Андрей Остальский - Нефть: Чудовище и сокровище
Не стоит углубляться в математику, но послушайте просто музыку этих слов: Однополостный гиперболоид вращения может быть получен вращением гиперболы вокруг ее мнимой оси… Да-да, именно мнимой!
И дальше – больше: если прямая пересекает ось вращения, то при ее вращении получится поверхность коническая, если она оси параллельна – то цилиндрическая, но если скрещивается с осью – выходит гиперболоид вращения!
Вот это застывшее в металле вращение гиперболы и было сотворено Шуховым, точно вырванное им из какого-то совсем другого измерения… В каких снах это ему приснилось, кто нашептывал ему эти идеи?
Но в эту книгу русский полимат, гениальный инженер Владимир Шухов угодил все-таки благодаря двум своим другим великим изобретениям – процессу крекинга нефти и нефтепроводу.
Правда, в специальной литературе обнаруживается бесконечный спор: кто же был все-таки первым? Дмитрий Менделеев утверждал, что идея нефтепровода первому пришла в голову ему – или, по крайней мере, он ее первый озвучил. И даже письменно предложил в 1863 году: «устроить от нефтяных колодцев к заводу и от завода к морю особые трубы для проведения нефти, как на завод, так и на морские суда». Но американцы, шутил Менделеев, его «подслушали» – и через год-другой первыми проложили примитивную, но вполне себя оправдавшую железную трубу в Пенсильвании, в районе Ойл Крик, того самого Нефтяного ключа, где в 1859 году Эдвин Дрейк впервые открыл способ добывания нефти из-под земли с помощью артезианской скважины.
Но теоретическое и математическое обоснование современного нефтепровода без сомнения осуществил Шухов. И сам же построил его тоже – зимой 1878–1879 годов по заказу товарищества «БраНобель», соединив месторождение на Апшеронском полуострове с нефтеперерабатывающими заводами Черного города на окраине Баку.
В том-то и была удивительная черта Шухова – отсутствие разрыва между теорией и практикой. Сначала подробное обоснование, математические выкладки, подсчеты, выполняемые даже без арифмометра, на бумаге, но в основном – в голове (о, это та еще была голова!), и потом точное, буквальное осуществление. Причем даже с очень близкими к реальности экономическими прикидками – сколько денег потребуется, для чего и когда. Неукоснительное соблюдение бизнес-планов, которому могут позавидовать многие современные менеджеры.
Подготовленный им проект был очень подробен и включал в себя даже обоснование и расчеты для всей инфраструктуры на трассе и первых в мире цилиндрических резервуаров. Собственно, Шухов впервые и математически обосновал, почему эти резервуары должны быть цилиндрическими и никакими другими, какой они должны быть оптимальной высоты и диаметра.
Несмотря на яростное сопротивление владельцев гужевого транспорта – терявших заработок – нефтепровод был сдан в срок и позволил сразу же в пять раз снизить расходы на транспортировку – как и предсказывал Шухов. Нефтепровод окупился уже через год.
Шухов построит, по крайней мере, будет автором проектов – еще нескольких нефтепроводов и керосинопровода Баку-Батуми. По ходу дела сделает еще массу изобретений – например, «особые тонкостенные трубы с постоянным диаметром». Но что, пожалуй, важнее, он придумает так называемый «остаткопровод». Тяжелые вязкие нефтяные остатки застревали в трубе. Шухов изобрел «трубчатые подогреватели, устанавливаемые на всасывающей трубе у насоса». Разогретые остатки легко проходили через клапаны и трубы.
Еще один пример того, как Шухов шел от теории к практике – использовав дифференциальное уравнение четвертой степени он доказал, что эти его знаменитые цилиндрические резервуары должны стоять не на жестком и твердом основании, а на гибком листе, опирающемся на упругую «подушку» из песка, в некоторых случаях с добавлением слоя асфальта.
Опять всё та же идея: амортизация, а не жесткое сопротивление… Теория полностью оправдалась и на практике. Но вот пришедших к власти большевиков не интересовала ни теория, ни непонятная им практика. Как это мягкая подушка? Чушь какая! Тяжелый резервуар должен стоять на чем-нибудь монументально твердом, например, на железобетонной плите! А шуховская методика осталась для других стран мира.
В результате построенные Шуховым резервуары, основанные на расчете оптимального соотношения диаметра, высоты и способа изготовления опоры, прослужили от 70 до 100 лет. Изготовленные вопреки его принципам выходили из строя лет через 10 – при том, что часто на них уходило значительно больше металла и других материалов.
Математика помогла Шухову и сделать сенсационный вывод о том, что наливные баржи для перевозки нефти можно изготавливать гораздо большей длины, чем это считалось возможным. Шуховские баржи экономили массу денег – при их использовании стоимость перевозки нефти по реке от Астрахани до Нижнего Новгорода упала в четыре раза. Буксирный пароход мог теперь легко тянуть не одну, а сразу две-три длиннющих баржи.
Шуховские баржи получили потом распространение и в Европе, где они назывались «перевозка русским способом».
Но, возможно главным изобретением Шухова был «аппарат для непрерывной дробной перегонки нефти», запатентованный им в 1886 году. Фактически речь шла о знаменитом крекинге, хотя слова такого Шухов не употреблял – центральном процессе переработки нефти, без которого совершенно немыслима современная нефтяная индустрия. Шухов непрерывно совершенствовал его, пока в 1890 году не запатентовал способ очистки нефти, который станет всемирной классикой. Суть его – увеличить выход керосина и легких продуктов с помощью разложения нефти под высоким давлением.
Крекинг – это своего рода продолжение работы над нефтью там, где природа остановилась. Но продолжение тем же методом, каким создавалась и сама нефть – сочетанием очень высокого давления и очень высокой температуры. При этом происходит расщепление, упрощение сложных, длинных углеводородных молекул, разрушаются связи между атомами углерода. В результате из аппарата выходит гораздо меньше тяжелых фракций – мазутов и асфальтов и больше легких, – бензина, смазочных масел и сырья для химической промышленности и так далее. Энергетическая ценность возрастает многократно.
В годы первой мировой войны американец Уильям Бертон практически повторил методику Шухова и пытался запатентовать это изобретение как свое.
Но и в России, уже советской, была предпринята попытка переписать авторство изобретения крекинга. Когда в 1934 году в Баку наконец-то был построен нефтеочистительный завод «Советский крекинг», то вдруг было объявлено, что он использует «процесс Шухова-Капелюшного». Причем имя Шухова, оттуда пытались и вовсе убрать, а самого его обвинить во вредительстве со всеми вытекающими последствиями. Шухову в возрасте 78 лет пришлось мчаться на завод, собственноручно устранять там неполадки, устроенные не слишком грамотными людьми. Это его спасло.
Вообще с советской властью не заладилось с самого начала. Сразу после революции его выбросили из собственного любимого дома в 1-м Неопалимовском переулке. Вытряхнули – да так, что уничтожили большое количество ценных рукописей и работ, многие их которых еще ждали своего практического осуществления – и уже не дождались. Потом Шухова заставили строить радиобашню для Коминтерна, с помощью которой можно было бы поддерживать радиосвязь с коммунистами всех стран. Башня строилась в пожарном порядке, по личному указанию Ленина. А потому чекисты ходили по стройке и размахивали наганами – но от этого не прибавлялось железа и других элементарно необходимых материалов. Но Шухов творил чудеса изобретательности и как-то башня все же продвигалась. Но потом подвел видимо некачественный металл – одна из секций сломалась, упала, при этом повредила еще две. Практически всё пришлось начинать сначала. Специальная комиссия расследовала инцидент и пришла к выводу: никакого вредительства, усталость металла. Но чекистов это не устроило. Как это нет вредительства? Какая еще усталость, что вы нам голову морочите? Наверняка этот царский спец, он вредитель и есть. Шухова потащили на допросы. А потом объявили, что он приговорен к расстрелу. И расстреляли бы, конечно, но вот проблема: где взять другого инженера? А ведь Ленин торопит, Поэтому приговор был вынесен условно. Была такая удивительная мера в те времена – человек остается даже на свободе, но ЧК может в любой момент его расстрелять, если сочтет, что в его действиях есть что-нибудь предосудительное.
Со второй попытки Шухову эту башню построить удалось. Она, как и все шуховсие башни стоит до сих пор – кроме тех, что были разрушены умышленно. Хотя в 1931 году строительство новых гиперболоидов было запрещено – советским инженерам всё не верилось, что столь воздушные конструкции могут быть прочными и безопасными. И вообще – строил их этот подозрительный старый спец. И всё же почему-то не посадили, хотя много раз Шухов ожидал ареста.
