Первопроходец

Иногда его называют Брюнелем, иногда — Брунелем. Иногда — Марком Изамбаром, порой — Марком Изамбардом. Такая путаница в именах объясняется тем, что Марк Изамбар Брюнель (мы будем называть его так) был французом, но большую часть жизни провел в Англии, куда изобретателя привела его непростая судьба.

Марк Изамбар Брюнель.

Марк Изамбар Брюнель родился 25 апреля 1769 года в Аквиле — это Нормандия, французский департамент Эр. Отец его был фермером. Первоначальное образование мальчик получил в Жизорском колледже вблизи знаменитого замка. Отец Марка очень хотел, чтобы сын стал священником, и по окончании колледжа отдал его на обучение в семинарию в Руане. Однако юноша не имел никакой склонности к духовному званию — его интересовала механика, против которой категорически возражал отец. 

Конфликт разрешился компромиссом: в 1786 году Марк Изамбар поступил на службу во французский флот. Забегая вперед, скаламбурим, что это сослужило ему хорошую службу: именно на флоте наш герой познакомился с корабельным червём, благодаря чему и вошёл в историю. 

Брюнель служил в Вест-Индии, а в январе 1792 года, когда его экипаж был распущен, возвратился в Руан. Как раз в это время во Франции разразилась революция. Как и большинство жителей Нормандии, Изамбар сочувствовал роялистам. В январе 1793 года он присутствовал в Париже на процессе Людовика XVI, на котором монарха приговорили к смерти. Там будущий сэр Брюнель неосторожно предсказал скорое падение Робеспьера — и вынужден был бежать в Гавр, где сел на американское судно Liberty и отправился в Нью-Йорк. Прибыв в Америку 6 сентября 1793 года, молодой человек наконец-то смог полностью посвятить себя изучению механики. 

Две черты отличали его — любознательность и наблюдательность. Он брался за любые проекты, всё ему было интересно. Он участвовал в проекте соединения Гудзона с озером Шамплейн и даже представил собственный проект здания Капитолия в Вашингтоне. 

Канал Шамплейн, карта середины XIX века.

Проектирование канала Шамплейн начали обсуждать ещё в конце 1780‑х годов. Первые предварительные изыскания и оценки были проведены в 1793 году, когда в законодательное собрание штата Нью‑Йорк был представлен отчёт с результатами обследований и расчётами коммерческой выгоды. Позднее, в 1812 году, подготовили новое предложение по проекту, а в 1817‑м власти окончательно утвердили план и выделили финансирование для строительства.

Канал Шамплейн, соединивший реку Гудзон с озером Шамплейн, строили с 1817 по 1823 год — его открытие 10 сентября 1823 года совпало с запуском значительной части Эри‑канала и стало важным событием для транспортной системы Нью‑Йорка. Благодаря каналу заметно оживилась торговля: по нему перевозили лес, железо и другие товары, а поселения вдоль канала быстро росли. Позднее, в 1903–1918 годах, канал модернизировали, расширив шлюзы, чтобы пропускать более крупные суда, и включили в Нью‑Йоркскую барж‑канальную систему.

Усердие и способности Марка Изамбара были замечены: в 1796 году он получил американское гражданство и был назначен ни больше ни меньше как главным инженером Нью-Йорка. Правда, на этом посту он пробыл всего три года, а затем по приглашению английского адмиралтейства отправился в Британию, чтобы представить изобретенную им машину, которая автоматизировала производство корабельных блоков шкива. 

Брюнель прибыл в Англию 7 февраля 1799 года на корабле Halifax, и на этом его скитания закончились: он остался служить Соединенному Королевству до самой смерти. 

В апреле 1802 года 45 машин Брюнеля были установлены на заводе Портсмута. Уже через шесть лет завод производил 130 тыс. блоков ежегодно, превзойдя в 10 раз предыдущую норму. В 1810 году Брюнель был награжден за своё изобретение 17 тыс. фунтов стерлингов — весьма значительной по тем временам суммой. 

Помимо основной работы, он построил для адмиралтейства пильные мельницы в Чатаме, Кенте и Вулидже и даже работал над станком, серийно выпускающим солдатские ботинки. В 1814 году произошло ещё одно событие, повлиявшее на историю, — в Лондон приехал российский император Александр I, и ему представили Брюнеля. Император заинтересовался учёным и предложил ему разработать проект соединения Адмиралтейской стороны с Васильевским островом в Санкт-Петербурге. Говорят, что даже был заключён контракт. 

Император Александр I. 

Но пока оставим эту встречу в стороне и скажем, что к 1818 году относится самое знаменитое изобретение Брюнеля — проходческий щит. Мы уже упоминали корабельного червя (Teredo navalis). Именно наблюдая за ним, Брюнель изобрёл свою машину. Он заметил, что голова моллюска покрыта раковиной, с помощью зазубренных краев которой червь буравит дерево. Но мало того: он укрепляет стенки прорытого хода подобием известкового раствора. 

Корабельный червь (Teredo navalis).

Этот принцип Брюнель и взял за основу. Конструкция щита представляла собой усиленный чугунный каркас с отдельными отсеками для шахтёров: они могли безопасно вести выемку грунта в забое. Чугунный щит проталкивался под землей домкратами, рабочие убирали из него землю, а щит предохранял их от обвала породы. По мере углубления щита в породу другие рабочие укрепляли образовавшийся тоннель кирпичной кладкой. 

Тоннелепроходческий щит Брюнеля.

Однако между изобретением щита и прокладкой знаменитого тоннеля под Темзой прошло семь долгих лет. За это время Марк Изамбар участвовал ещё во многих проектах, часто невыгодных, на чем и погорел: в 1821 году его на 88 дней посадили в долговую тюрьму. 

Хотя предприятие Брюнеля считалось новаторским и добилось успехов в массовом производстве — в частности, в автоматизации выпуска блоков, — а сам инженер ещё в 1814 году был принят в Королевское общество, его дела постепенно пришли в упадок. Проблемы начались из‑за задержек с платежами со стороны Адмиралтейства, а последующие проекты оказались убыточными. К началу 1821 года Брюнель погряз в долгах, в мае его отдали под суд и поместили в долговую тюрьму Кингс‑Бенч в Саутварке.

В таких тюрьмах заключённым позволяли жить вместе с семьёй, поэтому рядом с Брюнелем всё это время находилась его супруга София. Инженер провёл за решёткой 88 дней, и, не видя шансов на скорое освобождение, стал вести переписку с Александром I: он рассматривал возможность переехать с родными в Санкт‑Петербург и поступить на службу к российскому императору. Более того, Брюнель представил проект шоссейной переправы в двух вариантах — мостовом и тоннельном. Так что первый в мире тоннель мог быть построен не в Лондоне, а в Санкт-Петербурге.

Предложение было очень заманчивым. Дело в том, что на тот момент Санкт-Петербург был единственной европейской столицей в которой не было ни одного постоянного моста через реку. Зимой переправлялись по льду, а летом по плашкоутным мостам, которые постоянно приходилось убирать для прохождения судов и во время наводнений и ледоходов — тогда город оставался разорван по сути на несколько частей. Первый постоянный мост через Неву в Санкт‑Петербурге — Благовещенский (позднее Николаевский, затем мост Лейтенанта Шмидта, ныне снова Благовещенский) — открыли лишь в 1850 году.

Санкт-Петербург. Плашкоутный мост. Начало XIX века. 

Когда в Британии осознали, что могут лишиться столь талантливого инженера, влиятельные лица, включая герцога Веллингтона, стали требовать от властей вмешаться. В итоге правительство пошло на шаг: Брюнелю выделили 5000 фунтов стерлингов для погашения долгов в обмен на обещание оставить планы относительно России. Благодаря этому в августе инженер вышел на свободу. Кроме того, в 1825 году Александр I умер, а Николаю I после декабрьского восстания было, конечно, не до изобретателя. 

В начале XIX века Лондон был самым большим городом мира. И уже тогда в нем было крайне тесно. Чтобы попасть с одного берега Темзы на другой, приходилось стоять в очередях. У торговцев портились товары, у всех остальных — настроение. 

Лондон начала XIX века. 

Делались попытки проложить тоннель под Темзой, чтобы разгрузить мост и паромную переправу, не справляющиеся с людским потоком. Так, в 1805 году началась работа над проектом Thames Archway, в качестве рабочих задействовали опытных корнуэльских шахтёров. Однако уже в 1807 году стройка столкнулась с серьёзной проблемой: в выработке появились зыбучие пески, из‑за чего трудиться стало крайне опасно. В итоге проект свернули, хотя к тому моменту успели пройти 305 метров тоннеля шириной 60–80 см и высотой 1,5 м — непонятно зачем. Комиссия экспертов пришла к выводу, что строительство такого туннеля нецелесообразно. Удалось прорыть тоннель только благодаря проходческому щиту Брюнеля... Спустя несколько десятилетий.

Разработанный в 1818 году Брюнелем щит стал прообразом технологий, которые позже широко применяли при сооружении лондонского метро и других масштабных тоннелей. Инженер твёрдо верил в успех своей методики и активно добивался поддержки: он рассылал обращения всем влиятельным лицам, способных повлиять на судьбу проекта. Его усилия дали результат: в 1824 году с изобретателем заключили контракт, и новая Thames Tunnel Company в феврале 1825 года приступила к строительству тоннеля, предназначенного для гужевого транспорта. 

Строительство тоннеля.

У каждого работника была своя ячейка. 36 ячеек, 36 человек, каждый роет по 10 см. Фото: http://n-metro.ru/

В строительстве тоннеля под Темзой Марку Брюнелю активно помогал его сын — Изамбард Кингдом Брюнель, которому на тот момент исполнилось всего 18 лет. Брюнель-старший задумал проложить тоннель на глубине не более четырнадцати футов ниже самого низкого уровня речного русла, однако именно этот расчёт впоследствии обернулся серьёзными трудностями.

Дополнительным препятствием стала позиция Уильяма Смита, председателя компании: он считал тоннелепроходческий щит излишней и слишком дорогой конструкцией и был убеждён, что тоннель удастся возвести дешевле, опираясь на традиционные методы. Смит настойчиво добивался отстранения Брюнеля от должности главного инженера и всячески подрывал его авторитет. Тем не менее эффективность щита быстро подтвердилась на практике.

Во время работ и сам Брюнель, и его помощник-инженер серьёзно страдали из‑за плохого самочувствия. В какой‑то момент нагрузка почти полностью легла на плечи молодого Изамбарда — ему пришлось вести ключевые процессы практически в одиночку.

Проект стоил колоссальных усилий. Достаточно сказать, что работы продолжались почти два десятка лет — до 1843 года. Главной заботой строителей была защита от воды, поскольку своды тоннеля находили всего в нескольких метрах от дна реки. И все равно несколько раз уберечься не удалось.

Из‑за того, что тоннель проходил в опасной близости от русла реки, в забое неоднократно случались затопления. Особенно тяжёлой оказалась ситуация в мае 1827 года: тогда пришлось срочно заделывать огромную пробоину, образовавшуюся на дне Темзы. После того как вода прорвалась в первый раз, Брюнель устроил в тоннеле банкет, чтобы убедить общественность в абсолютной безопасности сооружения. Однако меньше чем через год по той же причине погибло шесть рабочих, после чего работы были приостановлены на семь лет. 

Авария на строительстве тоннеля.

Банкет в тоннеле.

Финансовые ресурсы Thames Tunnel Company постепенно истощались. Несмотря на попытки привлечь дополнительное финансирование, к августу 1828 года работы пришлось остановить, а тоннель — законсервировать. Разочарованный непрекращающимся противодействием со стороны председателя, Брюнель подал в отставку. В последующие годы он занимался разными проектами в сфере гражданского строительства и, в частности, поддерживал сына в работе над проектом Клифтонского подвесного моста (об этом ещё расскажем ниже).

В таком виде тоннель был законсервирован на несколько лет.

Перелом наступил в марте 1832 года, когда Уильяма Смита сняли с поста председателя Thames Tunnel Company — именно он на протяжении всего проекта оставался главным источником сложностей для Брюнеля. В 1834 году правительство согласилось выдать компании заём в размере 246 000 фунтов стерлингов. Старый проходческий щит весом 80 тонн демонтировали и заменили новым, усовершенствованным: его масса достигала 140 тонн, а конструкция состояла из 9000 деталей, которые требовалось собрать непосредственно под землёй.

Работы возобновились, но проблемы не исчезли: тоннель по‑прежнему периодически затапливало, а насосы далеко не всегда справлялись с объёмом поступающей воды. Шахтёры постоянно находились в тяжёлых условиях — им приходилось трудиться в загрязнённой воде, из‑за чего многие серьёзно заболевали. Когда проходка приблизилась к берегу Уоппинга, начали сооружать вертикальную шахту — по аналогии с той, что была построена в Ротерхайте. Эти работы стартовали в 1840 году и продолжались тринадцать месяцев.

24 марта 1841 года Марк Брюнель был возведён в рыцарское достоинство молодой королевой Викторией — это произошло по предложению принца Альберта, который живо интересовался ходом строительства тоннеля. Тоннель поэтапно открывали для публики: сначала его часть со стороны Уоппинга стала доступна 1 августа 1842 года. Однако уже 7 ноября того же года Брюнель перенёс инсульт, на время парализовавший правую сторону его тела. Несмотря на подорванное здоровье, инженер нашёл силы принять участие в официальной церемонии открытия тоннеля, которая состоялась 25 марта 1843 года.

Торжественная церемония открытия тоннеля.

Тоннель, обессмертивший его имя, имел длину 396 м, ширину 11 м и высоту 6 м. Первоначально он был пешеходным, и в первый же день через него прошло 15 тыс. человек, а за первые 15 недель — более миллиона. Это был своеобразный аттракцион. Это сейчас звучит забавно, а представьте: почти 200 лет назад пройти пешком под рекой. Никакой значимой транспортной функции тоннель тогда не нёс, рядом был (и есть) мост через Темзу по которому двигались все транспортные потоки. Названный восьмым чудом света, тоннель Брюнеля стал первым в мире тоннелем, проложенным в мягком грунте под судоходной рекой, и первым, при строительстве которого применили проходческий щит. 

В 1869 году тоннель стал железнодорожным, а в 1948-м был включен в систему лондонского метро (если быть точнее, то Восточной линией железной дороги Overground, типа нашего МЦК). Качество кладки оказалось настолько высоким, что первый капитальный ремонт произвели только в 1995 году.

Портал тоннеля.

Изначально тоннель использовался исключительно для пешеходов и гужевого транспорта.

Тоннель Брюнеля сегодня.

Завершение строительства Темзенского тоннеля (Thames tunnel), именно так он официально называется — главного дела жизни Марка Брюнеля — далось ему огромной ценой: здоровье инженера было серьёзно подорвано. После этого он уже не брался за масштабные самостоятельные проекты, но продолжал поддерживать сына Изамбарда, участвуя в его работах и делясь опытом. Брюнель искренне гордился успехами наследника и не упускал возможности быть рядом в важные моменты — так, он присутствовал на спуске на воду парохода SS Great Britain в Бристоле 19 июля 1843 года.

В 1845 году состояние Брюнеля резко ухудшилось: он перенёс ещё один, куда более тяжёлый инсульт, после которого оказался почти полностью парализован с правой стороны. Силы постепенно покидали инженера, и 12 декабря 1849 года, в возрасте 80 лет, Марк Брюнель скончался. Его похоронили на лондонском кладбище Кенсал‑Грин. Позже на том же участке нашли последний приют его жена София, а спустя всего десять лет — и сын Изамбард.

Семейное захоронение Брюнелей.

Строительством тоннеля Марк Изамбар Брюнель (старший) положил начало развитию современного метрополитена. Британское правительство высоко оценило заслуги Брюнеля. Он занял пост вице-президента Лондонского королевского общества наук (редкая честь для иностранца), был рыцарем ордена Бани. Умер 12 декабря 1849 года в Лондоне в возрасте 80 лет, похоронен на столичном кладбище Кенсал-Грин. Сегодня метро строят современные тоннелепроходческие комплексы, не идущие ни в какое сравнение с щитом Брюнеля, но он был первым. Первопроходцем.

Не лишним будет вкратце рассказать о его сыне. Изамбард Кингдом Брюнель — один из самых ярких инженеров викторианской эпохи: его идеи нередко опережали время, а даже неудачные проекты оказывались технологически смелее достижений конкурентов. Конечно же, самой важной вехой в его карьере стало участие в строительстве первого в мире подводного туннеля под Темзой — ещё в 18 лет он помогал отцу, Марку Брюнелю, а в периоды болезни отца фактически руководил работами. Трагическим эпизодом стала авария 1828 года: прорыв воды едва не стоил Брюнелю-младшему жизни. Часть стены тоннеля не выдержала, и в шахту с оглушительным рёвом ворвался поток мутной воды. Стихия подхватила Изамбарда Брюнеля, швыряя его из стороны в сторону и колотя о камни. Казалось, спасения нет — но в решающий миг его помощник, рослый и крепкий мужчина, молниеносно схватил Брюнеля за шиворот и удержал, не дав сгинуть в бурлящем потоке. Последствия той катастрофы оказались тяжёлыми: Брюнель так и не смог до конца оправиться. Травмы, полученные в тот день, долгие годы давали о себе знать и, вероятно, серьёзно подорвали здоровье, приблизив его преждевременную кончину.

Изамбард Кингдом Брюнель (1806 - 1859) — человек маленького роста, но с невероятно смелыми и великими мечтами.

Брюнель прославился и собственными масштабными проектами: он возводил мосты один за другим (в том числе знаменитый Клифтонский подвесной мост) — дело у него выходило блестяще, лучше, чем у многих современников. 

Клифтонский подвесной мост, спроектированный Брюнелем-младшим. Один из красивейших мостов Британии.

Но в какой‑то момент прежние успехи перестали его увлекать: в голове вспыхнула новая идея, и он без колебаний оставил привычную работу.

Его захватила мысль создать «Пневматическую пассажирскую железную дорогу». И это в первой половине XIX века! В эпоху грохочущих, пыхтящих и густо дымящих локомотивов он мечтал о совершенно ином транспорте — тихом, чистом, лишённом привычного парового грохота. Задумка была изящной: сами поезда должны были двигаться за счёт сжатого воздуха, а паровые двигатели — работать не на борту составов, а на стационарных насосных станциях вдоль маршрута.

Проект не остался на бумаге: удалось запустить 32‑километровую линию. Результаты впечатляли: поезда разгонялись до 113 км/ч — по меркам того времени это была поразительная скорость. Но, несмотря на технический прорыв, проект оказался не по карману: затраты вышли слишком большими, и от пневматической дороги в итоге отказались.

Пневматическая железная дорога Брюнеля-младшего.

Помимо мостов и железных дорог Изамбард Брюнель строил и революционные по тем временам корабли. Среди них — пароход «Great Britain», ставший первым в мире полностью железным винтовым судном с водонепроницаемыми отсеками, и гигантский «Great Eastern»: длиной 211 метров, он был задуман как трансатлантический лайнер и намного превосходил по размерам суда своего времени.

«Great Western» – один из первых кораблей Бр.неля. Обратите внимание насколько меньше все окружающие его корабли. Он был самым большим судном своего времени, но пройдет всего 20 лет и Изамбард создаст корабль в 10 раз больше размером!

«Great Eastern» (первоначально названный «Левиафан») возвели всего за три года — это был исполин длиной 211 метров и водоизмещением 32 000 тонн: по масштабам он впечатлял даже в сравнении с «Титаником», появившимся полвека спустя. С самого начала над кораблём будто нависла тень рока. Несчастье случилось уже при спуске: сорвавшаяся лебёдка убила двоих рабочих и покалечила ещё троих — Брюнель тяжело переживал эту трагедию. А в сентябре 1859 года, спустя день после выхода в первый пробный рейс, на судне взорвался котёл: погибли 6 человек, 9 получили ранения. Известие об аварии стало для Брюнеля-младшего сокрушительным ударом — его сердце не выдержало, и он скончался.

Взрыв парового котла на «Great Eastern».

Дальнейшие злоключения лишь укрепляли дурную славу корабля: утонули капитан и двое пассажиров во время перехода на шлюпке, а в 1862 году судно наскочило на подводную скалу — и всё же не пошло ко дну благодаря надёжной конструкции. Публика даже заключала пари, когда «Грейт Истерн» окончательно погибнет. В 1888 году его продали на металлолом, а во время 18‑месячной разборки между слоями корпуса нашли два скелета — взрослого клепальщика и мальчика‑подмастерья, погибших ещё при строительстве. Ходили слухи, что именно эта страшная тайна и обрекла корабль: куда бы он ни плыл, он неизменно вёз с собой два трупа.

Несмотря на мрачную легенду, «Грейт Истерн» сумел вписать себя в историю: именно он проложил трансатлантический телеграфный кабель, впервые надёжно связав континенты, и в общей сложности уложил 50 000 километров океанических кабелей. Так, сквозь череду бед и дурных предзнаменований, корабль Брюнеля всё же выполнил свою великую миссию. 

Так, несмотря на неудачи, проекты отца и сына Брюнелей стали важной частью промышленной революции: они демонстрировали невероятную инженерную смелость и во многом предопределили развитие транспорта и связи в последующие десятилетия. 

Дмитрий Аксёнов, Александр Спарбер