Текст книги "Жизнь Изамбарда Брюнеля, как бы он рассказал ее сам"

Глава 2
Клифтонский мост

Оправившись от несчастного случая в туннеле под Темзой, я предпринял поездку в Плимут, где с большим интересом ознакомился с устройством волнореза[15]15
  Волнорез, защищающий гавань Плимута, сооружался в 1811–1813 годы под руководством инженера Джозефа Видби. Строительство потребовало добычи и транспортировки более четырех миллионов тонн камня. – Прим. А. В.


[Закрыть] и других инженерных сооружений. Кроме того, я съездил в Салташ, откуда за несколько лет до того к отцу обращались за консультацией по поводу строительства висячего моста неподалеку от города. Я убедился, что река Тамар в этом месте – это вовсе не река, а морской залив, но такой длинный и узкий, что и впрямь напоминает чрезмерно широкую реку. В тот приезд я остался при убеждении, что возводить здесь мост если и возможно, то вряд ли имеет смысл по соображениям финансового характера – он обойдется чрезмерно дорого. Разумеется, тогда я еще никоим образом не мог знать, что восемнадцать лет спустя я сам выберу это место для строительства моста Корнуоллской железной дороги и построю его – причем он окажется самым большим и в техническом отношении самым выдающимся из всех моих мостов.

Остаток 1828 года и большую часть года 1829-го я был занят научными исследованиями и много времени посвящал общению с г-ном Фарадеем.

Незадолго до того – кажется, в 1823 году – г-н Фарадей сделал важное открытие. Оказалось, что при определенных температуре и давлении многие газы могут переходить в жидкое состояние. При этом полученные из них жидкости показывают огромную силу расширения при малейшем увеличении температуры, если же понизить ее – возвращаются в свое первоначальное состояние. Г-н Фарадей незамедлительно опубликовал результаты своих исследований. Один из его докладов, зачитанных перед Королевским обществом, назывался «О применении жидкостей, полученных путем конденсации газов, в качестве механических агентов». В нем г-н Фарадей ставил вопрос о возможности практического применения своего открытия: «Величина упругой силы, находящейся в зависимости от давления, увеличивается за счет силы расширения, зависящей от температуры».

Открытие этой новой силы показалось моему отцу столь важным, что сэр Марк Изамбард вскоре провел серию экспериментов, стремясь выяснить возможность использования жидкого газа в качестве механического фактора. Ему представлялось, что в идеале можно будет заменить водяной пар, работающий в паровых двигателях, другими, более эффективными агентами.

Первые эксперименты состоялись в Челси, однако затем отец перевел их под мой контроль на набережную Ротерхит, и теперь все свободное время я посвящал разработке придуманного им «дифференциального двигателя». Важно, что в ту пору я посещал утренние лекции по химии в Королевском институте, а потому имел возможность постоянно общаться с г-ном Фарадеем и подробно обсуждать с ним как результаты своей деятельности, так и планы по ее продолжению.

Вряд ли стоит детально рассказывать о том, как шла работа. Она шла точно так же, как идет всякая изобретательская деятельность. Ты то и дело натыкаешься на новую проблему, которая кажется совершенно неразрешимой. В результате упорного труда, бессонных ночей и бесконечного прокручивания в уме всех обстоятельств задачи, решение в конце концов каким-то чудом обнаруживается – но только для того, чтобы ты, сделав полшага в нужном направлении, уперся в новую, столь же неразрешимую.

Результатом первоначальных экспериментов стало то, что мы с отцом решили попытаться использовать в новом типе двигателя в качестве двигательной силы сжиженную углекислоту. Выбор этого газа был продиктован эффективностью и дешевизной его получения, свойственной ему большой силой расширения и совершенно нейтральным характером, что прекрасно его характеризует, – в отличие от многих других, склонных проявлять поистине взрывной характер. Однако скоро выяснилось, что при помощи насоса получить нужное давление невозможно; а до того момента, когда мы сконструировали и соорудили аппарат, позволяющий получить усилие, необходимое для сжижения газа, прошло немало времени.

Трудности механического характера, возникавшие одна за другой и относившиеся к конструкции и расположению различных частей газового генератора и приемника сжиженного газа, были постепенно преодолены. Сжиженный газ не только поступал в приемник, но его удавалось удерживать в нем как при давлении в 30 атмосфер при обычных температурах, так и при 100 атмосферах при незначительном нагревании.

Пришла пора создать рабочий цилиндр, способный выдержать давление не менее 1400 фунтов[16]16
  Английский фунт соответствует 0,4536 кг. – Прим. А. В.


[Закрыть] на квадратный дюйм, – задача тем более серьезная, что любая ошибка в расчетах или качестве изготовления могла привести к весьма серьезным последствиям.

Когда мы опробовали и отвергли все известные способы сочленений, способных выдержать высокое давление, было разработано принципиально новое устройство. Оно требовало совершеннейшего мастерства в изготовлении, зато было избавлено от необходимости иметь какое-либо уплотнение вообще. Этот важный шаг в скором времени позволил нам считать цилиндр готовым к использованию.

Теперь предстояло сконструировать машину, способную использовать упругую силу, заключенную в цилиндр. Ежедневно мы сталкивались с новыми трудностями. Каждую из них удавалось преодолевать – но найденное решение порождало новые, еще более серьезные.

Нет нужды описывать здесь различные приспособления, разработанные нами для передачи упругой силы в цилиндре малого диаметра на поршень другого цилиндра – гораздо большего диаметра. Достаточно сказать, что после нескольких лет экспериментов, в которые было вложено немало денег, приняв во внимание стоимость жидкой углекислоты, сложность предотвращения утечки и, безусловно, дороговизну созданного нами устройства, я заключил, что применение сжиженной углекислоты как тяговой силы не может предоставить достаточного преимущества в отношении экономии топлива.

Может быть, кому-то мой вывод покажется поспешным, и он захочет продолжить работу в этом направлении. Техника не стоит на месте, возможно в будущем что-нибудь изменится. Но пока у меня была возможность следить за научными публикациями, никто не возобновлял подобных исследований и не пытался создать машину, приводимую в действие упругой силой сжиженного газа, – создание которой, как это сейчас общеизвестно, завело в тупик изобретательский гений сэра Марка Изамбарда Брюнеля. Ну и мой, разумеется, тоже.

* * *

Осенью 1829 года я услышал, что в Бристоле объявлен конкурс на проект подвесного моста.

Обстоятельства затеи были таковы.

В 1753 году некий Альдерман Вильям Вик завещал сумму в 1000 фунтов стерлингов Обществу торговых предпринимателей Бристоля с условием вложения ее под проценты. Деньги должны были расти до той поры, когда общая сумма достигнет 10 000 фунтов стерлингов. Тогда ее следует пустить на возведение каменного моста через реку Эйвон, чтобы соединить центральные части городов Клифтон и Ли. Альдерман Вик писал при этом, что «слышал» и «верит» в то, что сооружение такого моста, во-первых, возможно и, во-вторых, может быть осуществлено именно на ту сумму, которая им означена.

Не знаю, думал ли глубокоуважаемый Альдерман Вильям Вик, подписывая у нотариуса документ, об инфляции. Так или иначе, когда указанная им сумма накопилась и был назначен комитет для рассмотрения вопроса о том, каким образом исполнить завещанное Альдерманом Виком, то даже при самом поверхностном расчете оказалось, что расходы на возведение моста составят никак не менее 90 тысяч фунтов.

Стало очевидно, что от подобной идеи придется отказаться – по крайней мере, до того момента, пока сумма не вырастет соответствующим образом – на что в ближайшее время, как вы сами понимаете, никто рассчитывать не мог.

Тем не менее комитет объявил о конкурсе на проект висячего моста, предполагая по его итогам точнее оценить стоимость и, если она окажется не столь высокой, все же взяться за дело, имея в виду собрать недостающие деньги по подписке.

Я приехал в Бристоль, изучил местность, выбрал четыре разные точки в пределах границ, обозначенных в объявлении о конкурсе, и набросал проект для каждой из них. К назначенному сроку я отправил их в комитет, сопроводив, разумеется, обширными пояснениями.

Выбирая способ строительства, единый для всех четырех проектов, я опирался на принцип, которым всегда руководствовался впоследствии и который состоял в том, чтобы, как я означил в записке, «использовать все, что признано полезным в подобных работах, прибегнуть к имеющемуся опыту и соединить последние достижения с необходимыми мерами предосторожности».

Я объяснял, почему отказываюсь от идеи разделения пролета моста на две или три части. Во-первых, в этом не было необходимости. Вдобавок стоимость одной опоры, достаточно высокой, чтобы удерживать цепь, составит по меньшей мере 10 000 фунтов стерлингов. Для удешевления строительства я и рекомендовал принять конструкцию пролетов, самый короткий из которых далеко превосходил любой из построенных где бы то ни было ранее.

В конструкции цепи я отказывался от коротких соединительных звеньев, которые тогда использовали при сооружении висячих мостов, и предложил метод, принятый повсеместно сегодня и состоящий в том, чтобы соединять каждую группу звеньев с прилегающей при помощи заклепки, продеваемой в обе части. Количество соединений и заклепок уменьшалось, таким образом, вдвое, расходы существенно сокращались, одновременно с чем уменьшался и вес.

Еще одним усовершенствованием, позволившим еще более уменьшить вес цепей, было то, что я предложил довести длину их частей до 16 футов, то есть почти вдвое больше, например, самых длинных участков цепи моста Менай, что висит между островом Англси и Уэльсом. Тем самым я хотел обеспечить приблизительно равное натяжение различных участков цепи при условии не совсем равного расстояния между отверстиями звеньев.

Я намеревался также – и тоже впервые – использовать в опорах перекрытия уравнительные балки, чтобы обеспечить одинаковость нагрузки на все цепи. Благодаря придуманной мной конструкции можно было иметь всего несколько точек подвески, и мост не должен был выглядеть как еж, ощетинившийся множеством подвесных стержней.

Кроме того, во всех четырех проектах я предусмотрел особенности конструкции, что предотвращали волнообразные движения моста и служили защитой от воздействия сильных ветров. Кое-что было заимствовано из того, что отец с успехом использовал при создании своих мостов на острове Бурбон.

Скоро я узнал, что из двадцати двух проектов, поданных к рассмотрению, достойными изучения признаны работы только пяти участников, среди которых оказались и мои. Нечего и говорить, что я был весьма польщен этим обстоятельством и полон надежд на безусловную победу, которая, как я не без оснований полагал, существенным образом отразится на моей будущей профессиональной карьере.

Однако неожиданно возникло препятствие, поначалу показавшееся мне непреодолимым.

Комитет торгового общества по понятным причинам объявил себя неспособным принимать решения относительно достоинств разных проектов и обратился к г-ну Телфорду, выдающемуся инженеру своего времени, конструктору знаменитого висячего моста через пролив Менай, с просьбой выступить в качестве советника и судьи по данному вопросу.

К моему несчастью, г-н Телфорд считал, что максимально допустимой для висячего моста является длина пролета моста Менай, то есть менее 600 футов, и что предлагаемый мною мост, несмотря на всю его красоту и оригинальность, с большой вероятностью будет опрокинут при сильном ветре.

Его суждение означало гибель любого проекта, в котором вместо двух или более коротких перекрытий предполагалось одно большое, к тому же лишенное опор-пилонов. Я попросил разрешения отозвать свои проекты из конкурса.

Однако вскоре г-н Телфорд сообщил комитету, что ни один из оставшихся проектов не может быть принят без сколько-нибудь существенных изменений. Фактически это означало необходимость объявления конкурса заново и получения новых проектов. Но комитет нашел чудный выход: он обратился к самому г-ну Телфорду с просьбой о разработке его собственного проекта.

Сказать, что я был разочарован таким поворотом событий, это ничего не сказать. Что мне было делать? Я простился с друзьями, которых в Бристоле у меня образовалось множество, и поехал на север, по его главным индустриальным городам, в надежде найти какую-нибудь иную работу.

Между тем г-н Телфорд подготовил свой проект и в январе 1830 года представил его в Бристоле. Он задумал подвесной трехпролетный мост (длина центрального перекрытия равнялась 360 футам, а боковых перекрытий – 180 футов каждое). Цепи удерживались посередине пролетов высокими каменными пилонами, поднимавшимися вверх на обоих берегах и разнесенными на расстояние, достаточное, чтобы не мешать судоходству. Для оформления был выбран «пламенеющий готический» архитектурный стиль. Чтобы подчеркнуть его характерные признаки, поверхности опор покрывала декорированная обшивка, а цепи украшал ажурный орнамент.

Проект был встречен восторженными похвалами. Опубликовали множество гравюр с видами будущего моста с различных точек. Газеты утверждали, что «копии расходятся тысячами». Но через некоторое время оказалось, что чарующий эффект готики быстро проходит: чем больше жители Бристоля смотрели на план г-на Телфорда, тем меньше он им нравился. В конце концов, хотя проект и был передан на хранение в Офис частных законопроектов для ходатайства перед Парламентом, комитет все же принял решение об объявлении второго конкурса…

Теперь г-н Телфорд выступил наравне с другими, как простой конкурсант, а не судья, а его место занял г-н Дэвис Гилберт, бывший президент Королевского общества.

Место для строительства в этот раз оказалось строго назначенным – то самое, которое выбрал г-н Телфорд. К счастью, попечители, по крайней мере, оставили на суд конкурсантов решение – возводить промежуточные опоры или делать полотно моста непрерывным.

Поступило тринадцать проектов. Пять из них, включая мой и г-на Телфорда, отобрали для дальнейшего рассмотрения. 17 марта 1831 года г-н Дэвис Гилберт огласил результаты конкурса. Проект г-на Телфорда был отклонен «по причине несоответствия средств для покрытия стоимости строительства массивных и высоких башен, являющихся частью плана, представленного этим выдающимся лицом».

Мой рассматривали вторым. Несмотря на то что г-н Гилберт в своем докладе согласился с тем, что проект отвечает всем необходимым требованиям прочности и безопасности, у него возникли возражения по поводу множества деталей, и в итоге он также не счел возможным рекомендовать проект к принятию.

Я осмелился попросить его о встрече. По ее итогам на следующий день г-н Гилберт заявил попечителям, что полученные от меня разъяснения существенно изменили его мнение относительно несущественных деталей плана, и теперь он с удовлетворением признает его равным тем, что считает лучшими. А принимая во внимание превосходство моего проекта в отношении прочности, он отдает ему предпочтение перед всеми остальными.

Клифтонский подвесной мост. Рисунок 1842 года

Клифтонский подвесной мост. Чертеж Изамбарда Брюнеля

Клифтонский подвесной мост, г. Бристоль, Великобритания, ок. 1890 года

Вид на город Бристоль, Великобритания, ок. 1890 года

В результате попечительский совет, «ознакомившись с докладом г-на Гилберта и со всеми проектами, включая проект г-на Телфорда, единогласно отдал предпочтение плану г-на Брюнеля» и назначил меня инженером проекта.

Как и предполагалось, объявили подписку. Средства поступали медленно. Реальные работы начались лишь в 1836 году.

Первый камень в основании моста на покрытом лесом берегу города Ли (графство Сомерсетшир) заложил маркиз Нортгемптон, президент Британской ассоциации, ассамблея которой проходила в Бристоле.

Построенный мост отступал от проекта, поскольку мне пришлось пойти навстречу пожеланиям совета попечителей. Длина пролетов его превышала длину в том проекте, что был представлен ко второму конкурсу, но значительно уступала длине пролетов в первом проекте, а именно его я хотел использовать для строительства. То же было и с выбором места. Одобренный ими пролет потребовал строительства очень высокой береговой опоры на берегу Ли – ее высота от поверхности скалы до уровня дорожного полотна составила 110 футов. Над дорожным полотном башня поднимается на 86 футов. На стороне Клифтона основанием такой же башни являются гладкие скалы Сент-Винсент. В этом месте они возвышаются почти перпендикулярно к поверхности реки и достигают высоты 230 футов над уровнем реки во время прилива. Это позволило обойтись строительством совсем небольшой башни-опоры. Башня на стороне Клифтона на 3 фута выше башни на стороне Ли, поэтому дорожное полотно имеет наклон 1/233, то есть около 1,5 градусов. Этот наклон не случаен: я посчитал, что если сделать проезжее полотно строго горизонтальным, будет казаться, что мост заваливается в сторону Клифтона, где берег был очень крут по сравнению с пологим лесистым берегом Ли.

Вообще-то я предполагал следовать тем идеям, что были изложены в докладе 1829 года, и использовать по одной цепи с каждой стороны моста, при этом сделав их значительно прочнее, чем было тогда принято. Но пришлось подчиниться мнению публики и подвесить мост на две цепи с каждой стороны, хотя сам я очень сомневался, что в результате теплового расширения они будут удлиняться одинаково. Эффект неравномерного удлинения я попытался уменьшить, оснастив каждый подвесной стержень сверху натяжной обоймой, которая бы держала обе цепи постоянно и с равной силой. Под дорожным перекрытием, чтобы придать ему необходимую жесткость, пришлось соорудить целую систему треугольных затяжек.

Чтобы смягчить воздействие сильных ветров, я опустил главные цепи по центру моста почти до уровня дорожной платформы, а для борьбы с вибрацией применил систему цепных связей, расположенных под малыми углами. Кроме того, две изогнутые цепи, уложенные горизонтально и укрепленные под платформой моста, должны были помочь мосту противостоять боковым ветрам.

Проектируя крепеж цепей наверху башни, я впервые применил здесь подвижные подставки-тележки, оснащенные колесами и способные несколько перемещаться по горизонтальным рольгангам. Натянутые цепи лежали на них, и в случае удлинения или укорачивания цепи за счет воздействия температуры тележка смещалась. Благодаря этой конструкции башни не испытывали никакого другого давления, кроме вертикального.

Соответственно, был разработан способ с помощью рычагов и гидравлических домкратов снять давление с колес и рольгангов, что в случае необходимости позволяло заменить изношенные части.

Что касается оформления моста, то в конечном счете я решил обратиться к египетскому архитектурному стилю. Позже мой шурин, г-н Джон Кэллкотт Хорсли, член Королевского общества изобразительных искусств, так отзывался о предложенной идее:

«Как можно видеть из набросков г-на Брюнеля, его концепция оформления башен по обеим сторонам моста была поистине грандиозной. Они должны были выглядеть как настоящие египетские. Судя по его проекту, ему удалось поймать сам дух великих развалин Фив. Он собирался одеть башни в металл и, в строгом соответствии с египетским стилем, украсить их изображениями разных фигур, иллюстрирующих строительство моста и производство материалов – начиная с добычи железной руды и ковки железа и заканчивая картинками последнего этапа строительства. Они должны были располагаться на разных ярусах (разделенных прямыми линиями) и покрывать башни сверху донизу в точном соответствии с масштабом изображений на египетских постройках. Он с большим пониманием сделал наброски некоторых фигур, чтобы показать, как он их себе представляет. Я припоминаю замечательную по своему характеру группу мужских фигур, несущих цепь. Г-н Брюнель позвал меня поехать вместе с ним в Мертир-Тидвил, где мы сделали наброски для изображения литейного процесса».

Работы начались со строительства опоры на берегу Ли. Из-за невыполнения подрядчиками своих обязательств работа затянулась и была завершена лишь в 1840 году. Промедление привело к огромным дополнительным расходам в сравнении с первоначальными расчетами. В 1843 году уже вся собранная на строительство сумма (до 45 000 фунтов стерлингов) была израсходована. При этом оставалось выполнить орнаментальное украшение опор (примерная оценка – 4000 фунтов стерлингов), половину оковки, подвеску цепей и стержней; предстояло соорудить дорожное полотно, построить подъездные пути, etc. Завершение всей работы оценивалось в 30 000 фунтов стерлингов.

К сожалению, все усилия по дополнительной продаже подписных акций ни к чему не привели; и в июле 1853 года, когда время, отведенное на строительство моста, закончилось, работы были прекращены и предприятие закрылось.

Впоследствии мне поступало несколько предложений по завершению моста, и я пользовался всякой возможностью, чтобы напомнить о своем незавершенном проекте, в который было вложено столько души… Но, увы, результатов я так и не дождался.

Тем не менее, несмотря на то что Клифтонский мост не был мной достроен до конца, участие в его строительстве – очень важный период моей жизни. Можно не сомневаться, что даже если бы я в 1829 году не узнал о конкурсе или если бы не сумел в нем победить, то все равно стал бы выдающимся представителем своей профессии. Однако эта победа подарила мне возможности, о которых я мечтал, и все, что удалось мне впоследствии, я связываю с этой победой – за которую отчаянно боролся и которую одержал благодаря собственной настойчивости.

Я никогда не забывал о своем долге перед Бристолем, перед помогавшими мне друзьями. И я был бы очень счастлив увидеть завершение своего первого и любимого детища.