Эта удивительная подушка

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.