Как привлечь внимание женщины, если она инженер-проектировщик? Показать ей конструкции, которые она еще не видела — например, необычных мостов. О некоторых из них инженер Рома Агравал (именно она была предметом ухаживаний) рассказывает в своей книге "Built. Неизвестные истории известных зданий". Включайте эти знаменитые сооружения в маршруты своих поездок и читайте, к чему привело общение двух "ботаников".
Фолкеркское колесо: вращающийся мост вместо шлюзов
Вращающийся мост вместо шлюзов — достопримечательность Шотландии
Кельтский двусторонний топор был грозным оружием — с обеих сторон у него были лезвия, так что в битве храбрый воин мог махать им и вправо, и влево с не менее смертоносным результатом. Как бы странно это ни казалось, этот боевой инструмент послужил прототипом самого классного и необычного проекта в мире — Фолкеркского колеса.
Когда-то в низменных каналах Шотландии кипела жизнь. Канал Юнион, открытый в 1822 году, шел из Фолкерка в Эдинбург. По нему в столицу доставляли уголь. Канал Форт и Клайд (открытый в 1790 году) служил той же цели, только в Глазго — в те времена маленьком городке, который быстро превратился в промышленный центр Шотландии. Однако с развитием железных дорог в 1840-х годах эти каналы, как и многие другие, стали невостребованы, потому что ископаемые было быстрее перевозить на поездах. Постепенно, к 1930-м годам каналы пришли в упадок.
В конце XX века архитекторы и инженеры решили возобновить работу каналов, создав водное сообщение между Глазго и Эдинбургом, особенно между каналами Форт и Клайд и Юнион. Это дело представляло несколько сложных технических задач, и в первую очередь мешал большой крутой склон, который нужно было преодолеть.
Традиционный способ, с помощью которого строители каналов решали проблему склона, — сооружение шлюзов. Изначально на пути между Эдинбургом и Глазго нужно было целый день проходить 11 таких шлюзов, открывая и закрывая 44 пары ворот. Едва ли это легкая задача — да и ворота в любом случае с тех пор уже убрали. Поэтому инженерам пришлось хорошенько подумать.
Сегодня, если вы плывете на запад от Эдинбурга по каналу Юнион в сторону канала Клайд или в сторону Глазго, то в какой-то момент попадаете в место, где земля с одной стороны резко обрывается, а вы остаетесь болтаться на акведуке, который словно ведет в пустоту. Так заканчивается канал Юнион. В этом месте вы оказываетесь на своем судне в 24 метрах над землей —на высоте 8-этажного здания. Чтобы спуститься с этой высоты в нижний канал Форт и Клайд, нужно доверить судно объятиям невероятного инженерного изобретения — современной интерпретации кельтского топора.
Огромное вертикальное колесо (напоминающее колесо обозрения) 35 м в диаметре появляется перед судном. У этого колеса две лопасти в форме топоров, которые вращаются на 180°. В каждой лопасти находится своего рода "гондола": большой сосуд, в котором умещаются два судна и 250 тысяч литров воды.
Гидравлические стальные ворота блокируют воду из верхнего канала. Когда гондола колеса становится вровень с краем акведука, ворота в конце канала и ворота гондолы открываются, так что судно может заплыть прямо в гондолу. Затем ворота закрываются, и лопасти начинают вращаться.
Вы замечали, что, когда колесо обозрения вращается, сиденья тоже вращаются, так что пассажиры так и остаются сидеть вертикально. Аналогичным образом гондолы Фолкеркского колеса сохраняют горизонтальное положение, когда вращаются лопасти. Для одного поворота на 180° нужно совсем немного энергии — то же количество электричества, что потребовалось бы, чтобы вскипятить восемь чайников с водой.
Фолкеркское колесо переправляет суда из верхней части бассейна в нижнюю (и наоборот) всего за пять минут, по сравнению с целым днем пути, который уходит на прохождение оригинальной системы шлюзов.
В мире несколько таких судоподъемников: например, Стрепи-Тье в Бельгии, Нидерфинов (старейший работающий судоподъемник в Германии) и еще один на электростанции "Три ущелья" в Китае (сейчас это величайший судоподъемник в мире, он поднимает суда вертикально на колоссальную высоту 113 м).
Но в наблюдении за Фолкеркским колесом и в катании на нем есть особое удовольствие. Возможно, оно пробуждает в нас воспоминания из детства, когда мы катались на колесе обозрения. Это служит примером того, как инженерный проект сочетает в себе эстетические качества и даже нотку ностальгии, которая отчасти сказывается на том, как мы воспринимаем этот объект.
Шелковый мост от паука с Мадагаскара
Один из самых продуктивных строителей мостов в мире — женского пола и живет на Мадагаскаре. Размером она примерно с ноготь, у нее восемь волосатых ножек, а тельце напоминает по текстуре кору дерева, что помогает ей маскироваться от хищников. Кроме того, у нее есть прядильный орган, который как раз и отвечает за ее блестящие инженерные навыки.
Древесный паук Дарвина (сaerostris darwini) строит мост длиной до 25 м (то есть в 1000 раз больше его самого) над рекой или даже озером. В отличие от большинства проектировщиков мостов, этой паучихе не нужно добираться с одного берега на другой. Она таким образом добывает себе пищу.
Она изучает растительность на берегу реки и находит подходящее место для своего проекта (как и любой профессиональный инженер), а затем выпускает десятки шелковых нитей из своего прядильного органа. Они разлетаются в стороны — прямо как у Человека-Паука в кино, — и их подхватывают естественные потоки ветра над водой в густом лесу. Тонкий невидимый поток несет нити через реку, и они цепляются за растения на другом берегу.
Этот шелковый путь — первый этап строительства моста — называется линией моста. Это несущий трос, который прогибается под собственным весом. Дернув за трос и убедившись, что он безопасен, паучиха с помощью волосков на ножках, которые представляют собой крошечные крючки, немного сматывает его, чтобы он не сильно провисал.
Самый длинный в мире мост из паутины
Затем она идет по своему несущему тросу и проверяет его прочность, а по дороге с помощью шелка и выделений укрепляет его еще сильнее. Когда она доходит до конца, то укрепляет соединение с растениями, обматывая вокруг них еще несколько нитей. Важно, чтобы это соединение, которое создал ветер, просто приклеив нить к стволу дерева, было достаточно прочным и выдержало вес всей остальной конструкции.
Теперь несущий трос нужно закрепить якорем. Паучиха ищет растения, вроде длинных травинок, торчащих из воды, и идет по тросу, пока не окажется прямо над ними. Медленно вырабатывая шелк, она спускается и привязывает нить к травинке недалеко от поверхности воды, чтобы получился Т-образный каркас.
Следующие несколько часов паучиха легко бегает туда-обратно и к своему Т-образному каркасу приделывает множество шелковых нитей. Она вырабатывает шелк и плетет по кругу большую паутину. Некоторые шелковые нити не липкие: они служат частью каркаса всей конструкции. А остальные липкие, и они составляют ту часть паутины, куда попадется добыча. В результате у нее получается огромный круг диаметром до 2 м.
Древесный паук Дарвина — единственный известный паук, который строит мосты над водой, чтобы ловить добычу. Его жертвами становятся вкусные мухи и стрекозы, которые летают над серединой реки. Из-за большого диаметра паутины туда могут попадать и другие мелкие животные: птицы и летучие мыши.
Размер паутины по-настоящему впечатляет, но еще больше впечатляет шелк, из которого она сделана. Результаты исследований показывают, что он обладает невероятной упругостью. Это свойство материала, благодаря которому он может растянуться под нагрузкой, а затем вернуться в прежнюю форму. Испытания показали, что шелк этого паука в два раза эластичнее всех остальных известных видов натурального шелка. Также шелк древесного паука Дарвина — самый прочный биологический материал, который мы знаем на сегодняшний день, — он даже прочнее стали.
Я специально включила в свой список мост древесного паука Дарвина, чтобы не забыть, что не только люди строят всякие сооружения: на самом деле, как показывает это существо, мы по-прежнему отстаем от природы. Мы только сейчас начинаем строить мосты такой же длины, как строит этот паук, по сравнению с размером собственного тела — сейчас рекорд самого длинного моста принадлежит Акаси-Кайке в Японии протяженностью 1991 м.
Почему висячие мосты любят в одних странах и не используют в других
В том году я получила грант на поездку от Института инженеров-строителей — я предложила изучить особый вид моста. Я поговорила с коллегами, провела небольшое исследование и узнала про висячий мост-ленту, изящный и простой мост, которых в Великобритании лишь несколько. Я хотела узнать о них больше и понять, почему они такие редкие. Я предполагала съездить в Европу и в Японию — туда, где эти мосты используются, — и написать об этом отчет.
Первым делом я отправилась в Чехию, где инженеры показали мне огромный спектр проектов на основе висячего моста-ленты — от мостов с автомагистралями до туннеля, построенного по тем же принципам.
Потом в университете в Германии я познакомилась с исследователями, которые построили в лаборатории прототип моста длиной 13 м и проводили над ним эксперименты. Мне тоже дали поучаствовать — попрыгать на мосту, чтобы заставить его резонировать.
Висячий мост Ишибуна
Чтобы построить свой собственный мини-мост такого типа, возьмите две жестяные банки фасоли и поставьте в метре друг от друга — они будут опорами моста. Затем положите на банки две толстые веревки, а концы приклейте скотчем к столу, который будет изображать землю.
Чтобы получился мост-лента, ему нужно полотно, а его можно сделать из спичечных коробков. Проделайте в коробках по два отверстия — по одному с каждой стороны, — а потом положите их сверху на веревки. Проденьте резинки через отверстия в коробках. Резинки растянутся, а коробки сожмутся вместе.
Если вы нажмете на мост посередине, то увидите, что несущие тросы натягиваются (другими словами, в них увеличивается растяжение). Веревки тянут скотч, которым их концы прикреплены к столу.
Висячий мост-лента устроен таким же образом. Через реку или овраг перекидывают стальные тросы. Тросы толстые — диаметром примерно с кулак — и состоят из многочисленных тонких стальных проводов, которые вместе сплетены в сильную веревку, защищенную снаружи резиновой оболочкой.
Бетонные упоры с обоих концов моста поддерживают тросы. Они надежно закреплены в земле. Упоры достаточно сильные и выдерживают натяжение тросов, даже если на мосту много людей. Бетонные планки (то же, что и наши спичечные коробки) с пазами внизу кладут на стальные тросы и соединяют с ними. В планках проделаны сквозные отверстия, через которые их все соединяют между собой более тонкими стальными тросами и затягивают, и так планки сдвигаются вместе.
Мост-лента еще и очень легкий — бетонные планки довольно тонкие, около 200 мм, — а естественный изгиб стальных тросов придает им изящный и эстетически приятный вид. Не менее важным я считаю и тот факт, что такие мосты очень практичны и их относительно быстро строить. Как только готовы основы, укладка бетонных планок на тросы проходит быстро и просто, поэтому сооружение такого моста оказывает меньшее влияние на окружающую среду.
Красный изогнутый японский мост-лента в окрестностях Токио пролегал над глубоким оврагом, на дне которого струится быстрый поток. Я ступила на полотно. Мост немного шатался. Я прошла вверх и вниз несколько раз с разной скоростью, а потом попрыгала на нем, чтобы понять, каково это. От этого движения у меня закружилась голова, и я поняла, почему многие не любят такие мосты, несмотря на то, что они очень красивые и их быстро строить.
Они легкие и держатся на тросах, в середине у них большой прогиб, а края довольно крутые, и это может представлять неудобства для пешеходов с колясками и в инвалидных креслах. А еще они движутся — из-за своей легкости и гибкости они не совсем устойчивы, когда по ним ходят. Несмотря на то что они совершенно безопасны, прогиб в сочетании с шаткостью создает впечатление, что мост неустойчив. Жители тех трех стран, которые я уже посетила, любят эти мосты, но им привычно их движение. В других местах висячие мосты-ленты могли не прижиться из-за ложного чувства неустойчивости и отсутствия твердой почвы, в которой можно закрепить упоры, чтобы конструкция крепко держалась.
Меня вдохновляет тот факт, что простой веревочный мост эволюционировал и вобрал в себя новые технологии и материалы, и, несмотря на его современное содержание, сохранил простоту и элегантность своего предка. Новые инженерные технологии не обязательно должны быть каким-то сверхновым прорывом — иногда они основаны на скромных изобретениях прошлого.
Мосты — это, конечно, хорошо, но вы, скорее всего, хотите знать, что же там было дальше у нас с мистером Флиртом. Все, что я могу сказать, — я пожалела о том, что похвасталась тогда подруге, что избавилась от него за три минуты. Четыре года спустя она прочитала это сообщение вслух перед сотнями людей. Когда произносила речь подружки невесты. На моей свадьбе.
Да, дорогой читатель, я вышла за него замуж.
