Шуховские башни: история и судьба гиперболоида

Роман Алексея Толстого «Гиперболоид инженера Гарина» вдохновлён вполне реальным сооружением — башнями Владимира Шухова, русского инженера, который ещё в конце XIX века разработал конструкцию, до сих пор используемую при строительстве небоскрёбов и телебашен по всему миру.

Владимир Григорьевич Шухов придумал гиперболоидную конструкцию в 1896 году — и сразу же показал её публично на Всероссийской художественной выставке в Нижнем Новгороде. Принцип прост и одновременно неочевиден: башня набирается из прямых стальных прутьев, перекрещенных под углом, и в итоге образует форму однополостного гиперболоида. Никаких изогнутых элементов, только прямые балки — а на выходе получается кривая поверхность, которая при минимальном расходе металла держит огромные нагрузки.

За следующие десятилетия по его проектам было возведено более 200 башен в России и за рубежом. Японцы, швейцарцы и чехи строили гиперболоиды по патенту Шухова. В России к сегодняшнему дню уцелели только две такие конструкции — на Оке под Нижним Новгородом и на Шаболовке в Москве.

Шуховская башня на Оке

Строительство началось в 1927 году. За два года на левом берегу Оки были возведены три пары многосекционных стальных башен-опор высотой 128, 68 и 20 метров — линия электропередачи переходила реку сразу в нескольких точках. Самая высокая из них, 128-метровая, не имела аналогов среди опор ЛЭП нигде в мире и была выполнена в виде несущей сетчатой оболочки.

Четыре меньших башни снесли после изменения маршрута линии электропередачи. Двум оставшимся присвоили статус культурного наследия — что не помешало одной из них быть разобранной на металлолом в 2005 году. Об этом написали немецкие газеты.

Единственная оставшаяся башня на Оке состоит из пяти 25-метровых секций, каждая из которых представляет собой однополостный гиперболоид вращения из прямых балок, упирающихся концами в кольцевые основания. Верхнюю секцию венчает горизонтальная стальная траверса длиной 18 метров для крепления высоковольтных проводов. Фундамент — круглая бетонная плита диаметром 30 метров.

Весной 2005 года, одновременно с разборкой соседней башни, у этой украли 16 из 46 стальных балок цокольной секции. Три года конструкция держала на себе провода высоковольтной линии, не имея трети основания. Реконструкция 2008 года вернула башне первоначальный вид.

Каждую весну основание башни полностью уходит под воду во время паводка и неделями выдерживает напор воды и льда. К маю 2009 года берег укрепили, вокруг установили ограждение, к концу года рядом появилось здание охраны и прогулочная набережная.

Западные инженеры оценили башню на Оке выше московской — именно её, а не Шаболовскую, называли более совершенной конструкцией и предлагали включить в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.

Шаболовская башня

Строительство радиобашни на Шаболовке шло с 1919 по 1922 год — в разорённой войной стране, при остром дефиците металла. Именно нехватка стали изменила масштаб проекта: первоначально Шухов рассчитывал башню высотой 350 метров, что было бы на 45 метров выше Эйфелевой — при этом в три раза легче её по весу конструкции. Металла хватило на 148,3 метра.

19 марта 1922 года с башни началось радиовещание. Образ конструкции произвёл настолько сильное впечатление, что именно он лёг в основу «Гиперболоида инженера Гарина» — романа, который Толстой начал писать вскоре после завершения строительства.

Позже башня немного «подросла»: после монтажа двух траверс и флагштока её верхушка оказалась на отметке 160 метров. 10 марта 1939 года отсюда начались регулярные телетрансляции — четыре раза в неделю по два часа. Силуэт башни долгое время служил заставкой советского телевидения, в том числе «Голубого огонька».

Башня состоит из шести 25-метровых секций, установленных на круглом бетонном фундаменте диаметром 40 метров. Все детали соединялись заклёпками — не сваркой и не болтами. Это принципиальный момент: заклёпочное соединение допускает микросмещения элементов, благодаря чему конструкция самокомпенсирует нагрузки от ветра и температурных перепадов. Сетчатая оболочка при этом почти не создаёт ветрового сопротивления.

При позднейшей реставрации часть элементов приварили и скрепили болтами. Подвижное основание забетонировали. Принцип самокомпенсации оказался нарушен.

Сегодня башня по-прежнему огорожена и закрыта для посещения. В 2014 году её едва не снесли: городские власти заявляли о нецелесообразности реставрации, и только широкая огласка — включая обращения международных архитекторов и инженерных организаций — остановила этот план. Башня устояла, но её будущее до сих пор не определено окончательно.

Гиперболоид после Шухова

Первой страной, применившей шуховский принцип после СССР, стала Япония. В 1963 году в порту Кобе была построена 108-метровая телебашня с характерной гиперболоидной формой, выкрашенная в красно-белый цвет.

В 1968 году 100-метровую башню по тому же принципу возвели в Чехии. В 2003 году аналогичная конструкция выросла в Цюрихе. Идеи Шухова были использованы и при проектировании небоскрёбов комплекса «Москва-Сити».

Крупнейшим воплощением гиперболоидной идеи стала Гуанчжоуская телебашня в Китае высотой 610 метров — строительство завершилось в 2010 году. Перетянутая «талия» посередине — тот же геометрический принцип, что и у ажурных опор Шухова на Оке.

Гуанчжоуская башня входит в число рекордсменов планеты — о других самых высоких телебашнях мира можно прочитать отдельно.

На выставке «Лучшие конструкции и сооружения в архитектуре XX века», прошедшей в Мюнхене в 2003 году, был установлен позолоченный шестиметровый макет Шаболовской башни. Силуэт башни в разное время использовали как логотип Центр Помпиду в Париже.

В апреле 2006 года в Москве прошла международная конференция «Heritage at Risk. Сохранение архитектуры XX века и Всемирное наследие». 160 специалистов из 30 стран признали Шуховскую башню одним из семи наиболее значимых памятников русского архитектурного авангарда.

На Сретенском бульваре в Москве установлен памятник Владимиру Григорьевичу Шухову.