Конструкции, или почему не ломаются вещи

Рис. 161. Перемычка над Львиными воротами в Микенах, снабженнаядополнительным треугольным каменным блоком, уменьшающим нагрузки растяжения;архитрав представляет собой один каменный блок, испытывающий лишь небольшиенапряжения.

Когда микенская цивилизация пришла в упадок, примерно около 1400 г.до н.э., Греция опять на века погрузилась в темноту и невежество. От этихвремен не сохранилось никаких значительных сооружений, хотя, конечно, людипродолжали жить и поклоняться богам, но делали это в каких-то деревянныххижинах. В период возрождения греческой архитектуры (около 800 г. до н.э.) храмы обычно строились из дерева (так же как и церкви Новой Англии).Естественно, что ни одного такого деревянного храма не сохранилось. Однакопереход от дерева к камню был достаточно медленным и постепенным. По меретого как становилось меньше строевого леса, погнившие деревянные детализаменяли каменными копиями.

Посаниус [133]рассказывает о храме в Олимпии, который существовал еще во II в., что в немболее новые каменные колонны чередовались с еще сохранившимися деревянными.

В основе дорических построек мы можем обнаружить балки, оставшиеся отпрактики деревянных сооружений. Даже когда храмы начали строиться целикомиз камня, архитекторы оставались верными формам и пропорциям, естественнымдля деревянных построек. Архитекторы классического V в. до н.э. не толькоиспользовали непрочные каменные балки вместо деревянных перемычек, но истарательно копировали в мраморе и все другие уже несущественные здеськонструкционные детали, например законцовки брусьев, которые когда-то соединялидеревянные элементы.

Казалось бы, результаты всего этого должны были быть нелепыми, но ониоказались чрезвычайно удачными и в течение двух тысячелетий служили образцомдля всего цивилизованного мира. Пережитки прежних форм, а также подражанияим или имитации в том или ином виде часто встречаются и в технике. Так,например, мы часто имитируем рисунок дерева на поверхности пластмассовыхизделий и мебели.

Имитация не обязательно представляет собой вульгарную подделку, какэто думают приверженцы функциональности в технической эстетике. На практике,конечно, дело обстоит часто именно так, но это происходит не из-за внутреннихпороков, якобы присущих самой идее имитации, а скорее из-за грубого и безвкусногоее исполнения.

Прекрасным примером имитации и успешного подражания минувшему можетслужить паровая яхта Уотсона. Классическая форма большой паровой яхты быларазработана в конце викторианской эпохи крупнейшим из конструкторов яхт,Дж.Л. Уотсоном. (Эпитафия на его могиле гласит: "Воздал должное линиии отвесу".) В своем судне, приводимом в движение только паровой машиной,Уотсон сохранил не только грациозный "клиперный" нос парусного корабля,но и совершенно нефункциональный бушприт, в результате чего получился одиниз самых прекрасных из всех когда-либо построенных кораблей (рис. 159).

Итак, если говорить о "честности" в проектировании, что же следует извсего сказанного? Честность заставляет меня признать, что немногое. Еслиимитации позволительны в греческих храмах и паровых яхтах, то что следуетдумать о "подделках" вообще? Почему бы нам не разукрасить наши подвесныемосты подобно средневековым замковым мостам и не делать автомобили, подобныедилижансам?

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

Есть люди, которые стонут по поводу "этих бессмысленных украшений",но это выражение само по себе довольно нелепо, ибо украшение не может бытьбессмысленным, даже если оно кажется ужасным. Если критик подразумеваетпод этим, что украшение не подходит или никак не связано с украшаемым предметом,-это, возможно, справедливо, но тем не менее любые украшения производятнекий эффект. Мне кажется, что мы нуждаемся в большем, а не в меньшем ихколичестве. Истина, кажется, состоит в том, что мы боимся выразить себяв украшениях. Мы не знаем, как к ним подойти, и страшимся обнажить нашисерые мелкие души. Средневековые строители не страдали комплексами такогорода, возможно будучи душевно более здоровыми.

Не справедливо ли потребовать от технократов, чтобы создаваемые имивещи не только работали, но и радовали своим внешним видом? Иначе в окруженииэтой техники мы погибнем от скуки. Пусть у нас будут украшения. Пусть будутрезные 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, каквсе-таки их можно было бы украсить и сделать более приятными и радующимиглаз.

Приложения

Приложение 1. О справочниках и формулах

За полтораста лет развития теории упругости были исследованы напряжения иперемещения, возникающие в телах почти всех мыслимых форм при действии самыхразнообразных нагрузок. Однако результаты этих исследований первоначальнопубликуются, как правило, в слишком сложной форме, они до пределаматематизированы, и это затрудняет их применение широким кругом инженеров.Сегодня значительная часть этих данных сведена к набору определенныхстандартных задач, решения которых могут быть представлены в виде достаточнопростых формул. Формулы эти, охватывающие почти все возможные случаипроектирования, можно найти в соответствующихсправочниках [134]. Ими может пользоваться всякий, кто располагает здравымсмыслом 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 оказатьсячрезвычайно полезными и послужить незаменимым инструментом для большинстваинженеров. Прибегая к ним, не следует смущаться; все мы практически имипользуемся. 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 расчетконцентрации напряжений или другие особые локальные условия.

Теперь подставьте в формулы соответствующие нагрузки и размеры, предварительноубедившись, что они выражены в одной системе единиц и не напутаны порядкичисел. Затем проделайте элементарные вычисления, и вы получите нужное вамнапряжение или перемещение. Затем посмотрите на полученный результат строгими недоверчивым взглядом и подумайте, выглядит ли он правильным, кажетсяли 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 собственногоопыта, здравого смысла и интуиции; по окончании проектирования с помощьюрасчетов проверьте конструкцию и, хотя бы приблизительно, определите, какихнапряжений и перемещений можно в ней ожидать.

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