Эта удивительная подушка
Шрифт:
Начинают применять на стройках пневматические леса — надувная опалубка. Хотя какие это леса? Дерева тут совсем нет, одни пневматические балки. Появляются и первые надувные элементы зданий. В ФРГ применена оригинальная звуковая изоляция потолков. Обычно в помещениях, где царит сильный шум, как в некоторых производственных цехах, потолки обивают специальным пористым звукоизолирующим материалом. Оказывается, проще и дешевле развесить под потолком слабо надутые конические
Есть случаи, когда для возведения крыш зданий используют надувные баллоны — они поднимают крышу быстрее, чем с помощью обычных строительных лесов. Крышу одного сборного здания в США, которую ранее возводили шестнадцать человек за три с половиной часа, подняли с помощью надувного баллона за шесть минут! Это тоже своеобразный пневматический домкрат.
Но уж если говорить о крышах, то гораздо интереснее роль воздушных подушек в качестве самих крыш. Надувные крыши все чаще применяются и в сооружениях разного назначения, и в процессе строительства, в особенности в северных районах. Недавно в городе Сыктывкаре надувная крыша укрыла строящийся жилой дом, чтобы удобнее было вести кровельные работы.
В США надувные крыши пытаются складывать из «пневматических кирпичей» — надувных воздушных подушек треугольной формы из тончайшей воздухонепроницаемой пластмассовой пленки. Отдельные «кирпичи» соединяются между собой так, что один насос надувает сразу всю крышу. Купол здания диаметром около десяти метров в ненадутом виде свободно помещается в обычном чемодане.
Еще в 1936 году советский ученый профессор Г. И. Покровский предложил строить надувные крыши — перекрытия зданий в форме больших пластмассовых линз. Позже в ряде стран появились сооружения с подобными крышами, например в Канаде.
У нас, в Англии и других странах надувные крыши устанавливают на больших бункерах-зернохранилищах: они герметически изолируют зерно от окружающего воздуха.
В США надувной крышей снабдили настоящее, фундаментальное здание зимней спортивной школы. Предполагается, что летом крыша будет снята, и зимняя школа станет летней! Там же надувной крышей укрывают отстаивающиеся в доках корабли — осушенный воздух, циркулирующий под крышей, защищает их от коррозии. А в Канаде надувной купол используется для почти противоположной цели: он защищает не то, что под ним, а всех окружающих от неприятных производственных запахов.
В каждом доме обычно есть лестница. Нельзя ли надуть и ее? Одна из надувных лестниц может быть уложена в небольшую коробку. Но стоит ее надуть, и она превращается в настоящую лестницу длиной два метра. Другая лестница длиной более трех метров может выдержать двух человек, она используется, правда, не в доме, а в ракете — ее применяют для осмотра изнутри топливных баков гигантской космической ракеты «Сатурн», созданной в США для полетов корабля «Аполлон» на Луну.
С этой ракетой связана еще одна важная роль воздушной подушки. Когда нужно обслуживать самолет, то техники смело выходят на поверхность крыла. Но в случае ракеты так не выйдет — стенки ее столь тонки, что нога человека и даже упавший гаечный ключ могут причинить непоправимый вред. Спасает накладная подушка — она может выдержать даже четырнадцать человек.
Поистине неограниченны возможности использования воздушной подушки. Ее можно встретить в самых, казалось бы, неожиданных местах. Например, сидя в Большом театре, вы ни за что не догадаетесь, что развесистые деревья, огромные стога сена или высоченные колонны — надувные.
Иной раз надувные декорации служат и более серьезную службу. Так было в минувшую войну, когда
Но можно ли сделать надувным целый настоящий дом, большое сооружение? Так сказать, воздушный замок! Это совсем не то же самое, что надувной павильон на выставке…
И все же создать надувные здания самых различных размеров и назначений можно. Впервые детально разработанную конструкцию надувного здания предложил советский инженер Л. Арсеньев в 1951 году, хотя первый патент на такое здание был взят в Англии еще в 1917 году. Вначале предложение встретило настороженное отношение, его называли нереальным. Но теперь подобных зданий немало в разных странах.
В любом здании главная сила, нагружающая его конструкцию, — сила тяжести, сжимающая несущие элементы конструкции: фундамент, каркас, стены. Ничего не поделаешь, живешь на Земле — учись считаться с силой земного тяготения. Поэтому строительные конструкции обычно так массивны и тяжелы, а все, что ажурно, кажется хрупким и непрочным.
Совсем иное — сверхлегкий воздушный дом. Его несущая конструкция — надувная оболочка — не сжимается, а растягивается. Она может лишь лопнуть, если не выдержит. Но в числе замечательных свойств новых синтетических тонких пленок, созданных химией, одним из первых является высокая прочность на растяжение. В некоторых случаях пленки прочнее самых прочных сталей!
Принцип равномерного растяжения тонкой оболочки, на которой основана вся «подушечная архитектура», широко используется в живой природе. Приглядитесь к листьям растений, в особенности к какому-нибудь большому, длинному листу. Обычный лопух, например, имеет листья длиной более полуметра, есть пальмы и другие южные растения с еще более длинными листьями. Даже невооруженным глазом видно сложное строение листа: он весь пронизан канальцами, по которым течет клеточный сок. В микроскоп видно множество строительных сот — клеток, заполненных соком. Его давление в некоторых случаях достигает сотни атмосфер! Как в паровом котле могучего локомотива, изготовленном из высокопрочной и толстой стали. А тут тончайшие растительные ткани… Почему они не разрываются страшным давлением? В чем секрет удивительной прочности листа?
Он в тургоре — так называют ботаники состояние напряжения клеток, вызываемое клеточным соком. Его давление равномерно растягивает тонкую растительную ткань, делая живые конструкции растения на удивление прочными и жесткими. Этот же принцип лежит и в основе любой воздушной подушки. В том числе и гигантских надувных сооружений. А также и обыкновенного мыльного пузыря.
Как и всякий дом, любой «воздушный замок» должен иметь фундамент. Но если обычно фундамент служит опорой сооружения, то в надувном доме он не позволяет ему улететь в небо. Внутри дома давление выше окружающего, хоть и немного, на сотые и тысячные доли атмосферы. Это необходимо, чтобы удержать оболочку от падения и растянуть ее, придавая упругость конструкции. Сила давления воздуха на оболочку превышает ее вес — оболочка рвется в небо, стремится оторваться от удерживающих ее фундаментных опор. Такие оболочки называют аэростатическими — не зря термин напоминает о воздушных шарах-аэростатах.