93-INFO

Поехали! Одно нажатие кнопки, и мы взлетаем в поднебесье. Нет, речь не о запуске пилотируемого космического корабля, а всего лишь о таком неотъемлемом атрибуте нашей урбанизированной жизни, как лифт. Так же, как и путь человечества к звёздам, история этого во многом удивительного подъёмного приспособления насчитывает тысячелетия.

Трюк американца Отиса

Первое упоминание о подъёмном механизме для вертикального перемещения людей и грузов относится к 2600 году до нашей эры. Оказывается, при строительстве пирамид древние египтяне использовали устройства, поднимающие при помощи рычагов каменные блоки. Между прочим, вес некоторых из них переваливал сотню килограммов, а высота, куда они доставлялись, -150 метров!

«Живого» предка современного лифтового механизма археологи откопали в греческом Геркулануме. Остатки агрегата, предназначавшегося для подъёма кулинарных блюд из кухни в столовую, представляют собой великолепный образчик достижений античной науки и техники. Впрочем, в те времена вопрос подъёмной силы решался очень просто — даже великие мыслители древности не чурались эксплуатировать физическую силу рабов.

Разработкой первых подъёмных механизмов занимался математик и механик Архимед, а изобретённый им прообраз современного лифта упоминается в трудах римского архитектора Ветрувия. В литературных источниках более позднего периода есть сведения о подъёмных устройствах с кабиной, подвешенной на пеньковом канате и приводимой в движение вручную или с использованием силы животных. Такие лифтовые системы применялись в VI веке нашей эры в Синайском монастыре Египта.

В начале Средних веков проблема вертикального перемещения решалась также за счёт силы животных. Например, в 1203 году во французском аббатстве был установлен лифт, приводимый в движение ослами. Лифт был установлен и во дворце французского короля Людовика XV в Версале, чтобы король мог, не утомляясь, подниматься в апартаменты своей любовницы, расположенные этажом выше (вот уж, поистине, лень — двигатель прогресса!).

Вскоре европейское новшество укоренилось и на российской земле. В 1795 году легендарный механик-изобретатель И. П. Кулибин сконструировал в Зимнем дворце лифт с винтовым механизмом подъёма, назвав приспособление «подъёмные и спускные кресла». Все эти подъёмники использовали физическую силу слуг.

Впрочем, настоящая «механизация» лифта началась только в эпоху научно-технической революции, с открытия электричества, изобретения парового двигателя и пневматического привода. В 1800 году некий американский промышленник, владелец шахты по добыче каменного угля, наконец, освободил человека и несчастных домашних животных от тяжкой участи служить подъёмной силой: в качестве таковой отныне выступил водяной пар. В 1835 году паровой лифт — уже обычное подъёмное средство на английских фабриках, а в 1845 году появился первый гидравлический лифт.

В 1852 году американский изобретатель Элайша Грейвс Отис (1811—1861) разработал первую безопасную подъёмную систему — лифт не падал даже в том случае, если обрывались все подъёмные тросы. Интересна судьба этого человека. Прежде чем сделать революцию в лифтостроении, Отис сменил множество профессий: был рабочим на стройке, работал на лесопилке, собирал кареты и мебель. Именно на мебельной фабрике начальник, зная о его недюжинных конструкторских способностях, попросил Элайша соорудить простой в действии подъёмник для доставки досок на второй этаж. Поразмыслив какое-то время над непростым поручением, Отис и сделал ключевое открытие: он прикрепил трос к платформе подъёмника через плоскую пружину, наподобие рессоры (вот где пригодился опыт каретостроителя!), а по бокам подъёмника установил зубчатые рельсы.

Под весом даже пустой платформы пружина выгибалась и свободно проходила между рельсами. В случае же обрыва каната пружина, распрямившись, своими концами застревала в зубцах рельсов, предотвращая падение. Отис назвал свой подъёмник безопасным лифтом и основал небольшую мастерскую по их производству. Ныне компания «Отис» — мировой лидер лифтовой индустрии.

Спустя пару лет после запуска в эксплуатацию первого безопасного лифта Отис придумал зрелищный рекламный трюк для оживления спроса на продукцию своей мастерской. В одном из выставочных залов Нью-Йорка, где имелся высокий купол, между опорами высотой 12 м двигалась подъёмная платформа. На вершине сооружения стоял помощник, державший в руке длинный меч. На платформе, среди бочек и ящиков, стоял сам изобретатель во фраке и цилиндре. Паровая машина подтягивала платформу на самый верх, и ассистент по команде обрубал канат мечом. На глазах не на шутку перепуганных зрителей платформа устремлялась вниз, но через метр-два автоматика со страшным скрежетом срабатывала и останавливала падение. Отис снимал цилиндр и кланялся публике.

На лифте - к... звездам?

Через три года после изобретения безопасного лифта «Компания паровых подъёмников Отиса» установила первый пассажирский лифт в пятиэтажном торговом центре на Бродвее. Лифт был рассчитан на пять человек и вёз со скоростью 20 см в секунду.

Когда в Нью-Йорке началось строительство первых небоскрёбов, самого Отиса уже не было в живых. В высотных домах XIX — начала XX века использовались гидравлические лифты без единого каната: поршень, ходящий в длинном цилиндре, под напором воды выталкивал кабину вверх. Такую систему можно было использовать в домах не выше 20 этажей — уж больно глубокую шахту приходилось выкапывать под фундаментом, такой же глубины, какую высоту имел дом.

Зато гидравлические лифты ходили в 20 раз быстрее, чем лифты системы Отиса, а через некоторое время гидравлику усовершенствовали, разместив цилиндр горизонтально, а поршень через систему блоков тянул канат, поднимавший кабину. Гидравлический лифт был изобретён во Франции и впервые продемонстрирован на Всемирной выставке в Париже в 1867 году, позже его установили на Эйфелевой башне.

В 1857 году фирма «Отис» установила в нью-йоркском отеле «Пятое авеню» первый в мире винтовой лифт: от подвала до чердака здание пронизывал огромный металлический винт, а кабина ходила по нему, как гайка. Винт вращался через шкив ремнём от паровой машины, располагавшейся в подвале. Когда винт вращался вправо, кабина шла вверх, влево — вниз. Чтобы кабина не вращалась вместе с винтом, вдоль одного её угла в лифтовой шахте проходила балка-ограничитель. Несмотря на относительную простоту, эта система оказалась медленной, неудобной и дорогой, поэтому в истории лифтостроения известно лишь два случая установки винтового лифта.

Первый электрический пассажирский лифт появился в Германии в 1880 году и был изготовлен фирмой «Сименс». Он поднимался на высоту 22 м всего за 11 секунд. А в США всё та же фирма «Отис» установила первый электрический лифт в 1889 году в одном из нью-йоркских небоскрёбов.

Отныне проблема доставки людей и грузов наверх больше не сдерживала рост зданий. Дальнейшее расширение масштабов высотного строительства, как в США, так и в других странах, поставило под сомнение целесообразность применения в качестве подъёмного средства барабанных лебёдок, габариты которых зависели от высоты подъёма кабины, что существенно затрудняло серийное производство лифтов. Решение проблемы было найдено и в этом случае: к тому времени в некоторых отраслях промышленности с успехом применялись так называемые ременные передачи.

К началу XX века были созданы лифтовые лебёдки с канатоведущим шкифом, в которых подъёмное усилие создавалось за счёт фрикционного взаимодействия тяговых канатов с ободком шкива. Появилась возможность подвески кабины на нескольких параллельных ветвях тяговых канатов, что существенно повысило безопасность транспортировки пассажиров, а также путём использования системы противовесов, исключалась опасность затягивания кабины под перекрытие шахты.

Технология канатоведущего шкифа (КШВ) остаётся актуальной и в современном лифтостроении, зато система управления лифтом и его дизайн за двадцатое столетие претерпели существенные изменения. Уходят в прошлое «тревожные» кнопки для вызова диспетчера в случае какой-либо поломки: во многих современных лифтах появились автоматические системы сигнализации о поломке — на диспетчерский пункт моментально поступают данные о местонахождении лифта и причинах поломки.

А знал бы покойный Отис, каких скоростных рекордов достигли лифты основанной им компании! Скоростной лифт-экспресс «Отис» в чикагском небоскрёбе «Сире Тауэр» доставляет посетителей на смотровую площадку на крыше (высота здания 412 метров) всего за минуту. Во многих городах лифты из простого средства подъёма давно превратились в некую достопримечательность и развлечение: подъёмная шахта располагается не внутри здания, а снаружи, что даёт возможность наслаждаться пейзажными красотами во время поездки.

А слышали ли вы что-нибудь о... космическом лифте? Когда-то Циолковский выдвинул идею создать нечто подобное, предложив на геостационарную орбиту, на высоту 35 789 километров над экватором Земли, запустить спутник, который будет вращаться вокруг Земли точно с той же скоростью, что и сама Земля. То есть висеть над ней как бы в неподвижности. Соединить его с земной поверхностью тросами из высокопрочного материала, и дело в шляпе — готов космический лифт, на порядок удешевляющий доставку людей и грузов на орбиту. Если вы думаете, что подобные проекты из области научной фантастики, то серьёзно заблуждаетесь — учёные уже даже определились с материалом для «транскосмической» шахты — углеводородное волокно. В этом свете сравнение в самом начале нашего повествования космического корабля с лифтом уже не кажется такой уж безответственной метафорой.