настроенные специалисты видят в нем не только кладовую с неисчерпаемыми запасами сырья и продовольствия, но и, возможно, второй дом человечества. Вот только как и из чего строить под водой? "Из воды",- считают инженеры.
Не спешите удивляться-вспомните, что подобных сооружений в морях и океанах великое множество: от крошечных - в несколько миллиметров, до громадных - протяженностью в несколько тысяч километров и весом во многие миллионы тонн! Правда, строили их не люди, а моллюски и кораллы. Согласитесь, что, терпеливо накручивая витки раковин и возводя уступы Большого Барьерного рифа, морские обитатели не располагали ничем, кроме морской воды.
Известно, что в ней растворены всевозможные минералы, в том числе карбонаты и гидроокиси кальция и магния. Моллюски и кораллы научились отбирать их из морской воды и использовать в качестве строительного материала.
Солей в океане - миллиарды тонн, да и реки ежегодно прибавляют по нескольку миллионов тонн различных растворенных веществ - недостатка в материалах нет. И ученые подумали - не худо бы и человеку научиться вот так строить под водой, позаимствовав у морских обитателей их удивительную способность.
Исследования показали, что моллюски строят свои ракушки, выделяя кислоту. С ее помощью на поверхности клеточных мембран возникает отрицательно заряженный слой. Поскольку же кальций и магний образуют в воде положительно заряженные частицы, то они, как и следует, начинают притягиваться, постепенно накапливаясь на теле моллюска.
Но скопировать этот, казалось бы, нехитрый процесс не так-то просто. Ученые собрали каркас из легких металлических прутков, опустили его в воду и подсоединили к
му полюсу генератора постоянного тока. Спустя несколько дней каркас затянула прозрачная желеобразная масса довольно сложного химического состава. Спустя две недели масса стала твердеть, а через месяц превратилась в самый настоящий известняк. Ток отключили, измерили толщину "ракушки", а когда включили снова, то испытали лишь огорчения-конструкция перестала расти.
Оказалось, известняк прочно изолировал каркас от воды. Рассказывают что один из исследователей с досады пнул каркас ногой... и тем самым спас идею. Слой известняка лопнул, в трещину попала вода и восстановила контакт с током. Минералы вокруг трещины опять начали образовывать желе. Потом трещины и отверстия стали делать уже специально через определенные промежутки времени.
Этот способ специалисты предлагают положить в основу нового метода строительства подводных сооружений. Конечно, до возведения искусственных островов или подводных городов еще далеко, но сам метод можно было бы использовать уже сегодня для укрепления берегов, прокладки тоннелей по дну. По расчетам получается, что собрать каркас на суше, укрепить его возле берега или на глубине и подключить ток в шесть раз дешевле, чем изготовить, перевезти и смонтировать многотонные бетонные блоки. А при строительстве крупных глубоководных сооружений способ, заимствованный у кораллов, может стать незаменимым - ведь снабжать площадку током смогут и солнечные батареи, и ветрогенераторы, установленные на поплавках в открытом море.
ВОДА ПЛЮС ЭЛЕКТРОНИКА
На первый взгляд идея использовать электронику в сантехнике кажется расточительной. Но подсчитано, что на умывание человек тратит всего 15 процентов льющейся горячей воды. Остальные же 85 впустую вытекают из открытого крана. Для того чтобы исключить эти потери, а вместе с ними снизить и затраты энергии на нагревание воды, специалисты предлагают заменить традиционные вращающиеся краны на электронные, снабженные оптическими датчиками. Они автоматически включают воду, лишь когда человек подносит к ним руки. Такое решение особенно заинтересовало хирургов, которым для пуска воды не надо будет прикасаться к нестерильным предметам.
ПУТЕШЕСТВИЕ ПО УЛИЦАМ, КОТОРЫХ ЕЩЕ НЕТ
- Поехали, посмотрим, как получилось,- сказал проектировщик нового микрорайона и дал газ. Автомобиль тронулся, перед пассажирами коллегами архитектора-открылись панорамы улиц, скверов, площадей. ЧеРез полчаса, когда экскурсия закончилась, впечатления оказались у всех одинаковыми - район выстроен скучновато. То, что хорошо смотрелось на
макете, теперь обернулось однообразными композициями, плохо гармонировавшими друг с другом.
- Ну что же, будем... переделывать,-согласился проектировщик, встал с водительского кресла и... тотчас увидел весь район с высоты птичьего полета. Секрет прост - архитекторы проехались по улицам обычного макета, установленного на полу.
Макетирование, широко распространенное в градостроительстве, к сожалению, имеет существенный недостаток - автор видит свое творение словно с вертолета и с трудом может представить себе, как будет чувствовать себя человек на его улицах. На этот вопрос попытались ответить специалисты, создав необычный "автомобиль", в кабине которого и сидел проектировщик.
"Автомобиль" оборудован эндоскопом-своего рода миниатюрным перископом, крошечный объектив которого можно опустить на тонкой ножке прямо на "улицы" макета. В технике, в медицине подобные устройства применяются довольно широко и позволяют заглянуть в самые труднодоступные места. Но для того чтобы использовать эндоскоп в архитектуре, пришлось модернизировать его оптическую систему. Прибор должен был давать изображение в определенном масштабе, чтобы дом на картинке получился таким же, каким его увидел бы человек, окажись он вдруг на будущей улице.
Поначалу эндоскоп был скомпонован с зеркальной фотокамерой. На созданном стенде можно получать цветные слайды проектируемых площадей и архитектурных ансамблей. Причем в любое время суток: специальные светильники и зонтики позволяют создавать и "естественное" и "искусственное" освещение.
Но настоящий эффект присутствия создает "автомобиль", в котором эндоскоп спарен уже с видеокамерой. Она транслирует изображение на
291
ран перед водителем, а система рычагов и электромоторов, повинуясь рулю, передвигает объектив по макету, имитируя путешествие. Город как бы оживает, и дело тут, разумеется, не только во внешних эффектах. Новый метод позволяет проектировщикам смотреть на будущие кварталы не "свысока", а из гущи городской жизни, удостовериться в гармоничности и целесообразности архитектурных решений. Кроме того, разработчики считают, что это устройство даст возможность без больших затрат снимать и увлекательные фантастические фильмы.
СМЕРЧИ НА ГОРОДСКИХ УЛИЦАХ
Порывы ветра, способные вырвать зонт из рук или даже сбить пешехода с ног, все чаще случаются на улицах современных городов. Долгое время такие происшествия объясняли капризами погоды, особыми явлениями в окружающей атмосфере. Но вот специалисты обратили внимание, что шквальные порывы ветра чаще всего подстерегают пешеходов в окрестностях небоскребов. А детальные исследования окончательно реабилитировали природу: они показали, что причина смерчей на городских улицах - просчеты в высотном строительстве.
Проблема эта сегодня приобрела особую остроту в связи не только с размахом высотного строительства, но и с его особенностями. Например, многие старые города с узкими улицами спешат обзавестись небоскребами в несколько десятков этажей. Именно эти здания, значительно возвышающиеся
над остальными, и вызывают неприятные явления.
Вырастая как преграда на пути движущихся воздушных масс, стены небоскребов не только отклоняют их вверх или дробят на потоки, обтекающие здания по сторонам. Значительная часть воздуха устремляется вниз и, попав в узкие ущелья улиц, превращается в мощные вихри. Известен, например случай, когда подобный вихрь опрокинул почтовый автомобиль, стоявший на площадке вблизи от одного из небоскребов в Бостоне.
Именно вихревой характер порывов возникающих на городских улицах, больше всего беспокоит специалистов. Известно, например, что человек среднего роста может быть повален ветром, дующим со скоростью 65 километров в час. Постоянный воздушный поток со скоростью 35 километров в час - серьезная помеха для пешеходов. Но они испытывают те же неудобства и при скорости ветра всего 15 километров в час, если воздушный поток становится вихревым.
Чтобы избавить пешеходов от коварных нападений ветра, градостроители обратились за помощью к аэродинамикам. Но оказалось, что картина образования вихрей в зоне небоскребов настолько сложна, что не поддается расчетам даже с помощью ЭВМ. А традиционные аэродинамические трубы малопригодны для моделирования этих явлений.
Пришлось создавать специальные аэродинамические трубы, в которых, чтобы сделать картину течений видимой, применяется окрашенный дым или светящиеся газы. Модели же изучаемых зданий обычно испытываются в двух вариантах: одна - жесткая, с множеством отверстий для измерения давления в наиболее ответственных точках, другая - гибкая, из магниевых или алюминиевых пластин, позволяющих изучать колебания сооружения. Процессы, происходящие во время экспериментов, фиксируются
ми. А результаты измерений обрабатываются с помощью компьютеров.
В ходе таких экспериментов изучались высотные здания самой разной конфигурации. Оказалось, что наисильнейшие вертикальные потоки, идущие вниз, создают небоскребы в виде однообразных, одинаковых от первого до последнего этажа прямоугольников. У их основания, особенно заворачивая за угол, эти потоки и превращаются в вихри, похожие на смерчи. Образованию вихрей способствуют и входы в здание, втянутые внутрь. Иное дело, если здание имеет ступенчатую форму, когда его высотная часть располагается на более широком основании. В этом случае крыша основания отражает идущие вниз воздушные потоки, не давая им достичь уровня улицы.
Немалые сложности возникают в тех случаях, когда высотное здание располагается на колоннах или его основание изобилует арками, в которых свободно "гуляет ветер". Дело в том, что с подветренной стороны здания давление всегда ниже, чем с наветренной. За счет этой разности давлений скорость воздушных потоков в таких проемах может возрасти в три раза и достичь критической величины.
Резкие порывы ветра, доставляющие неприятности пешеходам, могут возникать и за счет эффекта Вентури. Почти двести лет назад итальянский физик установил, что газ или жидкость, текущие по трубе, увеличивают скорость и теряют давление, проходя через ее суженную часть. В городах это явление наблюдается, например, в тех случаях, когда воздушный поток с широкой открытой площади врывается в ущелье улицы из стоящих вплотную Друг к другу домов.
Проектируя высотные здания, архитекторам приходится не только учитывать эти закономерности, но и продувать в аэродинамических трубах модели целых кварталов. Для борьбы с вихрями на улицах применяются и дополнительные архитектурные элементы в
виде посадок деревьев, кустарников, небольших торговых павильонов. Чтобы получить нужный эффект, их нужно разместить точно в зоне зарождения вихрей. Этого и помогают добиться эксперименты в аэродинамических трубах.
ЗНАКОМЬТЕСЬ: ТЕКСТИЛЬБЕТОН
Полотнища автострад стали объектом исследований, в результате которых специалисты пришли к выводу: возникающие на них трещины в основном вызваны низкой прочностью бетона на растяжение. Чтобы повысить ее, ученые предложили использовать нитки. Точнее, мелко порезанные отходы текстильного производства. Испытания показали, что такие "сшивки" делают бетонную массу более однородной и значительно повышают ее прочность. Благодаря этому расходы материала на квадратный метр дороги могут быть снижены на 40 процентов. И несмотря на это, шоссе из текстильбетона будет служить в два раза дольше обычного.
ВОЛНА 1" ВМЕСТО ВИБРАТОРА
Широко используемые в строительстве вибраторы не лишены существенного недостатка - слишком шумят, Сотрудники Варшавского
"\ ческого института, заменив электромеханический механизм... водой, сконструировали принципиально новое оборудование для домостроительных комбинатов. На бетонную панель укладывается плоская рабочая плита вибратора, оснащенная системой труб, резервуаров и клапанов. В момент прохождения воды через эту систему один из клапанов автоматически закрывается. Происходит резкое торможение потока жидкости, и по слою воды проходит так называемая волна давления, которая и заставляет плиту вибрировать с частотой от 45 до 90 герц.
Новый способ бесшумен, безопасен для персонала, оборудование практически не изнашивается, легко приспосабливается к различным производственным установкам.
ДАВЛЕНИЕ ПЛЮС ВИБРАЦИЯ
Дорожное покрытие получится плотнее, а значит, и более высокого качества, если при его трамбовке использовать не только давление, но и вибрацию. Но для этого строителям необходимо иметь по крайней мере два агрегата; каток и вибратор. Чехословацкие специалисты создали своеобразный гибрид - самоходную машину, у которой вибрирует сам тяжеловесный стальной валок. Он крепится шарнирно на раме перед двумя ведущими резиновыми колесами. Кстати, благодаря им каток может работать и на горных Участках с уклоном дороги до 45 процентов. Машина хорошо трамбует покрытие на глубину до полуметра.
БУМАГА ИЗ ЛИСТЬЕВ
Как известно, бумагу делают из целлюлозы, которая содержится в древесине. При этом листья выбрасывают. Венгерские ученые создали технологию получения бумаги из листьев. В Будапеште уже построен опытный завод по производству новой бумаги. Результаты более чем обнадеживающие.
Перед рыбаками всегда стояла проблема: как подольше сохранить улов свежим? Холодильники есть далеко не на каждом судне. А главноепребывание в них отражается на качестве продукта. Можно ли отказаться от холода? А заодно- и от нагревания, которое сопутствует приготовлению консервов? Задавшись этими вопросами, специалисты разработали новый способ сохранения улова. Суть его в том, что свежую рыбу "одевают" в своего рода вторую кожу из натуральных белковых веществ. Они изолируют ее от кислорода воздуха, микроорганизмов, не дают размножаться анаэробным бактериям. Сама же пленка, создаваемая поверх чешуи, прозрачна, абсолютно безвредна и легко удаляется при жарений и варении.
294
295
ИЗОБРАЖЕНИЕ ПО ТЕЛЕФОНУ