах, которые позволяли экономить на технологических потерях розлива нефтепродуктов, о первых танкерах, позволявших перевозить нефтепродукты самым экономичным водным путем, о нефтепроводах, которые позволяли экономить на транспортировке нефти с промыслов на заводы. Это рационализаторское зерно не обошло стороной и башню. Изначально Шухов в феврале 1919 года представил проект башни высотой 350 метров весом 2200 тонн. При высоте Эйфелевой башни 324 метра ее вес 10 110 тонн. В период гражданской войны для такой высокой конструкции в стране не было необходимого количества металла, поэтому было предусмотрено строительство уменьшенного, 150-метрового варианта этой башни весом 240 тонн. Но, тем не менее, изначальный проект Шуховской башни был в 5 раз экономичнее Эйфелевой.

Современникам, видимо, совершенно не знакомы такие понятия, как рационализаторство инженерной мысли и экономия. А ведь этому стоило бы поучиться у великого Шухова.

http://youtu.be/fU-03bikCig
Дмитрий Косенков
http://rossiyanavsegda.ru/read/806/