Подземная лодка Требелёва: как в СССР построили машину, которая прокладывала себе тоннель

Чтобы провести трубу под улицей, строителям обычно приходилось вскрывать дорогу, рыть траншею, а затем восстанавливать покрытие. Инженер Александр Требелёв хотел поручить эту работу машине, которая сама уйдёт в грунт и оставит за собой подземный проход. В 1946 году опытный аппарат действительно начали испытывать на Урале. Название у него было почти фантастическим — подземная лодка, хотя создавали её для вполне обычных строительных работ.

Зачем понадобился механический крот

Требелёв занялся проектом ещё до войны, в 1937 году. Его интересовала механизация проходки: машина должна была разрушать грунт перед собой, продвигаться вперёд и освобождать место для будущих коммуникаций. Особенно полезным такой аппарат мог стать в городе. Прокладка нового коллектора тогда не требовала бы раскапывать улицу по всей длине трассы.

К идее инженеры подошли через опыты с бурением. Они исследовали, как режущий инструмент взаимодействует с грунтом, а затем обратили внимание на работу крота. На Урале животных выпускали на разные виды почвы и засекали, за какое время те скрываются под землёй. Позднее подготовили длинный ящик с утрамбованным суглинком и наблюдали за движениями крота с помощью рентгеновского аппарата.

Изобретателей особенно заинтересовало, куда девается разрыхлённая земля. Они рассчитывали воспроизвести в машине уплотнение грунта вокруг прохода, чтобы сократить его выдачу наружу. Для небольшого подземохода это было привлекательным решением: за ним не пришлось бы тянуть длинную цепочку вагонеток или конвейеров.

Как машина должна была двигаться под землёй

В передней части аппарата находился вращающийся бур с твёрдосплавным инструментом. За ним располагались механизмы перемещения грунта и подачи машины вперёд. В одном из описанных Требелёвым вариантов сзади стояли четыре домкрата, попарно упиравшиеся в стенки прохода. Они создавали усилие, необходимое для продвижения бура в забой.

Вокруг корпуса работал шнек — винтовая поверхность, перемещавшая разрыхлённый грунт. Дальше его подхватывали устройства, вжимавшие землю в окружающие стенки. Инженеры пытались использовать пористость грунта: уплотняя его, можно было получить дополнительное пространство для тоннеля. Именно этот узел отличал замысел Требелёва от машины, которая просто срезает породу и отправляет её на поверхность.

По мере разработки устройство менялось. В авторском свидетельстве, выданном в 1955 году Требелёву и его коллегам, описаны охватывающие корпус наклонные кольца. При вращении они должны были равномерно вдавливать грунт по окружности прохода и одновременно помогать машине перемещаться. Шнеки подавали материал от режущей головки к кольцам, а остаток, который не удавалось уплотнить, проходил дальше за аппарат.

Управление предполагалось разместить внутри машины, но предусматривался и выносной пульт с кабелем. Поворот связывали с работой опор и направляющих элементов. Это требовало согласования нескольких механизмов: режущая головка, подача и уплотнение должны были работать вместе.

Что получилось на испытаниях

Первый большой опытный аппарат построили на Гороблагодатском руднике, возле Кушвы. По рассказу самого Требелёва, испытания начались в 1946 году и продолжались пятнадцать месяцев. За это время машина прошла в толще горы Благодать в общей сложности 40 метров.

Результат показал, что аппарат способен врезаться в грунт и продвигаться внутри него. Но конструкция нуждалась в серьёзной переделке. Требелёв впоследствии прямо признавал недостатки первого образца и качество первоначального проекта. Испытания остановили, а дальнейшие работы перенесли в Москву.

Над следующим вариантом работали в «Мосгорпроекте». В начале 1950-х Требелёв сообщал о скорости проходки до 12 метров в час и обслуживании машины бригадой из трёх-четырёх человек. Сам изобретатель тогда считал необходимым строить следующий опытный образец и устранять выявленные недостатки.

Почему подземоход не стал универсальной машиной

Вдавливать разрыхлённый материал в стенки можно лишь там, где окружающий грунт допускает достаточное уплотнение. В плотной скальной породе места для него почти нет. Если объём вынутого материала оказывается больше того, который принимают стенки, остаток всё равно приходится удалять из прохода.

Не менее важна устойчивость будущего тоннеля. Уплотнённый грунт ещё не заменяет постоянную обделку, особенно при наличии подземных вод или слабых прослоек. В поздних проектах коммунального подземохода Требелёв уже показывал и блочную отделку прохода. Создание тоннеля включало целый комплекс работ, и механизация резания решала только часть этой задачи.

В письме 1948 года Требелёв жаловался, что работы на руднике прекратили решением руководства, хотя он рассчитывал продолжать испытания. Позднее появились новые проекты и авторские свидетельства, но массовой серии подземоходов его конструкции не возникло. Современные проходческие комплексы получили разные системы удаления грунта, крепления тоннеля и удержания давления в забое — под конкретные условия строительства.

Как подземоход попал в фантастическую повесть

С реальным подземоходом успел познакомиться писатель Вадим Охотников. Его впечатления вошли в фантастическую повесть «Дороги вглубь», и читатели начали спрашивать, существует ли такая техника на самом деле. В январе 1953 года журнал «Знание — сила» напечатал ответ Требелёва с рассказом об испытаниях и второй модели аппарата. Через два года конструктор снова подробно описал свои идеи в «Технике — молодёжи».

Эти публикации были доступны обычным читателям: в них обсуждали устройство машины, её недостатки и предполагаемое применение. Требелёв рассчитывал прокладывать городские коммуникации, помогать горнякам и строить дренажные системы. На рисунках коммунального подземохода он показывал готовую блочную обделку позади корпуса, а рядом с режущей головкой предусматривал люк для выхода вперёд.