ло Императорское московское техническое училище. Семнадцатилетний Шухов переехал в Москву.
В те годы училище это было одной из лучших в стране технических школ. В нём работали крупные учёные – например, «отец русской авиации» Николай Жуковский. Будучи старше Шухова всего на несколько лет, он стал не только его учителем, но и товарищем на всю жизнь.
Почётным членом Педагогического совета училища был великий учёный Пафнутий Чебышёв. Он открыл много математических законов, а ещё занимался теорией механизмов – наукой о том, как заставить машины работать лучше.
При училище создали небольшой механический завод и мастерские, в которых студенты работали четверть своего учебного времени. Будущие проектировщики, они должны были во всех подробностях понимать, как рабочие на заводах станут изготавливать придуманные ими машины и механизмы.
Такая система – когда студенты учат теорию и одновременно проходят практику в мастерских – вызвала восхищение у преподавателей Америки и Европы.
Первое изобретение
Во второй половине XIX века люди уже вовсю добывали нефть. Получали из неё в основном керосин, который использовался в лампах и фонарях для освещения домов и улиц. После выработки керосина оставалась густая чёрная масса – мазут, который порой просто выбрасывали! Это было, во-первых, глупо, ведь его можно было бы тоже пустить в дело, а во-вторых, это вредило природе.
Неужели же его нельзя было сжечь – например, вместо угля в паровом двигателе? Дело тут вот в чём: если мазут или любое другое горючее налить в бак и начать сжигать, то гореть будет только его поверхность. Такое горение будет медленным и даст мало тепла.
Что необходимо?
Придумать способ эффективно сжигать отходы перегонки нефти.
Что предложил Шухов
За эту задачу и взялся Владимир Шухов в 1874 году, ещё будучи студентом училища. Он понимал, что для хорошего горения мазута нужна большая площадь его соприкосновения с воздухом. А для этого лучше всего превратить его в воздушную взвесь, то есть в мельчайшие капельки, распылённые в воздухе. Поскольку таких капелек во взвеси очень много, то и общая площадь горения очень велика.
На этом принципе работает форсунка Шухова. Горячий пар смешивается с мазутом – так получается взвесь, которая хорошо горит. Точно так же работает форсунка в двигателе автомобиля – только тут она распыляет бензин с помощью воздуха.
Шухов не был первым, кто придумал форсунку. Но именно его модель оказалась так хороша, что Дмитрий Менделеев поместил это скромное, на первый взгляд, изобретение на обложку своей книги «Основы фабрично-заводской промышленности».
Всемирная выставка в америке
После окончания училища Владимир Шухов, как один из самых талантливых выпускников, получил возможность вместе с преподавателями съездить в Америку на Всемирную выставку. Это выставка достижений всех стран в области техники, проводимая раз в несколько лет с 1851 года и до сих пор. Каждый раз её принимает какой-то новый город. В 1876 году она проходила в Филадельфии и была приурочена к столетию образования Соединенных Штатов Америки. Перед глазами молодого Шухова предстали новинки мировой промышленности.
Для перемещения посетителей выставки на её территории был устроен монорельс, который одновременно был и её экспонатом. Он представлял собой двухэтажный вагон с паровым двигателем, ходивший по одному рельсу на деревянной эстакаде. Это изобретение используется во многих городах и сегодня – например, свой монорельс есть в Москве.
Едва ли не самыми интересными экспонатами любой выставки для инженера являются сами выставочные павильоны. Ведь для того, чтобы разместить огромное количество экспонатов, павильоны тоже должны быть огромными. А значит, инженеры, которые их строят, должны придумать, как накрыть такое большое пространство единым перекрытием. Вот и на этой выставке многие павильоны представляли собой если и не чудеса инженерной мысли, то, во всяком случае, очень смелые решения.
А ещё для этой выставки планировали построить самую высокую в мире башню высотой 300 метров. Увы, затея не удалась. Однако мысль о чудо-башне крепко засела в голове у Шухова. Ровно через 20 лет для Всероссийской художественно-промышленной выставки в Нижнем Новгороде он построил свою первую сетчатую башню.
В те самые годы в Америке строилась знаменитая статуя Свободы. На выставке экспонировался её огромный факел. Конечно же, статую высотой 46 метров (как 12-этажный дом) невозможно было сделать сплошь из камня или бронзы. Внутри она имела стальной каркас, который спроектировала фирма знаменитого французского инженера Густава Эйфеля.
Как учиться конструировать у природы
Вернувшись из Америки в Петербург, Шухов устроился на должность начальника чертёжного бюро Варшавско-Венской железной дороги. Однако молодому инженеру было тесно в рамках узкоспециальной инженерной деятельности. Ему хотелось узнать мир с разных сторон, и вот неожиданно для всех он поступил вольнослушателем в Военно-медицинскую академию.
Днём Шухов работал, а вечера и выходные посвящал учёбе. Но организм не вынес таких нагрузок, здоровье стало сдавать. Через два года Шухов оставил академию.
И всё же два года медицинского образования не прошли даром: будущий выдающийся конструктор Шухов познакомился с самым совершенным механизмом в природе – человеческим организмом.
Кто знает, может, именно благодаря медицинским знаниям у Шухова возникли идеи его будущих изобретений? Возьмём, к примеру, шейку бедренной кости. Она очень прочная, потому что имеет пористую структуру. Множество мельчайших косточек внутри неё пересекаются, образуя сетку. По такому же принципу устроены сетчатые перекрытия Шухова, о которых я расскажу чуть позже.
Шухов – нефтяник
Когда Шухову было 25 лет, его пригласил на работу молодой предприниматель Александр Бари. У Бари была необычная судьба. Он родился в России, но в начале 1860-х годов его семья эмигрировала – сначала в Швейцарию, а затем в США. Александр окончил Политехнический университет в Цюрихе, а в Америке открыл техническую контору.
На Всемирной выставке 1876 года Бари познакомился с русской делегацией. Вскоре после этого он решил вернуться в Россию. Будучи человеком предприимчивым, он тут же создал бизнес – строительную контору – и нашёл крупных заказчиков – братьев Нобелей.
Россия в те годы переживала нефтяной бум. Богатые месторождения обнаружили в современном Азербайджане, Чечне, на Кубани. Нефть и прежде использовали в военном деле и в качестве топлива. А уж когда в середине XIX века изобрели керосиновую лампу, спрос на нефть резко вырос. Кроме того, из нефти получали мазут, который использовался как топливо, и смазочные масла для промышленности и железных дорог.
В Баку и Грозный хлынули предприниматели. Были среди них и такие известные сегодня во всём мире фамилии, как Ротшильды и Нобели. Вы наверняка слышали о Нобелевской премии, которая присуждается каждый год за выдающиеся достижения в области физики, химии, физиологии и медицины, литературы и деятельности по утверждению мира. Её учредил шведский предприниматель Альфред Нобель. Свой вклад в капитал премии внесли и его братья Людвиг и Роберт, которые много лет прожили в России и создали здесь крупнейшую нефтедобывающую компанию.
Итак, в 1878 году Бари и Шухов выехали в Баку. За несколько лет, проведённых там, Шухов стал одним из главных специалистов по строительству объектов нефтяной индустрии. Давайте разберём по порядку, что же он придумал.
Как добывать нефть
В те времена, когда Шухов прибыл в Баку, нефть добывали самым примитивным способом. Из скважин её вычерпывали желонками (что-то вроде ведра с откидным дном) и сливали в открытые ямы. В ямах её заливали в бочки или бурдюки (кожаные мешки). Этот способ был очень медленным и дорогим.
Что необходимо?
Придумать способ быстро и дёшево добывать нефть из скважин.
Что предложил Шухов
В Баку Шухов обратил внимание на необычное явление – нефтяные фонтаны. Когда давление подземных газов оказывается слишком велико, нефть стремительно выбрасывается на поверхность.
Этот принцип и предложил использовать Шухов для добычи нефти. В нижнюю часть трубы, опущенной в скважину, закачивали воздух под давлением. В результате возникала нефтяная пена, которая поднималась вверх по трубе. Такой способ называется «эрлифт», что в переводе с английского означает просто «воздушный лифт».
Как перевозить нефть по земле
Добытую нефть надо было доставить на перерабатывающий завод. Трудно поверить, но в те времена её перевозили в бочках или бурдюках – на телегах или даже… на верблюдах! Это было дорого, пожароопасно и приводило к потерям ценного сырья по дороге. Ещё в 1863 году великий русский химик Дмитрий Иванович Менделеев предложил устроить в Баку трубопровод для нефти. К сожалению, его идея не получила развития. Чуть позже первые нефтепроводы стали строить американцы. Однако они не спешили делиться своими секретами.
Что необходимо?
Спроектировать первый в стране нефтепровод, на постройку которого решилась компания братьев Нобелей.
Что предложил Шухов
Нефтепровод был построен зимой 1878–1879 годов. Он имел длину 9 км и соединял место добычи нефти в селе Балаханы с заводским районом Баку, который назвали Чёрным городом. Предприятие это оказалось крайне выгодным и окупилось всего за год. Глядя на это, другие промышленники тоже стали строить нефтепроводы.