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.
В отеле в Токио нам с мамой дали карту, на которой был написан адрес тонкими закрученными штрихами, напоминающими картинки.
Почерк был красивый, но читать иероглифы мы не умели, поэтому просто дали карту своему таксисту и надеялись, что этого будет достаточно, чтобы попасть в нужное место.
Шел такой сильный ливень, что мы едва различали дорогу, но мы знали, что выехали из города, и теперь нас окружали крутые склоны, покрытые густым зеленым лесом. Мы поднимались все выше по узкой извилистой дороге и наконец доехали до красных ворот с красивыми иероглифами. Наш водитель заехал на стоянку и помахал нам из машины – я надеялась, что он нас подождет. Я застегнула жакет и отправилась по узкой тропинке на поиски моста Ишибунэ – прекрасного образца простого висячего моста-ленты, который до той конкретной поездки был мне еще не знаком.
№ 5: Мост Ишибунэ
Мост Ишибунэ: висячий мост
В том году я получила грант на поездку от Института инженеров-строителей – я предложила изучить особый вид моста. Я поговорила с коллегами, провела небольшое исследование и узнала про висячий мост-ленту, изящный и простой мост, которых в Великобритании лишь несколько. Я хотела узнать о них больше и понять, почему они такие редкие. Я предполагала съездить в Европу и в Японию – туда, где эти мосты используются, – и написать об этом отчет. Первым делом я отправилась в Чехию, где инженеры показали мне огромный спектр проектов на основе висячего моста-ленты – от мостов с автомагистралями до туннеля, построенного по тем же принципам. Потом в университете в Германии я познакомилась с исследователями, которые построили в лаборатории прототип моста длиной 13 м и проводили над ним эксперименты. Мне тоже дали поучаствовать в «экспериментах» – мне нужно было прыгать на мосту, чтобы заставить его резонировать.
Чтобы построить свой собственный мини-мост такого типа, возьмите две жестяные банки фасоли и поставьте в метре друг от друга – они будут опорами моста. Затем положите на банки две толстые веревки, а концы приклейте скотчем к столу, который будет изображать землю. Чтобы получился мост-лента, ему нужно полотно, а его можно сделать из спичечных коробков. Проделайте в коробках по два отверстия – по одному с каждой стороны, – а потом положите их сверху на веревки. Проденьте резинки через отверстия в коробках. Резинки растянутся, а коробки сожмутся вместе.
Если вы нажмете на мост посередине, то увидите, что несущие тросы натягиваются (другими словами, в них увеличивается растяжение). Веревки тянут скотч, которым их концы прикреплены к столу. Висячий мост-лента устроен таким же образом. Через реку или овраг перекидывают стальные тросы. Тросы толстые – диаметром примерно с кулак – и состоят из многочисленных тонких стальных проводов, которые вместе сплетены в сильную веревку, защищенную снаружи резиновой оболочкой. Бетонные упоры с обоих концов моста поддерживают тросы. Они надежно закреплены в земле. Упоры достаточно сильные и выдерживают натяжение тросов, даже если на мосту много людей. Бетонные планки (то же, что и наши спичечные коробки) с пазами внизу кладут на стальные тросы и соединяют с ними. В планках проделаны сквозные отверстия, через которые их все соединяют между собой более тонкими стальными тросами и затягивают, и так планки сдвигаются вместе.
Форма этих мостов напоминает мне простые веревочные мосты, которые строили наши предки в древности. Эти мосты, как и мост древесного паука, относятся к висячим. Мост-лента еще и очень легкий – бетонные планки довольно тонкие, около 200 мм, – а естественный изгиб стальных тросов придает им изящный и эстетически приятный вид. Не менее важным я считаю и тот факт, что такие мосты очень практичны и их относительно быстро строить. Как только готовы основы, укладка бетонных планок на тросы проходит быстро и просто, поэтому сооружение такого моста оказывает меньшее влияние на окружающую среду.
Мой красный изогнутый японский мост-лента пролегал над глубоким оврагом, на дне которого струится быстрый поток. Шел ливень, и я ступила на полотно. Мост немного шатался. Я прошла вверх и вниз несколько раз с разной скоростью, а потом попрыгала на нем, чтобы понять, каково это. От этого движения у меня закружилась голова, и я поняла, почему многие не любят такие мосты, несмотря на то, что они очень красивые и их быстро строить.
Они легкие и держатся на тросах, в середине у них большой прогиб, а края довольно крутые, и это может представлять неудобства для пешеходов с колясками и в инвалидных креслах. А еще они движутся – из-за своей легкости и гибкости они не совсем устойчивы, когда по ним ходят. Несмотря на то что они совершенно безопасны, прогиб в сочетании с шаткостью создает впечатление, что мост неустойчив. Жители тех трех стран, которые я уже посетила, любят эти мосты, но им привычно их движение. В других местах висячие мосты-ленты могли не прижиться из-за ложного чувства неустойчивости и отсутствия твердой почвы, в которой можно закрепить упоры, чтобы конструкция крепко держалась.
Вот теперь я точно промокла до нитки, но все равно долго изучала это инженерное творение (в конце концов, я проехала почти 10 тысяч километров, чтобы посмотреть на этот мост, который в Великобритании кажется таким необычным). Когда мост закачался, я вцепилась одной рукой в перила, а другой пыталась удержать зонтик. Мне было трудно долго стоять посередине, потому что вид на глубокую долину, быстрый поток воды внизу и тот факт, что в этом месте качает сильнее всего, даже меня заставили занервничать.
Тем не менее, как любой уважающий себя инженер, я удостоверилась, что мама как следует сфотографировала меня несколько раз in situ на мосту, а потом мы побежали к такси, где наш водитель спал, разложив сиденье. Мы поехали обратно в Токио, хорошенько нагулявшись под дождем.
Висячие мосты-ленты, которые я изучила во время своих путешествий, остались со мной: меня вдохновляет тот факт, что простой веревочный мост эволюционировал и вобрал в себя новые технологии и материалы, и, несмотря на его современное содержание, он сохранил простоту и элегантность своего предка. Новые инженерные технологии не обязательно должны быть каким-то сверхновым прорывом – иногда они основаны на скромных изобретениях прошлого.
Мосты – это, конечно, хорошо, но вы, скорее всего, хотите знать, что же там было дальше у нас с мистером Флиртом. Все, что я могу сказать, – я пожалела о том, что похвасталась тогда подруге, что избавилась от него за три минуты. Четыре года спустя она прочитала это сообщение вслух перед сотнями людей. Когда произносила речь подружки невесты. На моей свадьбе.
Да, дорогой читатель, я вышла за него замуж.
Глава 14. Мечта
Представьте себе на мгновение мир без инженеров. Забудьте про Архимеда. Откажитесь от Брунеллески, Бессемера, Брюнеля и Базалгетта. Забудьте о Фазлуре Хане, Отисе – и да, не забудьте избавиться от Эмили Роблинг и Ромы Агравал. Что вы видите?
В общем-то, ничего.
Конечно, тогда не было бы ни небоскребов, ни стали, ни лифтов, ни домов, ни канализации под Лондоном (ну уж нет!). Не было бы «Осколка». Телефонов, интернета и телевидения. Ни машин, ни даже телег – да и все равно, потому что все равно не было бы дорог и мостов. И мы даже одежду не носили бы: потому что не было бы ниток и иголок, которыми можно соединять шкуры животных. Не было бы инструментов для поиска пищи, не было бы огня для безопасности, не было бы ни глиняных, ни деревянных домов.
Инженерия – большая часть того, что делает нас людьми. Конечно, есть вороны, которые могут сделать из проволоки крючок и с его помощью добывать пищу, и осьминоги, которые носят кокосовую скорлупу для защиты, но на этом пока все. Инженерные изобретения дали нам самое необходимое – еду, воду, дома, одежду, – а потом и инструменты для земледелия, строительства цивилизаций и полетов на Луну. Десятки тысяч лет изобретений привели нас туда, где мы находимся сейчас. Человеческая изобретательность безгранична. Мы всегда будем хотеть производить больше, жить лучше, решать одну задачу, а за ней следующую. Инженерия создала, в самом буквальном смысле, ткань нашей жизни, она придала форму пространству, в котором мы живем, работаем, существуем.