й того времени взялся бы за сооружение в шесть месяцев павильонов Нижегородской выставки, если они, даже построенные, вызывали сомнения в надёжности? Приходилось терпеть несправедливости в оплате труда ради возможности инженерного творчества».
«Моё основное условие работы в конторе: выиграть по контракту выгодный заказ, причём за счёт более низкой, чем у конкурентов, стоимости и более коротких сроков исполнения и при этом обеспечить конторе прибыль не ниже, чем у других контор. Выбор темы конкурса — за мной».
«А. В. Бари понимал, что нужно отпускать средства на предварительную проверку идеи. Так, на территории завода конторы были построены первый цех с подвесным шатровым покрытием и первая гиперболоидная башня».
«Риск при выполнении заказа исключался. Разрушение конструкции — это не только убытки конторы, но и потеря моего инженерного авторитета, потеря возможности самостоятельного творчества, а значит, конец творческой жизни».
В личной жизни Шухов был не слишком счастлив. Его жена Анна Николаевна не понимала страстного увлечения работой своего мужа, да и не хотела понимать.
По состоянию своего здоровья Шухов должен был отправиться на юг и поселиться в Баку, в котором тогда бурно развивалась нефтяная промышленность. Здесь Шухов быстро изучил нефтяное дело, с которым не был ранее знаком, и приступил к решению ряда важных технических задач, касающихся хранения, транспорта, перегонки и сжигания нефти.
В 1878 г., в двадцать пять лет, он прославился тем, что при строительстве первого в России нефтепровода — с промыслов Балаханы на перерабатывающие заводы в Баку — предложил перекачивать густую, вязкую жидкость подобно воде по трубам, для чего вывел «формулу Шухова», которая используется и поныне.
В начале 80-х годов XIX в. из нефти добывался только керосин, который применялся лишь для освещения. Тогда производство нефтяных смазочных масел, к которым потребители относились с недоверием, только начинало развиваться.
Потребовался технический талант и недюжинная энергия замечательного русского инженера того времени профессора Н. П. Петрова, чтобы теоретическими и практическими работами расчистить дорогу для применения нефтяных смазочных масел на железнодорожном транспорте. В то время бензин был ненужным, даже вредным побочным продуктом, неизбежным при перегонке нефти, так как ещё не было автомобильного транспорта, а об авиации лучшие умы только мечтали. Бензин считался пригодным лишь для удаления пятен с ткани, и его продавали в аптеках. А огромное количество мазута, неизбежно получавшегося при переработке нефти, вовсе не находило себе применения.
Идея о применении мазута как топлива зародилась одновременно в России и в США. Однако сжигать его ещё не умели. Не менее трудным был вопрос о хранении нефти на промыслах и о доставке её на нефтеперегонные заводы, так как в то время не было промысловых железных дорог — нефть перевозилась гужевым транспортом: в бочонках, бурдюках, которыми нагружали скрипучие арбы. Потери были колоссальные. Все эти задачи были новыми, и для решения их надо было обладать незаурядным техническим и изобретательским талантом. Им-то и был от природы щедро наделён Владимир Шухов.
Изобретательская мысль Шухова преобразила всю нефтяную цепочку — добыча (эрлифт), хранение (резервуары, цистерны), транспортировка (баржи, танкеры, нефтепровод), переработка.
Одно из ранних изобретений Шухова — эрлифт. Нефть брали из фонтанирующих скважин и, когда фонтан иссякал, черпали уже желонками. Но раз фонтан выбрасывался силой сжатых подземных газов, то их можно заменить сжатым воздухом. В этом — суть эрлифта. По опущенной в скважину трубе нагнетается сжатый воздух, подхватывает нефть из глубин и гонит её вверх. Этот способ лёг в основу принципиально новой технологии добычи нефти.
Решая проблему сжигания нефти и нефтяных осадков в топках, Шухов пришёл к мысли превращать нефть в мельчайшую пыль, используя для этого силу стремительно вытекающего из узкого отверстия пара. В 1880 г. он построил первую паровую форсунку для сжигания нефти. Форсунка Шухова, обладающая прекрасными качествами, была одной из лучших в мире и быстро получила широкое распространение в нашей стране. В своей форсунке В. Г. Шухов задолго до изобретения «сопла Лаваля» применил те же механические идеи.
Для перекачки нефтяных остатков Шухов изобрёл специальный метод, основанный на предварительном подогреве их, используя теплоту пара в прямодействующих паровых насосах Вартингтона. Вследствие подогрева вязкость нефтяных остатков значительно падает, и они перекачиваются подобно воде. Производя многочисленные опыты на построенном им в Баку первом мазутопроводе, он составил свою знаменитую формулу для расчёта новых проектируемых мазутопроводов.
Таким образом, Владимир Шухов является первым изобретателем способа перекачки нефтепродуктов с подогревом. В Америке этот способ был введён в практику значительно позже.
Для транспорта нефтепродуктов по воде Шухов первый в России стал строить нефтеналивные суда — шхуны для перевозки нефти по Каспийскому морю и железные клёпаные баржи для перевозки её по Волге. На судостроительном заводе в Саратове по чертежам Владимира Григорьевича Шухова начали строить огромные клёпаные железные баржи до 150 м длиной, что было в то время чудом строительной техники.
На юбилейном чествовании В. Г. Шухова 26 мая 1924 г. один из присутствовавших стариков-инженеров сказал, что в то время практикам такая постройка казалась делом неисполнимым. Тогда ещё специалисты нефтяной промышленности не имели понятия о точной разбивке шаблонов, и Шухов научил этому русских инженеров. Он показал, как по его чертежам, изготовлённым в Москве, быстро и без каких бы то ни было неполадок можно собирать громадные клёпаные железные конструкции. Перевозку нефти на баржах во всём мире тогда называли «способ русского речного флота». Спроектированные Шуховым судостроительные заводы в Царицыне и Саратове (по чертежам-шаблонам московского бюро) выпускали баржи вместимостью до 2750 т. Шухов решил сложнейшие проблемы теории расчёта и фактически разработал технологию производства этих гигантов того времени. С тех пор были построены многие тысячи таких барж.
Проблему хранения нефти и нефтепродуктов Шухов также решил путём построения больших клёпаных железных резервуаров.
В то время дело это было новым и малоизвестным. Такие резервуары сооружались на дорогостоящих фундаментах. Но Шухов быстро понял, какое огромное сопротивление составляет ровное земляное основание, и отказался от дорогих фундаментов. Он также заметил, что можно достигнуть значительной экономии железа, идущего на постройку резервуара, если пользоваться простейшими правилами о минимальном весе резервуара. Отсюда знаменитое правило Шухова о построении железных резервуаров постоянной высоты. Путём простой рационализации он добился почти двойного удешевления стоимости изготовления таких резервуаров.
Особенное внимание в начале своей технической деятельности Шухов уделил задачам, связанным с перегонкой нефти. Совместно с известными в 1880-х годах инженерами по переработке нефти И. И. Единым и Ф. Инчиком он принимал участие в проектировании и построении новых тогда в Баку кубовых перегонных батарей. В результате этого была создана классическая кубовая батарея Елина — Шухова. Но Шухов пошёл дальше по этому пути и в 1887 г. изобрёл и запатентовал собственный аппарат непрерывной дробной перегонки нефти. В этом аппарате перегоняемая нефть вводилась навстречу парам дистиллята. Второй патент на дефлегматы для кубов непрерывной и периодической перегонки нефти был получен в 1896 г. Третий патент, на прибор для дробной перегонки и разложения нефти под значительным давлением был заявлен в 1890 г. и получен в 1899 г.
Керосин в то время являлся главным продуктом при перегонке сырой нефти. Из трёх тонн бакинских нефтей тогда получалась одна тонна керосина и две тонны составляли так называемые нефтяные мазуты. Способ Шухова и был предназначен для извлечения добавочного керосина из нефтяных остатков, так как под действием высокой температуры и давления более сложные молекулы тяжёлых фракций, входящих в нефтяной мазут, расщеплялись на более простые молекулы, входящие в керосин и бензин. Таким образом, Шухов является первым и истинным изобретателем крекинг-процесса, опередившим на 20 лет Америку, где только в 1912 г. появился аналогичный патент Бортона, по существу, не отличавшийся от патента В. Г. Шухова.
Однако по тогдашним экономическим и техническим условиям нужды в больших количествах бензина не было, а значит, не было нужды и в крекинг-процессе. (Напомним, что бензин являлся вредным побочным продуктом при перегонке нефти на керосин и практически не использовался.) Вот почему изобретение Шуховым крекинг-процесса, на четверть века опередившее своё время, было предано забвению. А между тем одновременно с изобретением Шухова был построен и первый автомобиль с бензиновым двигателем, то есть появился главный потребитель бензина. Но только четверть века спустя миллионы автомобилей потребовали бензина, и он сделался основным продуктом нефтяной переработки. (Патент Бортона тормозил развитие американской нефтяной промышленности, и из США в 1923 г. в Москву прибыла комиссия из инженеров-химиков (комиссия Синклера — конкурента Рокфеллера по нефтяному бизнесу) для выяснения подробностей обстоятельств изобретения крекинга, которым широко пользовалась, к неудовольствию Синклера, фирма Рокфеллера. Американцы долго беседовали с Шуховым. Шухов всегда с гордостью рассказывал о том, что сделали до него соотечественники: крупные химики Марковников, Летний, практики братья Дубинины, первыми получившие в Моздоке керосин — осветительное масло, В. Рагозин, создавший в Нижнем Новгороде завод нефтеперегонных масел.
Патенты Шухова на установки по перегонке нефти довершили бы разговор и расставание было бы дружелюбным, но заокеанские гости вдруг выложили на стол пачку денег... Шухов побледнел, замолчал, потом, привстав, кликнул сотрудников и в их присутствии чётко произнес: «Я нахожусь на государственной службе, ни в чём не нуждаюсь, и моё рабочее время оплачивается моим государством».