155-летие великого нефтяника Владимира Григорьевича Шухова

«Его технические идеи принесли русской инженерной школе мировое признание и по сей день остаются актуальными."

В. В. Путин, Президент России

Из приветствия участникам и гостям Международной научно-практической конференции «Инженерное искусство в развитии цивилизации», посвященной 150-летию В.Г. Шухова

«Первый нефтепровод, насосы для перекачки нефти, первый трубопровод ирезервуары для хранения нефтепродуктов, первые наливные баржи, переработка нефти исоздание крекинга – все это В. Г. Шухов. Мы, по сути, разрабатываем его инженерные идеи, когда сегодня наращиваем добычу, прокладываем трубопроводы, строим танкерный флот, повышаем глубину переработки нефти.»

В. Ю. Алекперов, Президент ОАО «Лукойл»

«Индустрия —Инженерная газета», №37, 2003

Автор - Сергей Арсеньев, Вице-президент фонда «Шуховская башня» (arsenev@shukhov.org, rutower@bk.ru)

28 августа исполнилось 155 лет со дня рождения выдающегося инженера-нефтяника, ученого, академика Владимира Григорьевича Шухова. Его вклад в развитие мировой нефтяной промышленности по сей день вызывает восхищение профессионалов. Шухов принадлежит к числу инженеров и ученых, чьи изобретения и исследования намного опередили свое время.

В.Г. Шухов родился 28 августа 1853 года в городе Грайвороне под Белгородом. В 1871-1876 годах он учился в Императорском Высшем Техническом Училище (сейчас МГТУ им. Баумана), и после его окончания прошел стажировку в США. Д.И. Менделеев и В.Г.Шухов были в США на всемирной выставке 1876 года в Филадельфии. После выставки они осматривали и американские нефтепроводы и общались с их создателями. По возвращении на родину Д.И. Менделеев начал пропаганду нефтепроводов в России.

Первый российский нефтепровод длиной около 9 верст с диаметром трубы 3 дюйма и пропускной способностью 80 тысяч пудов нефти в сутки был спроектирован и построен двадцатипятилетним Шуховым для компании братьев Нобель осенью-зимой 1978 года. Строительство велось в окрестностях Баку в условиях противодействия конкурентов. Нефтепровод соединил район нефтедобычи Балаханы с нефтеперерабатывающим заводом «Товарищества Нефтяного Производства Братьев Нобель» («Бранобель») в Черном городе. До конца 1878 г. по нему было прокачено только 841 150 пудов нефти, но уже в 1879 г. - 5 млн. 583 тыс. пудов. Учитывая пропускную способность, примерная дата пуска нефтепровода - 16-20 декабря 1878 года. Во второй половине декабря мы будем праздновать 130-летие первого российского нефтепровода!

В 1878 году Шухов изобрел и построил для компании «Бранобель» на Бакинских промыслах первые цилиндрические стальные резервуары-нефтехранилища. До появления резервуаров Шухова на российских нефтепромыслах нефть хранилась в бочках и прудах, загрязняя окрестности и почву. В США и Европе нефть и нефтепродукты в конце XIX века хранили в прямоугольных хранилищах. Фирмой Бари до 1917 года в России было построено более 20 тысяч цилиндрических резервуаров Шухова. Во всем мире сейчас насчитывается несколько сотен тысяч резервуаров-хранилищ по конструкции аналогичных шуховским. Основы проектирования и строительства на песчаных подушках цилиндрических стальных резервуаров с изменяемой по высоте толщиной листа, впервые разработанные и опубликованные В.Г. Шуховым, не изменились до настоящего времени, только вместо заклепок для соединения листов металла сейчас используется сварка.

В 1879 году Владимир Григорьевич спроектировал и построил второй нефтепровод протяженностью 12,9 км (для фирмы «Лианозов и К°») и первый в мире мазутопровод с подогревом. К 1890 году на Балаханских промыслах эксплуатировались 25 трубопроводов общей протяженностью около 300 км, по которым ежесуточно перекачивалось более 20 тыс. тонн нефти. По сравнению с гужевым транспортом себестоимость доставки нефти снизилась более чем в 10 раз. Шухов стал автором проектов первых российских магистральных трубопроводов: Баку—Батуми (первый вариант проекта — 883 км) и Грозный—Туапсе (протяженностью 618 км). Последний нефтепровод был построен под личным техническим руководством Владимира Григорьевича уже в советское время. На этом нефтепроводе была впервые использована сварка стыков труб. 7 ноября 2008 года исполнится 80 лет со дня открытия нефтепровода Грозный—Туапсе.

В 1878-1880 годах В.Г. Шухов разработал основы подъема и перекачки нефтепродуктов, предложил метод подъема нефти с помощью сжатого воздуха — эрлифт, впервые в мире осуществил промышленное факельное сжигание мазута с помощью изобретенной им форсунки (мазут до этого не использовался и как отходы сливался в пруды). В середине 80-х годов XIX века Шухов спроектировал и построил первые в России речные танкеры для транспортировки нефти и керосина. До революции фирма Бари построила в России более 60 танкеров конструкции Шухова.

На основе своих практических достижений Владимир Григорьевич разработал классическую теорию нефтепроводов, основные положения которой не потеряли актуальности до настоящего времени. В статье «Нефтепроводы» (1884 г.) и в книге «Трубопроводы и их применение в нефтяной промышленности» (1895 г.) В.Г. Шухов привел точные математические формулы для описания процессов протекания по трубопроводам нефти, керосина и мазута, заложив основы гидравлики нефтепроводов.

В 80-х годах XIX века перегонка нефти была несовершенной: выход керосина был очень мал, остальное шло в отходы, загрязняя окружающую среду. В.Г. Шухов изобрел и создал со своими помощниками несколько аппаратов для перегонки нефти. Величайшим изобретением гения инженерного искусства стала первая в мире промышленная установка для непрерывного получения бензина (процесс термического крекинга нефти, патент Российской империи № 12926 от 27 ноября 1891 года). Построенная в 1890 году первая опытная установка, реализующая крекинг-процесс Шухова, не была востребована, ввиду отсутствия в России автомобилей. Термический крекинг-процесс Шухова, реализуемый в разработанной установке при температурах до 400 градусов Цельсия и давлении до 10 атмосфер, позволил увеличить выход бензина из сырой нефти в 8-10 раз (в зависимости от сорта нефти) по сравнению с простой перегонкой. Через тридцать лет этот фактор стал решающим в борьбе нефтяных компаний наступившей автомобильной эры. Поэтому в 1923 году в Москву прибыла делегация компании «Синклер Ойл», чтобы использовать информацию о шуховском крекинг-процессе для конкуренции с рокфеллеровским концерном «Стандарт Ойл», владевшим патентами на крекинг в США. Владимир Григорьевич, сравнив свой патент 1891 года с американскими патентами 1912-1916 годов, доказал, что все американские крекинг-установки повторяют его патент и не являются оригинальными. Международный патентный суд в Гааге в 1923 году признал В.Г. Шухова и его помощника С.П. Гаврилова единственными изобретателями термического крекинг-процесса. В 1932-1934 годах по проекту и под техническим руководством В. Г. Шухова был построен нефтеперерабатывающий завод «Советский крекинг» в Баку, где впервые в России была использована шуховская крекинг-установка для промышленного получения российского бензина.

В 1896 году на самой большой дореволюционной Всероссийской промышленной и художественной выставке в Нижнем Новгороде, для которой В.Г. Шухов построил восемь гигантских павильонов с первыми в мире перекрытиями в виде висячих и сводообразных стальных сетчатых оболочек общей площадью 25'070 квадратных метров. В уникальной круглой ротонде Шухова центральная часть была перекрыта первой в мире стальной мембранной оболочкой. За рубежом аналогичные сетчатые и мебранные покрытия появились только через тридцать с лишним лет после шуховских и широко используются в настоящее время. За сетчатое перекрытие двора Британского музея, во многом аналогичное перекрытию круглого и овального шуховских павильонов 1896 года, Норманн Фостер в 1999 году получил привилегии пожизненного пэра и титул Лорда. Авторами проектов современных сетчатых оболочек являются известные архитекторы Френк Гери, Сантьяго Калатрава, Заха Хадид, Ричард Роджерс, Поль Андре и др.

Кроме уникальных перекрытий на выставке 1896 года В.Г. Шуховым была построена и первая в мире стальная ажурная башня удивительной красоты, в виде сетчатая оболочки, имеющей форму однополостного гиперболоида вращения (башня сохранилась до настоящего времени в усадьбе Полибино Липецкой области). Гиперболоид явился совершенно новой, никогда раньше не применявшейся в строительстве формой. Позднее конструкции гиперболоидной формы использовали в своем творчестве такие знаменитые архитекторы, как Антонио Гауди, Ле Корбюзье, Оскар Нимейер. Гиперболоидные градирни стали привычным элементом индустриального пейзажа и в настоящее время в мире их построено более 100 тысяч.

В том же 1896 году Шухов получил патент на оригинальные высокоэкономичные и безопасные паровые котлы в горизонтальном и вертикальном исполнении, которые тысячами выпускались в России до 50-х годов XX века. В 1900 году его паровые котлы были отмечены золотой медалью на Всемирной выставке в Париже.

В 1898 году в результате разработки первого научно обоснованного проекта Московской водопроводной системы В.Г. Шуховым, Е.К. Кнорре и К.Э. Лембке была создана универсальная методика расчета водопроводов.

Во время первой мировой войны В.Г. Шухов изобрел более тридцати конструкций морских мин, спроектировал и построил батопорты морских доков, создал мобильную платформу для дальнобойных орудий. Все эти военно-инженерные разработки Владимира Григорьевича получили высокие оценки на флоте и в действующей армии.

За долгие годы творческой деятельности В. Г. Шухов разработал огромное количество стальных и металло-стеклянных строительных конструкций. Самые известные из них это арочные перекрытия Верхних торговых рядов в Москве (открыты в 1893 году, ныне ГУМ), первые в мире сетчатые своды-оболочки двоякой кривизны над сталепрокатным цехом металлургического завода в Выксе (1898) и огромный дебаркадер Киевского вокзала (Москва, 1917), перекрытия гигантского Бахметьевского гаража (Москва, 1929), оригинальные теплые светопрозрачные своды гостиницы «Метрополь» (Москва, 1905), Музея изящных искусств (Москва, 1912, ныне ГМИИ им. А.С.Пушкина) и Московского почтамта (1912), первые в мире гиперболоидные градирни (Орская ТЭЦ и Краснозаводская ТЭЦ в Харькове, 1938). Владимир Григорьевич ввел в строительство элементы стандартизации и разработал более 70 типовых стальных конструкций. Типовые конструкции позволили организовать массовое строительство. Фирма Бари использовала их в нескольких сотнях сооружений: перекрытиях общественных зданий и промышленных объектов, водонапорных башнях, железнодорожных мостах и пакгаузах.

Сохранившиеся гиперболодные башни Шухова поражают не только оригинальностью инженерной мысли, но и изяществом совершенной математической конструкции. Самой известной среди них стала наиболее высокая — 160-метровая телебашня на Шаболовке в Москве (1922). Она состоит из шести стальных сетчатых секций-гиперболоидов, образованных пересекающимися прямыми профилями, которые опираются на кольцевые основания. Международная научная конференция «Heritage at Risk. Сохранение архитектуры XX века и Всемирное наследие», прошедшая в Москве в 2006 году с участием 170 специалистов из 30 стран мира, признала московскую Шуховскую башню одним из высших достижений строительного искусства, уникальным памятником архитектуры русского авангарда и объектом всемирного наследия.

Последним крупным достижением В.Г. Шухова в области строительной техники стало выпрямление накренившегося во время землетрясения минарета древнего медресе Улугбека в Самарканде.

Владимир Григорьевич Шухов умер 2 февраля 1939 года в возрасте 86 лет и похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.

В 2004 году компания «ЛУКОЙЛ» выделила средства на сооружение памятника В.Г. Шухову. Пямятник уже более года отлит в бронзе и находится в мастерской Заслуженного художника России, скульптора С.А. Щербакова. Мэром Москвы Ю.М. Лужковым были подписаны распоряжения Правительства Москвы в 2005 году №738-РП и в 2006 году № 12123-РП «Об установке в Москве памятника В.Г. Шухову». Но установка памятника до сих пор затягивается по организационным причинам.

Наследие В.Г. Шухова живо до тех пор, пока его используют новые поколения. Теоретическая и практическая разработка основ нефтяной гидравлики и строительства трубопроводных систем, изложенная в трудах В.Г. Шухова, используется до настоящего времени при строительстве магистральных нефтепроводов. Развитие современных технологий получения бензина и установок крекинга нефти сегодня ушло далеко вперед, но в их основе остались основные элементы, впервые созданные В.Г. .Шуховым.

Некоммерческий фонд «Шуховская башня» несколько лет назад предложил создать у подножия башни на Шаболовке в Москве «Шуховский центр» – современный деловой, технологический и культурный комплекс нефтегазовой отрасли России. Неоспоримые заслуги В.Г. Шухова как основоположника научно-технической и практической базы современной добычи, транспортировки, хранения и переработки нефти в России будут определять приоритет научно-технического и бизнес обеспечения нефтяных и трубопроводных компаний в деятельности «Шуховского центра».

Составными элементами «Шуховского центра» будут: Российский музей нефтяной и газовой промышленности, трубопроводного траспорта и нефтепереработки, Бизнес-центр, Конгресс-холл, Центр культуры и искусства, Научно-технологический центр, Галерея искусств, клубный комплекс. Музейная составляющая должна присутствовать во всех помещениях центра в виде фотографий, чертежей, макетов известных инженерных сооружений, портретов лидеров отраслей. Клубный принцип построения работы центра, с одной стороны, позволит создать необходимую непринужденную атмосферу общения, а с другой — объединит истинных профессионалов.

Основная задача Шуховского центра — предоставление возможности активного делового и неформального общения представителям бизнеса, государственных структур, средств массовой информации, науки, техники и культуры. Взаимодействие, обмен мнениями, обсуждение путей развития позволят консолидировать усилия для решения общественно значимых задач.

Литература.

1. Шухов В.Г., Механические сооружения нефтяной промышленности, «Инженер», том 3, кн. 13, Москва, 1883.

2. Шухов В.Г., Нефтепроводы, «Вестник промышленности», № 7, Москва, 1884.

3. Шухов В.Г., Трубопроводы и их применение к нефтяной промышленности, Издание Политехнического общества, Москва, 1895.

4. Шухов В.Г., Стропила. Изыскание рациональных типов прямолинейных стропильных ферм и теория арочных ферм, Изд. Политехнического общества, Москва, 1897.

5. Шухов В.Г., Заметка о патентах по перегонке и разложению нефти при повышенном давлении, «Нефтяное и сланцевое хозяйство», № 10, Москва, 1923.

6. Шухов В.Г., Заметка о нефтепроводах, «Нефтяное и сланцевое хозяйство», № 2, Москва, 1924.

7. Шухов В.Г., Избранные труды, «Строительная механика», Академия наук СССР, Москва, 1977.

8. Шухов В.Г., Избранные труды, «Гидротехника», Академия наук СССР, Москва, 1981.

9. Шухов В.Г., Избранные труды, «Нефтепереработка. Теплотехника», Академия наук СССР, Москва, 1982.

10. Райнер Грефе и др., «В.Г. Шухов (1853-1939). Искусство конструкции», «Мир», Москва, 1994, ISBN 5-03-002917-6.

11. Шухова Е.М., «Владимир Григорьевич Шухов. Первый инженер России», Изд. МГТУ, Москва, 2003, ISBN 5-7038-2295-5.

12. «В.Г.Шухов - выдающийся инженер и ученый»; Труды Объединенной научной сессии Академии наук СССР; М.: Наука, 1984.

13. «The Nijni-Novgorod exhibition: Water tower, room under construction, springing of 91 feet span», «The Tngineer» magazine, № 19.3.1897, London, 1987.

14. William Craft Brumfield, «The Origins of Modernism in Russian Architecture», University of California Press, 1991, ISBN 0-520-06929-3.

15. P. Goessel, «Architecture in the 20th century»; Taschen Verlag; 1990; ISBN 3-8228-4123-4

16. Elizabeth C. English, «Invention of Hyperboloid Structures», Metropolis & Beyond, 2005

17. Elizabeth C. English, «Arkhitektura i mnimosti»: The origins of Soviet avant-garde rationalist architecture in the Russian mystical-philosophical and mathematical intellectual tradition», a dissertation in architecture, University of Pennsylvania, 2000.

18. Rainer Graefe und andere, «Vladimir G. Suchov 1853-1939. Die Kunst der sparsamen Konstruktion.»; Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart, 1990, ISBN 3-421-02984-9.

19. Fausto Giovannardi, «Vladimir G. Shukhov e la leggerezza dell’acciaio», Borgo San Lorenzo, 2007.

20. Antoine Picon, «L’art de l’ingenieur», Editions du Centre Georges Pompidou, Paris, 1997, ISBN 2-85850-911-5.