100 великих научных достижений России - Виорель Ломов

Индустриальная архитектура стала коньком Шухова, который «вывез» его в число «величайших инженеров мира» и одновременно выдающихся «художников в конструкциях», сооружения которого называют произведениями.

«Шедевр мастера» на Шаболовке принадлежит к классу т. н. гиперболоидных конструкций, введенных Шуховым в архитектуру еще в 1880-х гг. Точнее, эта форма называется однополостным гиперболоидом вращения. Грандиозный вид этой башни и ее эстетическое великолепие подвигли А.Н. Толстого к написанию «Гиперболоида инженера Гарина».

По воспоминания правнучки изобретателя Е.М. Шуховой, Владимир Григорьевич пришел к форме башни, увидев плетеную ивовую корзинку для бумаг, перевернутую вверх дном, а на ней тяжелый горшок с фикусом.

Шухов скрупулезно рассчитал конструкцию башни, способ ее монтажа и в январе 1896 г. подал заявку на привилегию «Ажурная башня». Способ устройства заключался в следующем: «Сетчатая поверхность, образующая башню, состоит из прямых деревянных брусьев, брусков, железных труб, швеллеров или уголков, опирающихся на два кольца: одно вверху, другое внизу башни; в местах пересечения брусья, трубы и уголки скрепляются между собой. Составленная таким образом сетка образует гиперболоид вращения, по поверхности которого проходит ряд горизонтальных колец. Устроенная вышеописанным способом башня представляет собой прочную конструкцию, противодействующую внешним усилиям при значительно меньшей затрате материала». Изобретателю был выдан патент Российской империи № 1896 от 12 марта 1899 г.

Первым сооружением этого типа стала 25-метровая водонапорная башня, продемонстрированная на Всероссийской промышленной и художественной выставке в Н. Новгороде (1896) и произведшая фурор. В распространенной тогда «железной архитектуре», типичным образцом которой считается Эйфелева башня, конструкция Шухова выглядела диссонансом, но куда более гармоничным, чем образцы старой школы. Рассчитанная на самый сильный ураган, с более чем двукратным коэффициентом запаса устойчивости, башня своей ажурной формой и воздушностью покорила и обывателей, и специалистов.

Гиперболоидным башням была открыта зеленая улица. За 30 последующих лет возвели сотни этих сооружений: водонапорных башен, гиперболоидных маяков, антенн, опор под резервуары, корабельных мачт на броненосцах. США вообще установили такие мачты на большинстве своих кораблей ВМФ. В конце 1920-х гг. по той же системе были сооружены опоры ЛЭП НИГРЭС.

Радиобашня на Шаболовке стала самой высокой из шуховских башен (160 м с двумя траверзами и флагштоком). Первый проект 9-секционной башни был разработан Шуховым в 1919 г. с расчетной высотой 350 м. На ее сооружение требовалось металла в 3 раза меньше, чем на 300-метровую Эйфелеву башню. Металла тогда в разоренной стране не было, и чудо, что за этот проект вообще взялись. Правда, его пришлось переделать на 6 секций общей высотой 148,3 м. «Железо» выдали по личному указанию В.И. Ленина из запасов Военного ведомства.

Строительство велось по изобретенному Шуховым «телескопическому» методу монтажа конструкций. Не было лесов и подъемных кранов. Секции по очереди монтировались на земле, внутри первой секции, после чего при помощи блоков и лебедок поднимались по принципу выдвижной подзорной трубы.

К строительству приступили 14 марта 1920 г. Руководил возведением башни сам Шухов. Из-за отсутствия материалов и квалифицированных рабочих, которым часто зарплаты не хватало на еду, работа неоднократно прерывалась, а однажды при подъеме 4-й секции произошла авария, смялись нижние секции. Авторитетная комиссия пришла к выводу, что «проект безупречен» и авария произошла из-за усталости металла. Тем не менее Шухова приговорили к «условному расстрелу» с отсрочкой исполнения приговора до завершения строительства. В ту пору Владимиру Григорьевичу и без того было тяжко: погиб его младший сын, умерла мать…

19 марта 1922 г. башня была сдана в эксплуатацию. На ней установили необходимую аппаратуру, а через полгода состоялась и первая радиопередача: концерт русской музыки с участием Н. Обуховой. Тогда же были отменены обвинения инженера во «вредительстве» и «условный расстрел».

В 1937 г. при энергичном участии 84-летнего Шухова башню переоборудовали для трансляции передач коротковолнового катодного телевидения. Через два года с передатчиков стали идти регулярные телевизионные трансляции.

Тогда же башня выдержала серьезное испытание на прочность. За трос, соединяющий гиперболоид с соседней мачтой, зацепился почтовый самолет. Аэроплан рухнул, а башня устояла.

Мода на гиперболоидные шуховские башни пришла на Запад в 1930-х гг. и не утихла до сих пор. Воспользовались идеями Шухова в своем творчестве и великие зодчие Ле Корбюзье и О. Нимейер. Отдают должное им и на Востоке. Так, в 2005–2009 гг. в Гуанчжоу (Китай) была построена подобная башня высотой 610 м.

На выставке «Инженерное искусство» в Центре Помпиду в Париже (1997) изображение Шуховской башни использовалось как логотип. На выставке «Лучшие конструкции и сооружения в архитектуре XX века» в Мюнхене (2003) был установлен позолоченный 6-метровый макет Шуховской башни.

Башня на Шаболовке объявлена памятником архитектуры и инженерной мысли, охраняется государством.

За 90 лет башня ни разу не реставрировалась и изрядно проржавела, хотя, по мнению специалистов, простоит еще не менее 50 лет. В настоящее время обсуждается вопрос о реставрации сооружения в его первозданном виде. По словам В. Шухова, правнука изобретателя, конструкция изначально напоминала куклу-неваляшку: «если на башню налагались дополнительные нагрузки, то она за счет веса и центра тяжести внизу сама себя выравнивала. В 1950-х годах нашелся умный архитектор, который все это “некрепко и ненадежно” предложил залить бетоном».

Шухов отверг множество лестных предложений уехать на Запад. Все права на свои изобретения и все гонорары он передал государству. «Мы должны работать независимо от политики. Башни, котлы, стропила нужны, и мы будем нужны».

РАДИО ПОПОВА (Радиодетектив)

Ученый-электротехник, заведующий кафедрой физики и директор Санкт-Петербургского электротехнического института императора Александра III, почетный член Императорского Русского технического общества (ИРТО), обладатель большой золотой медали Всемирной выставки в Париже (1900), Александр Степанович Попов (1859–1906) известен как автор многих выдающихся изобретений, самым знаменитым из которых стало радио.

Немыслимо представить нашу жизнь без радио. Без радио в его изначальном смысле – радиосвязи, подарившей людям радио и телевидение, давшей начало таким наукам, как радиоастрономия, радиометрология, радионавигация, радиоразведка, радиопротиводействие и т. д.

Оглядываясь назад, легко сказать, что принцип работы радио прост – всё гениальное просто. Передатчик формирует сигнал определенной частоты и амплитуды. Далее антенна излучает в пространство модулированный высокочастотный сигнал, который улавливается антенной приёмника, очищающей его от высокочастотной составляющей. А в итоге речь, музыка, сигналы передаются без искажений на любое расстояние.

К этому открытию в последней трети XIX в. одновременно пришли ученые многих стран. Мир в предчувствии гигантских катаклизмов спешил вооружиться технически. Важнейшей государственной и военной задачей стало создание надежной оперативной связи.

Памятник А.С. Попову в Краснотурьинске

Идея беспроводной связи появилась в 1866 г. Ее выдвинул, как ни странно, американский дантист М. Лумис. Натуралист прицепил к двум воздушным змеям электрические провода, являвшиеся антеннами радиопередатчика и радиоприемника. При размыкании от земли цепи одного провода в цепи другого провода отклонялась стрелка гальванометра.

Более двух десятков лет лучшие физики Европы и США с незначительным успехом пытались усовершенствовать этот эксперимент, пока в 1888 г. Г. Герц не доказал существование электромагнитных волн (волн Герца). Немецкий ученый с помощью т. н. вибратора впервые осуществил успешные опыты по передаче и приему электромагнитных сигналов на расстояние и без проводов.

В 1890-х гг. американский ученый и изобретатель сербского происхождения Н. Тесла описал принципы передачи радиосигнала на большие расстояния, запатентовал радиопередатчик и изобрел мачтовую антенну, с помощью которой передал радиосигналы.

Тут началось самое интересное. До изобретения радио было рукой подать. И на финише сербского гения опередил Г. Маркони, предприимчивый итальянский инженер, ранее никогда особо не интересовавшийся данной проблемой. Позаимствовав ряд технических решений у А.С. Попова (о чем речь далее), итальянец в 1895 г. смог передать радиосигнал, после чего в 1896 г. получил патент. В 1909 г. Маркони и Ф. Брауну была присуждена Нобелевская премия по физике – «в знак признания их заслуг в развитии беспроволочной телеграфии». На полвека приоритет остался за Маркони, пока в 1943 г. в судебном (американском) порядке не признали первенство Теслы.