Повесть о великом инженере

Дело в том, что поверхность гиперболоида может быть создана не только вращением кривой линии - гиперболы - вокруг некоторой оси. Она может быть составлена также из двух семейств прямых линий. Именно это свойство положено Шуховым в основу нового вида сетчатых конструкций, в которых пространственный каркас, имеющий криволинейные очертания, образован из одинаковых прямых элементов. Вот почему в современных учебниках по аналитической геометрии не только рассматриваются уравнения, определяющие системы образующих однополостный гиперболоид линий, но и воздается должное заслугам Владимира Григорьевича Шухова, которому принадлежит идея использования гиперболоида в строительной технике.

В шуховских башнях металлические элементы расположены так же, как прямолинейные образующие однополост-ного гиперболоида вращения. Здесь Владимир Григорьевич верен принципу, уже воплощенному им в сетчатых арочных покрытиях: части конструкции не должны различаться по функциям восприятия усилий.

До появления шуховских башен высотные металлические конструкции состояли обычно из стоек, взаимно соединенных связями. Задача этих связей - образовать систему, воспринимающую горизонтальные ветровые нагрузки, обеспечить жесткость башни и устойчивость ее элементов. Как правило, связи не участвуют в передаче вертикальных нагрузок, а стойки лишь частично «работают» на горизонтальные ветровые нагрузки. Вот и получается: прочность связей, требующих по условиям жесткости металла больших сечений, используется далеко не в полной мере.

Проектируя свои конструкции, Шухов всегда беспощаден к элементам, которые, образно говоря, не хотят разделить тяжесть труда с соседями потому, что это «не их дело». Для Владимира Григорьевича такие конструктивные элементы подобны кариатидам, притворно изнемогающим под тяжестью карниза или балкона. С самого начала надо помочь конструкции сбросить лишний вес, избавить ее от «ожирения». Можно сказать, что в шуховских конструкциях основные элементы обеспечены, помимо основной должности, еще и «совместительством». Так, в ги-перболоидной башне Шухова ее наклонные ноги работают как на горизонтальные, так и на вертикальные нагрузки. Отпадает надобность в установке внутри башни каких-либо связей.

Ажурная башня, состоящая из пересекающихся прямолинейных деревянных брусьев, или железных труб, или угольников, расположенных по производящим тела вращения, склепываемых между собой в точках пересечения и, кроме того, соединенных горизонтальными кольцами,- так примерно Шухов определяет суть конструкции гиперболоидной башни в своей заявке. Главное, что примечательно в этой предельно краткой и деловитой формулировке - это указание на прямолинейность элементов, пересекающихся между собой и образующих конструкцию башни.

Как опытный производственник, не раз имевший дело с прямолинейными прокатными профилями, Владимир Григорьевич хорошо знал, что такие конструкции просты в изготовлении и удобны в монтаже. Гибка деталей, имеющих криволинейные очертания,- дело трудоемкое, требующее специальных шаблонов. Усложняется и сборка изогнутых элементов.

Когда глядишь на легкие, плавно округленные и сужающиеся кверху гиперболоидные башни, с трудом верится, что они - если не считать колец жесткости - целиком сделаны из прямолинейных элементов. Технологичность, как выразились бы мы сейчас,- тоже одно из решающих преимуществ шуховских конструкций.

История научных и технических поисков говорит, что открытию, изобретению обычно предшествует их смутный прообраз, витающий перед мысленным взором автора. От неясной, скорее предчувствуемой догадки к логически безупречной идее, к завершенному чертежу, к законченному математическому оформлению - таков зачастую ход творческого процесса.

Так ли рождалась идея гиперболоидных конструкций? Вот что рассказывал об этом сам Шухов (запись Г. М. Ковельмана):

«В музыке народные мотивы давно уже считаются признанными источниками замечательных произведений. Все с наслаждением слушают, например, «Камаринского» Глинки. А вот мы, люди техники, еще не осознали возможности черпать материал из народной копилки, куда веками складываются образцы мастерской выдумки, смекалки.

О гиперболоиде я думал давно, шла какая-то глубинная, немного подсознательная работа. Но все как-то вплотную к нему не приступал. И вот однажды прихожу раньше обычного в свой кабинет и вижу: моя ивовая корзинка для бумаг перевернута вверх дном, а на ней стоит довольно тяжелый горшок с фикусом. И так, знаете, ясно встала передо мной будущая конструкция башни. Уж очень выразительно на этой корзинке было показано образование кривой поверхности из прямых прутков.

– Маша,- говорю домработнице,- ты пока пыль с этажерки сотрешь, не провалишь корзинку?

– С чего бы ей провалиться? - уверенно отвечает она.- Эта корзина и не такое выдержит.