Конструкции, или почему не ломаются вещи | Страница 70 | Онлайн-библиотека


Выбрать главу

При всем уважении к моему коллеге я все же должен отметить, что совсем не понял, о чем идет речь. Вопрос не в том, что вы делаете, вопрос в том, как вы это делаете. Емкость для пива не может быть красивой или безобразной только из-за материала, из которого она сделана, или даже из-за массовости ее производства. На самом деле все определяется людьми, которые ее делали. Мы оказались обществом, которое не может производить красивых банок для пива. Вообще, мне кажется, нам недостает естественного изящества и обаяния.

Греческие амфоры красивы, но не потому, что в них было вино и они были сделаны из глины, а потому, что делали их греки. В свое время они были просто самыми дешевыми сосудами для вина. Если бы греки делали жестяные банки для пива, то, возможно, в наших музеях сейчас были бы коллекции классических пивных банок, вызывающих восхищение художников.

Я уверен, что лишь немногие изделия могут быть красивыми или безобразными только из-за их назначения. Они являются скорее отражением эпохи, ее системы ценностей. В этом смысле XVIII в. имеет много общего с античной Грецией. И это неудивительно, поскольку он сознательно подражал античному миру. Почти все, к чему прикасалась рука мастера XVIII в., было прекрасно. Это относится не только к предметам роскоши, но и почти ко всему, что сделано в пору классицизма.

Здесь возникает важный вопрос об "абсолютных" нормах в эстетике. Следует ли считать, что "мое" мнение в принципе ничем не хуже, чем "ваше", хотя мой вкус может показаться вам плачевно неразвитым и ограниченным? Я полагаю, что в эстетике есть абсолютные нормы, которые могут меняться только постепенно, в течение веков. Современная демократичность моды представляется мне нигилистической и порочной, основанной на желании так или иначе нанести удар эстеблишменту. Я придерживаюсь того взгляда, что существует непрерывная традиция в системе эстетических ценностей, так же как и этических. Развитие этих традиций - процесс итерационный, развивающийся болезненно и медленно, от века к веку и от моды к моде, опираясь, как и наука, на опыт прошлого. Как иначе вообще могла бы возникнуть цивилизация со всей ее системой ценностей?

Другой спорный тезис можно сформулировать так: положим, что такие повседневные предметы, как греческие амфоры, прекрасны в некотором абсолютном смысле, но сознавали ли это сами греки? По этому поводу я хочу привести одно замечание из передовой статьи газеты "Таймс": "Хороший шрифт должен быть похож на чистое стекло - с его помощью можно видеть все, не замечая его самого. Но если мы вдруг обратим на него внимание, то тут должны проступить присущие ему черты красоты и элегантности, не бросающиеся нам в глаза сами по себе". Я думаю, именно этим объясняется тот феномен, что многие изделия получают эстетическое признание лишь после того, как они выходят из обыденного обихода. Но это вовсе не означает, что при использовании они не обладали абсолютной и непреходящей красотой.

Восемнадцатый век породил промышленную революцию. По-моему, важно отметить, что многие ее лидеры не шли на поводу у обывателя, это были тонко чувствующие люди с развитым и взыскательным вкусом, люди типа М. Боултона (1728-1809) и Дж. Веджвуда (1730-1795). Созданные ими предметы удивительно красивы, а сами они являют собой образец предпринимателя того времени. Однако, я думаю, черные силы промышленной революции породили не этика и культура классицизма XVIII в., а алчность и пошлость, которые лежат вне этики.

Уродливость не является атрибутом ни продукции массового производства, ни машин, ее выпускающих. Первые машины для по-настоящему массового производства, например оборудование для изготовления блоков, установленное на Портсмутской верфи Марком Брюнелем около 1800 г., и внешне привлекательны, и производительны. Именно на этих машинах изготовлены были миллионы блоков, необходимых парусным судам времен наполеоновских войн и еще долгие годы спустя. Они сберегли огромные средства, ибо блоки - дорогая вещь, а только одному военному кораблю их требовалось около полутора тысяч. Некоторые из этих механизмов можно увидеть теперь в Музее науки (рис. 158), но очень многие из них все еще продолжают служить в Портсмуте, вот уже 180 лет обеспечивая теперь, правда, уменьшившиеся потребности современного флота в блоках. Не только машины, но и их продукция, сами блоки - солидные и красивые вещи. Не знаю, можно ли назвать блок прекрасным, - это зависит от точки зрения, - но на него действительно приятно смотреть.

Рис. 158. Впервые оборудование для действительно массового производства было установлено в доках Портсмута и предназначалось для изготовления блоков. Как машины, так и сами блоки выглядят привлекательно, вероятно, их можно считать и красивыми.

Марк Брюнель, отец известного Изамбарда Кингдома Брюнеля, был французским эмигрантом-роялистом; по общему мнению современников, он был очаровательным человеком; гораздо более сердечным, чем это свойственно людям того круга, к которому он принадлежал. Но в манерах, поведении, обращении, костюме он оставался французским аристократом старых времен. Даже старомодное платье, в котором он ходил, очень ему шло. "При первой встрече я был совершенно им очарован, - писал о нем один из современников. - Меня восхищало в старом Брюнеле разнообразие его интересов и его любовь или, вернее, пылкая симпатия к вещам, которые он не понимал или не имел времени изучить. Но больше всего я восхищался его подкупающей простотой и немногословием, его безразличием к явным барышам и его гениальной рассеянностью. Он жил так, как если бы в мире совершенно не было мошенников и негодяев".

Вряд ли при столь непрактическом складе характера Брюнель-отец без затруднений получил бы работу в современной преуспевающей фирме. А вот созданные им механизмы почти двести лет спустя все еще производят прекрасные блоки.

Великие инженеры, которые работали до и непосредственно после 1800 г., заложили фундамент не только китайского промышленного процветания, но и современного индустриального общества. Многие из них обладали прекрасным вкусом, но ко временам королевы Виктории во всем возобладали испорченные вкусы широкой публики. Эстетические потребности общества к 1851 г. достигли минимума. Проницательные наблюдатели вроде лорда Пфайфера (1818-1898) уже во время Всемирной выставки заметили, что промышленность Британии постепенно утрачивает свои творческие начала. Сейчас широко распространено и общепринято мнение - оно сделалось своего рода аксиомой, - что уродливость продукции пришла вместе с индустриализацией и является неизбежным следствием массового производства. Я сомневаюсь, что такая точка зрения могла бы выдержать серьезную фактическую проверку. Я лично склонен полагать, что и элегантность, и деловая инициатива шли к упадку рука об руку, виной чему послужили все те же спесь и самодовольство, которые всплыли в британском характере в связи с промышленным преуспеванием.

Шумный протест 70-80 гг. прошлого века против безобразных промышленных порождений практически не достиг цели. Я думаю, что его результаты оказались ничтожными скорее потому, что движением руководили со страниц "Панча" и "Пэйшенс", чем потому, что оно уводило от основных жизненных проблем и било по неверным мишеням. Те, кто возглавлял движение, оказались неспособными разглядеть, что корни всех тех явлений, которые они так сильно ненавидели и против которых выступали, кроются не в самих машинах, а в складе нашего ума. Подобно многим другим реформаторам эстетики, они отвергали технику, вместо того чтобы включить ее в свою систему. Возможно, если бы они сумели изучить технику и инженерное дело, то они могли бы воздействовать на всю систему изнутри. Но для этого нужна та дисциплина труда, подчиняться которой многие люди искусства почему-то считают ниже своего достоинства. Конечно, Уильям Моррис и его последователи изучали и развивали некоторые технические ремесла, но на самом деле нужно было заниматься техникой массового производства и экономическими проблемами высокопроизводительного общества.

Об эффективности и функциональности

Увидевши это, ученики его вознегодовали и говорили: к чему такая трата?

Ибо можно было бы продать это миро за большую цену и дать нищим.

26, 8-9 Евангелие от Матфея
70
От редактора перевода 1
Предисловие 1
Введение 1
Конструкции в нашей жизни, или как общаться с инженерами 1
Живые конструкции 2
Технические конструкции 2
Конструкции и эстетика 3
Теория упругости, или почему вещи все же ломаются 4
Часть I. Трудное рождение теории упругости 5
Глава 1 5
Почему конструкции выдерживают нагрузки, или упругость твердых тел 5
Закон Гука, или упругость твердых тел 6
Как теория упругости застыла на месте 6
Глава 2 7
Изобретение напряжения и деформации, или барон Коши и расшифровка модуля Юнга 7
Напряжение 7
Единицы напряжения 8
Деформация 8
Модуль Юнга, или какова жесткость данного материала? 8
Единицы измерения жесткости, или модуля Юнга 9
Фактические значения модуля Юнга 9
Прочность 9
Глава 3 10
Конструирование и безопасность, или можно ли доверять расчетам на прочность? 10
Французская теория и британский прагматизм 10
Коэффициент запаса и коэффициент незнания 11
Концентрация напряжений, или как "запустить" трещину 11
Глава 4 12
Упругая энергия и современная механика разрушения, с отступлениями о луках, катапультах и кенгуру 12
Энергетический подход к расчетам конструкций на прочность 13
Автомобили, лыжники и кенгуру 13
Луки 14
Катапульты 15
Эластичность, резильянс и ухабы на дорогах 16
Упругая энергия как причина разрушения 17
Энергия, или работа, разрушения 17
Гриффитс, или как жить в мире трещин и концентрации напряжений 18
"Мягкая" сталь и "высокопрочная" сталь 20
О хрупкости костей 20
Часть II. Конструкции, нагруженные растяжением 21
Глава 5 21
Растянутые конструкции и сосуды под давлением - о паровых котлах, летучих мышах и джонках 21
Трубы и сосуды высокого давления 22
Сферические сосуды высокого давления 22
Цилиндрические сосуды высокого давления 22
Китайская инженерия, или лучше прогнуться, чем лопнуть 23
Летучие мыши и птеродактили 23
Почему же птицы имеют перья? 24
Глава 6 24
О соединениях, креплениях и людях, а также о ползучести и колесах колесниц 24
Прочные соединения и человеческие слабости 25
Распределение напряжений в соединениях 26
Заклепочные соединения 26
Сварные соединения 27
Ползучесть 27
Глава 7 28
Мягкие материалы и живые конструкции, или как сконструировать червяка 28
Поверхностное натяжение 28
Поведение существующих в природе мягких тканей 29
Коэффициент Пуассона, или как работают наши артерии 30
Надежность, или о вязкости тканей животных 31
Строение мягких тканей 32
Часть III. Конструкции в условиях сжатия и изгиба 32
Глава 8 32
Стены, арки и плотины, или башни, уходящие в облака, и устойчивость каменной кладки 32
Линии давлений и устойчивость стен 33
Плотины 35
Арки 35
Масштаб, пропорции и надежность 36
О позвоночнике и скелете 37
Глава 9 37
Кое-что о мостах, или святой Бенезе и святой Изамбар 37
Арочные мосты 37
Чугунные мосты 38
Арочные мосты с подвесной проезжей частью 38
Подвесные мосты 38
Линия давления в арках и подвесных мостах 39
Мостовые фермы с верхним криволинейным поясом 39
Глава 10 40
Чем хороши балки, или о крышах, фермах и мачтах 40
Фермы перекрытий 41
Фермы в кораблестроении 42
Консоли и шарнирно опертые балки 43
Фермы мостов 44
Напряженное состояние балок 45
Продольные напряжения в изгибаемой балке 45
Глава 11 46
Тайны сдвига и кручения, или "Поларис" и вечерние туалеты 46
Терминология 46
Стенка балки в условиях сдвига - изотропные и анизотропные материалы 47
Касательное напряжение - это растяжение и сжатие, действующие под углом +45°, и наоборот 48
Складкообразование 48
Кручение 49
Центр изгиба и центр давления 49
Глава 12 51
Различные виды разрушения при сжатии, или сэндвичи, весла и Леонард Эйлер 51
Предел прочности на сжатие, или разрушение коротких стержней и колонн при сжатии 51
Сравнение прочности материалов на растяжение и на сжатие 52
Прочность дерева и композиционных материалов при сжатии 52
Леонард Эйлер и выпучивание тонких стержней и пластин 54
Трубы, корабли и бамбук, или кое-что о локальной потере устойчивости 55
Листья, сэндвичи и сотовые конструкции 55
Часть IV. И последствия были… 56
Глава 13 56
Философия конструирования, или форма, вес и стоимость 56
Проектирование конструкций, работающих на растяжение 56
Сравнения веса сжатых и растянутых конструкций 57
Масштабные эффекты, или еще раз о законе двух третей 58
Каркасные конструкции против монокока 58
Надувные конструкции 59
Колеса со спицами 59
О выборе лучшего материала, или что такое "лучший материал" 59
Материалы, топливо и энергия 60
Глава 14 61
Катастрофы, или очерк об ошибках, прегрешениях и усталости металла 61
О точности расчетов на прочность 61
Проектирование с помощью эксперимента 62
Сколько она будет служить? 62
Усталость металла, мистер Хани и пр. 63
Катастрофы деревянных кораблей 64
Еще о котлах, сосудах давления и о кипящем в них масле 64
О вырезании дыр 65
Об излишнем весе 66
Аэроупругость, или тростник, колеблемый на ветру 67
Проектирование как прикладная теология 67
Глава 15 68
Эффективность и эстетика, или мир, в котором мы должны жить 68
Об эффективности и функциональности 70
О стилях и напряжениях 72
Об имитации, подделках и украшениях 73
Приложения 73
Приложение 1. О справочниках и формулах 73
Приложения 2-4 74
Приложение 2. Теория изгиба балок 74
Приложение 3. Кручение 74
Приложение 4. Эффективность стержней (колонн) и пластин при сжатии 74
Рекомендации для дальнейших занятий 74