Игрушки для взрослых и детей

колько радости доставляют в детстве самые разнообразные игрушки: простые и сложные, большие и маленькие! И среди них — резиновые, надувные. Зверушки — зайки, кошки, собачки. Огромные черепахи и крокодилы. Всякие плотики, лодочки, круги. И, уж конечно, мячи всех размеров и расцветок.

Есть в Москве рай для детей — многоэтажный универмаг «Детский мир». В магазине огромные витрины. Чего только в них не увидишь! Но, пожалуй, самая яркая витрина — с резиновыми надувными игрушками. Она сверкает всеми цветами радуги, поражает взор причудливыми очертаниями невиданных существ и неожиданных геометрических форм.

Одним словом, надувные резиновые игрушки — это не только предметы для игры ребенка с первых месяцев его жизни, но и одно из средств познания мира во всем его многообразии. Действительно, изображение на картинке диких животных в их естественных условиях и объемная резиновая игрушка, например, слон, крокодил и т. п., дадут более полное представление о животном.

Но бывает, что надувные игрушки служат науке.

Известному зоологу профессору Бернгарду Гржимеку, посвятившему свою жизнь изучению диких африканских животных, пришла в голову не совсем обычная мысль: как будут вести себя его подопытные животные, встретившись нос к носу со своими двойниками, но надутыми, пластмассовыми? И вот уже с автомобиля выгружают надувного слона в натуральную величину, правда, не совсем обыкновенного цвета.

Дикие слоны заинтересовались. Подняли уши, затрубили, подошли поближе и… один за другим повернули обратно. Может быть, подвела светлая окраска? Надувного слона срочно перекрасили, устроив ему грязевую ванну, но увы… Ни один слон так и не подошел больше. Раскусили обман?

Активнее вели себя при встрече с надувным собратом львы. Сначала от группы львов отделились два самца, осторожно приблизились, остановились, стали вглядываться в нарисованные глаза чужака. Потом подошли вплотную, обнюхали. Но тут порыв ветра опрокинул надувного льва, и львы настоящие, отпрянув, отбежали метров на двадцать, тоже легли и продолжали неотрывно рассматривать пришельца. Когда пришла очередь встречи львиц со львятами, то первого же удара лапой одной из них фальшивый лев не выдержал.

То же произошло и с надутым носорогом. Пока знакомились самцы, все обходилось мирно, но появилась самка с детенышем, и надутый носорог полетел вверх тормашками.

Опыты профессора Гржимека, вероятно, только начаты и будут продолжены. Они могут установить немало нового в поведении диких животных.

А что, если предложить подобную встречу со своими надувными собратьями… людям? Думаете, бредовая мысль?

Но за рубежом в магазинах продаются надувные резиновые манекены, изображающие хорошо одетых бравых мужчин в натуральную величину. Они получили название «молчаливый сосед». Их назначение — сидеть в автомашине рядом с водителем и, разумеется, молчать. Такого «соседа» при желании можно приобрести в форме полицейского. Как полагают, они в какой-то степени защищают от гангстеров, которые частенько нападают на автомобили, особенно с одинокими женщинами. Можно такого «соседа» на короткое время одного оставить в машине, особенно вечером, в темноте, он может быть хотя и не очень надежным, но все же «сторожем» машины.

Иное применение для «молчаливых джентльменов» нашли в Японии: на некоторых перекрестках улиц ночного города расставляют надутых полицейских. Водители автомашин, издали заметив знакомую фигуру, сбавляют скорость…

 

Подушка-костюм

Уж если зашла речь о надувных костюмах, то, разумеется, не для «молчаливых джентльменов». Превращаясь в надувной костюм, воздушная подушка способна на многое. В частности, когда человек оказывается в опасных, а то и вовсе не пригодных для жизни условиях. Например, глубоко под водой. Или, наоборот, на большой высоте над землей.

В павильоне «Атомная энергия» на ВДНХ можно увидеть надувной костюм, защищающий от вредного радиоактивного излучения при работе на атомных электростанциях и установках с ядерными реакторами. Костюм изготовлен из прорезиненной пластмассовой пленки. В комплект входит и шлем со смотровым стеклом, причем шлем тоже надувной, двойной. При желании воздух из рукавов и брюк можно выпустить, если этого требуют условия работы.

Защитные надувные пневмокостюмы применяются для работы внутри железнодорожных цистерн или в трюмах танкеров. Представляете, какой там отравленный парами нефти или бензина воздух? Часто такие костюмы не просто надуваются воздухом, но и снабжаются устройством, создающим внутри него благоприятные для человека температуру, давление и влажность воздуха — регулируемый микроклимат.

Недавно в США пущен цех для обработки молибдена и специальных сплавов. Чтобы избежать их коррозии в процессе производства, обычный воздух в цехе, представляющем собой огромный герметический стальной зал, заменили благородным газом — аргоном. Естественно, в зале можно работать только в специальном защитном костюме. Но воздушная подушка сыграла в этом случае и еще одну важную роль — она помогла заменить воздух в зале аргоном, что сделать было нелегко. Для этого в цех занесли колоссальную резиновую подушку, надули ее аргоном, и когда она заполнила весь зал, площадью четыреста квадратных метров и высотой семь метров, то подушку… прокололи. Остроумно, не правда ли?

Необходим пневмокостюм и в тех многочисленных случаях, когда нужно проникнуть в «гидрокосмос», то есть под воду. Человек не может дышать кислородом, растворенным в воде, как это делают рыбы. Ученые пытаются научить людей дышать и под водой, учитывая роль океана в будущем человечества. Пока ведутся эксперименты с животными.

Чтобы пробыть под водой длительное время, водолаз должен надеть специальный костюм, который и называется водолазным или скафандром. Воздух, которым дышит водолаз, подается внутрь костюма и, как говорят, вентилирует его. Получается воздушная подушка.

Чем глубже, тем больше давление воды: оно возрастает на одну атмосферу с погружением на каждые десять метров. Дышать атмосферным воздухом, например, через дыхательную трубку, выведенную наружу, можно лишь до глубины не более одного метра, потому что мышцы наших легких не способны преодолеть давление воды на большей глубине, чтобы произвести вдох.

Приходится подавать воздух водолазу под давлением тем большим, чем глубже он погрузился. Находящийся под давлением костюм, если его вытащить из воды, раздуется.

Есть у водолазных костюмов одно коварное свойство: с ним так просто не расстанешься. Это не то, что обычный костюм: захотел — снял. Внутри костюма на глубине давление намного больше атмосферного, и если воздух сразу выпустить, то водолаз может погибнуть. Воздух повышенного давления, которым дышит водолаз, растворяется в его крови, как бы вжимается в нее. Стоит резко снизить окружающее давление, как растворившийся ранее воздух, точнее, азот из воздуха, потому что кислород усваивается при дыхании, снова выделится в виде мельчайших пузырьков, как выделяются пузырьки газа из обычной газировки.

Образованная пузырьками пена забивает капиллярные кровеносные сосуды, и человек может погибнуть. Или уж, во всяком случае, серьезно заболеть.

Если человек пробыл в водолазном костюме два часа на глубине всего двадцати пяти метров, то на поверхность его приходится поднимать часа полтора, чтобы произошла, как говорят, декомпрессия, то есть чтобы человек привык к уменьшенному давлению и азот постепенно выделился из крови.

Водолазный костюм вентилируемого типа, о котором идет речь, изобретен довольно давно, в начале XVIII века.

Для длительных научных исследований используются специальные подводные дома — лаборатории акванавтов. Обычно они изготовляются из стали и других прочных материалов. Но в одном случае подводным домом стала воздушная подушка! Это было подводное жилище молодых энтузиастов-москвичей, исследователей Черного моря. Аквалангисты клуба «Дельфин» посвятили свой необычный эксперимент 50-летию Ленинского комсомола.

Они соорудили надувной дом — шар из прорезиненного капрона объемом около десяти кубических метров — и установили его у побережья Крыма, в Карадаге.

Назвали исследователи свой дом «Спрутом»: прикрепленный тросами ко дну моря, чтобы не всплыл, он действительно чем-то напоминал это морское животное. В своем доме аквалангисты могли находиться в течение пяти суток.

Но разве до появления водолазного костюма люди не умели находиться под водой и даже работать там?

Умели. Для этого они пользовались водолазным колоколом. Конечно, колокол не звонил под водой, он служил для того, чтобы создать все ту же воздушную подушку. Когда колокол (он действительно, напоминает по форме большой колокол) погружают в воду вместе с находящимся внутри него человеком, то и воздух в нем тоже оказывается запертым. По мере погружения воздух все больше сжимается водой, и в верхней части колокола образуется воздушная подушка повышенного давления. Пока в ней свежий воздух, человек может дышать, находиться под водой, работать. Впервые водолазный колокол был применен в 1606 году для работ по поднятию грузов с кораблей «Непобедимой армады».

Но не человек первым изобрел водолазный воздушный колокол. Сделала это природа. Есть небольшое насекомое — водяной паук-серебрянка. Он живет под водой, а дышит воздухом. Как же ухитряется паучок снабжать себя воздухом, уж не по дыхательной ли трубке с поверхности?

Нет, хотя другие насекомые пользуются и таким способом. Паук строит себе под водой, где-нибудь под листком подводных растений, своеобразный воздушный колокол — жилой дом в виде воздушной подушки. А воздух в него таскает из атмосферы: когда паук ныряет, к его телу всегда пристают серебряным бисером пузырьки воздуха. Спустится паук в свой подводный дом, пузырьки и пополняют запас воздуха в нем.

Водяной паук — не единственный представитель живого мира, строящий себе под водой гнезда-жилища из воздушных пузырьков. Занимаются этим и некоторые рыбки. И даже такое крупное животное, как ондатра, тоже может дышать подо льдом, собирая выдыхаемые ею пузырьки воздуха в одну большую воздушную подушку. Но как же можно дышать выдыхаемым воздухом? Подушка оказывается «хитрой» — из нее в воду непрерывно отводится выдыхаемый углекислый газ, а в подушку поступает кислород из воды. Подобные «жабры» нам уже встречались, когда шел разговор о плавательном пузыре рыб и жуке-плавунце.

Идея воздушного колокола не устарела и теперь, она используется при проведении подводных строительных кессонных работ.

Кессон и есть, по существу, тот же колокол.

Даже если в колоколе израсходован не весь воздух и в нем остался кислород, человек не может все же дольше находиться в нем из-за углекислого газа, содержащегося в продуктах дыхания и являющегося сильным ядом. Ему ведь деваться некуда, он так и остается под колоколом. Вскоре подушка под колоколом из спасительной воздушной превращается в гибельную углекислую. Нужно срочно поднимать колокол!

Опытом паука-серебрянки воспользовались советские изобретатели, построившие подводное жилище из тончайшей пленки, толщиной всею 0,3 миллиметра, с мелкоячеистой сеткой сверху. Ведь и паук тоже оплетает свое жилище паутинками. Сначала этот почти прозрачный подводный дом так и называли «Серебрянкой», но потом, когда внутри него под водой зажгли электрические лампочки, он стал очень похож на Луну, и его переименовали в «Селену».

Летом 1972 года «Селену» испытывали под водой, установив ее на металлической раме с якорями.

Сетка на доме была почти незаметной, рыбы даже натыкались на дом, и его первые обитатели чувствовали себя живущими прямо в воде!

Может быть, когда-нибудь на морском дне появятся целые города под прозрачными куполами?

В вентилируемом скафандре можно погрузиться на глубину до шестидесяти метров — глубже нельзя: азота в крови растворится так много, что наступит «азотное опьянение», как при наркозе. Недостаток вентилируемого скафандра и в том, что он неразрывно связан воздушным шлангом с кораблем. Мало того, что со шлангом может всякое случиться, а это грозит гибелью водолазу, он сильно ограничивает подвижность водолаза, его работоспособность.

Настоящей революцией в водолазном деле стало изобретение автономного водолазного снаряжения, независящего от подачи воздуха сверху. Наспинные или нагрудные баллоны, своеобразная «консервированная» воздушная подушка, снабжают водолаза воздухом или кислородо-воздушной смесью. Лет тридцать назад появились легкие акваланги, открывшие дорогу в воду тысячам спортсменов.

Чтобы сделать доступными глубины более ста метров, где дышать обычным воздухом нельзя из-за азотного наркоза, ученые пытаются заменить азот другим, более подходящим инертным газом — разбавителем кислорода. Наилучшим пока кажется гелий, в скафандрах с гелиево-кислородной смесью удавалось опускаться на глубину до трехсот метров и даже глубже.

 

В союзе с изобретателями

Если внимательно изучить изобретения, сделанные за последние годы, то легко установить, что все больше оригинальных решений подсказывает изобретателям воздушная подушка!

Вам ни разу не приходилось видеть, как происходит отливка деталей из металла? Интересный, важный и довольно трудоемкий процесс, в особенности если деталь сложной геометрической формы.

Давайте заглянем в литейный цех машиностроительного завода. Пусть нужно отлить металлическую игрушку — клоуна. Как это делается? Сначала изготовляется литейная модель — точная копия клоуна, но сделанная из дерева. Теперь дело за литейной формой, куда будет заливаться металл. Для этого берут опоку — пустую прямоугольную металлическую коробку — и заполняют ее литейной землей или формовочной смесью. Чтобы в ней образовалась пустота, куда будет залит металл и где он должен приобрести форму будущего клоуна, в опоку сначала закладывают деревянную модель, а потом, когда опока набита землей, модель извлекают. Но как ее вытащить, не повредив формы? Опоку приходится делать разъемной, из двух половин, а земляная форма часто состоит из нескольких частей.

Вот все готово. Модель удалена, обе половинки опоки собраны, внутри нее, в земле, осталась пустота, точно повторяющая очертания клоуна. Осталось залить расплавленный алюминий в специальное отверстие формы — литник. Пройдет немного времени, отливка остынет, и из опоки будет извлечен сверкающий алюминиевый клоун.

Насколько было бы лучше иметь дело с неразъемной литейной формой, не составлять ее из отдельных частей! Но как извлечешь тогда модель? Сложней, чем вытащить косточку из вишни, не повредив ее. Задачка для изобретателей…

И вот как она была решена. Советский изобретатель увидел однажды у сынишки резиновую игрушку — надувного клоуна. И этот игрушечный клоун подсказал нужную идею.

Смотрите, как мы будем теперь отливать нашего клоуна. Вместо деревянной модели возьмем надувного клоуна и, проделав в нем маленькую дырочку, зальем внутрь жидкость, плотность которой такая же, как и литейной земли. Это нужно, чтобы модель не искажалась, не деформировалась, находясь в форме. Через некоторое время, когда форма затвердеет, удалим жидкость из модели и вытащим ее, сжавшуюся, через литниковое отверстие.

Теперь можно заливать. Вскоре у клоуна появится алюминиевый близнец.

Всем известна тонкая полиэтиленовая пленка, идущая на упаковку продуктов. А вот как ее получают? Без помощи воздушной подушки и тут не обошлось. В специальных машинах расплавленная пластмасса выдувается вверх через узкую щель горячим воздухом. Образующаяся тонкая прозрачная «колбаса» режется вдоль и получается плоская тонкая пленка. Просто и изящно, как говорят инженеры, когда хотят похвалить хорошее решение.

«Колбаса» из тончайшей пленки используется и для настоящих колбас. Без ее помощи известное с древности изготовление колбас пришлось бы сильно сократить — не стало хватать кишок животных, из которых делается ее естественная оболочка. С конвейера лишь одного из московских заводов ежегодно сходит около ста миллионов погонных метров надутой воздухом тончайшей белковой оболочки для колбас.

Нам уже не привыкать менять профессии, превратимся теперь в горняков, шахтеров. Важная и почетная специальность.

В угольной шахте вы наверняка еще не были, давайте спустимся, посмотрим, как добывают уголь. Шахтная клеть, вроде обычного лифта, но побыстрее, опустила нас вниз, где идут выработки. Пройдя по подземным коридорам, дойдем и до забоев, где горняки с помощью машин и отбойных молотков вгрызаются в угольный пласт.

Вслед за шахтерами, рубящими уголь, по забою движутся другие рабочие — крепильщики. Они устанавливают крепь — деревянные или металлические стойки-распорки, поддерживающие кровлю забоя. Иначе она через некоторое время обвалится.

Еще в средние века вот так же трудились в шахте крепильщики, рискуя жизнью. А сколько молодого леса губится на тонкие стойки-крепи! Только на шахтах нашей страны — сотни тысяч кубометров ежегодно. Металлическая же крепь громоздка и сложна.

Долго бились изобретатели над проблемой крепления. На помощь пришла воздушная подушка. Изобретатели Днепропетровского горного института предложили вместо деревянной крепи пневматическую. В резиновые надувные баллоны нагнетается воздух, стенки баллона прижимаются к грунту и кровле пласта и предотвращают обвал, действуя как уже знакомый нам домкрат. Из нескольких больших баллонов, укладываемых друг на друга, образуются «костры», как их называют шахтеры, так что подушка может применяться при любой высоте забоя. Но изобретатели этим не ограничились, они сделали пневматическую крепь самоходной, управляемой на расстоянии. Когда ее нужно передвинуть, воздух из баллонов выпускают, специальное устройство передвигает их вдоль забоя, и баллоны надувают снова.

В шахтах воздушную подушку можно использовать не для одной только крепи. Случись, например, пожар (хоть и редко, но бывает и такое), как тотчас возникает необходимость изолировать его очаг, чтобы резко уменьшить приток воздуха. Как это сделать? Самое лучшее — воспользоваться воздушной подушкой, например огромными надувными перегородками из синтетической ткани. Они надуваются сжатым азотом всего за сорок секунд и плотно прижимаются к стенкам штольни — тяга прекращается. В центре перегородки есть двери для прохода аварийных команд. Просто, дешево, надежно.

В шахтах и рудниках доставляют неприятности вертикальные стволы — того и гляди, сверху свалятся обломки породы. Тут может помочь огромная пневматическая надувная чечевицеобразная «пробка» диаметром в несколько метров. При необходимости она может перекрыть ствол за считанные минуты.

А вот как помогает подушка нефтепроводам. По огромным стальным трубам, паутиной покрывающим землю, приходится перекачивать разные сорта нефти и бензина, но так, чтобы они не перемешивались, иначе драгоценный продукт будет погублен. Как этого добиться? Проще всего с помощью надувных резиновых шаров-разделителей, которые помещают в трубопровод между различными сортами продукта, и они мчатся вместе с жидкостью по стальной трубе, заодно очищая ее от разных отложений. Шары сигнализируют и о температуре перекачиваемого топлива, и о своем собственном местонахождении.

А вот снова труба, и в ней подушка, но роль ее иная. В технике часто приходится протаскивать через длинную трубу кабель. Известны десятки решений этой задачи, совсем не такой простой, как кажется. Но, пожалуй, использование воздушной подушки, предложенное английскими изобретателями, одно из самых оригинальных. Изобретатели назвали свое устройство «пневматическим червем». Что ж, похоже — оно представляет собой тонкую раздвижную, телескопическую стальную трубу с надувным резиновым шариком на обоих концах. К трубке присоединен протаскиваемый кабель. Когда надувается задний шарик и упирается в стенки трубы, то передний, не надутый, продвигается на несколько сантиметров вперед. Потом надувается передний шарик, а из заднего выпускают воздух — при этом он подтягивается к переднему. За час «червь», хоть продвигающийся медленно, проходит путь более километра!

Как обычно укладывают бетонные трубы в траншею, например, для канализационных сетей? Привозят отрезки труб, укладывают в вырытую траншею, потом соединяют их. А если эти трубы огромного диаметра? Поди-ка повозись с ними! В Швейцарии воспользовались воздушной подушкой, получилось куда проще. Укладывают огромный резиновый надувной баллон в траншею, туго надувают его и в пространство между ним и стенками траншеи заливают бетон. Когда он затвердеет, воздух из баллона выпускают, вытаскивают баллон, и труба готова!

Наши изобретатели сделали еще один шаг — они решили просто закопать подушку в землю. На первый взгляд — совершенно бессмысленно. Оказывается, очень даже полезно. В земле прорывают узкую щель, в нее закладывают сплющенную оболочку надувного резинового баллона и засыпают землей. Потом включают компрессор, и он подает по шлангу воздух в баллон. Земля над щелью начинает вдруг оживать, она горбится, вздымается горой, из нее показывается баллон. Воздушная подушка расталкивает грунт, отваливая его в стороны. Стоит выпустить воздух из баллона, убрать его — и готова траншея для канала, газопровода, силосной ямы. Получилась землеройная машина, экскаватор необычного типа!

Кто имел дело с автомобилем, знает, что автомобильный аккумулятор постоянно нуждается в добавлении чистой, дистиллированной воды. А если ее нет? Стоит впустить струю пара из кипящего чайника внутрь полиэтиленового мешка, как по его внутренней поверхности начнет стекать дистиллированная вода.

 

Искусственный мускул и кашляющий цветок

С воздушной подушкой, играющей роль своеобразного искусственного мускула, нам уже приходилось встречаться не раз. Разве подушка — рессора, домкрат или экскаватор — не выполняет этой функции?

Каждый без труда может наглядно удостовериться в этом.

Возьмите обычный полиэтиленовый пакет-мешочек, расправьте его, если он еще ни разу не был в употреблении. А теперь загните верхнюю часть или попросту попробуйте сложить пакет пополам Не получится! Стенки пакета герметичны (поэтому с ним нельзя играть маленьким детям — если надеть пакет на голову, можно задохнуться), и пойманный внутри воздух раздует пакет. Сожмите посильней, и пакет набухнет, как мускул на согнутой с усилием руке.

Где и как можно использовать это свойство воздушной подушки?

Вам не приходилось видеть резиновую игрушку — прыгающую лягушку? Отчего она скачет? Ее задние лапки — искусственный мускул: стоит подать в них сжатый воздух, как они распрямляются, и лягушка — скок!

Другая из множества игрушечных воздушных подушек — «тещин язык». Подуешь в нее, она вытягивается, становится действительно похожей на длинный язык. Тоже ведь мускул!

Идея искусственного мускула использована в оригинальном конвейере для транспортировки грузов — на нем груз как бы непрерывно «скатывается с горки».

Конвейер представляет собой простой надутый резиновый шланг, точнее, два шланга, поперек которых уложены деревянные пластины. Получается что-то вроде лежащей веревочной лестницы. Когда шланги надуваются, они расправляются, как уже знакомый нам «тещин язык», и толкают вперед стоящую на пластинах тележку с грузом. Вдоль шлангов как бы бежит волна, она так и называется «бегущей». И с гребня волны постоянно скатывается тележка. Действительно, все время с горки…

Идея бегущей волны остроумно использована и в советском изобретении необычного экипажа — спиралехода, способного перемещаться по суше и по воде. В нем обычные колеса с шинами заменены спиральной резиновой трубкой. Если надувать трубку так, чтобы и по ней побежала волна, спиралеход начнет двигаться, тоже все время скатываясь с горки.

А вот еще применение искусственного мускула. У многих людей сидячего труда ослабевает деятельность сердечно-сосудистой системы, отекают ноги, немеют руки. Лучшее лекарство — спорт, ходьба, бег. Но иногда им воспользоваться не удается, и тогда помогает искусственный мускул. В надувные резиновые манжеты, наложенные на бедра и предплечья, компрессор, управляемый электронным устройством, подает сжатый воздух. Не непрерывно, а порциями, импульсами. Манжеты начинают «дышать», имитируя нагрузки при ходьбе. Человек сидит — и «ходит»!

В США разработан специальный костюм с надувными манжетами на ногах — он предназначен для перевозки больных после сердечного приступа. Давление воздуха в манжетах автоматически изменяется в такт с пульсом больного, то есть биением сердца, и ему становится легче. Так иногда удается даже избавиться от операции.

Иногда крошечный надувной шарик помещают на конце пустотелого зонда, который врачи вводят по вене вплоть до сердца больного. Хирург с помощью прибора заставляет шарик то надуваться, то опускаться, и он превращается в своеобразного массажиста для сердца. А ведь обычно для подобного массажа, если он необходим, приходится вскрывать грудную клетку…

А вот опыт: уже несколько часов собака жила с искусственным сердцем — протезом, сокращения которого производились пневматической мышцей — надувной двойной оболочкой, стенкой сердечной сумки…

Однажды наши моряки обнаружили в океане, у берегов Западной Африки, какие-то плавающие на поверхности и вспыхивающие разноцветными огоньками «фонарики». Оказалось, это животное с красивым названием сифонофора физалия обладает коварным свойством: тысячи ее ворсистых присосок впиваются в тело человека, уже через несколько минут вызывая удушье и судороги, а если не принять медицинских мер помощи, то и смерть. Присоски являются органами добычи пищи и вместе с тем защиты от врага.

Но не ради них мы вспомнили о физалии. Нас интересует другое — как она перемещается в океане. Оказывается, с помощью воздушной подушки. У нее имеется надводный гребень, который надувается газом и превращается таким образом в отличный парус.

Не меньшим чудом природы кажется и другое живое существо, на этот раз растение, произрастающее в некоторых тропических странах и получившее странное название «кашляющий цветок». Оказывается, действительно, кашляет, хоть это и представляется невозможным. Когда на цветок попадает земля, то его дыхательные органы раздуваются и сбрасывают землю, издавая при этом слабый звук, похожий на кашель…

Морское животное кальмар более известно. У него есть своя воздушная подушка, своеобразная — стреляющая. Когда кальмар оказывается пойманным, он стреляет тонкой чернильной струей, метров на шесть-семь вверх. Меньше известна другая особенность кальмара. Вытащенный на палубу, он медленно-медленно раздувается, а потом, резко выбросив воздух, скользит по палубе под действием реактивной силы воздушной струи, которая отбрасывает кальмара на несколько метров. А ведь он не такой уж маленький! Иногда кальмары даже выпрыгивают из воды и совершают реактивный полет метров на тридцать-сорок.

Дальность радиосвязи на коротких волнах зависит от высоты антенны. Иногда антенна должна быть передвижной, например, в туристических походах, в экспедициях. Громоздкую высокую антенну с собой не потащишь, а низкая не устроит из-за малой дальности действия. Положение было бы безвыходным, не будь воздушной подушки, которую предложили использовать для этой цели.

За несколько минут из компактного пакета с помощью самого простого воздушного насоса может быть получена надувная антенна высотой в десятки метров. Тонкая высокая прозрачная труба из нескольких слоев синтетической пленки и бумаги имеет снаружи токопроводящее покрытие — оно и есть, собственно, антенна. Иногда вместо покрытия внутри трубы проходит антенный кабель.

Вертикальные надувные трубы могут служить не только антеннами. Советским изобретателем предложены надувные воздушные опоры линий электропередачи для замены обычных громоздких стальных мачт и ферм. Их использование обещает большие выгоды. Может быть надувной и обычная заводская дымовая труба. Смысл в этом большой. Современные трубы заводов или электростанций становятся все более высотными, теперь уже не удивишь трубой и в триста метров. Дело, конечно, не в рекордах. Огромные трубы необходимы, чтобы дым и газы меньше загрязняли атмосферу.

Сооружение высотных труб дело сложное и дорогое. И мысль изобретателя снова обращается к воздушной подушке. Нельзя ли создать высоченную надувную трубу, в которой должен быть сквозной дымоход? Никаких принципиальных трудностей тут нет. Такие легкие, но весьма прочные воздушные трубы могут быть очень высокими.

Воздушная подушка может не только заменить обычную дымовую трубу, но и прийти ей на помощь, которая иной раз оказывается неотложной. У высоких труб есть неприятная болезнь — под воздействием ветра они начинают сильно раскачиваться. Чем выше труба, тем опаснее колебания, они могут полностью разрушить трубу. Представляете катастрофу, когда падают обломки чуть не полукилометровой трубы?

Советские изобретатели предложили обтянуть трубу на значительной части ее высоты надувным обтекателем из тонкой и прочной пленки. Образующаяся воздушная подушка под действием ветра принимает каплевидную, обтекаемую форму и занимает нужное положение. При испытании в аэродинамической трубе модели обтекателя он выдерживал напор ураганного ветра скоростью шестьдесят метров в секунду. Пожалуй, теперь можно сооружать трубы высотой в километр…

 

Регби на подушке

Созданные химией полимерные пленочные материалы обладают замечательными свойствами, от которых зависят и многие свойства воздушной подушки.

Удалось решить, например, важную проблему транспортировки и хранения приборов и различных точных изделий. Внутрь воздушной подушки с изделием нагнетается сухой воздух, азот или иной инертный газ, а затем оболочка подушки запаивается горячим стержнем. Теперь изделие не только надежно защищено от пыли, влаги, вредных газов, но и может годами храниться в самых неблагоприятных условиях.

Представьте себе огромную камеру, предназначенную для испытаний будущих искусственных спутников Земли и других космических аппаратов. Внутри камеры должно создаваться фантастическое разрежение, близкое к вакууму мирового пространства. Но через различные незаметные щели и неплотности камеры внутрь нее может поступать наружный воздух. Даже при ничтожно малых его количествах все же вакуум будет «испорчен», испытание не состоится.

Поэтому время от времени камеру испытывают, проверяют ее герметичность с помощью воздушной подушки. Полиэтиленовая оболочка герметически закупоривает со всех сторон испытываемую камеру, и под оболочку нагнетают гелий. Очень «скользкий» газ, он проникает через самую ничтожную неплотность. Если внутри камеры гелий так и не появится, значит, все в порядке, камера герметична.

Удобны воздушные подушки в качестве различных емкостей, резервуаров для хранения газов, жидкостей, сыпучих грузов. В упакованном виде их легко перевозить, а когда надуешь, получается баллон, гибкий бак, иногда огромных размеров.

Врачи исследуют, как меняется дыхание лыжника или бегуна при тренировке. Для этого нужно собрать выдыхаемый им воздух, чтобы потом подвергнуть его химическому анализу. Как собрать? За спиной спортсмена укрепляется полиэтиленовый надувной мешок — и нужная емкость готова, выдыхаемый воздух хранится в ней до отправки в химическую лабораторию.

Емкость иного масштаба служит в качестве хранилища газа в городских системах газоснабжения. Подобные газохранилища дешевле и проще обычных металлических газгольдеров. Применяются они и на химических заводах.

У нас в стране создаются своеобразные «газовые пузыри» — гигантские хранилища газа под землей. Одно из них, в Подмосковье, находится на глубине восьмисот метров и вмещает почти три миллиарда кубометров газа, запасаемого на зиму. Для подземных газохранилищ используют куполообразные пласты водоносного песчаника. Когда газ подают в них под большим давлением, то он вытесняет воду и занимает ее место.

Есть одна важная и трудная инженерная задача — борьба с загрязнением морей нефтью, пролившейся при авариях гигантских танкеров. Сколько раз было, что пелена пролившейся нефти (десятки тысяч тонн!) покрывала огромные пространства моря, неся гибель его обитателям, надолго отравляя все вокруг. «Черный прибой», как его окрестили жители прибрежных районов, волна за волной, день за днем накатывался на пляжи приморских курортов, оставляя на когда-то белоснежном песке черные вонючие разводья и дохлых рыб…

Радикального средства борьбы с этим страшным бедствием пока не найдено. Может быть, поможет воздушная подушка? Во всяком случае, первые опыты успешны. Предложены барьеры для пролившейся нефти, ограждающие со всех сторон танкер и уже образовавшееся большое нефтяное пятно на море. Барьером этим служат надувные баллоны из синтетической пленки. Когда они надуваются воздухом, то превращаются в плавающие «колбасы» длиной по полсотне метров и высотой более полуметра. Даже при сильном волнении на море образовавшееся нефтяное озеро удерживается в своих надувных берегах.

Можно использовать барьер и для сбора с поверхности моря пролившейся нефти. Для этого он превращается в своеобразный невод — два судна собирают с его помощью нефть и откачивают ее на борт танкера.

Испытываются и резервуары из нейлона и резины, которые в сложенном виде сбрасывают с вертолета или самолета вблизи аварийного танкера. Сразу после приводнения они надуваются, превращаясь в огромные продолговатые цистерны длиной более сорока метров и емкостью шестьсот — восемьсот тонн нефти.

Каждый резервуар снабжен насосом и шлангом — с их помощью нефть с терпящего бедствие танкера перекачивается в плавающие цистерны, которые затем отбуксировывают в порт. Так сохраняются тысячи тонн нефти, и ей не дают губить море.

Если подушка может стать барьером на пути расплывающейся нефти, то нельзя ли использовать ее, чтобы перегораживать реки? Надувные плотины предложены и применяются во многих странах, в том числе и у нас. Один советский школьник получил даже «патент» от редакции журнала «Юный техник» на свое предложение надувной плотины. Может, и у вас появятся интересные идеи применения воздушной подушки? Пишите в Бюро патентов этого журнала.

Обычная плотина — огромное сооружение из камня, бетона и стали, иногда из земли, а тут вдруг легкая надувная подушка. Возможно ли? Да и зачем? Ведь она будет, вероятно, непрочной, ненадежной, что грозит серьезными неприятностями.

Опыт показывает, что надувные плотины возможны, а польза от них может быть значительной. Конечно, плотины гидроэлектростанций на могучих реках, вроде Енисея или Ангары, надувными не сделаешь.

Но бывают случаи, когда выгодна именно надувная плотина: если нужно в считанные минуты перегородить реку или, наоборот, убрать эту перегородку, создать защитную дамбу при угрозе наводнения или сильного прилива.

В США есть небольшая река Лос-Анджелес, текущая с высочайших гор Америки — Кордильеров. Как и многие горные реки, она обладает крайним непостоянством — то пересыхает, то заливает все вокруг. Чтобы задержать воду в реке летом, нужна плотина, но во время паводков любая плотина неизбежно вызовет наводнение: уж очень сильно растет водяной поток. Другое дело — надувная плотина, ее можно «ликвидировать» за несколько минут. Реку перегородили надувной плотиной из нейлоновой ткани с резиновой пропиткой. Плотина представляет собой трубу длиной сорок пять метров, проложенную поперек реки. Диаметр трубы два с половиной метра, она используется и как пешеходный мостик. Чтобы плотина была достаточно жесткой, она заполняется водой. Все двести тысяч литров воды могут быть выпущены из плотины при необходимости за десять минут. Водой такие плотины заполняют чаще в странах с теплым и умеренным климатом, в северных районах их наполняют воздухом.

Одна из надувных плотин в Пакистане образует на реке Джелам огромное водохранилище площадью двести шестьдесят квадратных километров! Особенно большую роль играют надувные плотины, как и можно было ожидать, в Голландии. Эта небольшая страна ведет ожесточенную и не прекращающуюся ни на минуту войну с морем, отвоевывая у него все новые участки драгоценной суши и защищая уже отвоеванное. Ни в одной другой стране нет такого количества всевозможных плотин и дамб. И среди них в последнее время появилось немало надувных — и постоянных (считается, что их долговечность достигает двадцати лет) и временных.

Обычно плотина состоит из уложенного поперек реки или канала плоского стального ящика, к которому прикреплена оболочка плотины из резины и нейлона. Пока плотина не нужна, оболочка сложена в ящике и прикрыта дверцами. Когда плотина понадобится, в оболочку накачивают воду, оболочка надувается, открывает дверцы и перегораживает реку. По плотине, как по мосту, могут двигаться не только пешеходы, но и легковые автомобили.

У нас в стране широкое применение получат надувные шлюзы, предназначенные для того, чтобы перегораживать реки и отбирать воду для орошения, ирригации. Шлюзы станут одним из важных видов продукции сооружаемого в Узбекистане завода «воздушных подушек» разных типов — об этом заводе у нас еще будет идти речь.

Можно построить и надувной мост, если он не так велик. Мост из трехслойной ткани, по которому может проехать автомобиль в одну тонну, весит всего триста пятьдесят килограммов.

Что уж тут сравнивать с обычными мостами…

Предложены надувные трубы и для того, чтобы внутри них перевозить грузы с кораблей на мелководье. Ведь это сделало бы ненужными дорогостоящие современные порты с их причалами.

В Англии уже испытана подобная труба длиной четыреста метров.

Но, пожалуй, самым грандиозным проектом, правда, пока далеким от реализации, является предложение об использовании воздушной подушки как барьера на пути губительных штормов-ураганов. В этом проекте подушка должна стать своеобразным искусственным «горным хребтом» на пути шторма. Удержит ли его занавес из тонкой пленки, натянутый между надувными «горами» — пирамидами?

 

И дом и мебель — из воздуха

Воздушная подушка может стать и мебелью. Как многое другое, что окружает нас в повседневной жизни, мебель должна быть современной. Не просто модной — мода может оказаться и не заслуживающей подражания. Современно — значит хорошо, лучше, чем было раньше, удобно, красиво. И еще — научно, в том смысле, что должно согласовываться с представлениями науки о правильности, удобстве и красоте. Многие специалисты по убранству, или интерьеру, квартир считают, что надувная мебель будет украшать жилища будущего.

Они имеют в виду образцы мебели, создаваемые художниками-конструкторами, или, как их теперь часто называют, дизайнерами. Творчество этих специалистов высокого класса опирается на законы науки, получившей название эргономики — она изучает, в частности, взаимодействие человека с окружающими его вещами.

Перспективность надувной мебели для жилищ будущего связана со стремлением к свободной планировке квартир. Предполагается, что в будущем типичной станет квартира, планировка которой сможет быть легко и просто изменена самими жильцами с помощью передвижных стен-перегородок. В такой квартире мебель тоже должна быть, очевидно, легко изменяемой. Если спальня преобразована в гостиную, то мебель в ней должна быть другой. Надувную мебель легко хранить в сложенном виде в шкафу, она займет мало места. А когда потребуется, вытащить из шкафа нужный пакет с надписью «кресло» или «диван» из надувного гарнитура.

Внешний вид надувной мебели, изготовленной из прозрачных цветных синтетических материалов и выполненной по эскизам художников, хоть и необычен, но весьма привлекателен, если судить по экспериментальным образцам, экспонированным на выставках в разных странах.

По имеющимся отзывам, она удобна, легко принимает форму сидящего или лежащего человека, так сказать, приспосабливаясь к его формам.

Есть у надувной мебели «близкий родственник» — мебель из пенопласта, вспененной пластмассы. И пенопласт — воздушная подушка, поскольку состоит из бесчисленного множества воздушных пузырьков, заключенных в пластмассе.

Часто бывает необходимо предусмотреть в монолитных железобетонных конструкциях домов каналы — вентиляционные, под электрическую проводку и другие. Обычно для их образования при изготовлении конструкций закладываются металлические трубы. Но оказалось, что проще и, уж конечно, дешевле использовать для этой цели надувные резиновые шланги. После того как бетон застынет, сжатый воздух из шлангов выпускается, и они легко извлекаются для повторного использования. Этот метод успешно применяется у нас в стране, занимающей первое место в мире по масштабам индустриального сборного строительства. Используются надувные резиновые формы, или пневматическая опалубка, как ее называют, и при производстве железобетонных труб — бетон укладывают вокруг форм, а потом, когда он «схватывается», воздух из форм выпускают и их вытаскивают. Помните, как прокладывают канализационные трубы в Швейцарии?

Начинают применять на стройках пневматические леса — надувная опалубка. Хотя какие это леса? Дерева тут совсем нет, одни пневматические балки. Появляются и первые надувные элементы зданий. В ФРГ применена оригинальная звуковая изоляция потолков. Обычно в помещениях, где царит сильный шум, как в некоторых производственных цехах, потолки обивают специальным пористым звукоизолирующим материалом. Оказывается, проще и дешевле развесить под потолком слабо надутые конические баллоны из синтетической ткани. Такие «люстры», или, как их там называют, «свеклы», хорошо глушат шум в помещении.

Есть случаи, когда для возведения крыш зданий используют надувные баллоны — они поднимают крышу быстрее, чем с помощью обычных строительных лесов. Крышу одного сборного здания в США, которую ранее возводили шестнадцать человек за три с половиной часа, подняли с помощью надувного баллона за шесть минут! Это тоже своеобразный пневматический домкрат.

Но уж если говорить о крышах, то гораздо интереснее роль воздушных подушек в качестве самих крыш. Надувные крыши все чаще применяются и в сооружениях разного назначения, и в процессе строительства, в особенности в северных районах. Недавно в городе Сыктывкаре надувная крыша укрыла строящийся жилой дом, чтобы удобнее было вести кровельные работы.

В США надувные крыши пытаются складывать из «пневматических кирпичей» — надувных воздушных подушек треугольной формы из тончайшей воздухонепроницаемой пластмассовой пленки. Отдельные «кирпичи» соединяются между собой так, что один насос надувает сразу всю крышу. Купол здания диаметром около десяти метров в ненадутом виде свободно помещается в обычном чемодане.

Еще в 1936 году советский ученый профессор Г. И. Покровский предложил строить надувные крыши — перекрытия зданий в форме больших пластмассовых линз. Позже в ряде стран появились сооружения с подобными крышами, например в Канаде.

У нас, в Англии и других странах надувные крыши устанавливают на больших бункерах-зернохранилищах: они герметически изолируют зерно от окружающего воздуха.

В США надувной крышей снабдили настоящее, фундаментальное здание зимней спортивной школы. Предполагается, что летом крыша будет снята, и зимняя школа станет летней! Там же надувной крышей укрывают отстаивающиеся в доках корабли — осушенный воздух, циркулирующий под крышей, защищает их от коррозии. А в Канаде надувной купол используется для почти противоположной цели: он защищает не то, что под ним, а всех окружающих от неприятных производственных запахов.

В каждом доме обычно есть лестница. Нельзя ли надуть и ее? Одна из надувных лестниц может быть уложена в небольшую коробку. Но стоит ее надуть, и она превращается в настоящую лестницу длиной два метра. Другая лестница длиной более трех метров может выдержать двух человек, она используется, правда, не в доме, а в ракете — ее применяют для осмотра изнутри топливных баков гигантской космической ракеты «Сатурн», созданной в США для полетов корабля «Аполлон» на Луну.

С этой ракетой связана еще одна важная роль воздушной подушки. Когда нужно обслуживать самолет, то техники смело выходят на поверхность крыла. Но в случае ракеты так не выйдет — стенки ее столь тонки, что нога человека и даже упавший гаечный ключ могут причинить непоправимый вред. Спасает накладная подушка — она может выдержать даже четырнадцать человек.

Поистине неограниченны возможности использования воздушной подушки. Ее можно встретить в самых, казалось бы, неожиданных местах. Например, сидя в Большом театре, вы ни за что не догадаетесь, что развесистые деревья, огромные стога сена или высоченные колонны — надувные.

Иной раз надувные декорации служат и более серьезную службу. Так было в минувшую войну, когда перед высадкой союзников во Франции в 1944 году для открытия второго фронта они с успехом имитировали скопление войск с помощью сотен надувных танков, грузовиков и даже военных судов! Гитлеровцы были сбиты с толку и усиленно бомбили надувную «военную технику», а в это время совсем в другом месте скрытно шла подготовка десанта.

Но можно ли сделать надувным целый настоящий дом, большое сооружение? Так сказать, воздушный замок! Это совсем не то же самое, что надувной павильон на выставке…

И все же создать надувные здания самых различных размеров и назначений можно. Впервые детально разработанную конструкцию надувного здания предложил советский инженер Л. Арсеньев в 1951 году, хотя первый патент на такое здание был взят в Англии еще в 1917 году. Вначале предложение встретило настороженное отношение, его называли нереальным. Но теперь подобных зданий немало в разных странах.

В любом здании главная сила, нагружающая его конструкцию, — сила тяжести, сжимающая несущие элементы конструкции: фундамент, каркас, стены. Ничего не поделаешь, живешь на Земле — учись считаться с силой земного тяготения. Поэтому строительные конструкции обычно так массивны и тяжелы, а все, что ажурно, кажется хрупким и непрочным.

Совсем иное — сверхлегкий воздушный дом. Его несущая конструкция — надувная оболочка — не сжимается, а растягивается. Она может лишь лопнуть, если не выдержит. Но в числе замечательных свойств новых синтетических тонких пленок, созданных химией, одним из первых является высокая прочность на растяжение. В некоторых случаях пленки прочнее самых прочных сталей!

Принцип равномерного растяжения тонкой оболочки, на которой основана вся «подушечная архитектура», широко используется в живой природе. Приглядитесь к листьям растений, в особенности к какому-нибудь большому, длинному листу. Обычный лопух, например, имеет листья длиной более полуметра, есть пальмы и другие южные растения с еще более длинными листьями. Даже невооруженным глазом видно сложное строение листа: он весь пронизан канальцами, по которым течет клеточный сок. В микроскоп видно множество строительных сот — клеток, заполненных соком. Его давление в некоторых случаях достигает сотни атмосфер! Как в паровом котле могучего локомотива, изготовленном из высокопрочной и толстой стали. А тут тончайшие растительные ткани… Почему они не разрываются страшным давлением? В чем секрет удивительной прочности листа?

Он в тургоре — так называют ботаники состояние напряжения клеток, вызываемое клеточным соком. Его давление равномерно растягивает тонкую растительную ткань, делая живые конструкции растения на удивление прочными и жесткими. Этот же принцип лежит и в основе любой воздушной подушки. В том числе и гигантских надувных сооружений. А также и обыкновенного мыльного пузыря.

Как и всякий дом, любой «воздушный замок» должен иметь фундамент. Но если обычно фундамент служит опорой сооружения, то в надувном доме он не позволяет ему улететь в небо. Внутри дома давление выше окружающего, хоть и немного, на сотые и тысячные доли атмосферы. Это необходимо, чтобы удержать оболочку от падения и растянуть ее, придавая упругость конструкции. Сила давления воздуха на оболочку превышает ее вес — оболочка рвется в небо, стремится оторваться от удерживающих ее фундаментных опор. Такие оболочки называют аэростатическими — не зря термин напоминает о воздушных шарах-аэростатах.

 

Дутое предприятие

Слышали выражения: «дутая личность», «дутое предприятие», «сплошное надувательство»?

Когда так говорят, имеют в виду нечто фальшивое, ненадежное. Дутое — значит, неизбежно лопнет.

Но воздушная подушка наполнила это выражение иным, буквальным смыслом. Существует множество самых различных «дутых предприятий» — производственных надувных сооружений. И они вовсе не лопаются, очень надежны. И выгодны.

Области применения производственных «воздушных замков» разнообразны. Прежде всего это промышленные здания, не нуждающиеся в отоплении. У нас в стране ежегодно строятся неотапливаемые помещения общей площадью пять миллионов квадратных метров. Даже если часть их строить не из железобетона, кирпича и дерева, а из самого дешевого и распространенного строительного материала — воздуха, экономия получится немалой. Каждый квадратный метр площади обойдется на несколько десятков рублей дешевле. А сколько их, этих метров! Получаются миллионы рублей экономии.

Тысячи вагонов, судов и автомобилей перевозят ежедневно различные строительные материалы. Масштабы этих перевозок колоссальны. А воздух перевозить не нужно. Пока еще далеко не всюду есть склады, укрытия и другие необходимые промышленности и особенно сельскому хозяйству производственные помещения — сразу всего не построишь. Сколько средств теряет из-за этого страна!

Один из первых видов продукции завода пневмооболочек — надувные полусферические купола для сибирских строителей-монтажников. Под защитой куполов легче работать зимой в пятидесятиградусный мороз — например, сваривать газгольдеры на нефтепромыслах Тюмени. Очень важно и то, что небольшое, примерно двадцать миллиметров водяного столба, избыточное давление под куполом не позволит проникнуть в него газам из ремонтируемого газгольдера.

Немало ученых и инженеров в нашей стране трудится над проблемами «воздухостроения». Они нашли ряд интересных и смелых решений, в частности, для нужд сельского хозяйства, которому особенно необходимы сезонные, простые и быстровозводимые сооружения. Разработана, например, конструкция склада для хранения зерна — в любое время года, на любой почве бригада из двадцати рабочих возводит его за день. Как это важно при уборке урожая! Склад на тысячу восемьсот тонн зерна весит не более пяти тонн!

Подобный склад был сооружен в Ярославле зимой 1964 года. Он выдержал все испытания непогодой и простоял три года, сохранив тысячи тонн зерна в отличном состоянии. На Украине в надувных хранилищах сохраняется сахарная свекла. Под Москвой есть надувные телятники, есть овчарни. Премированное на Всесоюзном конкурсе помещение для овец площадью около сорока квадратных метров и весом всего две тонны свободно перевозит обычный трактор. Немало надувных теплиц для выращивания растений, складов для овощей и фруктов, минеральных удобрений.

Надувных складских помещений нужно много, в особенности временных складов на строительствах, в аэропортах.

В разных странах возводятся многочисленные надувные здания производственного назначения для мастерских, цехов, гаражей. Иногда бывает, что в существующем заводском цехе нужно выделить небольшое помещение с особенно чистым воздухом и соблюдением других условий, необходимых при производстве точной и ответственной продукции. Число «чистых», как их называют, помещений быстро растет — современное производство имеет дело со все более точной техникой. Проще и быстрее всего можно возвести «чистое» помещение опять-таки в виде «воздушного замка».

В ФРГ предложен и испытан метод строительства под надувной крышей мостов на автомобильных магистралях. Длина крыши шестьдесят метров, высота как у настоящего замка — внутри него должен ходить подъемный кран. Зато никакая непогода не страшна! Такие защитные надувные крыши наверняка найдут применение и при открытых горных разработках и в других случаях.

Можно увидеть надувные сооружения в аэропортах. Особенно нужны надувные ангары на временных, недостаточно оборудованных аэродромах. Огромный ангар можно привезти в нескольких чемоданах! Один из крупнейших в Европе надувных ангаров построен в Швейцарии. Он имеет в длину сто тридцать пять и в ширину тридцать семь метров, весит восемь тонн и может быть смонтирован менее чем за час!

Не меньше перспективы надувных театров, кинотеатров, спортивных залов, бассейнов, выставок и других общественных сооружений.

В числе уже построенных больше всего надувных зданий спортивного назначения. Многие специалисты считают, что спортивные залы и должны быть именно воздушными — они дешевле обычных, могут возводиться за несколько часов, иметь любую, по желанию архитектора, окраску и степень прозрачности. Например, оболочку для теннисных кортов желательно, вероятно, сделать внизу более темной, чтобы создать нужный фон, а вверху — светлой, полупрозрачной. Ни одна другая конструкция, кроме надувной, не сможет удовлетворить таким требованиям архитектора.

У нас в стране немало воздушных спортзалов. Недавно открыт громадный спортивный зал в Кишиневе. Не меньше зал построен в Красноярске. Его длина сорок пять метров, он предназначен для юных любителей фигурного катания на коньках.

Надувной каток для детской спортшколы построен в Свердловске. Его площадь две тысячи двести квадратных метров, внутри него находится пятнадцать тысяч кубических метров воздуха чуть-чуть повышенного давления (тысячные доли атмосферы!) — он-то и есть воздушная подушка, удерживающая трехтонный прорезиненный капроновый купол. Давление и температура воздуха в зале автоматически регулируются.

В начале 1973 года в Киеве обзавелся надувной крышей каток «Льдинка» с искусственным льдом. В свете прожекторов медленно поднималось надувное полотнище крыши, пока наконец каток не стал похож на огромный айсберг. Все строительство длилось один час.

Огромное снежно-белое спортивное сооружение из пленки и воздуха появилось недавно рядом с общежитием Таллинского политехнического института. Длина зала — семьдесят четыре метра, в нем тоже поддерживаются постоянные температура и давление.

Характерно для всех надувных сооружений то, что они имеют плавные, закругленные очертания.

Несмотря на свою молодость, воздушные дома считаются одними из самых безопасных сооружений. Конечно, будет плохо, если надувной купол упадет и накроет всех в нем находящихся, тут могут сказаться и жертвы. Но зачем ему падать?

Существующие правила возведения воздухоопорных зданий таковы, что даже при весьма маловероятном выходе из строя всех вентиляторов, подающих воздух под купол, до спада оболочки (чтобы можно было дотянуться до нее рукой) проходит не менее пятнадцати-двадцати минут. Этого вполне достаточно, чтобы покинуть здание. Предусмотрены разные меры предосторожности, в частности противопожарные.

 

Балки, арки и… планетарии

Надувные здания являются, как говорят специалисты, пневмонесущими, или пневмоопорными, конструкциями — они не имеют никакого каркаса, несущего на себе оболочку, она опирается лишь на воздушную подушку — внутреннее давление заключенного в оболочке воздуха.

Это избыточное давление невелико, при входе снаружи в такое здание разницу давлений практически невозможно заметить, как при спуске с четвертого-пятого этажа на первый. И все же с избыточным давлением связаны неудобства — через двери и неплотности воздух из здания вытекает наружу. Чтобы давление внутри не снизилось, нужен вентилятор, постоянно нагнетающий воздух в здание, иначе оно обрушится. Внешние формы пневмонесущих сооружений довольно однообразны, обычно — шаровые и цилиндрические поверхности, иногда их сочетания. Хотелось бы большего архитектурного разнообразия.

Новые возможности открывает другой основной тип надувных зданий — их называют пневмокаркасными. В отличие от пневмонесущих они имеют каркас, но, разумеется, не железобетонные колонны и стальные балки — и каркас тоже воздушный, пневматический.

Нам уже встречались пневматические балки и «кирпичи» — это и есть части пневматического каркаса. Но главной частью является воздушная арка.

Представьте полую трубу из прочной синтетической пленки, например нейлона. Если оба конца трубы герметически заделать, получится своеобразная «колбаса», стоит накачать в нее воздух, как она сейчас же надуется, образуется жесткая цилиндрическая пневматическая балка. Если же перед тем, как нагнетать в трубу воздух, укрепить ее концы так, чтобы расстояние между ними было меньше длины трубы, то при надувании она выгнется дугой, образует воздушную арку.

При достаточно большом давлении воздуха в арке, раз в десять большем, чем в надувном куполе, арка в состоянии нести на себе значительную нагрузку. Согнуть арку не просто, а если и согнешь, то она не сломается, стоит убрать нагрузку — арка снова выпрямится.

С помощью воздушных арок можно построить целый дом. Для этого достаточно натянуть на каркас из арок тонкую пленочную оболочку. Вместо арок можно использовать двойную оболочку здания, тогда воздух будет служить и теплоизолятором. Давление внутри каркасных зданий всегда атмосферное, не нужно, значит, и постоянно работающих вентиляторов.

Во всем мире немало уже создано пневмокаркасных сооружений. Легкий надувной гараж можно свободно перевозить в багажнике автомобиля. Небольшие туристские палатки легко унести в рюкзаке.

У нас в стране есть передвижной пневмокаркасный кинотеатр — трое рабочих монтируют его за три часа. Укрытие для искусственной беговой дорожки в Коломне, под Москвой, представляет собой огромный надувной вал — это первое сооружение подобного рода. Разработан проект и передвижного цирка на полторы тысячи зрителей.

Спортивное сооружение Киевского политехнического института уникально: целый стадион размещен под пневмокаркасным куполом. Через прозрачную оболочку купола проходит дневной свет, а вечером стадион освещен люминесцентными лампами. Внутри — кондиционированный воздух, постоянная температура восемнадцать градусов. На стадионе одновременно могут соревноваться триста пятьдесят спортсменов. Трибуны вмещают восемьсот зрителей. По крутым переходам можно пройти в шестнадцать домиков — раздевалки, душевые, тренерские помещения.

Оригинальную конструкцию пневмокаркасного здания предложил слесарь из Ростова-на-Дону. Он создал передвижной зонтообразный планетарий на тридцать человек. Всего за одну минуту его накачивает автомобильный насос.

Разработанной у нас в стране воздушной арке — ферме для мостового земледелия — суждено, может быть, стать первым шагом на пути к осуществлению давнишней мечты тружеников полей об индустриальном земледелии. Это была бы истинная революция в сельском хозяйстве: производительность труда в нем резко поднялась бы до уровня высокомеханизированных промышленных производств.

Вместо огромного парка различных сельскохозяйственных машин и орудий на полях появятся передвижные мостовые фермы, похожие на мостовые краны заводских цехов. Мост длиной сто и более метров катится на длинных «ногах» по направляющим рельсам, проложенным в поле от одного его края к другому. Укрепленные на ферме моста сельскохозяйственные орудия производят одну операцию по обработке поля за другой. Настоящий индустриальный конвейер сельскохозяйственного производства!

В результате — и сельскохозяйственные угодья будут использованы полностью, и труд максимально автоматизирован, и сам процесс обработки полей всегда одинаков, стандартен. Управляются мостовые фермы автоматически, на все огромное поле всего два механика. При таком земледелии можно накормить досыта все человечество на Земле, как бы ни росла его численность. Да и от погоды зависимость была бы куда меньше.

Но как построить в поле длиннющие мостовые фермы? Мало того, что на них уйдет уйма металла, а он ржавеет, портится, тяжесть металлических ферм непомерно велика. При пролете в двести метров стальная арка будет весить примерно пятьсот тонн! Опорные тележки фермы, катящиеся по рельсам, должны двигаться абсолютно одинаково, равномерно, с одной и той же скоростью и строго параллельно друг другу, иначе неминуема авария.

Другое дело, если заменить стальную ферму надувной, каркасной. Подобную ферму-арку и разработали советские ученые. На каркас из надувных арок натянута оболочка из синтетической пленки. Ферма гораздо устойчивее, ей не угрожают ни неровности почвы, ни порывы ветра — она легко изгибается. Может быть, именно воздушным мостовым фермам суждено обрабатывать поля нашей Родины в будущем?

 

Жилища будущего!

Есть у воздушных домов «родственник» — дом из пенопласта — вспененной пластмассы, о которой уже упоминалось. Наш отечественный строительный пенопласт широко известен за рубежом, многие страны приобретают лицензии на его производство.

Дома из пенопласта возводятся в два приема — вначале образуется обычный надувной дом, пневмонесущий или пневмокаркасный, а затем на оболочку дома напылением наносится слой жидкого пенопласта. Когда пенопласт затвердевает, то образует легкую, прочную и жесткую конструкцию. Тогда воздух из надувного дома выпускают, и его оболочка легко извлекается, она может быть использована повторно. Надувной дом служит как бы формой для сооружения пенопластового.

Аналогичный метод предложен советским инженером Б. Петраковым и для возведения уже не пенопластовых сооружений, а железобетонных. Пластмассовая оболочка с нанесенным на нее слоем бетона с гибкой металлической сеткой сначала раскладывается на фундаменте, а затем надувается так, что через четверть часа здание приобретает свою будущую форму. На другой день, после того как бетон затвердеет, из оболочки выпускают воздух и ее убирают (она послужит еще раз), а железобетонное здание готово к эксплуатации.

Пенопластовые дома выгодно отличаются от обычных воздушных тем, что меньше боятся механических повреждений, ветровых и снеговых нагрузок, в них тепло — пенопласт является отличным теплоизоляционным материалом, да и звукоизоляционным тоже. Не удивительно, что такие дома сооружаются в Арктике.

Большую помощь пенопластовые дома могут оказать в тех аварийных случаях, когда нужно срочно обеспечить жильем многих людей. Использовались они, в частности, в Турции после сильного землетрясения. Вообще надувные здания обладают идеальной сейсмостойкостью, нет лучше их для районов, где часто происходят землетрясения.

Существуют своеобразные аналоги пенопластовых сооружений в природе. Мельчайшие растения, живущие в воде, микроводоросли — диатомы растут очень быстро, за несколько минут приобретая иной раз оригинальные очертания, необычные формы. Для этого их «строительный материал» должен быть пластичным, податливым. Потом он затвердевает и превращается в плотный, твердый монолит. Совсем как пенопласт…

«Воздушное» строительство находится пока в младенческом возрасте, но имеет большое будущее. И у нас и за рубежом сооружаются надувные здания больших размеров, все более сложные.

Нынешние воздушные дома пока еще весьма далеки от совершенства. Они недостаточно прочны, не слишком огнестойки, не очень пригодны для жилья. Но быстрое их совершенствование позволяет многим специалистам всерьез считать надувные дома возможным прообразом жилища будущего. Прежде всего жилища не постоянного, а «сопровождающего человека», передвижного. Но «стремленье к перемене мест» считается характерным для современного человека, в будущем, вероятно, оно еще усилится. Может быть, это сделает особенно выгодными и удобными именно воздушные дома? Венгерский архитектор Ференц Шебек утверждает, что в будущем чаще можно будет слышать выражение не «построить дом», а «надуть дом»!

Не исключено, что пневматические квартиры — надувные автономные отсеки жилых домов, будут легко переноситься вертолетами в упакованном виде с места на место, из города в город, монтироваться в здании с помощью быстроразъемных соединений типа «молния», которые и сейчас уже применяются в пневмоконструкциях, а затем надуваться.

В научно-фантастической книге польского писателя Станислава Лема «Звездные дневники Иона Тихого» описывается надувная архитектура, обнаруженная космонавтами на одной из дальних планет. Стоило шальному метеориту разнести здание надувного театра, да еще перед самым представлением, как тут же было надуто другое, точная копия исчезнувшего. Представление состоялось.

У нас на Земле метеориты попадают в театральные здания не так уж часто. Но и без этого у пневматических сооружений немало бесспорных достоинств.

 

Город под куполом

Принципиально возможно перекрыть тонкой надувной оболочкой очень большие площади. Может быть, в недалеком будущем появятся громадные по протяженности надувные крыши над целыми улицами и районами городов, парками и площадями?

Под гигантским куполом может быть создана зона особой тишины, комфорта, чистого воздуха, свежей зелени. Всего того, что так недостает жителям современных городов-гигантов. Избавленные от выхлопных газов автомашин и дыма фабричных труб, страшного смога — ядовитой смеси тумана и газов, убивающего столько людей во многих капиталистических городах, пронизывающего ветра, слякоти и непогоды, обитатели «подкупольного рая» будут поистине наслаждаться жизнью.

Не окажется ли непомерно большой стоимость сооружения огромного купола в центре города?

Предварительные расчеты показывают, что он окупится менее чем через десять лет только за счет уменьшения расходов на уборку снега! А разве это единственная экономия? Даже упрощение и удешевление строительства подкупольных зданий, которых не придется защищать от холода, ветра, снега, дождя, даст весьма значительную экономию. Не говоря уже о том, что многие жители с удовольствием пойдут на некоторое повышение квартирной платы, лишь бы попасть «под купол»…

Вот как рисует фантазия журналиста будущее Риги — столицы Латвии:

«Перед нами обозначенный разноцветными габаритными и маячными огнями, встанет необозримый купол, и только за ним мы увидим обычные городские огни, дома, улицы… Через коридоры-шлюзы в город будут проникать поезда, автобусы. Еще облепленные снегом или грязью, в таких коридорах пройдут они мойку или чистку. А за коридором… За коридором, может быть, будут расти пальмы. И не в кадках, а прямо в земле. Их не придется убирать на зиму в помещения. Потому что зимы не будет в Риге. Вместо зимы будет весна. Деревья, по привычке, сначала будут сбрасывать листву. Потом отвыкнут. Гораздо раньше рижане забудут о пальто и теплых шапках. Их будут надевать, только выезжая из города.

Кажется, слишком маловероятная фантазия. На самом деле это не так».

Есть интересный проект американского архитектора Р. Фуллера о перекрытии надувным куполом диаметром более трех километров значительной части острова Манхэттен в центре Нью-Йорка. Высота купола должна быть вдвое больше, чем у находящегося почти точно под его центром известного небоскреба Эмпайр Стейт Билдинг, бывшего до недавнего времени высочайшим зданием в мире.

В городе Вуппертале (ФРГ) прозрачный купол уже перекрыл улицы торгового центра города, он изготовлен из специально разработанной легкой и прочной синтетической пленки. Все это только начало.

Наиболее заманчива идея создания целых подкупольных городов где-нибудь в пустыне, саванне и прежде всего Арктике. Там, где купол может защитить обитателей города от тягот сурового климата.

Представьте — сверкающий на северном солнце купол из тонкой, прозрачной пленки. Вокруг — тундра, снег, ледяные торосы. В долгой полярной ночи светящийся, искрящийся купол кажется фантастическим, неземным.

Но это реальная фантастика. Проекты заполярных городов на многие тысячи жителей, с километровыми куполами, разрабатываются. Один из них разработан в ФРГ группой архитекторов нескольких стран — заполярный город на двадцать — сорок тысяч жителей с искусственным климатом и атомной электростанцией. Купол предполагают изготовить из двух слоев прозрачной пленки. Высота его по проекту двести сорок метров, диаметр два километра. Создана модель города, уменьшенная в тысячу двести раз.

Разрабатываются за рубежом и проекты плавающих в море городов под куполом — гидрополисов. Что же, если на суше тесно, можно перебраться и на море. Подушка поможет.

Вероятно, наиболее реальны проекты создания заполярных городов под куполом, разрабатываемые у нас в стране. Роль и значение советского Заполярья в жизни страны все возрастают, а преимущества социалистического строя, планового хозяйства могут оказаться здесь решающими.

В Советском Союзе создана целая новая система освоения северного края, ее назвали биоплантикой. Главное в ней — наилучшее сохранение окружающей человека среды. Не губить природу, а улучшать ее — вот наша цель. В частности, предполагается создать особые «градосферы» — комплексы зданий разного назначения. Отдельные районы градосфер, по проекту — площадью до трех квадратных километров, будут, вероятно, украшены гигантским прозрачным куполом воздушной подушки.

Не исключено, что первым заполярным городом под куполом станет молодая и быстро растущая столица газодобытчиков Ямала на Крайнем Севере России. В недрах этого полуострова в Тюменской области, покрытого слоем вечной мерзлоты, тундрой и бесчисленными озерами, болотами и топями, обнаружены залежи бесценного дара природы — газа. И хоть добыть его нелегко, необычно трудны условия жизни и работы на этом «краю земли» (именно так переводится слово «Ямал» с языка ненцев — малочисленного коренного населения полуострова), все же настойчивые усилия советских людей уже приносят замечательные плоды.

Газ Ямала движется по гигантскому, многотысячекилометровому газопроводу с поэтическим названием «Сияние Севера» в центр страны.

Государство заботится о тружениках, стремится облегчить условия их труда. Быстро растущий Надым, столица Ямала, тому яркое свидетельство. В суровой тундре растут комфортабельные дома, детские сады, школы. Город планировался на шестнадцать тысяч жителей, этого оказалось мало, он проектируется теперь на сорок тысяч. И проектируется как город будущего. Только так и называют его сибиряки.

Вот что пишет об этом писатель, побывавший на Ямале в дни подготовки к празднованию 50-летия Советского Союза:

«Вынашивается проект действительно уникального города на Крайнем Севере, подобного которому нет нигде в мире. Города, где зимой, в шестидесятиградусный мороз, можно будет выйти на улицу в костюме, без пальто, где круглый год смогут действовать открытые водные бассейны, расти цветы. Надым будет воздвигнут под искусственным, из специальной пленки, небом, создающим собственный микроклимат и защищающим город от мороза, ветра и даже от… комаров!»

Вот что означает воздушная подушка, когда за реализацию ее действительно уникальных возможностей умно и изобретательно берется гений человека…