Мир инженера Шухова. Как работает мозг изобретателя

Владимир Шухов так и не стал астрономом, но его инженерные конструкции всё-таки полетели в космос. Сегодня корпуса ракет делают из прочных диагональных сеток, придуманных Шуховым больше ста лет назад.

Огни большого города

Когда Владимиру Шухову исполнилось десять лет, он переехал из тихой Пожидаевки в Санкт-Петербург и поступил в гимназию.

В те времена Петербург был столицей России и жизнь здесь била ключом. Подростка Шухова, привыкшего к тихому провинциальному быту, должно быть, поразил размах модернизации, происходившей в это время в столице. К тому моменту в Петербург пришли уже четыре железнодорожные линии, был построен первый чугунный мост через Неву, устроен городской водопровод и пущен конный трамвай.

В те годы в 5-й петербургской гимназии, где учился Шухов, математику и физику преподавал выдающийся учитель Константин Краевич. Он был настолько известным педагогом, что император Александр II пригласил его преподавать физику своим младшим сыновьям, великим князьям Сергею и Павлу.

Семейное предание сохранило историю из школьной жизни Шухова. Как-то в четвёртом классе, на уроке геометрии, Краевич вызвал его к доске и попросил доказать теорему Пифагора. А Шухов взял да и вывел собственное доказательство. Учитель внимательно выслушал юношу, а затем сказал:

Урок этот Шухов запомнил на всю жизнь. Уже взрослым человеком, создавая новаторские строительные конструкции, он подчёркивал, что опирается на опыт русских зодчих прежних веков.

Университеты

Учёба в университете в конце XIX века стоила денег, а семья Шухова жила небогато. Он искал место, где можно было бы учиться, как тогда говорили, «на казённый кошт», то есть за счёт государства. Таким местом стало Императорское московское техническое училище. Семнадцатилетний Шухов переехал в Москву.

В те годы училище это было одной из лучших в стране технических школ. В нём работали крупные учёные – например, «отец русской авиации» Николай Жуковский. Будучи старше Шухова всего на несколько лет, он стал не только его учителем, но и товарищем на всю жизнь.

Почётным членом Педагогического совета училища был великий учёный Пафнутий Чебышёв. Он открыл много математических законов, а ещё занимался теорией механизмов – наукой о том, как заставить машины работать лучше.

При училище создали небольшой механический завод и мастерские, в которых студенты работали четверть своего учебного времени. Будущие проектировщики, они должны были во всех подробностях понимать, как рабочие на заводах станут изготавливать придуманные ими машины и механизмы.

Такая система – когда студенты учат теорию и одновременно проходят практику в мастерских – вызвала восхищение у преподавателей Америки и Европы.

Первое изобретение

Во второй половине XIX века люди уже вовсю добывали нефть. Получали из неё в основном керосин, который использовался в лампах и фонарях для освещения домов и улиц. После выработки керосина оставалась густая чёрная масса – мазут, который порой просто выбрасывали! Это было, во-первых, глупо, ведь его можно было бы тоже пустить в дело, а во-вторых, это вредило природе.

Неужели же его нельзя было сжечь – например, вместо угля в паровом двигателе? Дело тут вот в чём: если мазут или любое другое горючее налить в бак и начать сжигать, то гореть будет только его поверхность. Такое горение будет медленным и даст мало тепла.

Что необходимо?

Придумать способ эффективно сжигать отходы перегонки нефти.

Что предложил Шухов

За эту задачу и взялся Владимир Шухов в 1874 году, ещё будучи студентом училища. Он понимал, что для хорошего горения мазута нужна большая площадь его соприкосновения с воздухом. А для этого лучше всего превратить его в воздушную взвесь, то есть в мельчайшие капельки, распылённые в воздухе. Поскольку таких капелек во взвеси очень много, то и общая площадь горения очень велика.

На этом принципе работает форсунка Шухова. Горячий пар смешивается с мазутом – так получается взвесь, которая хорошо горит. Точно так же работает форсунка в двигателе автомобиля – только тут она распыляет бензин с помощью воздуха.

Шухов не был первым, кто придумал форсунку. Но именно его модель оказалась так хороша, что Дмитрий Менделеев поместил это скромное, на первый взгляд, изобретение на обложку своей книги «Основы фабрично-заводской промышленности».