Портрет трещины

Вот вопрос, вставший перед автором с первой мыслью о написании этой книги. И действительно, сплошь и рядом разрушение и его оружие – трещина – это беда, а когда они сопровождаются гибелью людей,-трагедия.

Но ведь для того, чтобы изложить что-то на бумаге, надо

вдохновиться? Чем же?

Разрушение само по себе глубоко неэстетично, но, чтобы с ним бороться, надо понимать его законы. Часто оно имеет и сенсационный характер. Действительно, как иначе назовешь, например, столкновение самолета с птицей? Между тем сила удара голубя при скорости самолета всего в 320 км/ч составляет 32 кН, а при скорости 960 км/ч – почти 300 кН. Разрушения при этом возникают самые серьезные.

Но сенсация вызывает различные и порой довольно противоречивые чувства и может лишить читателя способности объективно воспринимать факты и события. Нет, думаю, что на сенсации книгу о разрушении мне не построить.

В конце концов осталось наиболее целесообразное, с моей точки зрения, решение, которое мне подсказала одна из фраз диктора московского радио: «Послушайте передачу из цикла «Здоровье: сахарный диабет». И в самом деле, ведь разрушение – это негативная сторона прочности. И если нельзя воспеть тень, то ничто не мешает восторгаться ажурностью и прочностью телевизионной вышки, легкостью моста, взлетевшего над многокилометровым проливом, или удивительной стройностью стометровой космической ракеты. «Ведает» же этими вопросами один из разделов современной физики твердого тела, в котором заложены представления о большой прочности материалов, их способности противостоять действию высоких и низких температур, коррозионных сред, импульсных нагрузок и всему невообразимому множеству методов воздействия, с которыми встречается современная конструкция. Говорим ли мы о химическом или ядерном реакторе, корпусе сверхзвукового самолета или ракеты, нефтяном буре или ледоколе, каждый раз едва ли не основным оказывается вопрос – вы-

держит ли? Не произойдет ли катастрофического разрушения? Как сделать машину, прибор, аппарат не только предельно легкими и дешевыми, но и надежно прочными?

Именно физика твердого тела во всех ее разновидностях и направлениях способна обеспечить современную цивилизацию основным конструкционным материалом. Ведь еще выдающийся английский физик Дж. Дж. Томсон сказал: «В техническом прогрессе участвуют три основных элемента: знание, энергия и материал». Поэтому примерно треть всех физиков на Земле занята поиском новых и расширением возможностей старых, уже давно известных металлов и сплавов. И для этого есть очень серьезные основания. Достаточно сказать, что почти весь инструмент, которым человечество создало свою технику, сделан из металла. И еще: самое ответственное и надежное на земле построено из металла: мост ли это через Енисей или Волгу, пинцет и скальпель хирурга, камера современного ускорителя ядерных частиц. Именно металлоконструкции преградили путь мощному селевому потоку и спасли Алма-Ату, гигантские железобетонные плотины перекрыли великие реки и дали нашей стране электроэнергию. Наконец, именно танки и орудия, сделанные из особых высокопрочных сталей, содействовали нашей победе в Великой Отечественной войне.

И все же в обилии вопросов и проблем современной науки о прочности разрушение занимает особое место. Когда мы слышим об аварии самолетов гражданской авиации с сотнями жертв (отвалилось крыло) или с раздавленной многометровой толщей воды подводной лодке, или о разрушенном корпусе ядерного реактора с возможностью заражения окружающего пространства и облучения людей, особенно ясно понимаешь: необходимо что-то немедленно предпринять, чтобы подобное не повторилось. Но что?

Мы помним газетное сообщение: в стабилизаторах ракеты «Сатурн», которая должна была вывести на орбиту американский корабль в рамках совместного советско-американского полета

«Союз» – «Аполлон», обнаружили трещины, и все восемь стабилизаторов необходимо было срочно заменить новыми. Это не повлекло за собой отсрочки запуска, но ведь бывает и по-другому, когда в полете ломаются лопасти винта вертолета и машина камнем идет вниз. Или когда взрывается неф-

тс провод, газопровод, по которому трещина умудряется грпбежять марафон в 10-20 км со спринтерской скоростью з 1000-2000 м/с.

Колоссален материальный ущерб, невосполнима возможная гибель людей…

Говорят, что катастрофа, в которой трудится тот или иной специалист, влияет на него не всегда благотворно. Поэтому работники уголовного розыска, вынужденные знать жаргон преступников, стремятся не «заразиться» им, врачи-психиатры должны, как мне кажется, противопоставить безумию больных свой светлый разум и беспредельный, чистый оптимизм. Рассуждая так, можно представить себе: нечто подобное происходит с научным работником, занимающимся проблемами разрушения. Ему, проникшему во многие тайны этого явления, могло бы порой показаться, будто гибельное разрушение всевластно, а надежной прочности вообще не существует…

К счастью, такого не случается. Более того, нередко он убеждается, что не только прочность может быть обеспечена в достаточной мере, но и само разрушение, как это ни парадоксально, оказывается полезным человеку.

Достаточно сказать, что это тот фундамент, на котором стоит вся гигантская мировая промышленность по добыче ископаемых, в частности, угля и различных руд. Не что иное, как сложное разрушение, представляет собой механическая обработка металлов на металлорежущих станках или технологические процессы при разделке гранита и мрамора.

Сплошь и рядом мы встречаемся и с разнообразнейшими проявлениями нарушения сплошности тел в природе. Так, преследуемая ящерица, чтобы спастись, жертвует хвостом. Предчувствуя сильный ветер, паук-синоптик разрывает свою паутину. Корни дерева разрушают камни. Столь хрупкие на первый взгляд грибы, встречая препятствие, уплотняют свои ткани и способны взламывать асфальт и пробуравливать толстые цементооб-разные слои термитников в тропиках.

Известны случаи, когда набухшие от влаги бобы разрывали трюмы танкеров. Утверждают, что в глубокой древности первые анатомы применяли бобы для разделения костей черепа.

Книга, лежащая перед вами, посвящена разрушению,

его природе и его многообразным проявлениям: и когда оно – обнаженное зло, и когда оно жизненно важно и успешно служит людям. Но и в первом, и во втором случаях автор стремился быть оптимистом, всегда помнящим, что каждое разрушение требует своего отношения, подхода и действия. Возможно и хорошо, если бы природа была проще, чем она есть, но зато как чудесно, что так еще много неизвестного, даже опасного неизвестного, к чему можно приложить свои мужество, ум и руки. Не последнюю роль во всем этом играет и удивительное человеческое качество – любознательность, один из поразительнейших и бескорыстнейших рычагов человеческого мышления и созидания. Хорошо сказал об этом писатель Курт Воннегут устами ученого, получающего Нобелевскую премию: «Леди и джентльмены! Я стою тут, перед вами, потому что всю жизнь я озирался по сторонам, как восьмилетний мальчишка весенним днем по дороге в школу. Я могу остановиться перед чем угодно посмотреть, подумать, а иногда чему-то научиться. Я очень счастливый человек…»1

Книга эта рассчитана на любознательного читателя, и автор стремился написать ее так, чтобы она была интересна и небесполезна и школьнику, и специалисту-инженеру.

Преисполненный этой надеждой, автор отдает свою книгу на суд читателей.

1 Воннегут К. Колыбель для кошки. – М.: Молодая гвардия, 1970, с. 12.