<< Предыдущая

стр. 6
(из 12 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>

шестигранной форме именно такая величина углов обес­печивает наибольшую вместимость сотовой ячейки при минимальных затратах строительного материала на ее сооружение.
Небезынтересно отметить, что однажды все же воз­никло сомнение в точности «вычислений», которые «сделали» пчелы. Один английский ученый пришел к выводу, что острый угол каждого ромба должен рав­няться не 70°32', а 70°34'. И стало быть, пчелы все же немного ошиблись. Неизвестно, как долго длился бы этот спор, если бы не случилось одно неожиданное происшествие, не имевшее к пчелам никакого отно­шения.
А случилось вот что. В бурю перевернулся и зато­нул недалеко от берега английский корабль. Следствие установило, что он был неправильно рассчитан, так как кораблестроители пользовались изданием логариф­мических таблиц, в котором были опечатки. Вот тогда­то и выяснилось, что этим же изданием логарифмичес­ких таблиц пользовался английский ученый, заявивший, что пчелы неверно решили задачу о наибольшей вме­стимости ячеек. Когда же он проверил свои вычисления по другим таблицам, то выяснилось, что правы были пчелы!
Итак, за миллионы лет эволюции пчелам удалось методом проб и ошибок найти самую экономичную и самую емкую форму сосуда для хранения меда.
А нельзя ли нам, людям, воспользоваться опытом мохнатых тружениц и тоже хранить в сотах, но только железобетонных, разные продукты, например зерно? Безусловно, можно! И не только можно, но и настоя­тельно необходимо. Ведь ежегодно в нашей стране строятся десятки элеваторов для хранения зерна. А обычный элеватор — это просто ряд труб — силосов. Со­вершенства здесь мало, а железобетона расходуется много. Толщина стенок круглых монолитных башен весьма велика. И не потому, что прочность этого тре­бует, их иначе сделать невозможно. В тонкий зазор — щель между кольцами опалубки — бетонную смесь не заложишь и уплотнительный вибратор не вставишь, во­лей-неволей приходится делать силосы массивными.
Иное дело сотовый элеватор, конструкцию которого разработали советские инженеры. Он строится просто и быстро. Уже в первом, высотой в пятнадцатиэтаж­ный дом, сотовом элеваторе, сооруженном в Купино, в степи под Новосибирском, стенки силосов, собран­ные всего лишь из двух типовых железобетонных эле­ментов, стали намного тоньше, бетона пошло меньше, а надежность конструкции значительно возросла. Сле­дом за купинским поднялся в Целинограде еще более совершенный элеватор сотовой конструкции. На него ушло примерно на 30% меньше бетона, чем на его мо­нолитного «предка», а затраты труда сократились вдвое!
Но тысячевековой опыт пчел в сооружении сот ока­зался полезным не только строителям жилых домов и зернохранилищ. Его весьма успешно используют при строительстве плотин, шлюзов и многих других слож­ных и ответственных объектов.
В последнее время в отечественной и зарубежной печати много пишут о так называемых «надувных со­оружениях». Этой новинкой инженеры также всецело обязаны «изобретательству» природы. Ранней весной то тут, то там можно увидеть «чудо»: нежные ростки ра­стений взламывают асфальтовую «броню» толщиной 8—10 см. Подобное чудо повторяется ежегодно нес­метное число раз. Разрушение асфальта нежными ро­стками невольно поражает воображение. Откуда такая «прочность» у этих маленьких и хрупких созданий? Ка­кая сила помогает им пробить асфальт, чтобы выбрать­ся на волю, к теплу и солнцу?
У растительных клеток есть протоплазма и оболоч­ка. При проникновении в клетку воды увеличивается объем клеточного сока, заключенного в особые пу­зырьки, вкрапленные в протоплазму. Вследствие этого облегающая пузырьки протоплазма плотно прижимает­ся к клеточным оболочкам и растягивает их, подобно тому как надутые автомобильные камеры растягивают шины. Это напряжение клеточных оболочек, вызванное внутриклеточным давлением, называется тургором. Тур-гор и является той «силой», которая позволяет росткам «взрывать» асфальт, пробиваясь к теплу и свету. Он же создает упругость листьев и стеблей. Когда на ва­ших глазах сорванные и увядшие цветы «отходят» в воде, в их тканях нарастает тургор.
При нормальных условиях абсолютная величина внутриклеточного давления колеблется в пределах от 5 до 10 атм, а в отдельных случаях она во много раз превышает давление пара в котлах самых мощных ло­комотивов и достигает 108 атм. Здесь весь материал, как это нередко наблюдается в природе, работает на растяжение.
В 1951 г. советский инженер Л. Арсеньев, используя принцип тургора, разработал конструкцию надувного здания. Это новшество поначалу многие расценили как «весьма сомнительное», «практически неосуществи­мое». Но прошло несколько лет, и использование прин­ципа тургора привело к появлению совершенно новой области строительной техники — к созданию пневмати­чески напряженных конструкций. Пневматическое на­пряжение, создаваемое избыточным давлением газа или жидкости, обеспечивает гибкой герметичной оболочке несущую способность и устойчивость при любых ви­дах нагрузок. Сейчас принцип тургора получил широ­кое применение в аэро- и гидростатической архитек­туре США, Англии, Франции, Польши, СССР и других стран.
Различают два основных типа пневматических кон­струкций — воздухоопертые и воздухонесомые (рис. 5 п Ь). Возможны и комбинации конструкций этих двух типов, а также использование пневматических элемен­тов в сочетании с жесткими конструкциями.

Рис. 5. Схема воздухоопертого купола. / — оболочка; 2 — анкерующий балласт; 3 — возду­ходувка; 4 — тамбур (шлюз).

К воздухоопертым относятся системы, в которых из­быточное давление воздуха порядка 20—100 мм водя­ного столба создается в самом эксплуатируемом объеме

Рис. б. Схема воздухонссомого арочного свода. 1 — пневматическая арка; 2 — компрессор; 3 — ограждающая оболочка; 4 — опорная пята арки.

сооружения. Такое давление практически не ощущает­ся человеком. Избыточное давление поддерживается с помощью вентиляторов или воздуходувок низкого дав­ления. Они автоматически регулируются так, чтобы поддерживать внутри здания постоянное давление; при бурях включаются добавочные вентиляторы. На случай перерывов в подаче тока к моторам, приводящим в дей­ствие вентиляторы, воздухоопертое сооружение обору­дуется запасной насосной установкой.
Герметичность сооружения обеспечивается возду­хонепроницаемостью материала оболочки и ее плотным сопряжением с основанием. Основанием надувного зда­ния в самом простом случае служит контурная труба из мягкого материала, заполненная водой или песком, которая располагается прямо на выровненной площадке. В более капитальных сооружениях делается сплошное бетонное основание, на котором укрепляется оболочка. Варианты крепления оболочки к основанию очень раз­нообразны. Чтобы слегка сжатый воздух не уходил из надувного здания при входе и выходе людей, здание оборудуется специальными герметическими дверями.
Таким образом, сооружение воздухоопертого типа состоит в общем случае из следующих конструктивных элементов: гибкой тканевой или пластмассовой оболоч­ки, анкерных устройств различных типов, входного шлюза, имеющего две попеременно открывающиеся двери, и автоматических устройств для подачи воздуха и поддержания постоянной разности давлений.
Формы поверхностей пневматических оболочек дол­жны отвечать определенным требованиям. При соответ­ствующем раскрое материала и контуре опоры пневма­тическая оболочка под действием внутреннего избыточного давления приобретает форму поверхности наибольшего объема. Наиболее распространенными фор­мами сейчас являются цилиндрический свод и сфериче­ский купол. Однако в пределах этого же закона формо­образования допустимо огромное разнообразие форм оболочек, что открывает широкие возможности для ре­шения разнообразных архитектурно-планировочных задач.
Наибольшую опасность для систем воздухоопертого типа представляют сильные ветры. Ветер, дующий с одной стороны купола, вызывает в различных его час­тях неодинаковые напряжения, а ведь оболочка надув­ного сооружения должна быть равномерно жесткой по всей поверхности. В случае же концентрации напряже­ний в одной части оболочки она может разорваться, а если опора у нее узкая, то возникает опасность опро­кидывания купола. Всего этого можно избежать, под­держивая внутри здания такое давление, чтобы все точки его оболочки были напряжены до степени, пре­пятствующей образованию складок под напором ветра.
Исследования, проведенные в аэродинамической трубе, показали, что мягкая оболочка надувной системы спо­собна передавать чрезмерные напряжения, возникаю­щие в одной ее точке, другим частям. Был поставлен такой опыт. В аэродинамическую трубу поместили мо­дель надувного дома. Ураганный ветер со скоростью 320 км/час не нарушал формы купола модели при из­бытке давления внутри нее, составлявшем лишь 5% атмосферного!
Большой вклад в решение проблемы колебания мяг­ких оболочек в потоке газа или жидкости внес совет­ский ученый профессор С. Алексеев — один из авторов новой теории, позволяющей с большой точностью про­изводить расчеты надувных систем. Эта теория полу­чила высокую оценку видных отечественных и зарубеж­ных механикоз. Она повсеместно используется ныне при проектировании надувных сооружений.
Что касается материала для оболочек надувных си­стем, то многочисленные и длительные опыты показа­ли — это должна быть прочная ткань, устойчивая к ат­мосферным влияниям, не становящаяся жесткой при низких температурах, не впитывающая воду, не слиш­ком растяжимая, не портящаяся при продолжительном хранении. В настоящее время в пневматически напря­женных конструкциях используются технические ткани на основе капрона, лавсана, нитрона, а также стеклян­ные волокна, пластмассовые армированные и неармиро-ванные пленки, тросы, тросовые сетки и другие мате­риалы на основе минеральных и синтетических волокон, иногда — тонкие металлические листы. Лучше всех по­казали себя в эксплуатации оболочки, изготовленные из высококачественного нейлона. Для повышения проч­ности на разрыв применяется двухслойная ткань с ни­тями, пересекающимися под углом 45°, благодаря чему в случае надрыва она не разрывается дальше. Для при­дания покрытиям водо- и воздухонепроницаемости ис­пользуются синтетические каучуки типа бутилкаучука, неопрена, а также полихлорвиню\овые и полиэфирные смолы. Для светопрозрачных покрытий можно пользо­ваться пластмассовыми пленками (полиамидными, поли-этилентерефталатными, полихлорвиниловыми и т. д.).
Соединение полотнищ материи или пленки между собой зависит от напряжений в конструкции, которые в свою очередь обусловливаются требованиями, предъ­являемыми к пневмосооружению. Соединения могут быть клееными или шито-клееными (при прорезинен­ных тканях). При использовании пленок соединение раскроенных полотнищ производится с помощью свар­ки — высокочастотной или тепловой.
Одна из трудностей, возникающих при экспл}'ата-ции воздухоопертых сооружений, состоит в конденса­ции паров, всегда присутствующих в воздухе, на внут­ренней поверхности оболочки, особенно в холодное время года. С этим можно бороться соответствующей

вентиляцией помещения или с помощью веществ, поглощающих водяные пары из воздуха.
Рис. 7. Если оболочку, которую человек несет на плече, надуть воздухом, то получится здание площадью 12X24 ж2.
Зимой внешняя по­верхность оболочки на­дувной системы обледене­вает. Если площадь обо­лочки не очень велика, то обледенение можно устранить, изменяя давле­ние в здании, чтобы вы­звать движение оболоч­ки и растрескивание льда. Если же оболочка велика, то на нее можно напра­вить изнутри излучение инфракрасных ламп; та­кой нагрев оболочки предотвратит скопление снега и льда на ее наруж­ной поверхности. Попут­но заметим, что проблему создания отапливаемых воз­духоопертых зданий можно решить путем комбинации воздушных насосов с калориферами.
Высокие конструктивные качества материалов, при­меняемых для сооружения воздухоопертых систем, обес­печивают малый вес конструкции на 1 ж2 перекрывае­мой площади (он в 100 — 200 раз меньше веса покрытия из железобетона и стали). Малый вес пневматических конструкций, компактность в демонтированном состоя­нии, транспортабельность, возможность заводского из-

готовления, быстрота монтажа и демонтажа — качества, открывающие широкие возможности их применения в сооружениях самого различного типа и назначения.
На рис. 7 вы видите человека, легко несущего на плече весь «строительный материал», необходимый для сооружения здания площадью 12X24 м2, вполне при­годного для жилья. Для того чтобы смонтировать такой дом, четырем человекам нужно потрудиться не более 4 час. Для «возведения» дома надо расстелить нейлоно­вую оболочку на земле, закрепить ее дно и привести в действие воздуходувку (рис. 8). Через несколько
Минут оболочка, имеющая толщину листа писчей бума­ги, заполнится воздухом (рис. 9). Воздуходувка должна работать непрерывно для поддержания конструкции в надутом состоянии. Она требует столько же энергии, сколько лампа в 300 вт. Такие временные «воздушные дома» очень удобны для туристов, их легко установить в любом месте, даже на склоне горы.
Типичным примером сооружения воздухоопертого типа является пневматический зерносклад на 1800 т зерна весом всего 5 т. Его конструкция разработана Промзернопродуктом совместно с ЦНИИСК Госстроя СССР.
Малый вес конструкций, простота монтажа, транс­портабельность сооружений позволяют предполагать, что такие склады найдут широкое применение для хра­нения зерна на целинных землях.
В отличие от воздухоопертых, в воздухонесомых конструкциях давление воздуха создается в герметичных полостях несущих элементов; эксплуатируемый объем в этом случае свободен от избыточного давления. Внут­реннее избыточное давление в таких сооружениях со­ставляет от 0,3 до 5 атм, что уже требует применения компрессоров. Основными конструктивными элемента­ми подобных сооружений служат пневматические арки,















Рис. 10. Секция пневматического каркаса. 282
балки и колонны. Пневмокаркасный арочный свод и свод из целого ряда связанных между собой пневмати­ческих арок являются типичными примерами воздухо-несомых конструкций.
В Чехословакии изготовляются передвижные здания с каркасом из пневматических арок. Секция такого кар­каса (рис. 10) имеет в плане размер 9X9 м2. Арки и распорки диаметром 40 см выполняются из технической ткани и имеют пластмассовые камеры. В арках поддер­живается давление порядка 0,45 — 0,5 атм. Здание сос­тоит из двух секций. Каркас покрыт сверху латексиро-' ванной технической тканью с алюминиевым напыле­нием. Покрытие имеет оконные проемы, «застекленные» прозрачной пластмассой.
Примером пневматической воздухонесомой конст­рукции может служить здание театра, построенного в Бостоне (США). В здании установлено покрытие в виде диска диаметром 44 м и высотой (в центре) 6 м. Диск состоит из двух гибких оболочек, соединенных по на­ружному контуру, и с помощью тросов прикрепляется к опорной кольцевой раме, покоящейся на стойках кар­каса (рис. 11). Необходимое давление в покрытии под­держивается тремя воздухонагнетающими устройствами; одно из них подает в оболочку охлажденный воздух. (Стальной каркас рассчитан так, что кольцевая рама способна выдержать вес железобетонной оболочки, при­чем воздухонесомое покрытие будет использовано в ка­честве опалубки.) Театр рассчитан на 2000 мест. Он эксплуатируется только летом. На зиму покрытие уби­рается. 1 м2 покрытия весит 1,22 кг. Избыточное давле­ние в покрытии составляет всего 25 мм водяного столба; несмотря на это, покрытие хорошо выдержало ураган в 1960 г.
Не так давно советские специалисты разработали несколько новых оригинальных воздухонесомых пневма­тических конструкций — так называемые «болыпеобъем-ные квазипустые» («квази» означает «как бы») соору­жения различной конфигурации, внутри которых со­здается неполный вакуум, т. е. квазипустота. Такие системы можно штамповать из прочного тонкостенного металлического листа, а также из высокопрочных, воз­духонепроницаемых технических тканей, например про­резиненного нейлона или синтетических пленок.

Рис. 11. Общий вид летнего театра в Бостоне (внизу) и пневматическое покрытие (вверху).

Вот как устроено простейшее из таких сооруже­ний — шарообразное. Оно состоит из парз'жной и внут­ренней сферических оболочек и связей между ними. Когда компрессор подает сжатый воздух в пространство между оболочками, сооружение, естественно, принимает форму шара — связи между оболочками не позволяют внутренней оболочке опасть. Здесь нет каркаса, его роль играет воздух между оболочками — давление воз­духа противостоит внешнему атмосферному давлению. Остается только выкачать из эксплуатируемого объема шара воздух — и сооружение готово.
Полезность таких квазипустых сооружений в на­родном хозяйстве трудно переоценить. В них можно консервировать высокогабаритную технику (самолеты, вертолеты, тепловозы, вагоны, гидротурбины, автомо­били, тракторы и т. п.). Квазипустые сооружения позво­ляют хорошо и без потерь сохранять урожай зерна, пока его не вывезз'т на элеваторы.
Весьма эффективно применение воздухоопертых и воздухонесомых сооружений в тех случаях, когда их основное назначение — защита от атмосферных воздей­ствий: дождя, ветра, снега и т. д. Например, над откры­тым плавательным бассейном можно на зиму установить прозрачный купол, позволяющий пользоваться бассей­ном круглый год и в любом климате. На рис. 12 по­казана одна из надувных конструкций «Нильфранс», изготовленная из пропитанной особым составом ней­лоновой ткани. Ее длина — 60 м, ширина — 40 м и высота — 19 м. Под таким куполом спортсмены
Национального спортивного института в Винсенсе тре­нируются в любую погоду. Другая надувная конструк­ция «Нильфранс» была использована для постройки велодрома, на котором проводились тренировки к Олим­пийским играм 1964 г. (рис. 13). Для придания такой оболочке определенной формы достаточно надуть ее воздухом.
Недавно любители конькобежного спорта в городе Осака (Япония) получили новый крытый каток, здание


















Рис. 13. Надувная конструкция велодрома.

которого сделано из нового материала — винилона. Для возведения над ледяным полем винилонового шатра, на изготовление которого пошло 8 ООО ООО м2 синтетиче­ской пленки, потребовалось всего около часа — единст­венным строителем нового здания без единой опоры был ... сжатый воздух.
Не менее успешно надувные конструкции использу­ются для сооружения ярмарочных и выставочных па­вильонов. Примером может служить здание павильона передвижной американской выставки. В павильоне де­монстрируется опыт применения атомной энергии в



промышленности, медицине, сельском хозяйстве и энер­гетике. Он состоит из лабораторий, лекционного зала и помещения для атомного реактора. Длина здания — 92 ж, наибольшая ширина — 38 ж, высота — 16,3 м. Общая перекрываемая площадь 2500 ж2 (рис. 14).
Покрытие павильона образуют две тканевые оболоч­ки. Пространство между наружной и внутренней обо­лочками разделено на восемь отсеков для сохранения несущей способности оболочки в случае местного про­рыва ткани. Воздушная прослойка между оболочками толщиной 120 см служит хорошей тепловой изоляцией, препятствующей чрезмерному перегреванию излуче­нием Солнца, что позволило отказаться от охлаждаю­щих установок. В торцах оболочек установлены жест­кие рамы, на которых смонтированы вращающиеся двери для входа и выхода посетителей. К этим рамам примыкают входные навесы в виде арочных воздухо-несомых сводов. В последние временно устанавливают две гибкие диафрагмы, образующие воздушный шлюз, когда в павильон вносят громоздкие экспонаты и обо­рудование. Форма сооружения и применение тканевых оболочек обеспечивают во внутренних помещениях хо­рошую акустику.
Общий вес выставочного павильона, включая все металлические элементы (двери, воздуходувки, крепле­ния и т. д.), составляет 28 т. При транспортировке зда­ние занимает объем 175 ж3 и размещается в одном же­лезнодорожном вагоне. Для возведения павильона тре­буется не более 3 — 4 дней и 12 человек. Весь монтаж проводится на уровне земли, без применения кранового оборудования. Оболочка заполняется воздухом за 30 мин (с момента включения нагнетательных устройств); она может выдержать нагрузку, возникающую при скорости ветра до 113 км/час.
Вследствие малой огнестойкости покрытий надувных сооружений они неприменимы для горячих цехов. Однако материалы для пневмоконструкций могут быть и несгораемыми. Ныне имеется уже немало примеров применения пневмосооружений в качестве промышлен­ных цехов, ангаров вертолетов, гаражей, мастерских по ремонту вагонов, цистерн и автомашин.
Синтетические материалы обладают достаточной хи­мической устойчивостью и поэтому могут применяться

для промышленных пневмосооружений, предназначенных для производств, связанных с выделениями корродирую­щих веществ. Такие сооружения можно использовать также в нефтяной и химической промышленности в ка­честве хранилищ и мягких трубопроводов.
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.
Отмеченные достоинства надувных систем, в основе которых лежит заимствованный у природы принцип

10 и. Б. Литпнецкпй
289

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 полусвернутого 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 Or 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.
Заимствование природных конструкций благотворив сказалось на архитектурных формах современных зда­ний и сооружений, нашло свое выражение в ряде создан­ных за последние годы пространственных решетчатых конструкций, которые состоят из большого количества отдельных стержней, подвергающихся продольным уси­лиям, т. е. растяжению или сжатию. Применяются с этой целью и складчатые конструкции, оболочки, служащие несущими конструкциями и состоящие из искривленных поверхностей: материал таких конструк­ций в идеальном случае подвергается действию нор­мальных усилий и усилий сдвига, но не усилий изгиба. Посмотрите на рис. 16 и вы увидите, как удачно италь­янский архитектор Пьер Луиджи Нерви использовал принцип конструкции листа дерева в перекрытии зала туринской выставки. Стометровый пролет без опор перекрыла легкая конструкция из армоцемента толщи­ной всего в 4 см — все перекрытие пронизано крепле­ниями, расположенными абсолютно так же, как и нерва-тура листа. Второй пример успешного копирования природной пространственной системы — изображенный

¦

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

на рис. 17 железобетонный каркас свода (пролет длиной около 200 м), созданный также Нерви.
Пространственные природные конструкции отлича­ются от широко распространенных в строительной тех­нике плоскостных несущих конструкций большей выра­зительностью. По существу, они более совершенны, и то, что пространственные конструкции сейчас получают все более широкое распространение, безусловно, озна­чает переворот в инженерном мышлении. «В будущем,— пишет известный немецкий архитектор Курт Зигель,— авторы истории развития техники, несомненно, отметят этот перелом, когда мысли инженера перенеслись из плоскости в пространство. Тем самым инженер прибли­зился в сфере творчества, которая до сих пор остава­лась достоянием архитектора, т. е. к области организа­ции пространства».
А теперь о методе биоархитектуры.
В архитектуре, как и в живой природе, форма дол­жна определяться функцией. Обращаясь к богатой па­литре природных форм, бионическая архитектура не стремится абсолютно точно копировать ту или иную живую структуру. За исключением отдельных примеров крайних натуралистических направлений в зарубежной

архитектуре, подавляющее большинство природных форм преображается под рукой инженера и зодчего, что вполне закономерно. Ведь назначение живых кон­струкций и технических структур далеко не одинаково. Главная функция живого организма — существовать. Главная же функция архитектуры — социальная; она не только предусматривает условия для жизнедеятельности человека, но и отражает материальные и духовные устои общества, его психологию. Необходимость изме­нения живой формы диктуется еще одним чрезвычайно важным обстоятельством. Не говоря уже о том, что человек пока не способен в точности воспроизвести природный строительный материал, он обязан при про­ектировании технического сооружения по образу и по­добию природного образования учитывать порядок ве­личин и масштабы. Технические конструкции сплошь и рядом имеют размер, во много раз превышающий размер живых структур, и поэтому точное воспроизве­дение в сильно увеличенном масштабе природной фор­мы неизбежно привело бы к потере присущих ей механических качеств. Если бы мы, например, увеличили раковину улитки в 1000 раз, сохраняя ее материал (из­вестняк), то она развалилась бы под собственной тя­жестью. Следовательно, при изменении масштаба необ­ходимо менять и материал, и соотношение частей, и сечения элементов; биоархитектура не копирует при­родную форму, а творчески переосмысливает ее. При­мером может служить разработанный архитектором Бел-лони проект спортивной арены в Павии со сводом из пересекающихся складок (рис. 18). Выбранная форма

Рис. 18. Схема свода из встречных пересекающихся складок для спортивной арены в Павии (архитектор Беллони).
не произвольна — это модернизированная творческой фантазией, инженерным расчетом природная складча­тая конструкция, которая подчиняется законам геомет­рии и архитектуры.
Складки как бы взаимно проникают одна в другую, образуя свод, сообщают системе необходимую жест­кость, горизонтальный пояс связывает пяты вместе, что препятствует выпрямлению складок. Наружные контр­форсы воспринимают усилия сдвига свода. Таким обра­зом, перед нами весьма эффектная конструкция, создан­ная на основе новых возможностей, предоставляемых в настоящее время использованием природного принципа «сопротивляемости по форме», а также железобетона.
Приведем еще один пример. Соты — идеальная форма для монолитной конструкции: никто не смог бы предложить пчелам что-либо более удобное. Однако собирать их из отдельных элементов, например шести­гранников, не очень выгодно, потому что у каждой ячейки тогда окажутся двойные стенки. И польские конструкторы при проектировании уже известных нам крупных сотовых панелей для жилых домов усовершен­ствовали «идеальные» соты. Они стали собирать их из одного элемента — треугольника с продленными сторо­нами (рис. 19). Внешне рисунок сот усложнился, зато исчезли двойные стенки, уменьшилась трудоемкость работ, значительно повысилась прочность.

Рис. 19. Сотовые панели собираются из одного эле­мента — треугольника с продленными сторонами.
В последнее время мы все чаще сталкиваемся с обоб­щениями природных форм. Синтезируя принципы по­строения природных структур, архитекторы и инженеры создают совершенно новые, необычные формы. Трудно сказать, на что, например, похож изображенный на рис. 20 купол ресторана в Пуэрто-Рико — на раковину или на опрокинутую чашечку цветка.
В поисках новых конструкторских решений, новых архитектурных форм зодчие, инженеры, математики, ме­ханики обратили ныне особое внимание на диатомёи — простейшие водоросли, предки которых в громадном количестве заселяли когда-то древние водоемы.
Каждая диатомея — всего одна клетка. Эти мелкие растительные организмы (их 5300 видов) живут на дне морей и в пресных водах, иногда на больших глубинах; они устраиваются на камнях и на различных растениях, а некоторые могут даже передвигаться по дну. «Жиз­ненная цель» диатомеи — выжить, выдержать все меха­нические невзгоды, которые выпадают на ее долю.




Рис. 20. Ресторан на берегу моря в Пуэрто-Рико. Его перекрытие не поддается математическому расчету (архи­текторы Торо, Ферер, инженеры Вейдлингер, Сальвадори).
Поэтому она одета в панцирь, в котором проводит всю свою жизнь.
Для изучения строения скорлупы, или панциря, диа-томеи ученым пришлось прибегнуть к помощи электрон­ного микроскопа. И когда были получены электронные микрофотографии диатомовых водорослей с увеличе­нием в десятки тысяч раз, перед глазами исследователей открылся новый мир форм, границы которого оказались необозримыми. В нем архитекторы увидели и замысло­ватые пространственные решетчатые конструкции, и «.микроблочные» купола, и фантастически сложные фи­гуры, и множество других «инженерных систем», гармо­нически сочетающих красоту и целесообразность, лег­кость и прочность, надежность и экономичность.
Следует сказать, что диатомеи имеют вид круг­лых структур с удлиненными, или полигональными поверхностями, образуемых двумя половинами, встав­ленными одна в другую. Устройство их скорлупы от­личается от устройства скорлупы яйца и имеет шишко­ватую структуру, состоящую из параллелепипедов или решеток, придающих панцирю высокую прочность и обеспечивающих отличное использование материала.
Формы поверхности панцирей диатомей неодина­ковы: они могут быть цилиндрическими, куполообраз­ными или седлообразными. Здесь наблюдается множе­ство конструкций: панцири с очень малым числом отверстий, панцири с большим числом отверстий, обра­зующих сетчатые структуры с широкими ребрами, и,

Рис. 21. Скорлупа диатомей. Скорлупа ограничивается средой, окру­женной тонкой и красивой пленкой; на пленке располагаются ребра, взаим­но поддерживаемые поперечными эле­ментами жесткости.

наконец, панцири, в которых предельно тонкие стенки и ребра образуют пространственные решетчатые систе­мы (рис. 21, 22).
Благодаря такому строению панцири диатомей спо­собны выдерживать большие напряжения сжатия и из­гиба. Прочность скорлуп чрезвычайно велика, и непо­нятно, каким образом такие напряжения могут возни­кать в панцирях этих маленьких живых организмов.
Не менее пристально исследуют сейчас многие архи­текторы, математики, инженеры и радиолярий — микро­скопические (обычно менее 1 мм) планктонные мор­ские организмы с ажурным скелетом из кремнезема или сернокислого стронция. Е. Монод-Герцен в своем труде «Морфология» отмечает: «для инженеров представляет большой интерес изучение этих удивительных шедев­ров природы, их структуры, позволяющей преодолевать гидростатическое давление, а также наблюдение за тем, с какой экономией материала природа сумела защитить жизнь этих организмов».
Радиолярий (они обитают в теплых морях) насчиты­вается около 6000 видов. Ниже мы воспроизводим не­сколько структур радиолярий возрастающей сложности (рис. 23). Познакомившись даже бегло с геометриче­ской структурой этих маленьких морских организмов,

Рис. 22. Часть скорлупы диатомей. Такая структура получается в результате очень плотного наслоения мелких пузы­рей, спаянных друг с другом по площадям контакта. На сводчатой поверхности име-
ются ребра жесткости.

не колеблясь можно сказать: они являют собой такое разнообразие форм, что их с избытком хватит на со­здание десятков тысяч новых архитектурных шедевров.
Итак, мы познакомились с тем, что уже позаимство­вали зодчие у природы, с основными целями, задачами и методом биоархитектуры, а также с некоторыми на­правлениями ныне ведущихся поисков новых форм жи­вых образований. Теперь остается рассказать с самой важной проблеме, которую пытается решить биоархи­тектура. Эту проблему кратко можно назвать так: «го­рода и люди». Знакомство с ней нам придется начать с цифр и расчетов.
В начале нашей эры население земного шара со­ставляло 200 — 300 миллионов человек. К 1000 г. оно практически не увеличилось. В 1650 г. оно достигло 545 миллионов, в 1800 г.- 906, в 1900 г.- 1608, в
1940 г.- 2248, в 1950 г.— 2617, а в 1964 г. оно равнялось 3260 миллионам человек! Иначе говоря, за последние 60 лет, на которые пришлось две неслыханные по мас­штабу мировые бойни, население земного шара удвои­лось. Демографы подсчитали, что на нашей планете

Рис. 23. Структуры радиолярий (по Геккелю).

сейчас каждую секунду появляется два новых человека. Следовательно, ежегодно население земного шара уве­личивается на 62 миллиона человек. Предположим, что средний годовой прирост землян в течение ближайших 32 лет останется на том же уровне; тогда к концу вто­рого тысячелетия численность населения нашей планеты почти удвоится. Однако известно, что параметры вос­производства населения (соотношение между рождае­мостью и смертностью) быстро изменяются. Имеем ли мы право считать, что нынешний средний годовой при­рост населения Земли начнет, допустим, с 1969 г. умень­шаться? Разумеется, нет! Наоборот, статистика убеди­тельно говорит о том, что темп воспроизводства населе­ния на земном шаре с каждым годом будет нарастать, причем значительно быстрее, чем до сих пор. Учитывая это, эксперты-демографы ООН пришли к заключению, что к 2000 г. на нашей планете будет жить 6,5 — 8 мил­лиардов человек, в 2050 г.— 15, в 2100 г.— 35 —40, в 2200 г. — около 400 миллиардов, а в 2300 г. число землян перевалит за 1000 миллиардов!
Такова ситуация. Демографический «взрыв», как его принято называть, поставил перед учеными немало сложных вопросов. Один из них — важнейший — где найдет пристанище такая огромная масса людей? Ведь из 510 000 000 км2 поверхности нашей планеты суша за­нимает только 149 000 000 км2, а остальная ее часть покрыта морями и океанами. Около 70% суши занима­ют пустыни, горы, тундра, болота и вечные льды. Та­ким образом, годной «жилплощади» на Земле не так уж много. В 1930 г. на каждый квадратный километр суши приходилось в среднем 15 человек, сейчас — 24 че­ловека, к концу нашего века их будет 54, а в 2100 г. плот­ность населения на всей суше (без Арктики и Антарк­тиды) превысит 300 человек на квадратный километр, т. е. достигнет величины, характерной для таких густо­населенных стран, как Бельгия и Голландия. Иными словами, через 150 лет мы должны быть готовы к тому, что все земляне станут жителями городов. Каких?
Города нашего времени увеличились до гигантских размеров и продолжают стремительно расти. Так, на­пример, за последние 25 лет население многих городов СССР возросло в 2 — 3 раза: Алма-Аты — с 220 до 640 тысяч, Еревана — с 204 до 652"тысяч, Казани — с 398 до 804 тысяч, Минска — с 237 до 717 тысяч, Куйбыше­ва—с 390 до 969 тысяч жителей. В восьми городах СССР: Москве, Ленинграде, Киеве, Баку, Харькове, Новосибирске, Горьком, Ташкенте — численность насе­ления превышает миллион человек. В Лондоне (с при­городами) сейчас насчитывается 8348 тысяч жителей, и Токио — 10 800 тысяч и в Нью-Йорке (с пригорода­ми) _ 14 115 тысяч жителей.
Рассматривая современные города в пределах их административных границ, можно увидеть, что степень концентрации городского населения весьма высока. Так, у нас в 187 больших городах (с населением свыше 100 тысяч человек) сосредоточено около 63 миллионов жителей — больше половины всего городского населе­ния страны. В 29 крупнейших городах (с населением, превышающим 500 тысяч человек) живет около 31 мил­лиона человек, или четверть всего городского населения страны. В США в 1960 г. было 132 больших города, в которых проживало около 51 миллиона человек, и 21 крупнейший город, где проживало 28,6 миллиона. Рост населения и концентрация промышленности в больших и крупных городах — городах-«миллионе-рах» — приводят к тому, что в Лондоне на одном квад­ратном километре проживает сейчас 4,5 тысячи человек, в Праге — 5,5, в Москве — 7,2, в Риме— 11, в Нью-Йорке — 13,2, в Токио — 16 и в Париже — 32 тысячи че­ловек!
Большая часть современных городов-гигантов мало­этажна (в Лондоне, к примеру, средняя высота зданий составляет l'/г этажа, в Токио — 1,6, в Москве — в сред­нем 2 этажа). Города занимают огромные территории, и людям приходится часами добираться до работы. Под­считано, что 40% токийцев ежедневно тратят на дорогу (на работу и обратно) 3 часа, а 10% — 4 часа. Полови­на населения японской столицы тратит на дорогу поло­вину энергии своего трудового дня. А ведь житель го­рода ездит не только на работу и с работы; он бывает и в магазинах, в театрах, музеях, на выставках, посе­щает друзей (живущих порой на другом конце города), ездит за город отдыхать. Кто-то подсчитал, что каждый горожанин совершает сейчас в 25 раз больше поездок по городу, чем его дед или прадед 100 лет назад. На одного горожанина в среднем приходится до 600 — 700 поездок в год. На это уходит уйма времени. Доста­точно сказать, что двухкилометровая поездка на авто­мобиле по центру Цюриха длится 10—15 мин (за это же время реактивный лайнер пролетает 300 км — рас­стояние от Цюриха до Женевы).
Выдающийся архитектор Ле-Корбюзье еще в 20-е и 30-е годы предлагал направить все движение автомоби­лей по высоко поднятым над землей эстакадам, а по­верхность земли с ее зеленью и водоемами отвести только для людей. Эти интересные предложения, к со­жалению, остались нереализованными. И сейчас не­скончаемый поток машин буквально захлестывает улицы городов-гигантов, строившихся в то время, когда еще нельзя было предугадать нынешний объем уличного движения. Все большие города мира страдают сейчас от перенапряжения своих транспортных артерий. Но особенно мучительно эту болезнь переживают такие го­рода, как Токио, Лондон, Париж и Нью-Йорк. Если со­поставить площадь улиц со всей территорией города, то мы увидим, что в Нью-Йорке она составит 35%, в Па­риже—26%, в Лондоне — 23 %, в Токио — всего-навсе­го 10,3%)- В часы «пик» над этими городами кружат полицейские вертолеты со специальными радиостанци­ями, которые информируют водителей о наиболее без­надежных пробках и подсказывают им возможные пути объезда. Впрочем, эта вторая задача становится все менее выполнимой даже при отличной технической ос­нащенности полиции городов-гигантов. Уличное движе­ние все чаще превращается в «уличное стояние». Так, например, автомобили, рассчитанные на скорость 120 — 160 км/час, сейчас движутся по центральным улицам Парижа, Лондона, Токио и Нью-Йорка со скоростью 7 км/час, т. е. медленнее кареты и дореволюционной конки. Нью-йоркцы в часы «пик» нередко говорят друг другу: «Если времени нет, пойдем пешком, а если спе­шить некуда, возьмем такси». И далеко не всегда это говорится в шутку. Постоянные пробки на улицах го­родов-гигантов сводят почти на нет выигрыш во вре­мени, который обеспечивает автомобиль в нормальных условиях.
И хотя автомашина ныне с трудом пробирается по улицам большого города, на которых еще часами прихо­дится искать стоянку, хотя содержание машин обхо­дится страшно дорого (дороже, чем пользование такси в течение года), а автомобильная езда ведет к катастро­фам и уносит в могилу больше человеческих жизней, чем рак, туберкулез или сердечно-сосудистые заболева­ния, многие все же считают для себя жизненной необ-

ходимостью иметь автомобиль. Поэтому числе автома­шин на улицах городов из года в год быстро растет. Гак, в столице Японии в 1950 г. было 65 тысяч автома­шин, а за последующие 17 лет их число возросло в 17 раз! Токио стало средоточием 1100 тысяч автомоби­лей. Каждый год в городе прибавляется 100 тысяч ма­шин. По улицам Лондона сейчас разъезжает 1 300 000 автомобилей. Англичане подсчитали, что в 1980 г. у них будет вдвое больше автомашин, чем сего­дня. Советские градостроители в своих расчетах исхо­дят ныне из возможности 10—15-кратного увеличения парка легковых автомобилей. Что же ожидает в недале­ком будущем жителей больших старых городов при та­ком феноменальном росте числа автомобилей? На этот вопрос французский журналист Пьер Рондье в недавно опубликованной статье «Общество четырехколесных» ответил так: «К 1980 г. у нас (во Франции.— И. Л.) будет около 20 миллионов машин, и даже при неболь­шом воображении можно представить себе, как по ули­цам городов ползут автомобили со скоростью 3 км/час, а водители их мирно беседуют с шагающими рядом пе­шеходами...»
Но все сказанное выше о больших современных го­родах — это еще не самое худшее. Известный англий­ский писатель-фантаст, популяризатор науки Артур Кларк в своей новой книге «Черты будущего» пишет: «В 70-х годах ряд крупнейших городов Англии задох­нется...» Аналогичным образом высказываются многие ученые относительно будущего Токио, Нью-Йорка и других старых городов-гигантов. И для таких мрачных предсказаний у них есть немало оснований. Земля окружена необъятным океаном чистого воздуха, на каж­дого человека приходится по 2,5 миллиона тонн. Между тем жители многих современных крупных городов чув­ствуют недомогание из-за отсутствия необходимых каж­дому человеку 15 — 20 кг чистого воздуха в день. 2,5 мил­лиона тонн в другом месте не приносят пользы, если воздух, находящийся у него под носом, загрязнен и опасен, если человек не может получить свои 15 — 20 хг в день там, где он живет и работает. Возьмем, к приме­ру, такой город, как Токио. По последним сообщениям печати, вереницы автомашин с включенными двигате­лями создают на перекрестках японской столицы такую
зоз
атмосферу, что во многих полицейских будках при­шлось установить кислородные приборы: регулировщи­ки время от времени забегают туда отдышаться, чтобы не потерять сознание. Даже деревья на центральных улицах не выдерживают и чахнут. Каждый год то тут, то там приходится подсаживать новые. Помимо 1100 ты­сяч автомобилей в этом городе-гиганте чадят и дымят 100 000 фабричных труб. На каждый квадратный кило­метр городской территории ежемесячно выпадает 23 т гари! Такая же картина наблюдается во многих круп­ных промышленных городах США, с той только разни­цей, что основная масса атмосферных ядов здесь выхо­дит из бездымных труб и отлично отрегулированных двигателей (4/з всех загрязнений невидимо, и большая часть их лишена запаха). «Сейчас загрязненный воз­дух,—читаем мы в журнале «Сатердей ивнинг пост»,-угрожает здоровью большинства американцев, покры­вает ржавчиной их имущество, омрачает или вовсе скры­вает от глаз пейзаж, нарушает спокойствие. Загрязнен­ный воздух — это уже не исключение для американских городов. Это правило». Специалисты подсчитали, что отравленный воздух городов США наносит только зда­ниям (краске, металлу и кирпичной кладке) ущерб, ко­торый они оценивают в 11 миллиардов долларов в год. Ущерб же, наносимый загрязненным воздухом здоровью жителей больших городов, нельзя оценить ничем. Доста­точно сказать, что каждые пять лет в США удваивается число горожан, больных раком легких, эмфиземой, брон­хитом и астмой.
Итак, совершенно очевидно, что давно сложившиеся большие города вступают в резкое противоречие со всем строем современной жизни, потребностями чело­века и общества. Поскольку людям становится все труд­нее жить в современных городах-гигантах, многие градо­строители требуют остановить их рост и строить города с населением в 50 — 300 тысяч жителей.
Допустим, сегодня это правильно, хотя мы отлично знаем, что все на Земле уже занято; бескрайних просто­ров в прежнем понимании у нас уже нет. А через 150 лет, когда число землян достигнет 40 миллиардов, придется построить более 100 000 городов-карликов по 300 тысяч жителей в каждом. Они расползутся по по­верхности нашей планеты, изведут леса и луга, закуют
Землю в асфальтовую и бетонную броню. На родной планете почти не останется места для полей, рощ, дуб­рав и парков, а они абсолютно необходимы для поддер­жания кислородного баланса в атмосфере. Нет, города-карлики — это не решение проблемы.
Итак, вот условия нелегкой задачи: во-первых, ра­ционально расселить миллиарды людей на Земле, что­бы жизнь их была благоустроенной и счастливой; во-вторых, сохранить как можно больше естественных богатств планеты: ее леса, зеленые насаждения, каждый гектар плодородной земли, каждый ручей, всех живот­ных и птиц.
Решением именно этой задачи и занимается ныне биоархитектура. Надо строить «голубые города», гово­рят зодчие. Возводить их следует только на плохих землях, где нельзя ни пахать, ни сеять, ни добывать что-либо.
«Голубыми городами» биоархитектура называет грандиозные городские ансамбли, образуемые устрем­ленными к небу домами высотой в сотни и тысячи мет­ров, вмещающие население целых поселков и даже боль­ших современных городов. Показателем населенности таких новых городов будет не число жителей, прожи­вающих на квадратном километре Земли, а «объемная плотность». Разумеется, «голубые города» не будут по­хожими на современные западные города с их ущелья­ми-улицами, где солнце — редкий гость. Это будут, вы­ражаясь словами Ле-Корбюзье, «лучезарные города».
Что же позаимствовали инженеры и зодчие у при­роды для вертикального решения грядущих городов? Как известно, свободно стоящая колонна становится устойчивой только при защемлении ее у основания; мас­сивная подземная часть обеспечивает устойчивость ко­лонны. Боковые усилия, например давление ветра, создают напряжения изгиба, которые у основания до­стигают наибольшей величины. Самым простым методом обеспечения устойчивости колонны является утолщение ее нижнего конца. В качестве примера укажем на мач­ты, башни, пилоны и фабричные трубы. Между тем у растущего дерева, у пшеничного колоса природа пол­ностью разрешила эту «проблему». Динамическая на­грузка (от ветра) максимальна на верхнем конце этих природных конструкций. И если отношение высоты к наибольшему диаметру наших строительных конструк­ций до последнего времени не превышало 20 — 30, то природа дает нам примеры конструкций, у которых оно равно 50—100 (пальмы) и даже 200 — 300 (пшеница). Тщательное изучение этих и других аналогичных при­родных высотных конструкций привело ряд инженеров и архитекторов к идее сооружения высотных зданий нового типа.
Год или два назад немецкий архитектор Доллингер предложил проект высотного жилого дома по типу... елки. Макет этого здания, которое должно быть построе­но в Монреале, показан на рис. 24. Своеобразная форма дома объясняется тем, что архитектор стремился сделать все квартиры доступными для солнечных лучей. На же­лезобетонном трубчатом «стволе», в котором проложены лифты, кабели, водопроводные и газовые магистрали, укреплены, словно ветви, квартиры. Каждая такая квар­тира крепится на отдельном кронштейне. Со всех сторон ее заливает солнечный свет. Полностью решена проб­лема звукоизоляции: над головой никогда не раздастся топот гостей, отплясывающих в квартире вверху живу­щих соседей.
Дом будет построен преимущественно из металла. Стены будут не толще самолетной обшивки, но они хорошо защитят жильцов от холода и жары. Квартиры-«ветки» стандартны, а это как нельзя лучше для серий­ного производства. Высота дома-«елки» 100 м, поверх­ность же опоры, на которой стоит здание, занимает очень мало места, всего 25 м2\ А это чрезвычайно важно для больших городов, где машинам уже сейчас негде развернуться на улицах.
Оригинальный проект вертикального города высотой 3200 м недавно разработал английский инженер Вильям Фришмен (рис. 25). Каждый дом-город по этому проек­ту должен иметь 850 этажей! Автор предлагает выпол­нить несущий костяк сооружений в виде древесных стволов с этажами-ветвями. Фундамент здания уйдет на 150 м в землю. Для увеличения поверхности опоры и предупреждения перегрузки он должен быть построен по образцу корневой системы дерева. Всюду предусмот­рено кондиционирование воздуха, в том числе в квар­тирах на самых верхних этажах, где оно необходимо и для поддержания нормального давления. Архитектурный гигант рассчитан на размещение 500 тысяч человек. Постройкой таких домов-городов Фришмен предлагает разрешить в Англии жилищную проблему.






























Рис. 24. Макет дома-«елки» высотой 100 м (архитектор Доллингер).
Расчеты показывают, что осуществление проектов, подобных фришменовскому, вполне по плечу человече­ству уже на нынешней ступени научно-технического прогресса. Ведь уже сегодня промышленность выпускает материалы прочностью в 200 кг/мм2. А завтрашний день

Рис. 25. Общий вид дома-города, разработанного английским ин­женером В. Фришменом (слева), и фундамент гигантской жилой башни, спроектированный по образцу корневой системы дерева
(справа).
обещает нам материалы со значительно большей проч­ностью. Материалов на единицу объема дома-города потребуется, по-видимому, значительно меньше, чем при сооружении современных городов. При меньшей затрате количества материалов на единицу объема дома-города, естественно, снизится и трудоемкость этой единицы. Наконец, сооружение больших домов-городов позволит добиться огромной экономии средств на коммуникациях и транспорте. В итоге, возводя дома-гиганты, человече­ство пойдет по пути резкого снижения материальных, трудовых и денежных затрат на строительство грядущих «голубых городов».
Говоря о достоинствах разрабатываемых проектов вертикальных городов, следует особо подчеркнуть стрем-..ние их авторов сделать здания внутри как можно ин­тереснее и разнообразнее, создать в них удобную и приятную для жизни атмосферу. В биоархитектуре по­явилось и заняло доминирующее положение новое, не существовавшее раньше понятие «обитабельность», под которым понимается степень пригодности здания для жизни. И эта новая забота о функциональности и удобстве внутренних пространств — желание планиро­вать и оборудовать помещения так, чтобы они как мож­но лучше отвечали своему назначению, — начинает ска­зываться и на внешних контурах зданий.
Итак, будущее за многомиллионными городами. Строя дома-города, мы можем успешно решить проб­лему расселения десятков миллиардов людей, которые завтра будут жить на нашей родной планете. У нас есть все возможности сохранить для внуков и правну­ков ныне имеющиеся на Земле леса, луга, плодородные поля, реки и озера, в нашей власти приготовить гряду­щим поколениям землян в «голубых городах» все блага, какие может дать цивилизация завтрашнего дня.
Разумеется, началу строительства грандиозных вер­тикальных городских ансамблей будет предшествовать не один опытный образец дома-города. Ведь многое из того, что архитекторы еще недавно определяли умозри­тельно и интуитивно, сегодня требует точного и науч­ного решения, большой экспериментальной работы. Од­нако «голубые города» — это не туманное будущее. Уже сегодня мы можем мысленно совершить с вами, читатель, путешествие в один из таких городов. Давайте сядем в машину и проедем по его магистралям. Прямые и ши­рокие, они ровной лентой бегут к горизонту среди зеленых аллей, полыхающих многоцветием клумб.

А вдоль улиц купаются в ярких солнечных лучах бело­снежные стройные дома-деревья. Отделанные пластмас­сой и металлом, эти ажурные дома-красавцы поражают какой-то особой, удивительной легкостью, строгими ли­ниями. В городе нет домов случайной ширины, длины или высоты, здесь все подчинено проекту, единой целью которого является создание наилучших условий для жизни людей. В каждый дом встроены торговые учреж­дения, кафе-рестораны, залы для собраний, кинотеатры, почта, школа, спортивные залы и бассейны для плава­ния. Каждая комната построена с таким расчетом, что находящийся в ней телевизор или радиоприемник можс! работать с максимально возможной громкостью и вме­сте с тем не будет никому мешать. Лифты и мусоро­сборники в домах работают беззвучно. Вентиляция и охлаждение квартир централизованы. Автоматическое управление климатом позволяет жильцам жить при тем­пературе комфорта. В центре города — ни одного авто­мобиля. Тут лишь школы, высшие учебные заведения, клубы, театры, музеи, магазины, скверы. Здесь разре­шено только пешеходное движение. Промышленные предприятия, научно-исследовательские институты, ад­министративные учреждения, вокзалы и аэровокзалы находятся за чертой города. А далее вокруг города — зеленое кольцо шириной в 5 — 10 км — зона отдыха. Под городом на разных уровнях имеется широко разветвлен­ная транспортная сеть.
Так выглядит «голубой город», город-сад, в котором будут жить наши внуки и правнуки. Где же находится этот сказочный, лучезарный город? Такого города пока нет. Он существует лишь в воображении архитекторов, инженеров-строителей, конструкторов, его можно уви­деть на чертежах, рисунках и в макетах. Но, перефра­зируя Маяковского, можно сказать: «Мы знаем, город будет!»

Беседа девятая

Покорение
голубого
континента


Взгляните на глобус или карту полушарий. Они окрашены в различные цвета, но больше всего бросается в глаза голубой цвет заливов, морей и океа­нов. Под водой находится 361000 000 км2 нашей пла­неты. Это почти в два с половиной раза больше всей площади суши (149 000000 км2). Чаша Мирового океа­на наполнена 1370 000 000 км3 воды. В этом объеме растворено около 50 000 000 миллиардов тонн солей. Из них на долю хлористого натрия, т. е. обыкновенной поваренной соли, приходится 38 000 000 миллиардов тонн, на долю сульфатов — 3 300 000 миллиардов, маг­ния — 1 600 000 миллиардов, калия 480 000 миллиардов и брома — 83 миллиарда тонн.
Современная наука считает, что вещества, растворен­ные в морской воде, еще на заре истории Земли были вымыты текучими водами из магматических пород (ча­стично они поступили и из атмосферы). Ныне сокро­вищницу Мирового океана продолжают пополнять мно­гочисленные реки — общее количество выносимых ими растворенных веществ составляет 3 265 миллионов тонн в год, т. е. в среднем со всей территории суши в океан выносится 23 г с 1 ж2 в год! Подсчитано, что, если бы удалось собрать всю массу находящихся в морской воде минеральных веществ и распределить ее ровным слоем по поверхности суши, получился бы «бутерброд» тол­щиной 200 м, в котором присутствовали бы все эле­менты периодической системы. В каждом литре морской воды содержится, к примеру, 3,34 мкг урана. Несмотря на ничтожность этой концентрации, морские запасы этого важнейшего для атомной энергетики элемента составляют 4 ООО ООО ООО т! Из растворенных в Мировом океане веществ можно извлечь (в расчете на каждого жителя Земли) по 3 т золота, 60 т серебра, 100 г молиб­дена, а также торий и другие ценнейшие металлы.
Не менее фантастичны минеральные богатства оке­анского дна. Так, например, установлено, что почти 4/s площади Персидского залива занято нефтеносными участками промышленного значения. Здесь расположено крупнейшее в мире морское месторождение Кхафджи-Сафания, запасы которого оцениваются в 8,5 миллиарда тонн нефти. Уникальны по запасам нефти и дно лагуны Маракаибо и прилегающая к ней часть суши в Вене­суэле. Имеются все основания полагать, что количество нефти и газа, заключенное в недрах разделяющей Азер­байджанскую и Туркменскую республики части Каспия, больше, чем в юго-восточном Азербайджане и западной Туркмении, вместе взятых. Нет сомнений в наличии нефти и газа под дном Охотского моря вблизи берегов Сахалина. Очень перспективны в отношении место­рождений газа и нефти отдельные части Черного, Аральского, Баренцева, Карского и других морей. Даже сравнительно небольшой залив Кука на Аляске и тот оказался нефтегазоносным. В нем открыто четыре ме­сторождения нефти и два месторождения газа. Тщатель­ное изучение всех данных, полученных в результате различных океанографических исследований, позволяет предполагать, что под дном водных бассейнов сосредо­точено более половины запасов нефти и газа, имеющих­ся в земной коре. В южной части Тихого океана недавно выявлены большие запасы каменного угля. У берегов Малайзии и Индонезии обнаружены гигантские залежи олова, в Мексиканском заливе — сера.
Исследования показывают, что под огромным океан­ским ложем скрываются богатейшие железо-марганце­вые месторождения. В некоторых местах дно на глуби­нах 4 — 6 тысяч метров напоминает булыжную мостовую. Оно сплошь усеяно округлыми камнями черно-коричне­вого цвета. Минералоги называют их конкрециями. Раз­меры этих конкреций различны: есть с кулак, есть более крупные и более мелкие. По самым скромным расчетам, их запасы только на дне Тихого, Индийского и Атлан­тического океанов составляют 300 — 350 миллиардов тонн, всего же в донных осадках Мирового океана хра­нится, по данным Специальной комиссии Научного комитета Международного совета научных обществ при ООН, около 1000 миллиардов тонн железо-марганцевых конкреций. Они в среднем содержат 20% марганца, 15% железа и по 0,5% кобальта, никеля и меди. По рас­четам наших ученых, мировые запасы кобальта на суше составляют 1 000 000 г, а в одних только кон­крециях его содержится около 1 000 000 000 т. Кроме того, в железо-марганцевых конкрециях присутствуют радиоактивные, рассеянные и редкие элементы. В част­ности, они содержат таллия в 50—100 раз больше, чем осадочные породы. На дне Мирового океана лежит около 100 миллиардов тонн фосфатных конкреций (с со­держанием пятиокиси фосфора, достигающим 30%), а глобинеринового ила, отвечающего по своему составу хорошему цементному сырью, — 1 000000 миллиардов тонн.
Мировой океан по праву можно назвать «голубым континентом» жизни. В толще его вод, покрывающих почти 3/4 поверхности земного шара, обитает более 150 тысяч видов живых созданий, от микроскопических бактерий до гигантских китов, от почти лишенных нервной системы медуз до дельфинов, по уровню своей организации превосходящих почти всех наземных выс­ших животных. Одних только рыб в морях и океанах насчитывается 16 тысяч видов, а общий их вес превы­шает 1 000 000 000 т. Запасы моллюсков, ракообразных и других беспозвоночных животных составляют не менее 25 — 30 миллиардов тонн. У обитателей голубого конти­нента обильная кормовая база. Да и какие это корма! По данным ЮНЕСКО, у берегов Чили «...на площади более тысячи квадратных миль — настоящие, вечно цве­тущие луга, не уступающие по своей продуктивности самым плодородным черноземным полям Украины». В биомассе, насыщающей воды морей, содержится огром­ное количество белков и углеводов, жиров и витаминов, различных ферментов и антибиотиков. Одна хорошо известная питательная водоросль — хлорелла содержит до 50% белков ( в пшенице их всего лишь 12%), и при этом она дает в 14 раз больший урожай, нежели пше­ница. Ряд ученых указывает на 17 000 различных видов морских водорослей и планктона, способных давать до 50 урожаев в год. Не мудрено, что ежегодный прирост одних только водорослей специалисты исчисляют астро­номической цифрой в 550 миллиардов тонн. Общая мас­са планктона в Мировом океане значительно превышает всю массу живых организмов, обитающих на суше. Планктон служит пищей для мелких морских животных, которых в свою очередь поедают мелкие рыбы, а тех пожирают крупные рыбы. Питаясь рыбами и планкто­ном, богатым витаминными и жировыми компонентами, блювалы (голубые киты) в течение 3 — 4 лет достигают 33 ж в длину и веса 120 т, тогда как сухопутным гиган­там — слонам требуется 30 — 40 лет, чтобы достичь обыч­ного для них роста и веса. Короче говоря, проблемы заготовки кормов на бескрайних просторах голубого континента не существует. Если мощность плодород­ного почвенного слоя суши невелика, в среднем она достигает 0,5—1 м, то в морях и океанах продуктивный слой достигает 100 — 200 м. По самым скромным под­счетам ученых, кормовые ресурсы Мирового океана в четыре раза больше, чем суши, и достигают 40 мил­лиардов тонн в год.
Таковы, далеко еще не все известные ныне, поистине сказочные сокровища царства Посейдона. Моря и океа­ны — это своего рода гигантский природный склад не­сметного количества, минеральных и органических ве­ществ. Между тем из этих несметных богатств голубого континента человечество использует едва ли тысячную долю. И вовсе не потому, что ему хватает полезных ископаемых и пищевых продуктов, производимых на суше. Причина здесь иная. Для того чтобы поставить огромные минеральные, топливные, химические и преж­де всего биологические ресурсы морей и океанов на службу людям, человек должен обжить их глубины, при­способиться к длительной подводной жизни. Эту важ­нейшую задачу известный советский ученый член-кор­респондент Академии наук СССР Л. Зенкевич сформу­лировал так: «Человечеству надо «перестраиваться» на океан. Это неизбежно, и в этом деле нельзя проявлять близорукость».
Каковы же реальные перспективы освоения голубого континента хозяином природы — человеком?
История проникновения человека под воду берет свое начало в глубокой древности. Сперва опытные и выносливые ныряльщики без всякого снаряжения опу­скались на глубину более 30 м и оставались там до 3 мин. Позднее ныряльщики стали брать с собой кожа­ный мешок с воздухом, что позволило им увеличить время пребывания под водой. Далее на смену кожаному мешку пришел водолазный колокол. Затем появился скафандр — прототип современного вентилируемого во­долазного снаряжения. В нем водолаз мог уже спускать­ся на глубину до 80 ж, но передвижение его под водой ограничивалось длиной шланга. В конце прошлого века англичане Флеусс и Девис изобрели индивидуальный бесшланговый водолазный прибор, предназначенный для спасения экипажей подводных лодок, потерпевших аварию. Прибор работал по замкнутой схеме: человек дышал кислородом, циркулирующим из аппарата в легкие и обратно. Углекислый газ, выделяемый при вы­дохе, поглощался специальным химическим поглотите­лем, а кислород, потребляемый организмом, возмещался из баллона. Такие и подобные им аппараты, несомненно, принесли значительную пользу. Однако дальнейшему широкому внедрению их в водолазное дело препятство­вали некоторые, весьма существенные недостатки, вы­явившиеся в процессе эксплуатации приборов. Пользо­ваться таким снаряжением могли только хорошо подго­товленные водолазы и лишь на глубинах до 20 м.
В 40-е годы нашего столетия был изобретен аква­ланг — «подводные легкие» — новый автоматический ды­хательный аппарат для подводного плавания. Его созда­ли моряк французского военного флота, ныне всемирно известный специалист по океанографии Жак-Ив Кусто и инженер Эмиль Ганьян. Для дыхания в акваланге применяется обычный воздух, который подается в лег­кие пловца под давлением, соответствующим глубине погружения ныряльщика.
Первые опыты показали, что пловец, вооруженный аквалангом, может свободно достигать глубины 40 — 50 м. А где же предел? На этот вопрос решил дать ответ в 1947 г. блестящий французский водолаз, опытный под­водный пловец Морис Фарг. Эксперимент закончился трагически. Во время погружения Фарг вдруг перестал подавать сигналы. Его подняли на поверхность уже мертвым. Глубиномер, укрепленный на руке водолаза, показывал 120 м. «Гибель Фарга и результаты его изы­сканий показали нам,—писал позднее Кусто,—что 300 футов (˜ 90 м) — предел для ныряльщика с аквалан­гом». Пятнадцать лет спустя опытный подводник, адво­кат из Майами Хопп Рут предпринял попытку поста­вить новый рекорд. Он медленно погрузился до глубины 136 м. Остановился. Затем начал погружаться далее. Внезапно сигнальный конец безжизненно обмяк. Хопп Рут перестал отвечать на тревожные вызовы товарищей. Когда конец подняли на поверхность, он был пуст. Тело Рута не нашли.
В решении проблемы глубоководного погружения человека имеется много трудностей. Перечислим глав­ные из них. При спуске на каждые 10 м давление воды на тело акванавта увеличивается примерно на 1 кг/см2 поверхности. Таким образом, на глубине около 300 м создается давление в тридцать раз выше атмосферного. У ныряльщиков с автономным дыхательным аппаратом, у водолазов, дышащих сжатым воздухом, на глубине 40 — 60 м наступает так называемое глубинное опьяне­ние. При дыхании сжатым воздухом на больших глуби­нах компоненты, составляющие дыхательную смесь, ра­створяются в крови и мышечных тканях ныряльщика. При быстром всплытии, т. е. при резком снижении дав­ления, растворенные в крови и мышечных тканях водо­лаза газы начинают бурно выделяться пузырьками, точь-в-точь как при открывании бутылки с газированной водой. Разносясь вместе с кровью по всему телу, увели­чиваясь в объеме, эти пузырьки могут вызвать закупор­ку кровеносных сосудов и привести к тяжелому пораже­нию внутренних органов — заболеванию, известному под названием кессонная болезнь, кончающемуся иногда смертью. Чтобы этого не произошло, всплывать надо медленно, делая по мере всплытия остановки. Длитель­ность декомпрессии такова, что время полезного пребы­вания под водой на большой глубине составляет лишь '/а — V10 всего времени погружения.
И все же, как ни сложна и ни трудна проблема по­корения глубин голубого континента, человек не желает расставаться с этой вековечной мечтой. Более того, в самые последние годы освоение океанских глубин по­чти нацело перестало быть фантастикой. Об этом сей­час всерьез думают бионики и океанологи, математики и физиологи, врачи и инженеры, а вместе с ними — ты­сячи романтиков, влюбленных в голубой континент.
Думают, ищут, проверяют, экспериментируют. И небез­успешно. Так, например, в 1959 г. в газетах всего мира появились сообщения о погружении молодого швейцар­ского ученого Ганса Келлера на глубину 120 м. Затем Келлер неоднократно опускался в обычном легководо­лазном снаряжении на глубину в 156 ж. Наконец, 3 де­кабря 1962 г. он успешно погрузился в водяной баро­камере (где были созданы условия, близкие к природ­ным) на 300 м. Давление воды на все тело ныряльщика составляло около 600 т!
Значимость опытов Келлера трудно переоценить. Прежде всего, они показали принципиальную возмож­ность погружения человека с аквалангом на глубину, ранее считавшуюся недоступной. Не менее важно и другое. Своими экспериментами ученый, как об этом будет рассказано ниже, доказал возможность резкого сокращения времени декомпрессии.
Как же удалось всего этого достигнуть Келлеру?
В отличие от Мориса Фарга, Хоппа Рута и других экспериментаторов, установивших рекорды глубоковод­ного погружения эмпирически и заплативших за это своей жизнью, швейцарский ученый, прежде чем при­ступить к практическому решению проблемы спуска на большие глубины, провел большую исследовательскую работу. Начав в 1956 г. заниматься подводным плавани­ем, изучая теорию и практику «водолазания», он очень скоро убедился в том, что в физиологии погружения много белых пятен. Первое, что Келлер поставил под сомнение, — это справедливость широко распространен­ной теории, согласно которой причиной глубинного опьянения является азот (отсюда часто употребляемый термин «азотный наркоз»). Ученый предположил, что здесь дело вовсе не в азоте, а в слишком большом коли­честве кислорода в воздухе, которым под давлением дышит водолаз. Именно кислород, по глубокому убеж­дению ученого, должен вызывать «опьянение». Поддер­жанный профессором Бюльманом, занимавшимся в Цю­рихском университете физиологией дыхания, Келлер при первом своем погружении в 1959 г. дышал смесью, в которой было только 5 % кислорода; остальные 95 % приходились на долю азота! С глубины 120 м Келлер по телефону отвечал на вопросы корреспондентов, не испы­тывая никаких симптомов «азотного наркоза»!
Затем Келлер обратился к проблеме декомпрессии. Сущность ее кратко заключается в следующем. Выше уже говорилось, что для предотвращения кессонной бо­лезни водолаза следует поднимать на поверхность очень медленно, дабы его организм постепенно приспособился к перемене давления. Процесс этот очень длителен. Так, водолаза, проработавшего час на глубине 90 м, подни­мают по крайней мере 8—10 час. После суток, прове­денных на глубине 160—170 м, подъем длится 6—8 дней. Учитывая продолжительность декомпрессии и низкую температуру окружающей воды, нужно считать, что дли­тельность однократного пребывания водолаза на боль­шой глубине практически ограничена 20 мин. Поэтому обычные водолазные работы длительны, малоэффектив­ны и требуют больших расходов. Например, при работе на подводной нефтяной скважине, для того чтобы завер­нуть несколько болтов, группа водолазов должна совер­шить десяток погружений в течение многих дней. А так как на работу одного водолаза в течение 20 мин нужно затратить (по американским данным) несколько тысяч долларов, то стоимость подводных работ составляет по­чти половину доходов от разработки скважины.
Прибегнув к помощи электронных вычислительных машин, Келлер получил девять килограммов таблиц с различными режимами выхода водолазов на поверхность. С этим поистине драгоценным грузом ученый отправил­ся на озеро Лаго Маджоре (Швейцария), чтобы проде­монстрировать свою новую методику скоростной деком­прессии. Погрузившись на глубину 222 м, Келлер по­явился на поверхности через 53 мин. А при имитации ныряния в барокамере подводной научной исследова­тельской группы в Тулоне ученый после нескольких минут пребывания на глубине 300 м возвратился к нор­мальному давлению еще быстрее. Время собственно декомпрессии не превышало 48 мин. Чтобы по достоин­ству оценить одержанную Келлером победу, достаточно привести такой пример. В 1956 г. лейтенант британского военно-морского флота Джордж Вуки достиг рекордной глубины погружения — 180 м. После минутного пребы­вания на этой глубине его поднимали на поверхность в течение 12 час\
На разработанную и успешно опробованную мето­дику необычайно быстрой декомпрессии Ганс Келлер получил в Англии патент. Существо его состоит в сле­дующем. Известно, что время декомпрессии зависит от количества растворенного в тканях тела газа и скорости его выделения при снижении давления. Скорость выде­ления, а следовательно, и растворения инертного газа в тканях тела зависит от его молекулярного веса. Лег­кие газы растворяются быстрее, тяжелые — медленнее. Именно это свойство и использовал в своем методе Келлер. По его мнению, наибольшее сокращение вре­мени декомпрессии достигается тогда, когда водолаз на каждом последующем этапе подъема дышит более тяже­лой дыхательной смесью, чем на предыдущем. Один из режимов выхода с глубины 300 м, предложенный Келле­ром, выглядит так. На глубине от 300 до 90 ж водолаз дышит смесью гелия и кислорода (последнего в смеси безопасное количество). От 90 до 60 ж водолаз поль­зуется более тяжелой дыхательной смесью — переходит на азотно-кислородную атмосферу. При этом из его крови и тканей начинает выделяться гелий, причем про­цесс выделения идет быстрее процесса накопления азота. С 60 до 15 ж водолаз дышит аргоно-кислородной смесью и из его тканей выделяется и гелий, и успевший раствориться азот. Наконец, по достижении пятнадца­тиметровой глубины водолазу дают чистый кислород, и он выходит на поверхность.
Таких промежуточных смесей может быть много. Все зависит от глубины погружения и времени работы на дне. Келлер считает, что для дыхания можно исполь­зовать ряд инертных газов в следующей последователь­ности: водород, гелий, неон, азот, аргон, криптон и ксе­нон. Однако на самом деле может оказаться, что не все эти газы пригодны для дыхания — ведь пока что люди дышали смесью кислорода с водородом, гелием, азотом и неоном. Важно и другое — мало знать состав дыха­тельных смесей, необходимо овладеть всеми способами их применения. Увы, именно это автор и держит пока в секрете.
Научившись погружаться в воду на глубины, которые еще недавно считались недоступными для акваланги­ста, Келлер не успокоился. Он продолжает вести энер­гичные исследования в этом направлении, отрабатывает и разрабатывает новые газовые смеси, и, по-видимому, его работа идет настолько успешно, что недавно, достигнув нового рекордного рубежа в 400 м, Келлер заявил: «Я нырну на глубину в 1000 м\» И это не пустое бахвальство; Ганс Келлер — серьезный ученый, он уже многого достиг и, надо полагать, еще многое сделает для достижения намеченной цели.
Не так давно внимание ученых, занятых решением проблемы длительного пребывания человека под водой, привлек маленький восьминогий водолаз — паук сере­брянка. Почему же именно он, а не какой-нибудь другой паук заинтересовал вдруг исследователей морских глу­бин? А дело вот в чем. Из 20 000 обитающих на земном шаре пауков различных видов только одна-единственная серебрянка по достоинству оценила богатство подвод­ного мира, научилась искусно плавать и погружаться в водоемы в поисках «деликатесов» — дафний, водяных осликов, мелких личинок насекомых. Чтобы легче было подкарауливать добычу и с «комфортом» подолгу жить в мелких, заросших прудах, речных заводях, паук «изо­брел» для себя оригинальное подводное жилище, по форме напоминающее колокол. Строит он его из пау­тины и водяных растений, а затем наполняет воздухом. Технология возведения этого ажурного и прочного строения вкратце такова. Забравшись в самую гущу подводных зарослей, серебрянка поначалу протягивает от стебля к стеблю несколько паутинок. Затем плетет плоский навес — основу дома. Когда навес готов, паук выбирается на поверхность, захватывает скрещенными задними лапками пузырек воздуха и бережно переносит его под сплетенный навес. Заготовка воздушных пузырь­ков производится до тех пор, пока навес не выгнется до отказа вверх наподобие купола. На этом постройка подводного воздушного замка заканчивается. Остается лишь протянуть во все стороны от него ловчие сети из паутины. Когда и эта работа выполнена, паук-строитель превращается в терпеливого подводного охотника. За­пасшись вдосталь воздухом, он может неделями не покидать своего жилища.
Так сама природа указала ученым один из возмож­ных путей освоения глубинных просторов Мирового океана. Впервые принцип «изобретенного» серебрянкой водолазного колокола был реализован Эдвином Линком и бельгийским подводником Робертом Стенуи. В по­строенном Линком цилиндрическом батискафе (длиной

3,35 ж и около 1 ж в диаметре) с высоким внутренним давлением, оборудованном специальными установками для нагнетания внутрь различных смесей гелия и кисло­рода с соответствующей их очисткой, Стенуи опустился в 1962 г. в районе Вильфранш (Французская Ривьера) на глубину 60 ж и пробыл там около 24 час. Часть вре­мени он находился внутри батискафа, а иногда выходил из него. Будучи первым в мире человеком, который дышал сжатой гелиево-кислородной смесью, Стенуи перестал на какое-то время быть земным существом. В таком состоянии Стенуи был поднят в батискафе на борт вспомогательного судна, где Эдвин Линк и его помощники в течение двух дней постепенно регулиро­вали состав гелиевой смеси и снижали давление в ба­тискафе.
Спустя месяц (14 сентября 1962 г.) после экспери­мента, проведенного Линком и Стенуи, Жак-Ив Кусто создал первое в истории человечества подводное посе­ление («Преконтинент-I») на дне Средиземного моря неподалеку от Марселя.
Подводный дом (его назвали «Диогеном» в память о древнегреческом философе, жившем, по преданию, в бочке), в котором обитали два французских исследо­вателя Альбер Фалько и Клод Весли, был установлен на якоре на глубине 10 ж. Длиной в 6 ж и высотой в 2 м, он по внешнему виду был очень похож на железно­дорожную цистерну, снятую с грузовой тележки и опро­кинутую люком вниз. Внутри его обили поглощающей влагу губчатой резиной и установили отопительные ба­тареи. Постоянная температура (22 — 26° Ц) в «Диогене» поддерживалась при помощи инфракрасных ламп. Свер­ху с обслуживающих судов «Калипсо», «Эспадон» и с берега к подводной «гостинице» были подведены элек­трокабели, гибкие трубопроводы для подачи холодной и горячей пресной воды, а также свежего воздуха под давлением 2 атж (что соответствует давлению, испыты­ваемому на данной глубине). Между обитателями под­водного дома и членами экспедиции «Преконтинент-1», находившимися на борту обслуживающих судов, была установлена прямая телефонная связь. Кроме того, в подводном доме была установлена телевизионная каме­ра, позволявшая вести с «Калипсо» непрерывное наблю­дение за всем, что происходит внутри «Диогена».

1 1 И. Б. Литинечкай
321

Каждая система была дублирована: компрессоры, подаю­щие в подводный дом воздух под давлением, телевизион­ные мониторы, аварийный генератор, телефонные линии, одноместные рекомпрессионные камеры (воздух и элек­тричество подавались в подводную обитель с берега, так как вспомогательные суда мог сорвать с места и отнести в сторону шторм). Меблировка «Диогена» со­стояла из двух кроватей, стола и стульев. Так как в ус-ловиях повышенного давления приготовление горячих обедов, завтраков и ужинов — дело довольно хлоп^ тли-вое, требующее большой затраты драгоценного для ис­следователей времени, водолазы с «Эспадона» достав­ляли обитателям подводного дома готовую пищу в гер­метических термосах. В доме стояла электроплитка — можно бы7ю разогреть пищу или самим сварить что-либо в случае перебоев в доставке. В часы досуга к услугам акванавтов были телевизор, принимавший про­грамму центрального вещания, радиоприемник, неболь­шая библиотечка и даже патефон. На поверхности участников опыта обслуживало 60 человек, в том числе бригада из 15 подводных пловцов-связных.
Поскольку давление внутри и вне «Диогена» было одинаковым (две атмосферы), проникновение воды в жилище исключалось и люк держали постоянно откры­тым. Через «жидкую дверь» акванавты в любое время могли выходить наружу, чтобы выполнить заданную программу работы. Так как акванавты постоянно были подвержены одинаковому давлению как в помещении, так и в открытом море, не было необходимости в слож­ной процедуре декомпрессии, связанной с длительным пребыванием на глубине. Глубина, на которой находил­ся «Диоген», была для акванавтов, в сущности, нулевой. Отсюда они могли производить регул-ярные и длитель­ные заплывы. Практически исследователи могли нахо­диться под водой сколько угодно. Однако выплывать на поверхность, за границы давления меньшего, чем 2 атм, им запрещалось, ибо это грозило заболеванием коварной кессонной болезнью.
Опытные аквалангисты Фалько и Весли сравнитель­но быстро акклиматизировались и ежедневно совершали путешествия в море на глубине до 30 м длительностью до 5 час (около часа они проводили в море ночью). Во время своих «прогулок» отважные морежители выпол­няли, согласно плану, утвержденному Кусто, различную работу: производили топографические съемки отдель­ных участков морского дна, занимались биологическими изысканиями, наблюдали за жизнью и поведением рыб, охотились за ними и даже «...складывали из цементных блоков дома для рыб, прототип тех поселков, которые в будущем превратят станции континентального шельфа в подлинные ихтиологические ранчо». Правда, первые 3 — 4 дня подводной жизни проходили не так легко и гладко. Об этом свидетельствуют следующие записи, сделанные Фалько в своем дневнике:
Третий день: «...сил нет. Надо поменьше напрягать­ся, иначе не справлюсь. Боюсь, что не выдержу до конца. Работать под водой стало ужасно тяжело. За что ни возьмись — невероятно трудно...»
Четвертый день: «...много лет я спал без снов, теперь наверстываю, мне снится кошмар, которого я никогда не забуду. Угнетенное состояние, удушье, тоска и страх. Меня душит чья-то рука. Надо уходить. Вернуться на поверхность. Просыпаюсь, иду к люку. Все в порядке... Ложусь опять, но не могу уснуть. Я одинок, заперт в ловушке. Нас приговорили жить неделю под водой. На поверхность подниматься нельзя. Избавиться от азота можем только с помощью тех, кто наверху. Чувствую страх, безрассудный страх. Чтобы успокоиться, думаю о своих товарищах. Они приняли все меры предосто­рожности. И сейчас наблюдают за мной. Нет, не могу успокоиться. Меня преследует нелепая мысль: что, если давление упадет и ворвется вода? С какой скоростью она будет подниматься? Конечно, в верхней части дома все равно останется какое-то количество сжатого воз­духа, мы успеем надеть акваланги и выйти наружу. А дальше? Сразу всплывать нельзя. Придется ждать, пока не придумают, как устроить декомпрессию.

<< Предыдущая

стр. 6
(из 12 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>