Карл Гильзин - Эта удивительная подушка
Внешний вид надувной мебели, изготовленной из прозрачных цветных синтетических материалов и выполненной по эскизам художников, хоть и необычен, но весьма привлекателен, если судить по экспериментальным образцам, экспонированным на выставках в разных странах.
По имеющимся отзывам, она удобна, легко принимает форму сидящего или лежащего человека, так сказать, приспосабливаясь к его формам.
Есть у надувной мебели «близкий родственник» — мебель из пенопласта, вспененной пластмассы. И пенопласт — воздушная подушка, поскольку состоит из бесчисленного множества воздушных пузырьков, заключенных в пластмассе.
Часто бывает необходимо предусмотреть в монолитных железобетонных конструкциях домов каналы — вентиляционные, под электрическую проводку и другие. Обычно для их образования при изготовлении конструкций закладываются металлические трубы. Но оказалось, что проще и, уж конечно, дешевле использовать для этой цели надувные резиновые шланги. После того как бетон застынет, сжатый воздух из шлангов выпускается, и они легко извлекаются для повторного использования. Этот метод успешно применяется у нас в стране, занимающей первое место в мире по масштабам индустриального сборного строительства. Используются надувные резиновые формы, или пневматическая опалубка, как ее называют, и при производстве железобетонных труб — бетон укладывают вокруг форм, а потом, когда он «схватывается», воздух из форм выпускают и их вытаскивают. Помните, как прокладывают канализационные трубы в Швейцарии?
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 баллоны из синтетической ткани. Такие «люстры», или, как их там называют, «свеклы», хорошо глушат шум в помещении.
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 перед высадкой союзников во Франции в 1944 году для открытия второго фронта они с успехом имитировали скопление войск с помощью сотен надувных танков, грузовиков и даже военных судов! Гитлеровцы были сбиты с толку и усиленно бомбили надувную «военную технику», а в это время совсем в другом месте скрытно шла подготовка десанта.
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.
