Текст книги "Величайшие рукотворные чудеса"

Автор книги: Андрей Низовский

Соавторы: Станислав Зигуненко
сообщить о нарушении

Текущая страница: 16 (всего у книги 27 страниц)

Экранопланы

Такое странное название за рубежом придумали загадочному летательному аппарату, который был обнаружен и сфотографирован спутником-шпионом во время полета над Каспийским морем в середине 60-х гг. Фотоаппарат запечатлел самолет чудовищных размеров с непомерно широкими, но короткими крыльями. Эксперты долго гадали, что это за машина, для чего предназначена?.. Наконец, догадались – это военный экранолет – транспорт, предназначенный для переброски на сотни километров техники, амуниции, десантников. И какой огромный! По оценкам специалистов, взлетный вес гиганта составлял около 300 т, то есть в десятки раз превышал массу аналогичных летательных аппаратов зарубежной разработки.

«Каспийский монстр» был всего лишь кораблем-макетом, прототипом нового поколения транспортной техники. Причем работы нижегородского конструктора Ростислава Алексеева, оказывается, были далеко не единственными. Работа над подобными машинами велась и за другими закрытыми дверями…

Научно-исследовательские и конструкторские работы последних десятилетий привели к созданию на базе амфибий и транспортных аппаратов нового типа – экранопланов или экранолетов.

И здесь наши специалисты оказались на высоте: в короткий срок ими создан целый ряд аппаратов, которым нет аналогов в мире. Особенно удивляют зарубежных инженеров экранопланы «Орленок» (взлетная масса около 120 т), «Лунь» (350 т) и опытный КМ (450 т).

Экранопланом, кто не знает, называется летательный аппарат, весьма напоминающий обычный гидросамолет, но с несколько укороченным крылом. Большое крыло ему не нужно потому, что в своем полете на высоте 3–5 м над водой, он опирается на воздушную подушку – область повышенного давления, создаваемого при быстром движении над подстилающей поверхностью – землей или водой.

Полет в таком режиме не требует столь мощных и шумных двигателей, как обычно, позволяет обойтись меньшим количеством топлива, но вместе с тем обеспечивает движение с достаточно высокой скоростью – 450–650 км/ч. Причем для более легкого взлета некоторые машины этого класса имеют специальные взлетные двигатели, реактивная тяга которых направлена вниз, облегчая отрыв аппарата от воды. Ну а дальнейший крейсерский полет проходит при помощи лишь турбовинтового двигателя. Как тут не вспомнить добрым словом экспериментальный летательный аппарат МВА-62 конструкции Р. Бартини, на котором подобный режим взлета был впервые опробован на практике!

Экранолетами же называют те экранопланы, которые имеют столь хорошие летные качества, что, разогнавшись над водной поверхностью, они могут затем подниматься на высоту до нескольких сот метров, чтобы совершить тот или иной летный маневр, дать летчикам возможность осмотреть местность с достаточной высоты.

Уже ныне, как показал опыт эксплуатации «Орленка» и «Луня», подобные аппараты могут быть использованы для аварийно-спасательных операций на море и в прибрежных районах, для доставки десанта, как летающая ракетно-пусковая установка и т. д.

В будущем с ростом геометрических размеров и взлетной массы до 2000–3000 т подобные аппараты могут составить серьезную конкуренцию нынешним судам по части доставки пассажиров и грузов. Ведь они смогут обеспечить такую же грузоподъемность, как нынешние сухогрузы, такой же комфорт пассажирам, как нынешние морские лайнеры, зато будут перевозить и груз и пассажиров через море-океан в 7–8 раз быстрее, чем это способен сделать корабль.

Ядерный двигатель

В свое время было очень много разговоров об использовании ядерных двигателей на транспорте, в частности на самолетах. Но ни один самолет с таким двигателем в воздух так и не поднялся. Почему?

По словам одного из непосредственных участников советского ядерного проекта П. К. Гонина, в 1959 г. группу конструкторов-пермяков вызвали в московский НИИ-1 для работы над дерзким проектом – они должны были заставить атом поднимать в небо самолеты. Почему именно пермякам-землякам выпала такая честь? А дело в том, что основная идея, положенная в основу проекта, принадлежала сотруднику пермского ОКБ авиационных моторов H. М. Цыпурину. А чтобы довести ее до стадии технического исполнения, он подобрал группу коллег-земляков – таких же энтузиастов, как и он сам…

В состав группы входили В. Г. Блинов, А. В. Зотов, Ю. П. Рыбакин, Ю. С. Хлебников, В. А. Диканев, В. М. Копотев, Т. Г. Семенова и другие, тогда еще совсем молодые конструкторы. Научным руководителем проекта был назначен М. В. Келдыш – будущий президент АН СССР.

Он быстро понял, что головы у ребят хоть и светлые, но сами они – дилетанты: образования многим не хватает. Поэтому работа пошла так: с утра трудились над проектом, а вечерами учились, слушали лекции преподавателей МАИ.

Суть же идеи, положенной в основу двигателя, заключалась в следующем. Главную часть двигателя составляли графитовые нагреватели или тепловыделяющие элементы – твэлы, тонкие трубки которых были покрыты изнутри радиоактивными изотопами. Горючее и окислитель, проходя через капилляры твэлов, должны были нагреваться до максимальных температур. Затем топливо воспламенялось в камере сгорания, и созданные таким образом газы с большой силой выбрасывались в атмосферу, создавая реактивную тягу.

В общем, схема простая. Но сколько она породила технических задач! Как сделать графитовые твэлы, которые бы выдерживали высокие давления? Как обеспечить необходимый температурный градиент по сечению реактора? Как создать надежную систему регулирования ядерного процесса, чтобы реактор не пошел вразнос? Словом, тут было над чем поразмыслить, поспорить, поломать головы…

В конце концов пермяки с проблемой справились. За несколько месяцев создали эскизный проект и в назначенный срок предоставили его на суд светил. Совещание вел И. В. Курчатов. В зале присутствовали С. П. Королев, В. П. Глушко, другие авторитеты в области авиационной, космической и ядерной техники. Доклад был выслушан с интересом, после него устроили обсуждение. Королев, например, загорелся: «Такие бы двигатели да на ракету! До Луны можно долететь»…

В заключение слово взял Курчатов. Желтый, иссохшийся, он тяжело поднялся, пронзительно глянул из-под насупленных бровей. «В целом работа выполнена достаточно грамотно. Но подумали ли создатели о защите населения, на головы которого падут радиоактивные осадки из такого двигателя?..»

Конструкторы оторопели. Экология тогда была не в чести, и над этой стороной дела никто особо не задумывался. Наскоро посовещались и решили, что выхлоп получается в общем-то незначительный…

Однако Курчатов остался непреклонен. «Вслед за первым самолетом полетят другие. Если конструкция окажется удачной, в мире начнется еще и гонка ядерных моторов. А что делает радиация с человеком, по мне видно. В общем, придумайте защиту, тогда и получите “добро”…»

На том и порешили. Но придумать эффективную защиту оказалось непросто. Она в значительной степени утяжеляла конструкцию, сводила на нет все достоинства ядерного двигателя перед обычным авиационным. А вскорости Курчатов умер. К власти в стране пришел Н. С. Хрущев, относившийся к стратегической авиации отрицательно. Существовавшие в то время самолеты – и те начали уничтожать. Где уж тут помышлять о новых?..

Группа была расформирована. Многие вернулись в Пермь, на старые места, занялись другими делами. Проект попал в секретный архив, где и пролежал невостребованный несколько десятилетий. Лишь недавно он был рассекречен, и появилась возможность рассказать еще об одной странице в истории отечественной авиации.

Памятники истории науки и техники

Башня ветров в Афинах

В наши дни жителю большого города вовсе не обязательно иметь при себе часы: достаточно посмотреть вокруг себя, и рано или поздно взгляд обязательно упрется или в электронное табло, или в большие механические часы со стрелками. Такие часы установлены на вокзалах, в метро, на городских площадях и вообще в местах большого скопления людей, они давно стали привычной частью повседневной жизни горожан. Однако две тысячи лет назад появление подобных часов было воспринято современниками как чудо; впрочем, по тем временам это действительно было настоящим чудом техники. Впервые в крупном городе появились общественные часы, а точнее – целая обсерватория, где каждый желающий мог не только узнать точное время, но и получить массу другой полезной для себя информации.

Это чудо носит название Башни ветров (греч. Horologion) и находится в греческой столице Афинах. По счастью, здание башни почти в первозданном своем виде дошло до наших дней. Оно расположено на восточной окраине римской Агоры – района, особенно интенсивно застраивавшегося на рубеже эр. Именно в то время, в I столетии, площадь Агоры (городского рынка, служившего и местом общественных собраний) украсила восьмигранная башня высотой 12,8 м, приподнятая на трехступенчатом основании.

Башня сложена из белого пентеликонского мрамора. Грани ее (шириной 3,2 м каждая) ориентированы строго по сторонам света, а пирамидальная кровля увенчана флюгером в виде фигуры Тритона; в правой руке он держит стрелку, указывающую направление ветра. Вверху на каждой из граней помещено рельефное изображение ветра, дующего с той стороны, к которой обращена данная сторона башни. Ветры изображены в виде мужчин в развевающихся плащах, с различными атрибутами в руках.

Северный ветер, Борей (у римлян – Аквилон) – хмурый, бородатый, закутан в тяжелые одежды. Холодный северо-восточный ветер Кэкий сыплет град из круглого щита. Южный ветер Нот – влажный, приносящий дожди – опрокидывает полный сосуд воды. Из-под плаща Зефира, теплого западного ветра, падают цветы. Восточный Эвр (Вольтурн), юго-восточный Африкус, северо-западный Аргест (Корус)… Каждую фигуру предвосхищает длинный ряд летящих гениев и эротов, получивших широкое распространение в декоративном искусстве императорского Рима.

Из-за этих фигур башня и получила свое название – Башня ветров. Она стала практическим воплощением разделенной на восемь частей розы ветров, изображение которой встречается еще в трудах Аристотеля и Эратосфена. Башня исполняла в том числе и метеорологические функции – флюгер и рельефы на гранях позволяли определить, какой ветер дует в данный момент. Но главный секрет таился внутри сооружения. Туда ведут два входа, расположенные с северо-восточной и северо-западной сторон. Перед ними некогда были устроены небольшие портики с фронтонами, опиравшимися на две коринфские колонны, от которых сохранились лишь нижние части. От колоннады внутри здания вообще не осталось никаких следов, равно как и от находившихся здесь больших водяных часов – клепсидры.

Водяные часы – не новость для античного мира. Считается, что они были изобретены еще в Древнем Вавилоне. Однако часы Башни ветров стали, вероятно, первыми в мире астрономическими часами, предназначенными для общественного пользования. Они показывали не только время, но и времена года, астрологические даты и периоды. Возможно, в конструкцию часов входил механизм, схожий со знаменитым «механизмом с Анти-китиры». Вода для часов подавалась с вершины афинского Акрополя; до сих пор с юга к Башне ветров примыкает круглая башенка, через которую в клепсидру поступала вода.

Римский архитектор и инженер Витрувий в своем трактате «Об архитектуре» писал, что создателем Башни ветров был македонский астроном Андроник из Кирры. Об этом человеке мало что известно. Имеются свидетельства тому, что архитектор Башни ветров и создатель часов-клепсидры – один и тот же человек. Но если это так, то Андроник был не только талантливым механиком и ученым, но и очень способным архитектором!

Предполагается, что свое образование он мог получить в Александрии, известной в то время как столица естественных наук. Во всяком случае, он вряд ли учился дома – Македония никогда не славилась своими учеными, а уж о Кирре и вообще говорить нечего: это было рядовое захолустное поселение. Между тем именно в Александрии практика изготовления водяных часов получила особенно широкое распространение. Возможно, что на знаменитом Фаросском маяке в Александрии тоже были установлены часы, подобные часам Башни ветров, однако прямого подтверждения этому нет. Зато точно известно еще одно творение Андроника из Кирры: солнечные часы, установленные в храме Посейдона на острове Тенос.

В раннехристианские времена Башня ветров была преобразована в церковь; у ее северо-восточной стены появилось кладбище. В XV столетии Кириак из Анконы, описывая Афины, упоминает о башне как о храме бога ветров Эола. Во времена турецкого владычества башня использовалась как приют для дервишей. За истекшие столетия памятник почти наполовину ушел в землю, и лишь в 1837–1845 гг., после обретения Грецией независимости, Греческое Археологическое общество организовало расчистку башни. В 1916–1919 и 1976 гг. в башне велись реставрационные работы. И хотя ее внешний вид восстановлен практически полностью, секрет созданных Андроником водяных астрономических часов так и остался загадкой для потомков.

Ниломер

Главная и практически единственная река Египта Нил зажата между хребтами Ливийской пустыни с запада и плоскогорьями Аравийской пустыни – с востока. Долина Нила очень узка: всего около 1 км в районе первых порогов и 20 км в самом широком месте. Севернее Каира Нил делится на рукава, которые расходятся к северо-востоку и северо-западу. Сейчас их два, но в древности было семь.

Нил – главное богатство Египта. В течение десятков тысячелетий он ежегодно затопляет долину и снова входит в свои берега. Лишь в XIX столетии было установлено, что разливы Нила происходят в связи с притоком воды в период зимних дождей в районе центральных озер в Африке и затем на Абиссинском плоскогорье. Эти воды поступают в Белый Нил, который течет из центра Африки, и Голубой Нил, вытекающий из озера Тана в Эфиопии с высоты 1800 м. Белый и Голубой Нил сливаются около города Хартума – столицы Республики Судан. Отсюда и начинается собственно Нил. Из области озера Тана берет начало и последний приток Нила – река Атбара, впадающая в Нил в 320 км ниже Хартума.

Во время разливов Нил ежегодно откладывает по несколько миллиметров ила и, затопляя долину, он создал плодородную почву толщиной до 30 м. Разливы Нила происходят со строгой точностью. Белый Нил первый посылает массу воды, зеленоватую от растительных остатков болот экваториальной Африки. Так как воде нужно пройти расстояние в несколько тысяч километров, то лишь к июню она достигает первых порогов. Но половодье начинается только тогда, когда Голубой Нил и Атбара приносят свои воды. 19 июля (древнеегипетский новый год) воды Нила на четыре месяца затопляют долину, осаждая свой плодородный ил и насыщая влагой иссушенную почву.

Древние египтяне не знали причин этого поразительного явления. Поведение Нила им казалось разумным, река представлялась им божественным существом.

Еще четыре тысячи лет назад египтяне регистрировали уровни воды в реке с помощью ниломеров. Гидрологические наблюдения в древние времена ограничивались наиболее важными временами года – наступлением и уровнем паводка. Обычно ниломеры строились при больших храмах. Замеры паводка были тесно связаны с плодородием земли. По ним определяли площадь зоны затопления и продолжительность паводка, а также необходимость принятия мер для предупреждения разрушений. Среди древнеегипетских ниломеров наиболее известны так называемый «Дом Паводков» (ныне перенесен в Каир) и ниломер на острове Слонов в Асуане, у первого нильского порога.

Пришедшие в VII в. на берега Нила арабы относились к этой реке более прагматично. Но разливы Нила беспокоили и их. Чтобы вести регулярное наблюдение за уровнем воды в реке и делать прогнозы по поводу ожидаемого разлива, в середине IX в. был сооружен ниломер на острове Рода – самый известный и наиболее ранний из дошедших до нашего времени памятников гражданской архитектуры и технической мысли средневекового Египта.

Ниломер был построен в 715 г. на южном берегу острова Рода близ Фустата – старого Каира. Этот «прибор» представляет собой большую башню, вокруг которой устроена каменная площадка. К башне примыкает глубокий колодец со спускающейся на дно его винтовой лестницей. В центре колодца установлена высокая колонна с делениями, по которым измерялся уровень воды в Ниле. Стены колодца выложены камнем, украшены декоративными нишами и фризами с куфическими надписями.

Ниломер на острове Рода хранит отметки уровней воды в Ниле начиная со времени его сооружения. Таким образом, он является настоящей летописью нильских разливов. В своем нынешнем облике ниломер несколько отличается от первоначальной конструкции из-за последующих перестроек. Он был реконструирован в 814–816 гг., вновь был перестроен в 861 г. и лишь тогда приобрел свой современный вид.

Чугунный лев и железная пагода

XIX век называют «веком чугуна». Именно в этот период чугун получил свое наибольшее распространение в строительстве, инженерных конструкциях, архитектурных сооружениях и т. д. Но начался «век чугуна» гораздо раньше – более чем за тысячу лет до этого, когда в Древнем Китае впервые был освоен метод выплавки чугуна. И эксперименты с этим новым, необычным в ту пору материалом привели к появлению настоящих чудес.

Технологию выплавки чугуна впервые освоили китайцы – еще в IV в. до н. э. Один из методов получения чугуна состоял в следующем: железная руда укладывалась штабелями в вытянутые в форме трубы тигли, которые обкладывались каменным углем. Затем уголь поджигали. Такая технология наряду с прочими достоинствами исключала присутствие серы. Китайцам были также известны способы понижения температуры плавления железа: они добавляли в него так называемую «черную землю», в которую входило большое количество железистых фосфатов.

В III в. до н. э. китайцы открыли способ выплавки ковкого чугуна путем отжига, на протяжении недели подвергая его воздействию высокой температуры. Полученный таким методом чугун был менее хрупким и не раскалывался от резких ударов. По эластичности он напоминал ковкую сталь, но в то же время обладал гораздо большей прочностью и твердостью. Из такого чугуна китайцы даже отливали колокола.

Широкое распространение чугуна в Древнем Китае повлияло на многие сферы быта. Из чугуна делались лемехи для плугов, мотыги и другие сельскохозяйственные орудия. В обиходе китайцев появились чугунные ножи, топоры, стамески, пилы, шила. В горшках-чугунках готовили еду. Даже игрушки стали делать из чугуна. В гробницах периода династии Хань (II в. до н. э. – II в. н. э.) археологи обнаружили чугунные фигурки различных животных. Были также найдены чугунные формы для отливки различных предметов, например мотыг и топоров.

В XII–XIII вв. китайцы сооружали из чугуна самые причудливые конструкции. Некоторые из них настолько удивительны, что в их реальность невозможно поверить, даже увидев собственными глазами. Например, чугунные пагоды. Необыкновенно легкие и изящные, эти металлические пагоды украшались гравировкой и чеканкой. Самое известное сооружение подобного рода – знаменитая «Железная пагода» в Даньяне (провинция Хубэй). Она построена в 1061 г., и ее высота составляет 13 м. Но, пожалуй, самым величественным сооружением из чугуна является восьмигранная колонна под названием «Небесная ось, знаменующая добродетель Великой династии Чжоу с ее сонмом земель». Она была воздвигнута по приказу императрицы У Цзэтянь в 695 г. на чугунном фундаменте, окружность которого составляет 51 м, а высота – 6 м. Сама колонна имела 3,6 м в диаметре и 32 м в высоту. На ее вершине был устроен «облачный свод» (высота – 3 м, окружность – 9 м), который в свою очередь венчали четыре бронзовых дракона, каждый высотой 3,6 м, поддерживающих позолоченную жемчужину. На сооружение этой конструкции пошло 1325 т металла.

 
Размышляю о древней славе,
Вздыхаю о переменах новых времен,
Но Железный Лев все еще стоит,
В то время как руины дворцов заросли ежевикой, —
 

писал китайский поэт эпохи династии Цин (1644–1911). Воспеваемый им Железный Лев, более известный под названием «Великий лев Цзанчжоу», стоит и сегодня, и чтобы увидеть его, в Цзанчжоу (провинция Хэбэй) стекаются толпы туристов.

Железный Лев – самое крупное в мире цельнолитое сооружение из чугуна (пагоды цельнолитыми не были). Он был воздвигнут по приказу императора Шицзуна (династия Чжоу) в честь его победоносного похода на монголов в 954 г. Высота этого необычного изваяния составляет 5,4 м, длина – 5,3 м, ширина – 3 м, а толщина стенок – от 4 до 20 см. Вес изваяния составляет 50 т. Его отливали по модели, выполненной в натуральную величину из глины, укрепленной деревянным или металлическом каркасом. Исследователи полагают, что первоначально «Великий лев» стоял в буддийском храме и служил пьедесталом для бронзовой статуи Будды, сидевшего на цветке лотоса. Эта статуя скорее всего была уничтожена уже при преемнике императора Шицзуна (ум. в 958 г.), когда в Китае началась кампания борьбы против буддизма. Дорогая и высоко ценившаяся в Китае бронза пошла на переплавку. Что же касается чугунного льва, то он благополучно пережил все невзгоды, хотя в 1803 г. сильнейшая буря изрядно потрепала его. Утративший хвост, с сильно измятой мордой и животом, лев был в 1984 г. тщательно отреставрирован и водружен на двухметровый железобетонный пьедестал, откуда теперь с философским презрением щурится на гомонящую внизу толпу зевак. Сегодня Железный Лев служит главной достопримечательностью Цзанчжоу, и даже местное пиво называется «Пивом Льва».