Рома Агравал - Built. Неизвестные истории известных зданий [litres]

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.

Как-то вечером я читала книгу с включенным телевизором, и успокаивающий голос ведущего передачи наполнял гостиную, но я его не слушала. До тех пор пока не уловила слова «прочный материал» и «мост», – и в этот момент уши у меня навострились, как у кошки. Ведущий рассказывал об одном из самых продуктивных строителей мостов в мире – который, что удивительно, женского пола и живет на Мадагаскаре.

Размером она примерно с ноготь, у нее восемь волосатых ножек, а тельце напоминает по текстуре кору дерева, что, как позднее объяснил Дэвид Аттенборо, 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 (caerostris darwini) может построить 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 – называется линией моста. Это несущий трос – обыкновенный загнутый 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.

№ 4: Шелковый мост

Шелковый мост: 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, и это оправдано: для большой постройки нужен исключительный материал. Шелк древесного паука испытывали в лаборатории, медленно растягивая его с помощью крючков. Результаты исследований показывают, что эти крохотные создания производят шелк невероятной упругости. Это свойство материала, благодаря которому он может растянуться под нагрузкой, а затем вернуться в прежнюю форму: если нагрузку убирают, а материал возвращается к изначальному размеру, то он упруго деформировался; если он не полностью восстанавливает первоначальную форму, значит, он пластично деформировался. Испытания показали, что шелк этого паука в два раза эластичнее всех остальных известных видов натурального шелка. Он также очень прочный. Прочность – это свойство материала, которое показывает, сколько энергии он может поглотить, не разрушаясь. Это сочетание силы (сколько нагрузки материал может выдержать) и пластичности (насколько он может деформироваться, не разрушаясь). На самом деле, шелк древесного паука Дарвина – самый прочный биологический материал, который мы знаем на сегодняшний день, – он даже прочнее стали.

Упругость и прочность – прекрасное сочетание свойств для строительных материалов. Возьмем, к примеру, резинки: если у вас тонкая эластичная резинка, но ее можно растянуть на большое расстояние, но с маленькой нагрузкой, потому что она упругая и пластичная, но не очень сильная. Очень толстая резинка из хрупкой резины может выдержать большую нагрузку, но может внезапно оборваться, потому что она сильная, но хрупкая. А в шелке нашего паука эти свойства сочетаются идеально. Он может выдержать большую силу и в то же время растянуться на большое расстояние и не порваться. Благодаря такому сочетанию свойств это идеальный материал для создания самых больших в мире паутин.

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. Нас во многом вдохновляет природа (такой тип проектирования называется биомимикрией ) – например, вентиляционная система в центре Истгейт в Зимбабве спроектирована по образцу пористого термитника, а павильон Квадраччи Художественного музея Милуоки имеет выдвижную конструкцию, напоминающую крылья птиц. Думаю, мы еще многому можем научиться. Мечта каждого инженера – разработать суперматериал вроде паучьего шелка, который будет невероятно прочным и легким и который можно протянуть над рекой или равниной, чтобы его нити попали на другой берег. А потом мы бы построили длинный мост за несколько часов, прямо как это делает древесный паук Дарвина.