Советские инженеры - [11]

Покинув Баку, Шухов отнюдь не оставил нефтяную тематику. Следом за решением вопроса о трубопроводах он обратился к резервуарам, ибо то, что видел он на промыслах, поражало своей убогостью и примитивностью. Уже упоминавшиеся земляные ямы-хранилища не только приводили к большим потерям нз-за просачивания пефтн в землю: это бы еще полбеды — ее много таила в себе земля Апшерона. Но, просочившись, нефть отравляла окружающую местность, превращая ее в мертвую черную пустыню. К тому же велика была и опасность пожара — не только от неосторожного обращения с огнем, но и от вполне «естественных» причин, например от удара молнии.

И вновь Шухов берется за теорию. Решения иных вопросов практики она подсказать не в состоянии. И тогда приходится облекать эти вопросы в математическую форму и обращаться к фундаментальным основам теоретической механики. Вновь возникает зрительный, но выраженный чисто геометрически образ. Ведь что такое, в сущности, резервуар? Не что иное, как балка или брус, лежащие на упругом основании. Такое истолкование позволяет вывести главное уравнение системы — дифференциальное уравнение четвертого порядка, описывающее изгибание оси балки под тяжестью действующих на нее сил. А потом приходит время вывода и уже чисто расчетных формул. Их снова две: одна определяет наивыгоднейшую высоту резервуара, вторая — наименьший вес необходимого металла. Исследования, проведенные Шуховым, показали к тому же, что для сооружения больших резервуаров вовсе не нужны массивные и дорогие каменные фундаменты. И усиливающих конструкцию дна балок тоже не нужно: достаточно насыпать песчаную подушку, а днище сделать упругим, склепав его из листового металла. Первый резервуар для керосина по системе Шухова был построен в 1883 году в Астрахани и вмещал 300 тысяч пудов. Диаметр его превышал 30 метров, высота составляла без малого восемь с половиной метров. В дальнейшем фирма Бари построила свыше двадцати тысяч (!) шуховских резервуаров. Иные из них служат и по сей день.

Нередко вспоминая перепачканных нефтью рабочих возле скрипучих воротов скважин, Шухов часто задумывается о том, как усовершенствовать процесс извлечения нефти на поверхность. И находит решение: поднимать ее сжатым воздухом. В самом деле — ведь достаточно по тонкой трубе накачать в нефтеносный слой воздух под давлением, чтобы под его напором нефть устремилась к опущенной в скважину трубе и начала подниматься. Так родилась система, получившая впоследствии название «эрлифт», то есть «воздушный подъемник». Над ней Шухов работал в середине восьмидесятых годов. Его изобретение высоко оценил Менделеев и горячо рекомендовал промышленникам поскорее внедрить его в практику. Промышленники, однако, не торопились: их вполне устраивало куда более примитивное, но и более дешевое устройство, распространившееся к этому времени, — желонки. Так назывались длинные цилиндрические ведра с особым клапаном на дне. Желонку опускали в скважину, клапан открывался, и она наполнялась нефтью. Затем клапан закрывался и желонку поднимали на поверхность. Разумеется, это было более удобно, чем черпать топливо обычными ведрами или бурдюками.

Копеечная расчетливость перевесила доводы Менделеева и самого Шухова. Занятый множеством разнообразных дел, он так и не запатентовал свою систему. Патент на подобное, впрочем, куда более примитивное устройство получил в 1892 году некий Юлиус Поле — немецкий изобретатель. Фирма «Мамут» купила его патент и начала выпускать в небольших количествах так называемые «мамут-насосы», во многом уступавшие шуховским, год рождения которых — 1886-й.

Впоследствии, однако, система эрлифта получила широкое применение. Но произошло это уже после революции и национализации нефтяной промышленности — так, в 1928 году эрлифтами добывалось около трети всей бакинской нефти. В последующие годы такая система распространилась и на другие области техники, даже на угольную промышленность: здесь сжатым воздухом не без успеха пробовали поднимать на поверхность погруженные в воду куски угля. Эрлифт и по сей день одна из идей, привлекающих инженеров своей простотой и целесообразностью.

И еще несколько систем насосов разработал Шухов: шнуровые, где жидкость бесконечной лентой (шнуром) увлекалась вверх вследствие прилипания ее и сил внутреннего трения, поршневые с гибким тросом взамен жесткой штанги, обладавшие высоким коэффициентом полезного действия и большей скоростью, и так называемые прямодействующие паровые, где поршни паровою и нефтяного цилиндров насаживались на общий шток, что значительно упрощало и облегчало конструкцию всего агрегата, позволяло уменьшить его размеры и существенно снизить стоимость. Такие насосы оказались особенно полезными при перекачке по трубопроводам нагретого мазута. Эта идея также была впервые разработана и осуществлена Шуховым.

Если человека наших дней спросить: в чем заключается главная ценность нефти как полезного ископаемого, ответы, разумеется, будут разные. Большинство скажут, что нефть — это прежде всего топливо. Точнее, не сама она в сыром виде, а получаемые из нее различные виды горючего, в первую очередь бензин. Некоторые, вспомнив знаменитое высказывание Менделеева о том, что «топить можно и ассигнациями», будут настаивать, что наиболее ценным качеством нефти следует считать ее способность быть первоклассным сырьем для производства всевозможных синтетических веществ, этой «второй природы» современного мира. Ближе к истине все же будут первые: несмотря на усиленные исследования и ясно осознаваемый экологический вред, наносимый сжиганием нефтяных продуктов, получаемое из нефти моторное топливо пока еще заменить нечем. А моторным топливом номер один был, остается и в ближайшем будущем останется бензин. Главным же способом его извлечения из нефти является процесс, получивший название «крекинг» (от английского глагола «to crack» — «раскалывать, расщеплять»).