Александр Кира - Санузел

Двое крепко выпивших русских писают на улице морозной ночью. Петров, покачиваясь, спрашивает у приятеля: «Скажи-ка, Иван Иваныч, почему это у меня струя тихая, как снег, падающий на белую грудь матушки России, а у тебя струя шумит, как наша могучая река Волга?» — «Потому что, товарищ Петров, ты ссышь мне на шубу».

Если мужчина решил не мочиться в воду, у него остается небольшой выбор: передняя, задняя и боковые внутренние стенки чаши. Большинство унитазов устроены так, что эти поверхности невелики и попасть в них не слишком просто. Мужчине приходится стоять близко к переднему краю унитаза, чтобы в него упали последние капли, поэтому выбор еще сужается и остаются боковые и задняя стенки. Но поскольку задняя стенка обыкновенно вертикальна или почти вертикальна, поверхность предполагаемого соударения очень мала; кроме того, стенка недолго остается целью, потому что длина струи меняется. Таким образом, в качестве пригодной цели остаются только боковые стенки. Площадь этой зоны редко бывает больше, чем 50 на 180–205 мм. Итак, корректировка направления методом проб и ошибок здесь неприменима: половина диаметра конуса выходит за пределы отверстия чаши и моча попадает на унитаз и на пол, как бы аккуратно ее ни направляли. Когда мужчина, помочившись, трясет пенисом, капли опять-таки разлетаются во все стороны и брызгают на обод унитаза, сиденье, пол и одежду.

Есть и еще одна проблема с использованием унитаза: когда моча ударяется о твердую поверхность, возникают новые брызги. Эта проблема в принципе характерна для любого резервуара, но для унитаза стоит особенно остро. Унитазы создаются в первую очередь для дефекации, а мочеиспускание оставлено, если можно так выразиться, на произвол судьбы. Струя любой относительно невязкой жидкости, падающая на твердую поверхность, в том числе на поверхность жидкости, производит много брызг. Направление и количество отраженных брызг зависят не только от силы, с которой струя ударяет в поверхность, но и, что важнее, от формы поверхности и угла падения струи. Управление последним фактором может существенно уменьшить количество брызг и пустить их под наиболее подходящим углом. Хуже всего дело обстоит со старомодными унитазами с горизонтальным дном, все еще популярными в Европе. Помимо того что дефекация на них негигиенична, они хуже всего приспособлены для мочеиспускания. Единственной приемлемой мишенью для струи оказывается горизонтальное дно, на котором обычно стоит вода глубиной 10–20 мм. Если туда помочиться, брызг будет очень много.

Примечание . Высота точки вылета струи в экспериментах — 735 мм, средняя для взрослых мужчин. Диапазон высот, в который попадает 95 % взрослого мужского населения, — 645–828 мм.

Таблица 2и илл. 55демонстрируют диапазон отражения брызг, который зависит от комбинации скорости струи и угла наклона поверхности. В каждом случае отражение отслеживалось на протяжении 30 секунд — обычно мочеиспускание не длится дольше. Чаще всего хватает 15–20 секунд, но продолжительность может увеличиваться до 40 секунд, полутора минут, а в исключительных случаях и больше — это зависит от индивидуальной вместимости мочевого пузыря и привычек. Граус в своем исследовании об армии указывает, что средняя продолжительность мочеиспускания — 45 секунд {1} . Это число явно завышено в связи с тем, что в армейских условиях помочиться удается редко. Дома длительность мочеиспускания обычно меньше. Наши расчеты проделаны для контролируемой искусственной струи в нормальных условиях; в зависимости от обстоятельств значения могут достигать разных максимумов и минимумов.

Размер и форма резервуара. Параметры могут значительно варьироваться, если соблюдаются определенные требования.

Будем исходить из того, что струя принимает форму искривленного конуса со смещающимся основанием ( илл. 54). Очевидно, что размер и форма резервуара, рассчитанного на полное поглощение струи, прямо зависят от расстояния до ее источника. Чем ближе резервуар, тем компактнее он может быть и тем меньше вероятность забрызгать его и окружающие поверхности. Исходить нужно из роста взрослых мужчин: минимальная высота переднего края резервуара — 610 мм; на этой высоте обычно устанавливают писсуары. Длина и ширина отверстия, расположенного на этой высоте, — приблизительно 205 × 205 мм.

Резервуар должен иметь такую форму и расположение, чтобы над ним можно было встать расставив ноги. Тогда в него будут попадать брызги и последние капли мочи. Ту же функцию выполняют существующие писсуары.

55. Распространение брызг в зависимости от угла, под которым струя падает на поверхность

56. Взаимодействие струи и принимающей поверхности

Что касается дизайна формы, самое важное здесь — минимизировать брызги. Поскольку давление мочевого пузыря и траектория струи непостоянны, должен меняться и профиль резервуара, обеспечивая контроль за отражением брызг. Как видно из илл. 55, чем меньше угол между струей и зоной удара, тем меньше брызг. Лучше всего, если струя ударяется о стену под углом не более 30 градусов, причем по обеим осям. Грамотно спроектированная поверхность с одним изгибом способна в достаточной степени сдержать брызги, но правильнее искривить обе поверхности резервуара, чтобы внутреннее пространство было куполообразным или конусообразным ( илл. 56).

Такая форма сведет брызги к минимуму и будет направлять их. Важно также, чтобы резервуар был наклонен под верным углом. При нормальном мочеиспускании даже самая дальнобойная струя редко отклоняется от вертикали больше чем на 60 градусов (за исключением маленьких мальчиков). Таким образом, вертикальную ось резервуара нужно наклонить в пределах 40–50 градусов. Это «критический» диапазон — в том смысле, что максимальная протяженность струи достигается при максимальном давлении, а это сочетание порождает максимальную дисперсию и наибольшее количество брызг. Когда отклонение слабеющей струи уменьшается до 20 и 10 градусов, угол соударения с поверхностью увеличивается, но проблем здесь уже значительно меньше.