Избушка на воздушной подушке
Воздушный замок — это синоним несбыточной, бесплодной фантазии. Однако специалисты-пневматики не увидят ничего несбыточного в подобном сооружении. И в качестве примера реальности воздушных замков они приведут проект жилого дома для тех, кто высадится на Луне.
Дом на Луне?
Да, уже близко время, когда исполнится предсказание К. Э. Циолковского: человек высадится на Луне! И это будет скорее всего советский человек: успехи нашей страны в области покорения космоса исключительно велики.
Прилунившись и осмотревшись, космонавты начнут обживать Луну. И первым делом — построят себе уютный жилой дом.
Чертежи такого здания уже разработаны. Их создал коллектив московских архитекторов.
Устройство этого сверхдиковинного жилого дома вполне серьезно обсуждали не научные фантасты, а ученые-космонавты на состоявшемся в сентябре 1964 года XV Международном конгрессе. На этом ученом форуме (он происходил в Варшаве) выступали московские зодчие с докладом о проекте дома для тех, кто высадится на Луне.
Нелегкую задачу поставили перед собой столичные архитекторы. В самом деле. По существующим воззрениям, на Луне вовсе нет атмосферы. Следовательно, первое обязательное условие — полнейшая и надежнейшая герметичность здания. В противном случае воздух покинет дом и космонавтам нечем будет дышать. Следовательно, материал для постройки дома должен быть особо непроницаемым. Далее, в связи с отсутствием на Луне защитного панциря атмосферы, здание будет беспрерывно подвергаться бомбардировке метеоритами и различным радиоактивным излучениям. Жилье должно быть хорошо приспособлено к защите от этих внешних воздействий. Кроме того, дом должен гарантировать полный комфорт в условиях жесткого лунного климата: днем непереносимая жара, ночью — неслыханная стужа. Главное же — дом должен быть необычайно легким: не тащить ведь с собой в ракете сборный кирпичный, железобетонный или стальной дом! Все эти материалы хороши на Земле, на Луне они совершенно непригодны.
Вот почему архитекторы остановили свой выбор на стойких, весьма прочных и в то же время чрезвычайно легких пленочных материалах. Дом, спроектированный московскими архитекторами, состоит из нескольких составных частей — блоков, соединяемых с помощью герметичных переходных тамбуров, наподобие гибких «гармошек», соединяющих вагоны пассажирских поездов. Конструкция дома — воздухоопорная. Иными словами, космонавты, расстелив и собрав дом на Луне, надуют его сжатым воздухом (разумеется, привезенным с Земли в легких баллонах: ведь на Луне компрессор бесполезен). Дом, наполнившись земным воздухом, поднимется. По внешнему виду он похож на полукруглый ангар. Достаточно самого незначительного подпора воздуха изнутри, чтобы пластиковая конструкция стала уютным и надежным жилищем.
Московские зодчие позаботились об удобствах для космонавтов: дом хорошо спланирован, продуман и вопрос о стыковании частей здания, устройстве окон, кессонных входных дверей, канализации, водоснабжении, отоплении.
Так в самом проекте советских архитекторов воздух стал не только жизненно важным условием существования путешественников на Луну, но и одним из основных конструкционных материалов для сооружения жилья.
Дом, спроектированный для лунных обитателей-космонавтов, остался пока в чертежах. Но сотни подобных сооружений уже возведены на Земле, и мы можем смело сказать, что в архитектуре началась «воздушная эра», эра надувных сооружений. И притом весьма многочисленных не только по количеству, но и по назначению.
Прежде всего надувные строительные конструкции оказались весьма эффективными в складском деле.
Извечная проблема: как сберечь урожай — вообще перестает быть проблемой при использовании надувных складов. Доставь такой склад в любое место, хотя бы прямо в поле, в сложенном виде на грузовике, разверни его на гладкой утрамбованной площадке, включи компрессор — и склад, как по волшебству, сам поднимется с земли. И это будет не жалкий навес, а внушительное сооружение в сотню и более метров длиной, метров двадцати пяти шириной, а высотой в трехэтажный дом!
Идею таких надувных сооружений высказал еще в 1933 году наш советский ученый, профессор Покровский, но в то время отсутствовали необходимые пластиковые пленки. Только в результате содружества химиков и сжатого воздуха стала возможной в наши дни «воздушная архитектура».
Возведение надувного склада предельно просто.
Пластмассовая пленка раскраивается на заводе по шаблонам, похожим на портновские. Раскроенные куски прошивают и склеивают; готовое изделие складывают в пакет, погружают на автомашину и везут на строительную площадку. Вес готовой оболочки склада емкостью в сто тысяч кубометров не превышает вместе с другим оборудованием 5 тонн.
Площадка для сооружения склада может быть земляная (укатанная и хорошо разровненная) либо бетонированная. Подъемный кран снимает с грузовика оболочку, двое-трое рабочих раскатывают ее, укладывая на площадке. Никакого фундамента складу не надо: края оболочки удерживаются штопорообразными анкерными креплениями, ввинчиваемыми в грунт или в бетон. Кроме того, в специальные «карманы» по краям оболочки наливают воду (или укладывают каменный балласт) — оболочка еще сильнее прижимается к земле.
Теперь за дело принимается компрессор. Шланг воздухонагнетателя соединяется с патрубком оболочки. Безжизненная пластиковая оболочка начинает «оживать», постепенно распрямляется, вздымаясь над землей.
Через четверть часа склад готов. Еще день-другой работы, и оборудование хранилища полностью завершается.
Такая конструкция называется воздухоопорной: склад целиком держится на избыточном давлении воздуха (оно невелико — всего лишь 0,1—0,2 атмосферы сверх нормального давления). Двери склада устроены наподобие кессона, при входе внутрь имеется герметический тамбур, исключающий возможность «бегства» сжатого воздуха наружу.
Складу не страшны ливни, снегопады и даже ураганные ветры. Капроновая оболочка воздушного замка для хранения овощей или зерна покрыта пенопластом — отличным теплоизолятором.
Стоимость такого сооружения в 30 раз ниже стоимости склада той же емкости, но построенного из камня или металла. Срок службы надувного сооружения не менее 15—20 лет.
Во время эксплуатации склада приходится время от времени подкачивать в него воздух; это делают с помощью небольшого вентилятора либо используют запасенный в баллонах сжатый воздух.
Итак, воздух стал превосходным материалом для постройки воздушных замков. А что это сулит строительной технике?
Очень многое! Во-первых, большую быстроту сооружения: три дня, и склад готов! Во-вторых, экономичность постройки. В-третьих — огромное поле применения надувных сооружений: выставочные павильоны, кинотеатры, передвижные цирки, перекрытия над плавательными бассейнами, теплицы, оранжереи, гаражи... Надувные палатки уже проверены в полярных районах и показали отличные качества. Французский журнал «Юзин нувель» писал, что шесть человек могут за два часа смонтировать надувной ангар, весящий всего около 800 килограммов. Воздух в такой ангар накачивается под небольшим давлением. Площадь пола ангара 102 квадратных метра. В ненадутом состоянии весь ангар легко умещается в пяти чемоданах.
Бывает так, что воздухоопорная конструкция строения нежелательна (например, при хранении гигроскопических материалов). В таких случаях применяют воздушно-жесткую конструкцию, главной частью которой являются особые пневматические балки. Это дугообразные трубы из пластика, наполняемые сжатым воздухом повышенного давления. Внутри имеются распорки, придающие балке большую жесткость.
На такие необычные балки (не пригодятся ли они и для постройки судов?) натягивают нейлоновую оболочку. Воздух служит в данном случае не только теплоизолятором, но и несущей конструкцией всего сооружения. Из таких балок в итальянском городе Милане построили гараж на 600 автомашин. Все три этажа этого сооружения уходят под землю. Этажи разделены легкими жесткими настилами — стоянками для машин.
Неподалеку от Мюнхена, в ФРГ, имеется станция слежения за искусственными спутниками Земли. Это огромный, высотой в пятиэтажный дом серебристый шар из пластика, поддерживаемый небольшим избыточным давлением воздуха изнутри. Шар служит антенной, улавливающей сигналы спутников.
Такая же надувная антенна спроектирована в США и для самих спутников. Это легкий надувной баллон из эластичной ткани, хорошо отражающей радиоволны. Раздуваясь от впускаемого сжатого воздуха, баллон превращается в шар диаметром 30 метров. Антенна монтируется на спутнике в сложенном виде, занимает очень мало места и имеет малый вес. На нужной высоте она автоматически наполняется воздухом.
Канадский изобретатель Мюирхед придумал надуваемое оптическое зеркало для телескопа. Пластиковая пленка толщиной всего лишь в один микрон (тысячная доля миллиметра!) покрыта алюминием и натянута на металлический барабан. Внутрь барабана подают сжатый воздух — пленка натягивается и становится оптическим прибором. Диаметр зеркала 1,2 метра, а весит оно вместе с барабаном 14 килограммов.