После окончания Петербургского института инженеров путей сообщения Н. А. Рынин с 1 июля 1901 г. поступает работать на Николаевскую железную дорогу — «определяется штатным инженером IX класса и инженером для технических занятий при техническом отделении службы пути» и представляется «в чин коллежского секретаря по званию инженера путей сообщения» (приказ министра путей сообщения № 11 от 30 января 1902 г.¹). С этого времени начинается его производственная и научная деятельность в области проектирования и строительства мостов, металлических конструкций, вокзалов и других транспортных и гражданских сооружений на Николаевской железной дороге.

¹ЦГИА СССР, ф. 229, оп. 19, д. 2637, л. 1-2, 28.

Только за первые годы работы Рынин разрабатывает несколько серьезных проектов. Он проектирует здание котельной для вагонных мастерских, пакгауз с крытым навесом на станции Москва и выполняет расчеты металлической решетчатой балки на колоннах и двухшарнирного рельсового навеса над воинской платформой на станции Петербург. По его проектам и под его руководством на станции Вышний Волочек были построены консольные пассажирские платформы и пешеходный мост над четырехпутной железной дорогой.²

С целью повышения инженерной и научной квалификации в области строительной механики и конструкций металлических сооружений в период работы на Николаевской железной дороге Николай Алексеевич предпринимает две зарубежные поездки, в Германию и США. В соответствии с приказом министра путей сообщения № 72 от 26 мая 1903 г.³ он получает двухмесячный отпуск и 1 июня выезжает в Германию, где в Шарлоттенбурге (близ Берлина) слушает лекции по строительной механике известного немецкого ученого и инженера Г. Мюллера-Бреслау.⁴ Рынин отмечает высокое качество его лекций, большой объем учебных занятий по строительной механике (10 ч в неделю), а также широкое применение графических методов при решении сложных задач механики. В письме из Шарлоттенбурга декану электромеханического факультета Петербургского политехнического института профессору М. А. Шателену он пишет: «Между прочим, при расчетах сооружений... начинает преобладать графический метод решения задач, а для пространственных систем — методы, основанные на началах проективной геометрии и, в частности, начертательной геометрии».⁵

² ЛГИА, ф. 381, оп. 13, д. 3696, л. 153.

³ ЦГИА СССР, ф. 229, оп. 19, д. 2637, л. 40, 46.

⁴ ЛГИА, ф. 381, оп. 13, д. 3696, л. 152.

⁵ Арх. АН СССР Л О, ф. 869, оп. 4, д. 1677, л. 1.

Впоследствии Рынин будет одним из инициаторов внедрения графических методов в расчеты сложных пространственных металлических конструкций и заложит основы проективного направления в отечественной начертательной геометрии.

Во время этой командировки Рынин присутствовал при сборке грандиозного сетчатого пирамидального покрытия пролетом 76 м над газгольдером в Тегеле (под Берлином) [15]. Строительные работы производились уникальным для того времени способом. Сначала собирали покрытие, располагая его нижний пояс на фундаменте стен на уровне земли, а затем равномерно гидравлическими домкратами поднимали опорные точки и постепенно наращивали стены здания.

1 июня 1904 г. Рынин получает 3-месячный отпуск и выезжает в США для изучения проектирования и строительства металлических покрытий и ознакомления с крупнейшими инженерными сооружениями.⁶ По результатам поездки он сделал доклад на Собрании инженеров путей сообщения 28 января 1905 г. и опубликовал статью [21].

⁶ЦГИА СССР, ф. 229, оп. 19, д. 2637, л. 52-57.

В США Николая Алексеевича как инженера-строителя в первую очередь интересовали конструкции большепролетных мостов, металлических перекрытий вокзалов и многоэтажных зданий. Прекрасное знание английского языка позволило ему глубоко ознакомиться с проектами уникальных для того времени сооружений: Бруклинского моста, Виллиамбургского висячего моста через р. Восточную в Нью-Йорке (наибольший пролет-1710 футов), портовых сооружений вдоль р. Гудзон, железнодорожного вокзала в Чикаго, арочного моста через р. Миссисипи и грандиозного металлического перекрытия дебаркадера южного вокзала в Бостоне, который обслуживал пять железных дорог и имел крупнейшую пропускную способность для тех лет — 50 млн человек в год.

Еще будучи студентом, Рынин в совершенстве овладел французским, английским и немецким языками. Это, безусловно, оказало ему большую помощь в зарубежных поездках и в ознакомлении с иностранной литературой по интересующим его научным вопросам. Уже в первые годы после окончания института он глубоко изучает иностранную литературу по металлическим конструкциям, строительной механике и начертательной геометрии, а переводы наиболее важных научных работ публикует в различных журналах. Так, только в «Известиях Собрания инженеров путей сообщения» за первые два года работы на Николаевской железной дороге были опубликованы следующие его переводы: А. Гумфорд «Россия и Америка на Близком Востоке» (1902, № 2, пер. с англ.); А. Умлауф «Определение положения осей плоской сквозной фермы при переменном сечении поясов» (1902, № 7, пер. с нем.); «Мост через реку Рио-Гранде на Тихоокеанской ж. д. в Коста-Рика» (1903, № 4, пер. с англ.); А. Менаже «К вопросу об изучении упругих деформаций твердых тел» (1903, № 5-7, пер. с фр.) [7, 8, 11, 12].

Здесь следует отметить, что и впоследствии, на протяжении всей своей научной деятельности, Николай Алексеевич Рынин уделял большое внимание изучению иностранной литературы. Он систематически публиковал переводы статей и монографий иностранных авторов по интересующим его проблемам проектирования инженерных сооружений и прикладной геометрии, а позже — и по вопросам воздухоплавания, авиации, ракетной техники и космонавтики (см. библиографию его трудов). Во многих своих фундаментальных научных работах и учебных курсах он приводит обширные списки использованной иностранной литературы. С этой точки зрения примером может служить его труд «Начертательная геометрия: Методы изображения» [80], в котором в списке рекомендованной литературы указано 535 (!) наименований иностранных источников.

Уже через два года после окончания института Рынин становится известным специалистом в области проектирования металлических конструкций. В 1903 г. он выполняет расчет перекрытий для реконструкции главного здания, склада и модельной мастерской Александровского завода⁷ (ныне производственное объединение «Пролетарский завод») в Петербурге и в соавторстве с профессором Н. Н. Митинским разрабатывает проект сетчатого металлического покрытия призматической фермы над пассажирским павильоном на станции Вышний Волочек. За успехи в области инженерной и проектной деятельности Рынин в 1905 г. временно назначается начальником технического отдела Конторы по переустройству Санкт-Петербургского железнодорожного узла.⁸

В июле 1906 г. Николай Алексеевич вступает в брак с Тамарой Васильевной Дружининой⁹ (приемной дочерью Митинского), которая на протяжении всей их совместной жизни была другом и помощником во всей его многогранной и титанической инженерной, научной и педагогической деятельности.

⁷ ЛГИА, ф. 381, оп. 13, д. 3696, л. 153.

⁸ Там же, л. 106.

⁹ Там же, л. 69-70.

С первого дня работы на Николаевской железной дороге Рынин параллельно с производственной деятельностью ведет большую научную работу в области строительной механики (теория расчета металлических покрытий, шарнирных колец из жестких элементов и стропил). Уже в 1901 г. он публикует статью «К расчету кольцевого основания стропил» [5], которая послужила началом его будущей диссертационной работы. В этой статье он рассмотрел конкретную инженерную задачу по определению реакций опор различных пространственных стержневых конструкций с многоугольным опорным контуром при заданном направлении внешних сил. С глубоким знанием строительной механики и математики он доказал семь теорем о равновесии опорных колец при различных конфигурациях, различном числе вершин и всевозможных комбинациях приложения сил и дал общее решение этой всей задачи.

В русской технической литературе того времени почти не было никаких сведений по расчету сложных металлических покрытий. Для расчета подобных сооружений в основном использовалась переводная литература, например монография М. Фостера «Металлические конструкции гражданских сооружений» (пер. с нем. под ред. Н .Н. Митинского). С этой точки зрения особый интерес в те годы представляла работа Рынина «Металлическое покрытие, его расчет и конструкция» [17], в которой был теоретически обоснован и практически разработан способ расчета металлического покрытия на частном примере трехшарнирной арочной фермы, опирающейся на каменный фундамент и покрытой кровлей из волокнистого железа.

В качестве примера была выбрана особая система фермы — трехшарнирная арка, которая требует специального расчета по сравнению с обычной балочной фермой. Итогом этой научной работы явилась новая для того времени методика расчета главной фермы сооружения: определение узловых нагрузок, усилий в стержнях фермы и давлений на опорные и ключевые шарниры.

Проблеме расчета сложных инженерных конструкций посвящена и другая работа Николая Алексеевича — «Применение метода аксонометрических проекций и решение некоторых задач механики» [20], в которой он использует метод аксонометрических проекций для разложения внешних сил на составляющие. Здесь излагаются теоретические основы косоугольного параллельного проецирования: направление проецирования, вторичные проекции, коэффициенты искажения — и приводятся примеры решения конкретных задач механики графическими способами. Впоследствии эти методы найдут широкое применение не только в строительной механике, но и в геологии, кристаллографии и в других дисциплинах.

Все эти теоретические работы легли в основу диссертационной работы Рынина «Расчет шарнирных колец из жестких элементов», которая была опубликована в 1908 г. [26] и публично защищена на соискание ученой степени адъюнкта в 1909 г. на заседании Совета Петербургского политехнического института. В этой работе рассматривается пространственная система в виде кольца (под шарнирным кольцом понимается пространственный многоугольник, соединяющий опорные точки металлического сооружения) из прямолинейных стержней, соединенных идеальными сферическими шарнирами. В зависимости от числа и расположения опорных стержней система может быть геометрически изменяемой и неизменяемой (во втором случае статически определимой и неопределимой). В работе формулируются необходимые и достаточные условия принадлежности такой системы к одному из указанных типов.

Оригинальным выбором осей при составлении моментных уравнений равновесия автору удалось получить разрешаемую систему непосредственно относительно усилий в стержнях (при узловом воздействии нагрузки). Более того, он показал, что такая система разрешима в общем виде для двухстержневых опор. Это обстоятельство используется в работе для отыскания оптимального расположения опорных закреплений (в смысле жесткости системы в целом). Как всегда, стремясь найти практические приложения теоретическим положениям, Рынин во второй части монографии результаты общего анализа пространственных колец использует для построения рациональных типов пространственных ферм.

Диссертационная работа представляет еще интерес и с точки зрения оригинального использования в инженерных расчетах метода стереографических проекций, появившегося в 1907 г. Стереографические проекции и метод задания пространственных многогранников в этих проекциях были впервые предложены крупным русским ученым в области кристаллографии! Е. С. Федоровым¹⁰ и аналитически исследованы и применены в картографии видным ученым — картографом, и геодезистом В. В. Витковским.¹¹

¹⁰ Федоров Е. С. Новая геометрия как основа черчения. СПб., 1907. 136 с.

¹¹ Витковский В. В. Картография. СПб., 1907. 463 с.

В диссертационной работе Рынин показал преимущество этих проекций в изображении и определении геометрических параметров пространственных конструкций по сравнению с ортогональными, аксонометрическими, перспективными, векторными, гномоническими и картографическими. Он очень эффективно использовал основное инвариантное свойство стереографических проекций — конформность (неизменность углов при проецировании) в решении задач пространственной механики. Это исследование представляет и сейчас определенный интерес для специалистов по строительной механике как образец использования неформальных методов кинематического анализа (графостатики и стереографических проекций) в полезных для инженерной практики приложениях.

Перечисляя научные работы Рынина в области строительного искусства, нельзя не сказать о его фундаментальной монографии «Ледорезы», работать над которой он начал еще в студенческие годы (см. гл. первую). Монография представляет собой изложение теории и практических рекомендаций по проектированию геометрических форм и конструированию ледорезов. Автором использована богатая отечественная и зарубежная литература по составу и свойствам льда, вскрытию и замерзанию рек России, а также работы крупных русских ученых в области химии, мостостроения и строительного искусства. Рассмотрен и обобщен отечественный опыт мостостроения (пояснительные записки, альбомы чертежей, инструкции и расчеты к проектам), изучены различные материалы, применяемые для строительства ледорезов, и определены факторы, влияющие на их устойчивость и прочность. Наиболее глубоко Николай Алексеевич исследует геометрию ледорезов, формулирует и доказывает пять теорем о взаимном касании поверхностей второго порядка.

Н. А. Рынин. Фото 1905-1910 гг.

В монографии созданы теории выбора геометрической формы ледореза в зависимости от конструкции моста и особенностей реки, проектирования геометрии ледорезов (его поверхностей и поверхностей касательных для создания плавных обводов), статического и динамического расчета и разработана технология разрезки и кладки каменных ледорезов. Эта работа имела прогрессивное значение в практике мостостроения тех лет, многие ее положения не потеряли интереса и для современной науки и практики проектирования обтекаемых поверхностей.

Работая в техническом отделе Конторы по переустройству Санкт-Петербургского железнодорожного узла,

Рынин с 1906 г. включается в активную деятельность по реконструкции здания Николаевского (ныне Московского) вокзала и проводит расчеты и проектирование освещенности его залов и служебных помещений. В одной из статей он дает критический анализ существующих методов (К. Морманна и Л. Вебера) и создает новую теорию расчета освещенности проектируемых помещений в зависимости от интенсивности дневного света, размера и формы окон, расположения их в пространстве (вертикальные, горизонтальные, наклонные) [28]. Теория расчета освещенности помещений, разработанная им, в отличие от существовавших методик учитывала рассеивание и отражение света от стен, потолка и пола, угол наклона светового луча к плоскости окон. Рынин рассмотрел влияние на освещенность помещения расположенных близ окон различных зданий и сооружений и проанализировал поглощение света стеклами разных сортов и цветов.

На основе разработанной научной теории он дал конкретные рекомендации по проектированию окон для жилых и производственных помещений, выбору их рациональных размеров и форм, размещению. Все эти рекомендации были использованы при составлении и расчете проекта реконструкции здания Николаевского вокзала. За успехи по службе 29 марта 1909 г. Николай Алексеевич был награжден орденом св. Станислава III степени.¹²

С первого дня работы на Николаевской железной дороге Рынин одновременно вел педагогическую и научную деятельность в Институте инженеров путей сообщения. Любовь и призвание к педагогической и научной работе заставили его 21 августа 1913 г. обратиться к начальнику службы пути с просьбой освободить его от занимаемой должности для перехода на работу в Институт инженеров путей сообщения на должность адъюнкта.¹³ Но все же основной причиной перехода на педагогическую работу, очевидно, надо считать то, что в эти годы он уже серьезно увлекается вопросами воздухоплавания и авиации.

В соответствии с приказом министра путей сообщения № 94 Рынин был уволен, «согласно прошению, от должности инженера IX класса и инженера для технических занятий при техническом отделении службы пути Николаевской ж. д. с 1 октября 1913 г.».¹⁴ Закончилась прозводственная и практическая инженерная работа Н. А. Рынина на Николаевской железной дороге, но стала еще более активной и многогранной его научная и педагогическая деятельность в Петербургском институте инженеров путей сообщения.

¹² ЦГИА СССР, ф. 229, оп. 19, д. 2637, л. 6.

¹³ Там же, л. 7.

¹⁴ Там же, л. 124.

далее

назад