Вот почему центральная часть круглого павильона, заключенная между колоннами, несущими внутреннее кольцо, сверху выглядит как чаша из тонкого листового железа. Шухов впервые в мире на деле доказал возможность использования в качестве несущей висячей конструкции тонкого железного листа, закрепленного лишь по краям. Это было полное торжество той его идеи, которая подвергалась сильным нападкам, расценивалась как бесплодное фантазерство.
Пройдет больше полувека, и немецкий ученый Фрей Отто, большой знаток висячих конструкций, заявит, что «начало развитию современных висячих покрытий было положено в 1932 году сооружением висячей кровли элеватора в Олбани (США) из листовой стали… провисающей по очертанию цепной линии». Крупным шагом в развитии висячих покрытий Отто называет также сооружение в 1937 году павильона Франции на выставке в Загребе (Югославия): «Покрытие в форме опрокинутого усеченного конуса из листовой стали толщиной 2 миллиметра подвешено к жесткому сжатому опорному кольцу…»
И. Г. Людковский, редактор русского издания книги Ф. Отто, вынужден будет напомнить в послесловии, что Шухов применил стальной лист в качестве несущей висячей пространственной конструкции еще за 36 лет до постройки элеватора в Олбани и за 41 год до сооружения павильона Франции в Загребе.
Важные сведения об этом Отто мог бы почерпнуть из «Путеводителя по Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде», выпущенного в 1897 году. Там говорится, что висячая сетка инженера-механика В. Г. Шухова «имеет в разрезе вид цепной линии». Кровля элеватора в Олбани, как сказано у Отто, провисает «по очертанию цепной линии»[5]. Характерное совпадение!
Справедливости ради заметим, что в своих последующих работах Отто уже пишет о приоритете Шухова в области висячих металлоконструкций. «К числу первых инженерных работ в области висячих конструкций, в которых мембрана покрытия и несущая конструкция представляли единое целое,- сообщает он читателям,- относятся сооружения В. Г. Шухова, возведенные им на Нижегородской ярмарке 1896 г. Эти работы были забыты и только недавно снова привлекли к себе внимание».
В середине шестидесятых годов нашего столетия Ф. Отто приезжал в Москву, посетил, в частности, ГУМ, где любовался легкостью и изяществом шуховских сводов. По свидетельству И. Г. Людковското, он нашел, что эти конструкции затмевают перекрытия прославленного Кристаль-Паласа в Лондоне.
В 1958 году посетители Всемирной выставки в Брюсселе восхищались павильоном США - гигантским шатром из стали и пластмасс. Театр при павильоне был сооружен на сходном принципе - сетчатые стены и потолок. Павильон фирмы «Филипс» тоже напоминал шатер, стены которого еще не натянуты…
Плодотворность шуховской идеи пространственных покрытий - сеток подтверждается многообразием ее форм и вариантов, показанных уже тогда, на Всероссийской выставке 1896 года. Помимо зданий, о которых шла речь, ряд павильонов имел арочные покрытия из зигзагообразных металлических полос, «склепанных на ребро», как было сказано в привилегия, полученной Шуховым, или из трех-четырех дощатых слоев. «Особенный интерес для нашей страны,- отмечал один из журналов того времени,- представляют эти дощатые покрытия, необычайно легкие и красивые, не требующие для своего исполнения металла и легко собираемые даже без участия плотников обыкновенными чернорабочими».
Достоинства шуховских конструкций были настолько очевидны, что администрация выставки, стремясь вовремя закончить строительные работы, передала конторе Бари дополнительные заказы. Главные условия - предельная быстрота постройки и возможность последующей разборки павильонов с тем, чтобы их можно было перенести в другое место. Владимир Григорьевич и на этот раз находит удачное решение. По его проекту стены выставочных зданий впервые выполняются в виде металлического несущего каркаса с легким заполнителем.
Как восхищались посетители выставки павильоном Средней Азии, пышной затейливостью его архитектуры! И лишь очень немногим было известно, что это здание, с виду такое монументальное, возведено из гипса и досок, уложенных по легкому разборному каркасу системы Шухова.
Когда техническое новшество обещает бесспорные выгоды, слишком уж велик соблазн присвоить себе курицу, несущую золотые яйца. В странах чистогана никакие самые подробные установления патентного права не в состоянии оградить приоритет изобретателя, если его идея сулит заманчивые барыши. Существует испытанный прием - внести малозначащие изменения в формулу привилегии и объявить закамуфлированную чужую находку своей собственностью. О том, что в мире техники немало охотников до чужого добра, свидетельствует дальнейшая судьба сетчатых покрытий Шухова.
Идея арочных сетчатых сводов завоевывает широкую известность и в России, и за рубежом. Целый ряд солидных фирм, в частности немецких, спешит взять на вооружение исключительно легкие, простые в изготовлении и монтаже шуховские конструкции, копирует их с незначительными изменениями и ухитряется закрепить за собой авторские права.
Арочные покрытия Шухова, осуществленные на Нижегородской выставке в 1896 году,- прообраз металлического свода Юнкерса и свода Цоллингера из деревянных косяков, появившихся в двадцатых годах нашего столетия. В основе покрытий Ламеля и Цолльбау также лежат конструкции, разработанные Шуховым.
Немецкий инженер Брода пытается изменить конструкцию дощатого свода Шухова, введя прогоны между рабочими слоями досок. Это несколько повышает общую устойчивость свода, но отрицательно сказывается на его эксплуатационных качествах. В России эта конструкция получает известность под названием двойного гнутого свода Шухова - Брода. А в Германии имя инженера Шухова, подлинного автора сетчатых сводов, вообще не упоминается.
Примечательно, что идея арочных сводов изменила облик чердаков-мансард, излюбленного прибежища поэтов, художников, студентов - нищей романтической богемы. Вместо традиционных крутых мансардных крыш стали устраивать высокий свод с жесткими затяжками - они же балки междуэтажного перекрытия. Эта шуховская конструкция на Западе носила название крыши Кольба из сводов Брода.
Парадокс гиперболоида
Преподаватель математики 5-й Петербургской классической гимназии Виталий Львович Розенберг рассказывал на уроке о жизни и трудах Пифагора. Он привел доказательство его знаменитой теоремы, а под конец поведал легенду о ста быках, якобы принесенных Пифагором в жертву богам как благодарность за ниспосланное ему свыше откровение.
Когда на следующем уроке Виталий Львович спросил, кто желает доказать теорему, к доске вышел гимназист Владимир Шухов. Предоставив ему возможность выполнить мелом рисунок, известный многим поколениям учащихся под названием «пифагоровых штанов», преподаватель углубился в классный журнал. Подняв через несколько минут голову, он обнаружил на доске незнакомый, нисколько не соответствующий учебнику чертеж и под ним короткий, в одну строчку, вывод. - Я попробовал доказать теорему Пифагора другим, более простым способом,- пояснил не смущаясь гимназист.- Позвольте объяснить.
Выслушав Шухова, педагог вынужден был признать, что доказательство безупречно, однако объявил, что снижает балл «за нескромность и вольнодумство». Так в классном журнале появилась необычная для первого ученика четверка.
Не беремся судить, насколько точен этот рассказ, записанный в свое время И. Д. Вавицким, посвятившим многие годы собиранию материалов о жизни и творчестве почетного академика В. Г. Шухова. И уж, конечно, вряд ли мы когда-нибудь узнаем, каков был ход рассуждений Володи Шухова. По так ли это существенно? Разве историкам науки известно доподлинно, каким именно образом малыш Карл Фридрих Гаусс, будущий «принцепс математикорум» (король математиков) мгновенно решил в уме трудную задачу и ошеломил учителя, записав на своей грифельной доске правильный ответ?
Тысячи и тысячи молодых людей добросовестно штудировали курс аналитической геометрии, прилежно записывали уравнения, которыми определяются направления линий, образующих однополостный гиперболоид. Но надо быть Шуховым, чтобы увидеть в бесстрастных очертаниях этой фигуры что-то иное, задуматься над ее особенностью, которую, правда, не сразу обнаружишь зрительно.
5
Цепная линия - плоская кривая, форму которой принимает гибкая, однородная и нерастяжимая тяжелая нить; концы ее закреплены в двух точках, расстояние между которыми меньше длины нити. Примерно такую форму принимают цепь и телеграфный провод, провисающие под действием силы тяжести.