Каждый москвич знает, что, если загрузить свое бренное тело в метро и выйти на станции «Шаболовская», то взору предстанет прикольная ажурная башня за авторством инженера Владимира Григорьевича Шухова. Собственно, она является его самым известным и распиаренным творением, плюс настоящим гиперболоидом, а не той ересью, что Толстой придумал. Вместе с тем, сам архитектор считал, что строительство ерунда, а его главные достижения относятся к сфере нефтяной промышленности. Но сначала предыстория.
Родился будущий гений инженерии и архитектуры 16(28) августа 1853 года в городке Грайворон Курской губернии, регулярно звучащем сейчас в новостных сводках. Батя служил городничим, к взяткам имел строгий иммунитет, что атипично для госслужащего николаевской эпохи. Видимо, на заре истории какая-то из его пра-в-хрен-знает-какой-степени-бабка согрешила с орком, так как пацан постоянно что-то мастерил: фонтан, мельницу и прочая-прочая. Любой мекбосс несомненно взял бы его в свой WAAAGH.
В 1856 году, подчиняясь требованиям жены, старший Шухов подает на развод прошение о переводе в столицу, получившее одобрение начальства. В десятилетнем возрасте сын присоединяется к семье в северной Венеции и поступает в Екатерингофскую гимназию. Здесь Шухову невероятно фартануло. Дело в том, что гимназии ориентировались на классическое или, если пользоваться современной терминологией, гуманитарное образование. Шуховское учебное заведение являлось исключением из правил, так как учебная программа делала упор на изучение физико-математических наук.
Следующей ступенью в образовании героя заметки стало Императорское Московское Техническое училище, нынешний МГТУ им. Н.Э. Баумана a.k.a. «Бауманка». Там ему повезло второй раз. Так совпало, что в момент его поступления в училище пришли преподавать Д.И. Менделеев, С.А. Чаплыгин, Н.Е. Жуковский и т.д. К концу учебы В.Г. Шухов изобрел паровую форсунку, отличавшуюся более высоким КПД по сравнению с предыдущими моделями. Его предшественник, полковник А.И. Шпаковский, потерпел на этом фронте неудачу, потом у бедолаги поехала крыша, он оказался в дурдоме, где продолжал делать открытия, пока не умер.
Так как во время учебы Шухов не дурковал, а демонстрировал недюжинные способности и результаты, то от защиты диплома его освободили. В качестве поощрения за усердные труды его и еще двух выпускников отправили в США на Всемирную выставку. На выставке произошла судьбоносная встреча для свежеиспеченного инженера-механика, он познакомился с бизнесменом Александром Бари: выходцем из Кенигсберга и председателем Филадельфийского общества инженеров. Позже сам Бари вернется в Россию и в его конторе Шухов отработает сорок лет. Далее последовал вояж по американским промышленным центрам, наш герой получил предложение работы, но предпочел вернуться к родным березкам.
По возвращении в Россию Шухов мечется, то работает в чертежном отделе паровозного бюро, то поступает в Военно-медицинскую академию. Последнее решение, вероятно, связано со знакомством отца с самим Н.И. Пироговым. Но на врачебном поприще его постигла неудача, ибо петербургский климат весьма располагает к заболеванию туберкулезом. Здесь Шухову повезло в третий раз: он не заболел чахоткой, а на родину в 1877 году вернулся вышеупомянутый А. Бари.
Предприниматель в России пытался заниматься созданием электродвигателей, что странно, так как первая электростанция в родных пенатах дала ток только в 1879 году. Поэтому бизнесмен оказался на грани провала и требовалось срочно найти выход из сложившегося положения. Недолго думая, Бари решил ворваться в IT нефтяную промышленность, где уже орудовали братья Нобели, Лианозовы и другие мастодонты эпохи. На должность главы бакинской конторы он пригласил Шухова, который тоже не терзался сомнениями и быстро свинтил из надоевшей ему анатомички.
Сэру Уинстону Черчиллю приписывают фразу: «Если нефть королева, то Баку ее трон». Наука о добыче нефти находилась в зачаточном состоянии, что ярко иллюстрирует одна из версий о ее происхождении. Некоторые оригиналы считали, что нефть-матушка – это моча китов, которая проникает под землю и там откладывается. В книге Д.И. Менделеева «Нефтяная промышленность в североамериканском штате Пенсильвания и на Кавказе» один из параграфов так и озаглавлен как «Малая вероятность происхождения нефти из органических останков». Соответственно, технологии добычи нефти находились на уровне плинтуса.
Первым изобретением Шухова стал эрлифт (airlift). В дошуховскую эру добыча велась желонками – специальными ведрами с клапанным устройством дна. Естественно, часть жижи расплескивалась при подъеме, часть уходила в зазоры. Самое главное, что в скважине могла работать только одна желонка, поэтому КПД усердно стремился к нулю. Решение, предложенное Шуховым, носило простой и эффективный характер: закачивание в скважину компрессором сжатого воздуха, поднимавшего нефть наверх.
Нововведение обладало массой плюсов. Во-первых, позволяло добывать нефть из искривленных скважин. Во-вторых, отсутствие трущихся частей, как в насосах, снижало вероятность поломки из-за перекачки загрязненных жидкостей. Поршневые устройства такой опцией не обладали. В итоге к 1925 году двадцать восемь процентов бакинской нефти извлекалось подобным образом. В мире данный способ тоже получил широкое распространение. Эффект эрлифта получил объяснение позже, но он работал, чего было более чем достаточно.
На следующее изобретение Шухова мы можем любоваться поныне в самых разных уголках нашей страны, а в последнее время их часто показывают по телеку: цилиндрические хранилища нефтепродуктов. Ранее добытую нефть элементарно сливали в огромные пруды-котлованы под открытым небом, изнутри обмазываемые всякой бякой, чтобы предотвратить ее просачивание. Только у черной жидкости на этот счет имелись другие планы и она упорно уходила. Найти в Баку чистую лужу являлось очень сложной задачей.
Надо сказать, что сами нефтяники тоже не стремились решать эту проблему, так как, если меньше нефти на рынке, то выше цена. Либо стоимость резервуаров должна была быть минимальной. Американцы строили прямоугольные хранилища, не обладавшие должной герметичностью. Наш инженер посидел над листком бумаги, прикинул и пришел к выводу, что рациональнее использовать именно круглую модель. На изготовление такого нефтехранилища требовалось гораздо меньше металла, при этом оно обладало большей прочностью. Висячая крыша плотно закрывала резервуар, не давая улетучиваться легким составляющим нефти. Затраты на строительство снизились в два раза. Именно в таком нефтехранилище сидел красноармеец Сухов с женами басмача Абдуллы. К 1917 году по всей России уже стояло двадцать тысяч шуховских хранилищ.
При строительстве одного из первых резервуаров Шухов получил люлей от прораба Суворова, так как забыл расчалить каркас, и налетевший ветер искорежил установленные металлические листы. Правда, на отношения прораба и инженера это никак не повлияло. Их плодотворное сотрудничество продолжалось еще десяток лет точно.
Другой частью современной нефтяной инфраструктуры, без которой невозможно ее представить, являются нефтепроводы. Первым мысль об их строительстве в России высказал великий русский ученый Д.И. Менделеев, а воплотил в жизнь В.Г. Шухов, заказчиками выступили братья Нобели. Ранее добытую нефть перевозили на арбах в бочках (баррелях), цена доставки одного пуда от месторождения к пункту погрузки составляла двадцать одну копейку при себестоимости три копейки. На телегу помещалась бочка, в которую помещалось двадцать пять пудов черного золота, то есть два с половиной современных барреля.
Родиной нефтепроводов является Пенсильвания, где перекачку нефти по трубам на расстояние шесть километров осуществили в 1865 году. Нашему соотечественнику предстояло построить нефтепровод Баку-Балаханы длиной десять километров. Кроме чисто технических проблем через некоторое время пришлось решать задачу по охране стройки, так как закавказские луддиты сообразили, чем им грозит завершение строительства и начали заниматься подрывной деятельностью. Причем шуховская инновация наносила удар не только по перевозчикам, но и по бакинским бондарям, за год изготавливавшим сорок тысяч бочек.
Строительство нефтепровода завершили в 1879 году. Основная его фишкой заключалась в подогреве нефти, что снижало ее вязкость и повышало текучесть. Затраты Нобелей составили сто тысяч рублей, отбившиеся в течение года. В результате к Бари и Шухову выстроилась очередь из нефтяников-слоупоков. К 1893 году в окрестностях Баку функционировало двадцать восемь нефтепроводов длиной от семи до пятнадцати километров.
В 1884 году герой заметки опубликовал книгу с незамысловатым названием «Нефтепроводы», где изложил основы нефтяной гидравлики. В этом весь Шухов: теория у него неразрывно идет с практикой, и наоборот. Но до магистральных трубопроводов дело не дошло, построили только керосинопровод Баку-Батуми, тем самым закрепив ориентацию нефтепромышленности на производство вторичного продукта. Советская власть доверит мегаинженеру строительство нефтепроводов Баку-Батуми (883 км) и Грозный-Туапсе (618 км). С возложенными задачами он успешно справится.
Другое средство перевозки нефти, использующееся поныне, это танкеры. Изначально нефть перевозили в бочках, что вело к увеличению времени на погрузку. Пожарная безопасность тоже находилась не на высоте, поэтому пожары в портах происходили регулярно.
Указанные факторы заставили дельцов обратить свое внимание на наливные суда. Первые блины выходили комом. Так, братья Нобели заключили договор с отставным офицером Нилом Черкасовым на перевозку нефти в деревянных баржах. Потери нефти предусматривались в размере десяти процентов, керосина – пятнадцати процентов. В итоге в ранние заморозки флот Черкасова вмерз в лёд и судовладелец разорился.
Шухов, проанализировав опыт предшественников, пришел к выводу, что морской тип судов, с которых инженеры быстро скопировали баржи, не подходит для рек. Врезаясь острым носом в воду, баржа рыскала за пароходом, создаваемое ей придонное течение мешало проходить пороги. Вдобавок, острые концы корпуса создавали опасность провисания середины баржи. Шуховские баржи отличались плоскодонностью и шириной, что давало им возможность спокойно преодолевать пороги и идти в кильватере буксира, не мотаясь из стороны в сторону. К концу столетия примерно три четверти нефтеналивного волжского флота составляли суда шуховской постройки. Некоторые из них вмещали сто двадцать тысяч пудов или двенадцать тысяч баррелей.
Следующей точкой приложения таланта Шухова стал процесс перегонки нефти. На тот момент из трех тонн нефти получалась тонна керосина, остальные две тонны составлял мазут. Благодаря созданию новой перегонной установки, запатентованной Шуховым в 1891 году, из мазута стали извлекать не только добавочный керосин, но и бензин. Однако, дело в том, что автомобилей по дорогам России каталось мало и бензина много не требовалось. Поэтому Владимир Григорьевич в качестве изобретателя крекинга оказался незаслуженно забыт.
В США патент на крекинговую установку в 1912 году получил У. Бартон, после чего начал требовать за свое детище много-много денег, что тормозило американскую нефтянку. Покопавшись в документах, нефтепромышленники вышли на шуховский патент и в 1922 году пиндосовская делегация прибыла в Москву. Кулстори гласит, что америкосы уже почти договорились о передаче патента, но в конце разговора положили перед Шуховым кучу денег, на что тот ответил: «Я госслужащий, а мое время оплачивается государством. В других деньгах я не нуждаюсь». И не отдал патенты. В 1931 году по его проекту СССР построил первый крекинговый завод.
Другим направлением деятельности Шухова стало совершенствование паровых котлов. Устройства русского инженера по сравнению с иностранными отличала полная стандартизация и отсутствие плоских форм. Как мы помним, цилиндры лучше выдерживают давление, что ярко продемонстрировали новые нефтехранилища. Вертикальные и горизонтальные котлы Шухова характеризовались относительной простотой в эксплуатации и не ломались при перевозке. К заказчику они поступали уже в собранном виде, что называется, под ключ. Естественно, свое применение они нашли в крекинге нефти в том числе.
В жизни Шухова случится много всего: революция, гражданская война, отказ от эмиграции и работа на новое правительство. При строительстве Шаболовской башни произойдет ЧП в виде падения одной секции, за что его приговорят к условному расстрелу. Он будет возглавлять один из отделов Госплана, участвовать в проектировании электростанций, станет дважды Героем труда и членом АН СССР. Но свои самые главные открытия он совершил в конце девятнадцатого века, заложив основы современной российской нефтяной промышленности.
Жизнь его завершится в результате нелепого несчастного случая. Шухова сгубила гигиена, дядька был редкостным чистюлей и постоянно смачивал лицо, руки и шею одеколоном или спиртом, а работать предпочитал при свечах. Конец немного предсказуем: из-за опрокинутой на себя свечи получил ожоги восьмидесяти процентов тела и умер в больнице в 2 февраля 1939 года.