Беседы о бионике

Удобно и весьма эффективно использование надувных систем в качестве цирковых шатров, магазинов, ресторанов и укрытий на строительных работах, в качестве специальных сооружений: мачт, башен, вентиляционных каналов, опалубки для железобетонных труб и оболочек. Наконец, большое будущее, по мнению специалистов, ожидает мягкие оболочки в космонавтике.

Столь широкие возможности применения пневматических конструкций в различных областях народного хозяйства обусловлены множеством достоинств надувных систем. Они позволяют быстро перекрывать большие пролеты без промежуточных опор. Пневматические конструкции лучше всех других можно чрезвычайно легко и экономично использовать для сооружения зданий со сложной планировкой. Они абсолютно сейсмостойки, что имеет большое значение для строительства в сейсмических районах. Надувные сооружения безопасны при авариях: при постепенном истечении воздуха через прорыв поврежденная оболочка в силу своего малого веса опускается медленно и не способна причинить повреждения ни людям, ни оборудованию. Важнейшими же преимуществами надувных систем, сооружаемых из мягких синтетических пленок и тканей, являются дешевизна синтетических материалов, возможность обходиться без обычных строительных материалов (дерево, сталь, кирпич и т. д.) и легкость монтажа, не требующая привлечения квалифицированной рабочей силы. Практика показала, что постройка большой аудитории или зрительного зала с надувным куполом обходится в несколько раз дешевле, чем аналогичные строения с потолком, опирающимся на металлические или деревянные фермы. Следует еще добавить, что удельные капиталовложения для создания заводов, производящих пневматические конструкции, могут быть значительно меньше, чем в случае всех других видов конструкций.

Рис. 15. Мост длиною свыше 1 км, спроектированный в виде полусвернутого листа (архитектор П. Солери)

Отмеченные достоинства надувных систем, в основе которых лежит заимствованный у природы принцип тургора, позволяют ученым сделать смелое предположение: не в столь отдаленном будущем можно будет закрывать надувными куполами целые небольшие города, создавая любой климат для населения этих городов. Во всяком случае, уже появились проекты заполярных городов, укрытых от суровой природы надувными мягкими оболочками, городов с искусственным климатом. И сегодня такие проекты отнюдь не выглядят фантастичными...

Подражая природным структурам, ряд оригинальных сооружений удалось создать и мостовикам. Так, например, французские инженеры возвели один мост, похожий на скелет морской звезды. Он имеет вид равностороннего треугольника. Это значительно надежнее, чем арочные конструкции. Попутно заметим, что выгодно делать треугольными и кирпичи. Стены домов, сложенные из таких кирпичей, приобретают большую, против обычного, прочность.

Нередко листья свертываются в трубку, образуют причудливые желоба, закручиваются в спираль — это обеспечивает их наибольшую прочность. Такая трансформация формы подсказала идею проекта моста через реку в виде полу свернутого листа (рис. 15). Его легкость поразительна, прочность (она обеспечивается загнутыми краями) необычайна. Красотой, экономичностью и долговечностью этот мост полностью обязан природе!

И еще об одной конструкции моста, подсказанной природой. Инженер Сэмюэль Броун работал над проектом моста. Он знал огромное количество разных типов мостов, много их построил сам, но вот профиль и основная конструкция нового моста не получались, никак не вырисовывались в его сознании, несмотря на долгие и мучительные раздумья. Между тем сроки торопили, нужно было как можно скорее найти общий принцип конструкции моста... Инженер вышел в сад. Тысячи тонких нитей паутины провисали между деревьями, тянулись от ветки к ветке, перебрасывались от куста к кусту. Прямо над собой, у дорожки, Броун увидел прообраз искомой им конструкции моста на гибких длинных нитях. Ветер раскачивал ее, но подвесные нити не рвались. Оставалось только рассчитать нагрузки и сечения. Так появились в инженерной практике прочные и красивые подвесные мосты...

Сейчас уже существуют десятки технических структур, созданных инженерами и архитекторами по образу и подобию природных. Мы рассмотрели лишь небольшую их часть. Но и приведенных примеров вполне достаточно, чтобы признать — в бионике появилось новое направление, имя которому — биоархитектура; использование строительного опыта природы значительно повлияло на принципы современной архитектуры.

Рис. 16. Фрагмент нерватуры листа в сильно увеличенном виде (слева) и фрагмент перекрытия выставочного зала в Турине (архитектор П. Нерви) (справа)