Виктор Финкель - Портрет трещины
Обзор книги Виктор Финкель - Портрет трещины
Виктор Моисеевич Финкель
Портрет трещины.
Закончен зодчим
превосходный дом…
А дальше что?
Начнется разрушенье!
Но житель дома – человек,и в нем
Вперед и выше – вечное стремленье!
Джон ДоннКРАЕВЫЕ ДИСЛОКАЦИИ ВОСПЕТЬ ИЛИ ПРОКЛЯСТЬ
Приближение – начало познания.
Хулио КортасарВот 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.
Прочность уже сама по себе является благом.
О. БальзакТРЕЩИНА БЕЗ ФРАКА ПЕРВИЧНЫЙ ДИАГНОЗ
Кусок квадратной формы где легко, Где туго рвался, противопоставив Упрямое сопротивленье силе.
Д. Берри.и.шПамятник Петру в Ленинграде – всемерно известный «Медный всадник» – свидетель удивительного потока событий. Кажется, что он вздымается не только над волнами Невы, но и над временами, возвышаясь над ними, независимый от них.
Между тем, монумент и разрушение связаны друг с другом. Еще сам Дидро, рекомендовавший своему другу Фальконе взяться за сооружение памятника Петру I, советовал: «…Петр взлетает на скалу, а из трещин этой скалы изливается прозрачная вода…»1 Позднее, когда в 12 верстах от Петербурга нашли огромный Гром-камень – будущее основание памятника – выяснилось, что когда-то в него ударила молния и «произвела на оном расселину». Эта расселина постепенно заполнилась землей и в ней выросли березы высотой в 25 футов. Не обошлось и без комедийных ситуаций, когда, стремясь пристроить своего бывшего сельского дьячка – учителя Тимофея Краснопевцева, фаворит Екатерины светлейший князь Григорий Алексеевич Потемкин сказал:
