Джеймс Гордон - Конструкции, или почему не ломаются вещи

Итак, если говорить о "честности" в проектировании, что же следует из всего сказанного? Честность заставляет меня признать, что немногое. Если имитации позволительны в греческих храмах и паровых яхтах, то что следует думать о "подделках" вообще? Почему бы нам не разукрасить наши подвесные мосты подобно средневековым замковым мостам и не делать автомобили, подобные дилижансам?

Лично мне эта идея не претит. В конце концов все это выглядело бы едва ли хуже и вряд ли производило бы более гнетущее впечатление, чем плоды современного функционализма; многое воспринималось бы как шутка. Что плохого в "псевдоготических" зданиях XVIII в.? Лучшие из них просто прелестны. Павильон в Брайтоне, созданный Горацием Уолполом, на самом деле удивительно хорош.

Есть люди, которые стонут по поводу "этих бессмысленных украшений", но это выражение само по себе довольно нелепо, ибо украшение не может быть бессмысленным, даже если оно кажется ужасным. Если критик подразумевает под этим, что украшение не подходит или никак не связано с украшаемым предметом,- это, возможно, справедливо, но тем не менее любые украшения производят некий эффект. Мне кажется, что мы нуждаемся в большем, а не в меньшем их количестве. Истина, кажется, состоит в том, что мы боимся выразить себя в украшениях. Мы не знаем, как к ним подойти, и страшимся обнажить наши серые мелкие души. Средневековые строители не страдали комплексами такого рода, возможно будучи душевно более здоровыми.

Не справедливо ли потребовать от технократов, чтобы создаваемые ими вещи не только работали, но и радовали своим внешним видом? Иначе в окружении этой техники мы погибнем от скуки. Пусть у нас будут украшения. Пусть будут резные фигуры на носах кораблей, позолоченные розетки на парапетах мостов, статуи на зданиях, кринолины на женщинах и повсюду много-много флагов. Поскольку мы уже создали целый мир новых изделий - автомобилей, холодильников, радиоприемников и бог знает чего еще, - давайте посидим и подумаем, как все-таки их можно было бы украсить и сделать более приятными и радующими глаз.

За полтораста лет развития теории упругости были исследованы напряжения и перемещения, возникающие в телах почти всех мыслимых форм при действии самых разнообразных нагрузок. Однако результаты этих исследований первоначально публикуются, как правило, в слишком сложной форме, они до предела математизированы, и это затрудняет их применение широким кругом инженеров. Сегодня значительная часть этих данных сведена к набору определенных стандартных задач, решения которых могут быть представлены в виде достаточно простых формул. Формулы эти, охватывающие почти все возможные случаи проектирования, можно найти в соответствующих справочниках [134] См.: Прочность, устойчивость, колебания. Спр. в 3-х тт. под ред. Н. А. Биргера и Я. Г. Пановко . - М.: Машиностроение, 1968. - Прим. ред. . Ими может пользоваться всякий, кто располагает здравым смыслом и знаком с элементарной алгеброй, а также с содержанием гл. 2. Некоторые из этих формул приведены в приложениях 2 и 3.

Если этими формулами пользоваться осмотрительно, они могут оказаться чрезвычайно полезными и послужить незаменимым инструментом для большинства инженеров. Прибегая к ним, не следует смущаться; все мы практически ими пользуемся. Но их следует применять осмотрительно!

1) Убедитесь, что вы действительно понимаете смысл данной формулы.

2) Убедитесь, что она действительно применима к вашему конкретному случаю.

3) Помните, помните и еще раз помните, что эти формулы не принимают в расчет концентрации напряжений или другие особые локальные условия.

Теперь подставьте в формулы соответствующие нагрузки и размеры, предварительно убедившись, что они выражены в одной системе единиц и не напутаны порядки чисел. Затем проделайте элементарные вычисления, и вы получите нужное вам напряжение или перемещение. Затем посмотрите на полученный результат строгим и недоверчивым взглядом и подумайте, выглядит ли он правильным, кажется ли он вам правильным. В любом случае лучше повторить вычисления еще раз - вдруг вы потеряли где-нибудь двойку.

Естественно, что ни математика, ни формулы из справочника не "спроектируют" за нас конструкцию. Проектировать должны мы сами на основе собственного опыта, здравого смысла и интуиции; по окончании проектирования с помощью расчетов проверьте конструкцию и, хотя бы приблизительно, определите, каких напряжений и перемещений можно в ней ожидать.

На практике процесс конструирования часто протекает примерно так. Сначала определяют наибольшие нагрузки, действию которых может подвергнуться конструкция, и перемещения, которые можно считать допустимыми. И то и другое иногда устанавливается существующими нормами и правилами, если же это не так, то определить их иногда бывает непросто. Такое положение требует от конструктора принятия решения, и в случае сомнений лучше несколько перестраховаться. Иногда, правда, при этом можно зайти слишком далеко, и увеличение веса конструкции лишь увеличит опасность. Такого рода примеры мы уже приводили.

После того как основные нагрузки определены, можно приступить к первым достаточно грубым наброскам будущей конструкции - на этой стадии конструктор делает эскиз чаще всего на миллиметровке. Затем с помощью соответствующих формул следует прикинуть, какими примерно будут напряжения и перемещения. С первой попытки они могут оказаться слишком малы или слишком велики, поэтому вносятся соответствующие изменения в проект, и так продолжается до тех пор, пока все не будет в порядке. После этого делается уже комплект чертежей по всем правилам. Они служат руководством при изготовлении конструкции в металле. Оформленные в соответствии со стандартом чертежи совершенно необходимы, когда детали должны изготовляться обычным заводским способом, но для достаточно простых или любительских разработок без них вполне можно обойтись. Однако на основании собственного опыта я могу сказать, что в случае серьезных разработок "чертеж", сделанный на обратной стороне конверта, недопустим.

Если вы дошли уже до рабочих чертежей и предлагаемая вами конструкция действительно важна, то вы обязаны забыть о покое и постоянно думать и беспокоиться о ней. Когда я занимался внедрением пластмассовых деталей в конструкцию самолета, я не мог заснуть ночами, думая об этих деталях. Тот факт, что ни одна из этих деталей ни разу не подвела, я отношу почти целиком на счет благотворного действия этого беспокойства. Именно самонадеянность приводит к авариям, а тревога за конструкцию предотвращает их. Так что проверяйте все не раз и не два, а снова, снова и снова.