Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Знаменитая башня Москвы собрана методом, на котором держалась почти вся тяжёлая стальная инженерия XIX века: горячие заклёпки и молоток. Ни одного сварного шва в несущей конструкции — при том что выглядит она как металлическое кружево, связанное великаном на спицах.

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

И вот что интересно: сварку к тому моменту изобрели уже лет сорок как, причём изобрели у нас. Почему гениальный инженер всё равно выбрал молоток вместо электрической дуги?

Давайте разбираться: как кривая башня получилась из прямых балок, зачем её собирали без кранов и лесов.

Фокус с корзиной и прямыми балками

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Владимир Шухов — инженер, который к концу XIX века успел построить первый российский нефтепровод, запатентовать установку для крекинга нефти и накрыть лёгкими стальными сводами половину Москвы — от дебаркадера Киевского вокзала до светопрозрачных перекрытий Пушкинского музея. Современники звали его «человеком-фабрикой»: с горсткой помощников он выдавал столько, сколько сегодня по силам десятку институтов.

Владимир Шухов

В 1896 году на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде Шухов показал публике странный объект: изогнутую ажурную водонапорную башню, собранную из прямых стальных профилей.

По семейной легенде, идею подсказала перевёрнутая плетёная корзина, на которую поставили тяжёлый горшок с фикусом — хлипкое на вид плетение спокойно держало вес. Проверить сцену нельзя, но принцип она передаёт точно: нагрузку держит не толщина каждого прута, а работа всей сетки.

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Геометрия за этим стоит настоящая и называется «однополостный гиперболоид вращения».

Суть простая: возьмите два кольца, натяните между ними прямые стержни и поверните верхнее кольцо. Стержни наклонятся — и сами сложатся в изящную вогнутую поверхность. У этой поверхности есть математический фокус: через каждую её точку проходят прямые сразу двух семейств. Шухов пустил по ним два перекрещивающихся ряда стержней — получилась та самая ромбическая сетка. Гнуть продольные элементы не требовалось вовсе; кривыми оставались только кольца жёсткости.

Это был прообраз будущей знаменитой башни.

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Полибинская башня - современная фото реконструкция

Выставочную башню купил Юрий Нечаев-Мальцов — стекольный магнат и главный меценат строительства Пушкинского музея, человек, привыкший вкладываться в красивое и долговечное. Он перевёз её в своё имение Полибино под Липецком, где она стоит до сих пор: сетчатый ствол высотой около 25 метров, а с баком и смотровой площадкой — все 37. И это была не лабораторная модель: башня честно качала воду и пускала гостей наверх.

Полибинская башня — самая первая гиперболоидная конструкция в мире вообще, не только у Шухова...

А дальше между Полибино и Шаболовкой — четверть века серийной практики: по этому принципу контора Шухова построила порядка двухсот башен по всей стране — водонапорные, маячные, корабельные мачты. Так что к 1919 году Шаболовская башня была не рискованным экспериментом, а масштабированием давно обкатанной схемы.

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Аджигольский маяк

Самый высокий «промежуточный» пример — Аджигольский маяк под Херсоном, около 70 метров.

Почему же все эти прямые балки скрепляли заклёпками, а не сваркой?

Сварка была, доверия ещё не было

Дуговую сварку изобрели у нас — Николай Бенардос и Николай Славянов, ещё в 1880-е.

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Николай Бенардос и Николай Славянов

К 1919 году ею вовсю ремонтировали металл, варили трубы, детали судов и самолётов.

Но между «шов можно сделать» и «на тысячах таких швов можно рассчитать 150-метровую башню» лежала пропасть. Нормы расчёта сварных строительных узлов только складывались, качество электродов гуляло от партии к партии, полевой шов зависел от ветра, мороза и руки сварщика, а надёжного способа заглянуть внутрь готового шва на стройке начала 1920-х не было. Скрытый дефект жил в металле незамеченным — до первой серьёзной нагрузки.

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Заклёпка — другая история. За ней стояли десятилетия мостов, котлов и кораблей: расчётные таблицы, обученные бригады, понятный контроль. Заклёпка входила в узел раскалённой: один рабочий держал головку, второй расклёпывал противоположный конец, а остывая, металл сжимался и намертво стягивал детали. Получался не гвоздь, а предварительно обжатый узел.

Дефектную заклёпку можно было осмотреть и простучать — плохо сидящая отзывается на молоток дребезгом, как фальшивая монета, — а потом высверлить и заменить.

Передовая инженерия — не та, где применили самую новую технологию, а та, где выбранную технологию умеют рассчитать, изготовить и проверить. Клёпаную башню в 1919 году умели считать как систему. Сварную такого масштаба — ещё нет.

Как обогнать Эйфеля и сделать втрое дешевле

30 июля 1919 года Совет рабочей и крестьянской обороны под председательством Ленина постановил срочно строить в Москве мощную радиостанцию: молодой республике нужна была связь с миром.

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Шухов предложил башню из девяти гиперболоидных секций высотой 350 метров — выше трёхсотметровой парижанки. И вот тут сетка из прямых балок показала себя во всей красе.

* 2200 тонн — столько весил бы 350-метровый проект Шухова.
* 7300 тонн — столько весит металлический каркас Эйфелевой башни. Высота - 330 метров.

У Шухова получалось выше и втрое легче.

Впрочем, шла Гражданская война, и даже изящных 2200 тонн в стране не нашлось. Проект урезали до шести секций высотой примерно по 25 метров — около 148,5 метра несущей конструкции.

240 тонн — вес уже построенной башни. Всего на сорок тонн тяжелее Царь-колокола.

Башня росла, как подзорная труба

Крана, способного поднять секцию на сотню метров, в Москве того времени просто не было. Полноразмерные наружные леса потребовали бы почти отдельной деревянной башни. Шухов решил задачу телескопическим способом.

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Очередную секцию собирали на земле — внутри уже построенной части башни. Потом блоками и лебёдками протягивали вверх сквозь сетчатый ствол, как выдвигают колено подзорной трубы, и крепили к верхнему кольцу.

Высотная работа никуда не делась — стыковать и клепать узлы наверху всё равно приходилось людям, — но основную сборку удалось спустить на землю. Башня несла внутри себя собственную строительную площадку.

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Башня Шухова в Краснодаре

Условия при этом были далеки от романтики. В дневнике Шухова: «Тросов и блоков нет. Дров для рабочих нет… В конторе холод». Инженеру было 67 лет.

«Условный расстрел»

29 июня 1921 года стройка обернулась катастрофой. Запись из того же дневника: «При подъёме четвёртой секции третья сломалась. Четвёртая упала и повредила вторую и первую».

Поздние пересказы называют разные причины — обрыв троса, усталость металла, — и детали в источниках расходятся. Твёрдо известен вывод экспертной комиссии: проект безупречен, виновато качество металла и монтажных материалов — брать лучшее в период кризиса, который переживала страна, было негде.

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Но эпоха требовала виновного, и виновным назначили автора. В дневнике Шухова появилась знаменитая строка: «Приговор — условный расстрел».

Что именно означал «условный расстрел», неизвестно: официальный текст приговора не найден, а фразу из дневника Шухова обычно понимают как смертный приговор с отсрочкой исполнения — инженера оставили на свободе, чтобы он закончил башню.

67-летний инженер под этим приговором восстановил повреждённые секции и достроил башню — тем же телескопическим способом, теми же лебёдками.

19 марта 1922 года с башни начала передачи Московская радиотелеграфная станция — мощнее станций Парижа, Нью-Йорка и Берлина, сигнал принимали за тысячи километров. Угроза наказания отпала.

Шухова не расстреляли. Он достроил башню и прожил ещё почти 17 лет. Звание Героя Труда Шухов получил позже, в 1932 году.

Кружево оказалось прочнее эпохи

Сварку уже изобрели, но Шухов построил башню молотком. Почему он оказался прав.

Внеплановую проверку на прочность башня прошла перед войной: в 1939 году одномоторный почтовый самолёт зацепил крылом оттяжной трос и вырвал его крепление. Самолёт разбился, а экспертиза решила, что башне не нужен даже капитальный ремонт. Заметьте: самолёт проверил не отдельную заклёпку, а способность всей сетки пережить локальный удар — отказ одной детали не превращает такую конструкцию в падающую колонну.

10 марта 1939 года с Шаболовки началось регулярное телевещание, и силуэт башни на десятилетия стал символом советского телевидения — вплоть до заставок «Голубого огонька».

Правда, сто лет не прошли бесследно: клёпаные стыки корродируют, а в 1970-е к оригинальной сетке добавили сварные усиления — так что «без единого шва» башня оставалась лишь первые полвека. Ирония в том, что именно поздние вмешательства специалисты сегодня и критикуют.

Сегодняшние сварные мосты и небоскрёбы надёжны не меньше клёпаных — потому что вокруг сварки выросло всё то, чего не было у Шухова: стандарты, школы, контроль.

Профессионализм и разум нужны не только для того, чтобы изобретать новое, — он нужен, чтобы вовремя понять, когда новое уже стало системой, а когда остаётся экспериментом. Шухов умел это различать — потому его кружево из прямых балок и заклёпок больше века стоит над Шаболовкой.

______________________________

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ