Радио- и телебашни

Виктор Пестриков

Для расширения зоны приема радиостанций используются различные методы. Один из них – подъем передающих антенн на большую высоту. В мире идет своего рода соревнование, кто выше поставит свою антенну. Так, французы установили антенны на Эйфелевой башне, американцы – на крыше небоскреба "Эмпайр-стейт-билдинг", а русские водрузили их на "останкинском великане" в Москве.

Телебашня C. N. Tower в Торонто (Канада)

Первый рекорд в этом состязании связан с появлением Старой дамы – так жители Парижа называют Эйфелеву башню, ставшую символом Франции. Любопытно, что подобное сооружение, но намного раньше, могло появиться в Лондоне. Именно там в 1832 году родилась идея создать 320-метровую башню. Но проект, принадлежавший английскому инженеру по имени Тревесик, был отклонен лондонцами, на счастье парижан.

В то время каждое европейское государство стремилось как можно громче заявить о своих научно-технических достижениях. Их воплощением должно было стать нечто такое, чего не существовало бы в другой стране. Во Франции таким проектом оказалось строительство 300-метровой башни, олицетворяющей великие достижения французской нации. Сегодня возраст этой башни превышает 100 лет. Ее соорудили на Марсовом поле в 1889 году – к открытию Всемирной выставки в Париже. Разработанный инженером Александром Гюставом Эйфелем проект был выбран более чем из 700 работ, представленных на конкурс.

Не обращая внимания на протест известных писателей, французское правительство и муниципалитет Парижа в январе 1887 года подписали с Эйфелем договор на сооружение башни. Закладка фундамента началась в том же месяце, а строительство продолжалось два года, два месяца и два дня. 31 марта 1889 года сам Эйфель с французским флагом в руках, преодолев 1789 ступенек, поднялся на смотровую площадку башни и там установил его. Башня была названа в честь своего создателя. После окончания выставки, в 1890 году, сооружение предполагали разобрать. К счастью, этого не произошло, а Эйфель получил право на коммерческую эксплуатацию сооружения в течение 20 лет.

Вначале башня неприятно удивляла и даже шокировала своим необычным видом. И не случайно многие французы требовали ее сноса. Рассказывают, будто известный писатель Ги де Мопассан, не имея желания смотреть на "чудовище", обедал в ресторане башни – единственном месте, откуда нельзя было ее созерцать во всей красе. Но были и те, кого башня вдохновляла. Она запечатлена на полотнах Марка Шагала, Пабло Пикассо и Фернана Леже, упоминается в произведениях Владимира Маяковского, Луи Арагона, а Гийом Аполлинер назвал ее "пастушкой облаков".

Высота башни – 300 метров. Ее верхушка колеблется с амплитудой 22 сантиметра. Конструкция рассчитана таким образом, что способна выдержать давление ветра до 300 кг/м². В жаркое время года башня удлиняется на 18 сантиметров. Общий вес конструкции составляет 75 тыс. тонн. С верхней смотровой площадки можно обозревать Париж в радиусе 90 км. У подножья башни установлен бронзовый бюст Александра Эйфеля, выполненный скульптором Бурделем.

В 1921 году детище Эйфеля приобщили к радиотехнике, установив на нем радиостанцию. Спустя два года на башне появилось уже четыре разных типа передатчиков: искровой передатчик с музыкальным тоном мощностью 150 кВт, с его помощью на волне 2600 м передавались новости и сообщения о погоде, а также проверялись часы; дуговой передатчик на 150 кВт, работавший в диапазоне 3200–8000 м и обслуживающий военное ведомство; высокочастотный электромашинный передатчик мощностью 20 кВт, который работал на волне 10000 м, и ламповый передатчик мощностью 1 кВт. Через некоторое время вместо существовавшего лампового передатчика был установлен более мощный передатчик в 5 кВт с длиной волны 2600 м.

В 1925 году на башне проводились первые опыты телевизионного приема, а в 1957-м была установлена телевизионная антенна, которая увеличила высоту сооружения еще на 20 метров. Сегодня Эйфелева башня – целое предприятие. За последние десятилетия сделано очень многое для "омоложения" Старой дамы. В целях защиты от коррозии каждые семь лет ее красят, используя при этом 40 тонн специальной краски. Новая подсветка рельефно освещает ажурное строение, потребляя втрое меньше энергии, чем прежде. И по сей день башня имеет важное значение для обеспечения радио- и телевещания, а также для радарной службы Франции.

Оригинальный подарок к 100-летию Эйфелевой башни получили ее посетители. На верхнем этаже было построено специальное помещение с пятью экранами, позволявшими наблюдать за колебаниями вершины сооружения, которые фиксировались с помощью специальных приборов.

В некоторых странах безуспешно пытались построить башни такой же высоты. В Праге на вершине горы Петржин возвели уменьшенную копию Эйфелевой башни. Ее высота всего 60 метров, но несмотря на это она пользуется большой популярностью, а с 1953 года выполняет функции и телебашни.

Вплоть до 1931 года Эйфелева башня оставалась самым высоким сооружением в мире, пока не был построен нью-йоркский "Эмпайр-стейт-билдинг", обошедший ее на 81 метр. Американцы разместили на нем передающие антенны и тем самым подняли верхнюю точку небоскреба до 442 метров.

В связи с бурным развитием телевидения возникла потребность в строительстве специальных высотных сооружений для установки радиотелевизионных антенн. В 1953 году в немецком городе Штутгарте решили построить телебашню высотой 200 метров. Первоначальный замысел предусматривал применение традиционной стальной решетчатой конструкции. Но этой идее воспротивился один из архитекторов, инженер Ф. Леонхард. Технический объект такой формы, доказывал он, будет выглядеть диссонансом на фоне прекрасного ландшафта вокруг Штутгарта. Лучше построить такую архитектурную конструкцию, которая, будучи техническим объектом, одновременно органично вписывалась бы в пейзаж. Идею приняли, и через некоторое время на ее основе разработали проект башни нового типа. Строительство продолжалось в течение трех лет, и в феврале 1956-го сооружение сдали в эксплуатацию. Оно представляет собой железобетонный усеченный конус высотой 159 метров с диаметром нижнего основания 10,8 метра, а верхнего – 5,04 метра. Толщина стенок нижнего основания составила 80 см, а верхнего – всего 19 см. Вершину конуса венчает телеантенна высотой 52 метра. Вершина антенны находится на высоте 211 метров над уровнем окружающей местности. В верхней части башни расположен многоэтажный павильон под названием "Гнездо аиста". В нем находятся трансляционная аппаратура, технические и хозяйственные помещения, ресторан и смотровая площадка.

Вслед за Эйфелевой башня штутгартского телевидения также стала образцом для подражания. В 1957 году в СССР был объявлен всесоюзный конкурс на строительство Останкинской телевышки. По поводу проектирования и строительства "останкинского великана", как в свое время и в отношении штутгартской башни, сначала тоже были сомнения, споры и волнения. Никак не могли прийти к единому мнению относительно внешнего вида сооружения. Одни призывали построить что-то похожее на Эйфелеву башню, другие предлагали увеличенный вдвое вариант Шуховской вышки, что на Шаболовке в Москве.

В 1958 году были подведены итоги конкурса и выбран проект архитекторов Леонида Баталова, Дмитрия Бурдина и конструктора доктора технических наук Николая Никитина. Оригинальность предложенной конструкции заключалась в том, что башня должна состоять из двух основных частей. Нижняя часть, от уровня земли до отметки 385 м, выполняется из монолитного, предварительно напряженного железобетона, а верхняя часть, до отметки 533 м, состоит из отрезков стальных труб различного диаметра, на которые монтируются антенны передающих станций. Причем фундамент башни при столь значительной ее высоте имел минимальную глубину – всего 4 метра. (Кстати, грунт в месте постройки представлял собой плотные слои глины, песок и воду.)

И снова сомнения, споры... Действительно, трудно представить сооружение, устремленное в небо почти на полукилометровую высоту. Башню спроектировали инженеры, возраст которых едва превышал 40 лет. Сын Леонида Баталова вспоминал, как к его отцу пришел Николай Никитин и воскликнул с порога: "Я рассчитал торшер!" В этом и состояла гениальность конструкции: очень тонкий, большой длины стержень стоит на неглубокой, но весьма широкой бетонной плите. Инженерное решение создатели башни позаимствовали у природы, вспомнив, что стебли растений, тонкие и высокие, кажутся хрупкими, но не ломаются даже от сильного ветра, так как они – пустотелые. Башню решено было построить из железобетона, а в ее полом стволе натянуть 149 стальных канатов. Наличие канатов позволяло сжать башню с такой огромной силой, что никакие внешние факторы, в том числе сильные ветры и даже ураганы, не могли бы опасным образом изогнуть конструкцию и вызвать появление трещин в бетоне. По конструкции телебашня напоминает армейскую радиоантенну. "Останкинский великан" способен выдержать землетрясение силой 8 баллов по шкале Рихтера и порывы ветра со скоростью до 44 м/с.

Строительство Останкинской башни началось в 1960 году и продолжалось в течение семи лет. Во время закладки фундамента Леонид Баталов вспомнил о старинной строительной традиции бросать в котлован дворцов и храмов специально отчеканенные памятные медали и бросил в землю свою шляпу. Строительство закончилось 4 ноября 1967 года. Башня была введена в эксплуатацию в канун 50-летия Октябрьской революции. Коллективу сотрудников, принимавших участие в ее проектировании, и самому Николаю Никитину была присуждена Ленинская премия. С открытием Останкинского телецентра радиус уверенного приема телевизионного сигнала составил 120 км. После достройки флагштока башня стала иметь высоту 540 м.

Впрочем, Останкинскую башню не обошли стороной и невзгоды. Грандиозный пожар, начавшийся в воскресенье, 27 августа 2000 года, нанес ей колоссальный ущерб. Пожар возник в 15.08 на высоте 475 метров, предположительно из-за короткого замыкания в кабеле антенны. С пламенем, распространявшимся по отсекам телебашни, пожарные расчеты боролись всю ночь. От воздействия высоких температур лопнуло более 50 крепежных тросов, удерживающих конструкцию в вертикальном положении. Лишь к 17.40 в понедельник пожар удалось ликвидировать. Невзирая на огромный ущерб, нанесенный конструкции, "Останкинский великан" выстоял и тем самым подтвердил правильность расчетов на прочность, выполненных специалистами под руководством Николая Никитина. К слову, Эйфелева башня горела дважды, в 1956 и 1998 году.

Впрочем, Останкинская телевышка недолго удерживала позиции самого высокого сооружения в мире. Спустя восемь лет первенство перешло к железобетонной телебашне C. N. Tower высотой 553,34 метра, вступившей в строй 2 апреля 1975 года в канадском городе Торонто. Как утверждают работники этого сооружения, молнии ударяют в верхушку башни 200 раз в году.

Телебашни мира, входящие в Федерацию WFGT

В настоящее время на земле насчитывается 22 гигантских сооружения, которые объединены во Всемирную федерацию высотных башен (The World Federation of Great Towers). Федерация объединяет не людей, а здания, представляющие собой башни определенного типа. Сооружение должно иметь форму башни, являться знаковым зданием города, где оно расположено, и представлять интерес для туристов, а также иметь смотровую площадку, оборудованную для туристов. Естественно, строительство сооружения должно быть завершено и башня должна быть открыта для наблюдения и общего обозрения.

В настоящее время гигантские телебашни есть в Европе, Северной Америке, Азии и Австралии, но нет пока в Африке и Южной Америке.

Нужно добавить, что в наступившем столетии Россия собирается вернуть Останкинской башне звание самого высокого сооружения в мире. С этой целью в конце XX века были проведены соответствующие исследования, которые позволят увеличить высоту башни на 20 метров. Это произойдет за счет установки на ее вершине (с помощью вертолетов) металлической конструкции, на которой предполагается разместить дополнительные излучающие антенны. Кроме того, на одном из балконов башни установят снаряжение для парашютных прыжков.

Об авторе: Виктор Пестриков – д. т. н., профессор, зав. кафедрой "Информационные технологии в сфере сервиса" Санкт–Петербургской государственной академии сервиса и экономики.

Фрагмент статьи, опубликованной в газете It News, №8, 2005 г., стр. 26.
Перепечатывается с разрешения редакции.