Сидней Уитингтон - История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия

В 1953 году американские военные инженеры устранили последнее крупное препятствие для судоходства по Миссисипи. Цепь камней, расположенная к северу от Сент-Луиса, всегда мешала судоходству. Канал «Цепь камней» длиной 8,3 мили имеет среднюю глубину 32 фута, ширину по дну 300 футов и ширину по поверхности 550 футов. Его главный шлюз является крупнейшим в Западном полушарии. Этот шлюз шириной 110 футов может поднять или опустить 1200-футовый караван из барж.

Судоходные каналы служат двум целям. Одни обеспечивают судам доступ туда, куда они иначе не могли бы попасть, другие, такие как Суэцкий канал, сокращают расстояние, которое суда должны пройти между двумя точками. Суэцкий канал сокращает расстояние от Ливерпуля до Бомбея с 10 680 миль до 6223 миль, обеспечивая существенную экономию времени в пути и топлива. Мы уже упоминали о попытках соединить низовья Нила с Красным морем. Позже были и другие попытки – Дария в V веке до н. э., Птолемея Филадельфа двумя веками позже, Траяна во II веке н. э. В римские дни по Нилу велось активное судоходство, и этот канал, соединив регионы Средиземного и Красного морей, мог сократить путь даже в далекую Индию и Китай. Наполеоновский инженер Лепер, сообщивший в 1798 году, что Красное море выше Средиземного, отсрочил неизбежную попытку проложить канал через Суэцкий перешеек и, таким образом, обеспечить более прямой и короткий водный путь на восток. Поколением позже появление пароходов сделало такую необходимость еще более насущной. В 1840-х годах британцы хотели построить железную дорогу через перешеек. Французы настаивали на постройке канала.

Суэцкий канал в значительной степени обязан своим появлением французскому дипломату Фердинанду Мари де Лессепсу (1805–1894). Он предсказал его появление в 1852 году. Строительство началось в 1859 году и завершилось десятью годами позже. Лессепс трудился в своей области – дипломатии и финансов, и его энтузиазм оказался заразным. В самой работе не было особых инженерных трудностей. На всем протяжении канала – его длина 101 миля – нет ни одного шлюза. Самая большая возвышенность, которую надо было преодолеть строителям, – 50 футов над уровнем моря. Пятая часть канала прошла по мелким естественным озерам. Канал довольно ровный. А в северной части практически прямой. В начале работ в распоряжении строителей была только элементарная техника и оборудование. Грунт часто выносили на своих плечах малооплачиваемые рабочие, в том числе женщины. Несколькими годами позже принудительный труд был ликвидирован. Появились современные машины, в том числе цепная драга (рис. 13.6). Они оказались удобными и эффективными. На самом деле опыт, полученный на строительстве Суэцкого канала, оказался бесценным для развития землечерпательной и перегрузочной техники во всем мире. Начальная стоимость канала составила почти 150 миллионов долларов. Опера Верди «Аида» была написана специально к празднованию его открытия в 1869 году.

Рис. 13.6. Дноуглубительные работы в Суэцком канале

Его первоначальная глубина составила 27 футов. По каналу 1869 года было бы трудно пройти Great Eastern, поскольку осадка судна составляла 26 футов. Канал неоднократно расширялся и углублялся и в 1950-х годах уже принимал суда с осадкой до 34 футов. Из-за наносных песков дноуглубительные работы приходилось вести постоянно. Благодаря наблюдениям и точным измерениям было установлено, что уровень Средиземного моря находится выше уровня Красного моря на 10 дюймов. Пропускная способность и полезность канала были увеличены благодаря добавлению обходного пути, так что теперь на протяжении нескольких миль суда идут по двум изолированным каналам – один для потока, следующего в северном направлении, другой – для потока в южном направлении. Современная ширина канала по поверхности воды составляет от 400 до 500 футов.

Фантастические мечты о прокладке канала через 40-мильный Панамский перешеек будоражили инженерные умы начиная с XVI века. Конкретные планы стали вырисовываться в 1825 году, примерно за сто лет до того, как канал стал реальностью. Мексиканская война и находка золота в Калифорнии указали американцам на важность совершенствования коммуникаций между побережьями. Путешествие по суше было долгим и утомительным, а по морю – вокруг мыса Горн – еще и опасным. В 1848 году – это был год разгара золотой лихорадки в Калифорнии – была создана компания для постройки железной дороги через самую узкую часть перешейка. Два молодых подрядчика – Джордж М. Тоттен и Джон Траутвейн, впоследствии ставшие известными инженерами, произвели все необходимые исследования и стали руководителями строительства Панамской железной дороги. Строительство началось в 1850 году и завершилось спустя пять лет. Оно обошлось в 8 миллионов долларов и стоило жизни 1200 рабочим, в основном неграм, китайцам и ирландцам. Железнодорожная линия пересекла Кулебрскую выемку на высоте 287 футов над уровнем моря. 48-мильная дорога с самого начала оказалась прибыльным предприятием, особенно в годы, предшествовавшие открытию трансконтинентальной линии в 1869 году.

Французы в 1876 году организовали компанию для постройки канала через перешеек, следовавшего вдоль линии железной дороги, которую они приобрели в 1881 году за 20 миллионов долларов. Движущей силой предприятия был стареющий Фердинанд де Лессепс, гениальный неунывающий оптимист, завершивший строительство Суэцкого канала. Де Лессепс не был инженером. Он не любил инженеров. Зато он умел, как никто другой, не замечать или сводить на нет все трудности. Между тем французы в 1882 году с истинно галльским энтузиазмом приступили к постройке канала, поручили это дело своим лучшим инженерам и подрядчикам и занимались им в течение двадцати лет. Они потратили на это более 200 миллионов долларов. Говорят, что треть этой суммы пошло непосредственно на строительство, еще треть была потрачена без пользы и остальное было разворовано мелкими чиновниками. Тем не менее канал был построен только на 40 процентов, когда Соединенные Штаты в 1903 году заплатили французам 40 миллионов долларов за канал и железную дорогу. Французский план был пересмотрен. Канал начал эксплуатироваться в 1914 году, хотя строительство было завершено только в 1920 году. Он обошелся Соединенным Штатам в 500 миллионов долларов. Джеймс Брайс однажды назвал Панамский канал самой большой вольностью, которую человек позволил себе с природой.

Французам не удалось построить канал отчасти из-за того, что они разработали экстравагантно дорогостоящий проект, который не смогли финансировать. Второй фактор, не менее важный, – то, что рабочие на строительстве умирали тысячами от желтой лихорадки и малярии, как египтяне во времена Нехо. Успех американцев объясняется не только щедрым финансированием, но и двумя монументальными открытиями в области медицины, совершенными в 1898 и 1900 годах. Речь идет о малярийном комаре Anopheles и комаре Stegomyia fasciata, переносящем желтую лихорадку. Американский полковник, впоследствии генерал Уильям Кроуфорд Горгас (1854–1920) организовал уничтожение комаров во всем районе, где велось строительство канала, и ликвидировал эти две болезни, из которых самой страшной была желтая лихорадка.