щейся платформе. Но проблема была в том, что платформа небезопасна: если веревка, которая поднимает и опускает платформу, вдруг оборвется, то платформа упадет на землю и, вероятно, убьет своих пассажиров. Отис задался вопросом, как сделать так, чтобы этого не случилось.
Его идея заключалась в том, чтобы использовать в устройстве лифта рессору: элемент подвески в форме буквы «С», состоящий из уложенных слоями стальных полос, который применяли для лучшей амортизации в повозках и экипажах. Когда на рессору воздействует сила, она становится почти плоской, а когда сила ослабевает, рессора сгибается. Именно это изменение формы под действием силы Отис планировал использовать как преимущество. Первым делом он заменил гладкие рельсы (которые удерживали платформу на месте, когда она ездила вверх и вниз) на зубчатые рельсы. Затем он создал механизм, напоминающий футбольные ворота, с петлей посередине и ножками в основании. К веревке на крышке кабины лифта он приделал рессору, а потом эти ворота. Когда веревка была целой, рессора оставалась плоской, а ворота квадратными. Если веревку перерезали, то рессора сокращалась до формы буквы «С», давила на ворота и деформировала так, что две их ножки упирались в зубчатые рельсы, и лифт застревал.
Рессора решила проблему управления лифтом
Но для того чтобы представить свое изобретение общественности и продемонстрировать его работу, Отису нужна была большая сцена – и он нашел ее на Всемирной выставке 1853 года в Нью-Йорке. Мероприятие называлось «Выставка промышленности всех стран» и было призвано продемонстрировать американскую технологическую мощь и промышленные инновации со всего мира. В просторном выставочном зале Отис соорудил свой лифт с зубчатыми рельсами, рессорами, платформой и подъемным механизмом, а на платформу положил грузы. Когда собрались зрители, он встал на платформу и поднял ее на максимальную высоту. На глазах у посетителей выставки он велел перерезать веревку подъемного механизма, и его помощник взмахнул топором.
Люди с ужасом затаили дыхание, когда платформа внезапно полетела вниз. А потом она так же внезапно остановилась. Упала она всего на несколько сантиметров. Отис крикнул: «Все в порядке, господа. Все в порядке».
Четыре года спустя Отис установил свой первый безопасный подъемник с паровым механизмом в пятиэтажном универмаге «И-Ви-Ховут и Ко» на углу Бродвея и Брум-стрит в Нью-Йорке. Основанная им компания, которая носит его имя, до сих пор производит лифты и эскалаторы для зданий по всему миру, от Эйфелевой башни и Эмпайр-Стейт-Билдинг до башен Петронас в Малайзии. Такие здания вряд ли существовали бы, если бы не изобретение Отиса. Пока он не придумал безопасный подъемник, высота зданий ограничивалась количеством лестничных пролетов, которые человек готов пройти. Появление лифта устранило это препятствие, и инженеры начали думать о настоящих небоскребах.
Эта схема входит в пакет документов, которые представил Отис для получения патента на свой лифт, или «подъемный аппарат»
С тех пор мы строим все выше и выше, и теперь перед нами встает другая проблема: мы не умеем создавать лифты, которые проезжали бы больше 500 м, потому что стальные тросы, на которых они держатся, становятся слишком тяжелыми для эффективной работы оборудования. Это одна из причин, почему лифты часто не поднимаются на самый верх высоких башен. Нужно проехать несколько этажей, потом сесть на другой лифт и уже на нем подняться на самый верх. Но инженеры уже изучают пути решения этой задачи, используя различные материалы. Замена стали углеродным волокном, которое прочнее и при этом легче, кажется шагом вперед, но остаются сомнения в том, насколько углеволокно огнеупорно. Наши башни растут, и подобные инновации нам очень нужны.
Еще одна проблема сверхвысоких башен – колебания. В первой главе мы говорили о том, как мы контролируем движение зданий так, чтобы нас в них не укачивало. Но есть еще одна причина, по которой нам нужно контролировать колебания. Лифты ездят по прямым рельсам, и при движении башни лифт смещается, а рельсы гнутся. Небольшое сгибание не представляет проблемы: винты и застежки кабины лифта позволяют ей незначительно деформироваться, – но если они согнутся слишком сильно, то кабина застрянет и не сможет сдвинуться. Чем выше становятся здания, тем больше они двигаются и тем больше сдвигается кабина лифта. У этой проблемы есть решения, от модернизации самих лифтов до еще большего расслабления фиксаторов и до остановки лифтов в сильную грозу. Уверена, что в конце концов какой-нибудь Отис наших дней придумает свое оригинальное решение. И ему – или ей – придется это сделать, потому что лифт стал неотъемлемой частью нашей жизни. За каждые 72 часа на лифтах успевает проехать число людей, равное населению нашей планеты.
Я вспомнила об Элише Отисе, когда была в «Бурдж-Халифе» в Дубае, самом высоком здании в мире (829,8 м), потому что его компания установила лифты, которые как раз должны были отвезти меня на смотровую площадку на 124-м из 163 этажей. Это была гораздо более спокойная поездка, чем подъем по стене самой высокой башни в Западной Европе в подъемнике-клетке, несмотря на то что номер этажа на ЖК-дисплее менялся удивительно быстро, потому что поднимались мы со скоростью 36 км/ч. (Оригинальный подъемник Элиши Отиса в универмаге «И-Ви-Ховут и Ко» ехал со скоростью всего 0,7 км/ч.) Через минуту передо мной открылся невероятный вид. С одной стороны, там, где кончались дома, до горизонта простирался бесконечный песок. С другой стороны я увидела синее море, а вдалеке слева группу искусственно созданных островов в форме листа Палм-Джумейра. Взяв себя в руки и ощутив себя под защитой стекла, из которого было сделано все, от пола до потолка, я отважилась подойти ближе к краю и посмотреть вниз. Подо мной было несколько крошечных футуристических зданий, напоминающих с этой высоты фигурки на макете в научно-фантастическом кино. Я испытала шок, осознав, что эти здания внизу, вообще-то, выше большинства небоскребов Европы и даже США. Рядом с «Бурдж-Халифой» все остальное кажется каким-то карликовым, и это играет злую шутку с нашим восприятием пропорций.
«Бурдж-Халифа» в Дубае, на 2018 год самое высокое здание в мире, существование которого стало возможно отчасти благодаря развитию технологий лифтов
«Мегавысокие» небоскребы вроде «Бурдж-Халифы» стали реальностью благодаря человеку, который в детстве был веселым озорным мальчишкой, а родился в Дакке в Бангладеш в апреле 1929 года. Фазлур Хан не любил методы традиционного обучения: на его пытливые вопросы учителя отвечали сухостью, и в результате он не слишком серьезно воспринимал образование (даже несмотря на то, что его отец был учителем математики). К счастью, терпеливый и дальновидный отец понял, что сыну нужно более широкое образование, и решил поощрять его интеллектуальное любопытство, попутно прививая ему дисциплину. Он давал Фазлуру решать задачи, похожие на те, что были в школьной домашней работе, но заставляющие искать решения за рамками школьной программы. Кроме того, он предлагал Фазлуру решать одну и ту же задачу разными способами. Когда пришло время выбирать, что изучать в университете – физику или инженерию, – отец указал сыну на инженерию, потому что, по его словам, она требует дисциплины и ему всегда придется рано вставать на лекции. (На самом деле, насколько мне известно, физикам тоже приходится рано вставать на лекции.) В 1951 году Хан защитил диплом по гражданскому строительству в Университете Дакки с лучшими оценками на курсе, а в 1952 году поехал в США по стипендии Фулбрайта. За следующие три года он защитил две магистерские диссертации и получил докторскую степень, попутно изучив французский и немецкий языки.
Именно Хан первым придумал обеспечивать устойчивость здания не внутри, а снаружи, – и эту блестящую инновацию использовали при проектировании культовых зданий по всему миру, от Центра Помпиду и «Корнишона» до башен «Херст» и «Торнадо». Из больших диагональных балок он составил прочные треугольники и таким образом создал внешний каркас, чем как бы вывернул традиционные небоскребы наизнанку. Эту систему часто называют «трубчатой системой», потому что, подобно полой трубе, эта внешняя «кожа» здания усиливает его, хотя ей и не обязательно иметь форму цилиндра.
Альтернативная система устойчивости позволяет отказаться от традиционной сердцевины и вместо нее использовать экзоскелет
Первым проектом Хана с такой концепцией стал многоквартирный дом «Девитт-Честнат» в Чикаго. Но настоящим образцом этого нового метода служит чикагский «Центр Джона Хэнкока», построенный в 1968 году, который при высоте в 100 этажей (344 м) стал вторым по высоте небоскребом после Эмпайр-Стейт-Билдинг. Он представляет собой прямоугольный параллелепипед со слегка сужающимися фасадами, из-за чего наверху он уже, чем внизу. На каждом фасаде видно пять гигантских крестов друг на друге, которые составляют каркас здания. И пятьдесят лет спустя его броский дизайн выглядит современно и элегантно. Инновационное проектирование заработало Хану короткое и меткое прозвище «отец трубчатого проектирования небоскребов».
Внешний каркас – только одна из инновационных идей Хана. Помимо этого, он предложил объединять несколько таких скелетов в кластеры. Это напоминает пучок соломинок в руке: каждая соломинка – отдельная трубочка, которая до определенной степени сама сохраняет стабильность. А если связать много соломинок вместе, получится гораздо более прочная и устойчивая структура. В «Бурдж-Халифе» используется этот принцип. Посмотрите на перекрещивающиеся элементы здания и увидите, что у них характерная трехсторонняя форма, напоминающая листья или лепестки. (Они стали фирменным знаком здания: когда поднимаешься на лифте, то свет, проходящий через ряды этой формы, танцует на стенах, создавая причудливые узоры.) «Лепестки» на самом деле являются группами «соломинок», или трубок со своими собственными экзоскелетами, которые в группе поддерживают друг друга. Такая взаимная поддержка отдельных деталей обеспечивает устойчивость всей башни, несмотря на огромную высоту.