Главная Технологии Техника Оружие Адреналин Мастер- класс Российская наука Карта: 1 2 3 4 5 6 7 Технологии - 18 мегапроектов

Инженерные чудеса
Грандиозный размах – это непременно новые конструкторские решения, новые схемы и методы. Границы возможного отступают. Курточка, гори!

Летающий корабль


Самый прочный мост Место: Сан-Франциско (США). Стоимость проекта: $6 млрд. Срок завершения: 2013 г. Высота опоры 160 м. Количество транспортных полос: 10. В конструкции использовано 100 000 т стали. Сквозь лед

17 октября 1989 года землетрясение силой 7,1 балла 15 секунд подряд трясло северную Калифорнию. Стихия сдвинула на 17 см восточный пролет сан-францисского моста над Оклендским заливом, обрушился 250-тонный кусок верхнего дорожного полотна. Погиб один водитель. Когда рушатся железобетонные мостовые конструкции, это весьма наглядное знамение, указывающее на зыбкость и уязвимость главных транспортных артерий, обслуживающих Сан-Франциско. Не прошло и месяца, как поврежденную секцию отремонтировали и движение по мосту возобновилось, однако инженеры уже понимали, что просто восстановить мост до первоначального состояния будет уже недостаточно. Требовалось решение, способное противостоять самым жестоким сюрпризам, какие могли бы в будущем подсунуть расположенные в Калифорнии разломы – источники сейсмической активности. Новое под Солнцем

Перед создателями нового моста стояла сложная задача: не упуская из виду серьезной угрозы землетрясений, нужно было угодить требовательной публике, проживающей в зоне залива. Если подходить к задаче с чисто инженерных позиций, легче всего было бы построить просто более массивный вариант уже имеющейся конструкции – простирающуюся на три с лишним километра от острова Йерба-Буэна до Окленда цепочку низко висящих ферм, опирающихся на массивные бетонные быки. Однако общественность желала любоваться выразительным высоким пролетом, который должен украсить залив, а не только решать транспортные проблемы. «Область залива знаменита своими живописными мостами, – говорит Барт Ней, представитель министерства транспорта в штате Калифорния (Caltrans). – Это часть нашего имиджа, так что, естественно, эстетическая сторона все время рассматривалась как неотъемлемый элемент проекта». Наносалфетки

В конце концов эксперты из Caltrans решили создать мост из двух половин, соединив двухкилометровую эстакаду (Skyway) с висячим мостом, опирающимся на один пилоном. Эта революционная конструкция держит 560 м дорожного полотна, подвешенного на единственном пилоне. Более короткая западная часть заканчивается на острове Йерба-Буэна, а более длинная восточная простирается до встречи с эстакадой. Сахар в бензобаке

Обычно мы представляем себе мост как стационарный и неподвижный объект. Новый мост в Северной Калифорнии изначально проектируется как подвижный механизм. Согласно оценкам Геологического комитета США, существует 62-процентная вероятность того, что до 2032 года в этом регионе произойдет землетрясение силой как минимум 6,7 балла. Нанодинамо

«Новый мост Бэй-Бридж с обеих сторон окружен источниками опасности – с запада это разлом Сан-Андреас, а с востока разлом Хэйворд. Таким образом, он находится в самом центре сейсмоопасной зоны. Поскольку в техзадании на новый мост содержится условие, чтобы он простоял не меньше 150 лет, от инженеров потребовалось включить в конструкцию все мыслимые механизмы сейсмической защиты по самому последнему слову техники (см. врезку «Как защитить мост от землетрясения»). К примеру, в самом пилоне предусмотрены деформируемые конструктивные элементы, поглощающие энергию при землетрясениях, подобно тому, как зоны деформации в автомобиле гасят энергию удара при лобовом столкновении. Благодаря этому нововведению конструкция спокойно переносит движения с амплитудой до 1 м, вызванные землетрясением. Морские мельницы

Противоречия между требованиями эстетики и физики подтолкнули инженеров к использованию весьма хитроумных решений. Официально новый мост отнесен к категории «жизненно важных коммуникаций», то есть даже после самого сильного из мыслимых в данном районе землетрясений он не должен создавать препятствий проезду спасательной автотехники. «Представители общественности были в восторге от идеи одного-единственного пилона, – говорит Брайан Мэрони, который от лица министерства курировал разработку этого проекта, – но стоит только подумать о размере этой конструкции, и сразу всплывут сомнения, реально ли будет отремонтировать такую махину, если она пострадает от землетрясения». Кошечки

Чтобы мост эффективнее противостоял землетрясениям, Мэрони вместе со своей инженерной командой спроектировали главный пилон в виде четырех колонн, действующих как единая опорная система, но при этом способных двигаться независимо друг от друга. Отметим, что все задействованные в конструкции моста ударопоглощающие элементы в случае повреждения можно заменить в течение одного-единственного дня, после чего мост сразу же будет запущен в эксплуатацию. Авиалайнер Boeing 787

Однако самой, наверное, сложной инженерной задачей была подвесная тросовая система. Обычно висячие мосты предполагают несколько пилонов, между которыми наподобие гамаков развашены участки дорожного полотна. Здесь же вся система больше напоминает такелажную строповую обвязку, заведенную на вершину одной-единственной башни. Единый трос как бы охватывает петлей восточный конец подвесного моста, на вершине пилона два его конца скрещиваются и идут дальше к западному окончанию моста, где и закрепляются. Пират и море

Завязавшаяся вокруг этого моста политическая перепалка изрядно отодвинула сроки разработки проекта, его приемки и начала строительства, а заодно и раздула необходимые суммы от начальных $1,3 млрд. аж до $6 млрд. Однако не пройдет и шести лет, как новая трасса откроется для автомобильного движения, и тогда район залива получит еще один мост, достойный его давней инженерной славы, мост, который раскинется над заливом как символ красоты и силы. Скальпель в невесомости


Погружной туннель самого глубокого заложения Место: Босфор (Турция). Стоимость проекта: $3,3 млрд. Срок завершения: 2010 г. Общая длина: 13,2 км. Длина погружной части: 1380 м. Путеводные звезды

Туннели такого масштаба строились и раньше, но создателям туннеля «Мармарай» пришлось столкнуться с дополнительными трудностями. Их детищу предстояло пролегать в сейсмоопасной зоне. Сейсмологи предсказали, что с вероятностью 62% в течение ближайших 30 лет расположенный по соседству Северо-Анатолийский разлом породит сильное землетрясение. Было выбрано следующее решение: бЧльшую часть туннеля пробьют сквозь скальный массив, и только полуторакилометровый отрезок непосредственно под Босфором будет проходить в герметичной трубе. Эту трубу изготовят посекционно на поверхности, а затем погрузят в воду, и уже под водой секции будут стыковывать воедино. В отличие от туннеля, пробитого традиционным образом в скальном массиве, погружной участок будет гибким: его секции соединят друг с другом эластичными стыковочными элементами, изготовленными из стали и резины. Такая конструкция сможет, не растрескавшись, пережить мощные подземные толчки. Когда в 2010 году «Мармарай» сдадут в эксплуатацию, он будет самым глубоким из подобных туннелей на Земле. Максимальная глубина его заложения составит 54 м. Наконец-то в этом месте Запад и Восток смогут встретиться, «не замочив ног».

Знаменитейшие туннели мира

Сейкан (Япония). Повод для гордости: самый длинный и самый глубокий железнодорожный туннель мира. Дата завершения: 1988 г. Длина: 53,6 км. Максимальная глубина: 239 м.

Туннель под Ла-Маншем. Повод для гордости: второй по длине железнодорожный туннель. Место: между Англией и Францией. Дата завершения: 1994 г. Длина: 49,6 км. Максимальная глубина: 74,8 м.

Лаэрдаль (Норвегия). Повод для гордости: самый длинный в мире автомобильный туннель. Дата завершения: 2000 г. Длина: 24,3 км.


Крупнейший научный проект Большой адронный коллайдер (ускоритель на встречных пучках). Место: граница между Францией и Швейцарией. Стоимость проекта: $4 млрд. Срок завершения: 2007 г. Длина окружности: 27 км.

По 27-километровому кольцу, проложенному под французско-швейцарской границей, будут гонять элементарные частицы, столкнув таким образом между собой два мира, два масштаба: микромир сверхмалых величин и мегамир грандиозных подземных конструкций. Внутри Большого адронного коллайдера (LHC) массивные мощные электромагниты, охлажденные до температур всего в несколько градусов Кельвина, будут выстреливать лучи протонов сверхвысоких энергий. Ядра атомов понесутся по кольцевым траекториям на скоростях, лишь чуть-чуть не достигающих скорости света, и столкнутся лоб в лоб с другими ядрами, несущимися навстречу. Выделяющаяся при этом энергия будет столь велика, что таким столкновением можно сымитировать условия, существовавшие во Вселенной спустя долю секунды после Большого взрыва. Если LHC оправдает возложенные на него надежды, он позволит наконец обрести «чашу Грааля» современной физики – даст шанс уловить бозон Хиггса, поскольку именно ему, как сейчас предполагают, материя обязана своей массой. Возможно, эта грандиозная экспериментальная установка поможет приподнять завесу тайны над «темной материей», природа которой пока неясна, и пролить свет на до сих пор не объясненные аномалии движения галактик.
Самый высокий небоскреб Место: Дубай (ОАЭ). Стоимость проекта: $1 млрд. Срок завершения: 2009 г. Предполагаемая высота: 899 м.

Каждые 30–40 лет на планете обостряется борьба за первенство среди самых высоких зданий мира. В 1930-е годы за этот титул боролись в Нью-Йорке Chrysler и Empire State Building, в начале 1970-х эстафету перехватили башни WTC и Sears Tower.

На это соперничество откликнулась Малайзия и в 1998 году воздвигла самых высоких в мире близнецов Petronas Towers высотой по 450 м. Не прошло и шести лет, как всем утер нос Тайвань, поставив у себя башню Taipei 101 высотой 509 м. Теперь ждем нового рекорда – это будет 900-метровый Burj Dubai – его строительство должно завершиться в 2009 году. Опасаясь конкурентов, создатели чуда хранят точные его параметры в секрете. Верхушка здания будет представлять собой стальную решетчатую конструкцию, которую можно наращивать вверх, чтобы оторваться от любых посягательств на титул.

Знаменитые небоскребы

Taipei 101. Место: Тайбэй (Тайвань). Высота: 509 м. Этажей: 101. Построен в 2004 г.

Petronas Towers. Место: Куала- Лумпур (Малайзия). Высота: 452 м. Этажей: 88. Построен в 1998 г.

Sears Tower. Место: Чикаго (США). Высота: 442 м (без антенны), 519 м (с антенной). Построен в 1973 г.


Самый большой океанский лайнер Место: Турку (Финляндия). Стоимость проекта: ,2 млрд. Срок завершения: 2009 г. Количество пассажиров и команды: 6 400. Длина: 360 м. Водоизмещение: 200 000 т.

В 2003 году компания Cunard построила cуперлайнер Queen Mary 2 водоизмещением 137 000 т. Через три года этот рекорд был побит компанией Royal Caribbean и лайнером Freedom of the Seas (140 000 т). Этот рекорд долго не продержится: в 2009 году с финских верфей в городе Турку сойдет Genesis водоизмещением в 220 000 т. Не думайте, что Genesis получится неуклюжим бегемотом. У этого судна все три ходовых винта, расположенные в независимых гондолах, могут поворачиваться на 3600. Управляться они должны единой навигационно-контрольной системой. Стоя на мостике, капитан сможет двигать судно в любом направлении – вперед, назад и даже вбок – и все это лишь одним джойстиком. Маневровые буксиры уже не потребуются.


Самый длинный подводный трубопровод Место: Северное Море. Стоимость проекта: $3,3 млрд. Срок завершения: 2007 г. Длина: 1194 км. Максимальная глубина: 900 м.

В сотне километров от берега норвежская компания Hydro разрабатывает гигантское подводное газовое месторождение Ormen Lange. 1200-километровый подводный газопровод соединит место добычи с перерабатывающими заводами в Великобритании. Технические сложности – это не только необходимость работать на 900-метровых глубинах, где давление достигает почти сотни атмосфер, но и проблемы с самим дном. Рельеф дна в некоторых местах оказался настолько неровным, что потребовал тщательной предварительной подготовки с помощью двух дистанционно управляемых подводных экскаваторов. Отдельные секции трубопровода стыковались и сваривались на борту двух самых больших в мире морских трубоукладчиков, после чего постепенно, с минимальными перегибами опускались на дно. Осенью прокладка трубопровода завершится и магистраль обеспечит примерно 20% британских потребностей в газе.
Мост-небоскреб Место: Мийо (юг Франции). Стоимость проекта: $294 млн. Сдан в эксплуатацию в 2004 г. Высота дорожного полотна: 270 м. Длина: 2460 м.

Выполненный по проекту знаменитого британского архитектора сэра Нормана Фостера и французского инженера Мишеля Вирложо, виадук Мийо (официальное название Le Viaduc de Millau) через реку Тарн на юге Франции носит звание самого высокого в мире транспортного моста (его максимальная высота 343 м). По конструкции это вантовый мост, пилоны соединены с дорожным полотном вантами (стальными канатами) непосредственно, тогда как у висячих мостов дорожное полотно поддерживается вантами, прикрепленными к протянутым по всей длине моста тросам. Мост отличается не только совершенным дизайном: опоры, полотно, пилоны и ванты снабжены огромным количеством датчиков, данные от которых стекаются в компьютеризированную систему сбора информации службы эксплуатации виадука. Тензометрические датчики отслеживают нагрузки в местах соединения элементов моста, акселерометры следят за колебаниями, а пьезоэлектрические датчики предоставляют данные о дорожном движении. Чтобы уменьшить влияние ветра на колебания дорожного полотна, последнее имеет специальный аэродинамический профиль. Виадук рассчитан на максимальную нагрузку в 28 000 автомобилей ежедневно.

Знаменитые мосты

Акаси-Кайкё (о. Хонсю – о. Авадзи, Япония). Дата постройки: 1998 г. Длина: 3911 м Высота: 282,8 м.

Сторбельт (п-остров Зеландия – о. Фюн, Дания). Дата постройки: 1998 г. Длина: 6790 м. Высота: 254 м.

Золотые Ворота (Сан-Франциско, США). Дата постройки: 1937 г. Длина: 2742,9 м Высота: 228,6 м.


Мировой чемпионат самых высоких зданий Ежегодно немецкое агентство Emporis присуждает престижную награду за самый лучший небоскреб года. Учитывается не только и даже не столько высота, сколько дизайн и функциональность здания.

Основной бизнес агентства Emporis – это информация по объектам недвижимости во всем мире. Один из самых популярных продуктов агентства – онлайновый каталог Emporis Buildings, предоставляющий данные обо всех высотных строениях мира. Начиная с 2000 года жюри, состоящее из представителей разных стран, присуждает престижную награду Emporis Skyscraper Award за лучший новый небоскреб, учитывая его дизайн и функциональность» (Best new skyscraper for design and functionality). На эту награду номинируются здания высотой не менее 100 м, сданные в эксплуатацию в год номинации. Но это не соревнования типа «кто выше»: учитывается не только высота или количество этажей, но и оригинальность проекта, новые конструкторские решения, функциональность здания. В последнее время жюри обращает особое внимание на различные энергосберегающие технологии и «умные» системы управления, установленные в зданиях.

Особенности небоскребостроения

Отель Sofitel (Нью-Йорк, США). Строительство этого отеля на 400 номеров в самом центре Манхэттена началось в 1997 году. Два 20-этажных крыла примыкают к центральной стеклянной башне. Кстати, стекло используется тонированное: в нижней части здания светлее, в верхней – темнее.

Оne Wall Centre (Ванкувер, Канада). Здание One Wall Centre – самый высокий небоскреб канадской провинции Британская Колумбия. Здание из голубоватого стекла имеет тонкий профиль (7:1) необычной чечевицеобразной формы. Для поддержания здания используется сложная система консольных балок и первая в мире гидравлическая система гашения колебаний, которая противостоит воздействию сильных ветров. Два бака, каждый из которых содержит около 200 000 л жидкости, расположены на крыше. В нижней части здания размещается отель Sheraton, в верхней – жилые апартаменты.

Kingdom Centre (Эр-Рияд, Саудовская Аравия). Самое высокое здание в Саудовской Аравии – эллиптическая башня с очень необычным дизайном верхней части: опоры перевернутой арки соединяет пешеходный смотровой мостик. Столь необычный вид – пожелание саудовского принца Альвалида Бин Талала, который попросил спроектировать здание с простыми, но элегантными формами в духе традиций искусства ислама. В нижней части здания находится бизнес-центр (14 этажей), выше – отель Four Seasons (10 этажей), жилые апартаменты (5 этажей) и торговый центр.

30 St Mary Axe (Лондон, Великобритания). Столь странное имя этого необычного здания, увенчанного спиральными лентами окон, – это его адрес в Сити, финансовом сердце Лондона. Британская пресса уже успела обозвать его «эротическим огурцом» и «намекающей башней». Общая площадь внешнего остекления, состоящего из панелей сложной формы, – 24 000 кв. м. При проектировании здания немалое внимание было уделено оптимизации энергопотребления: световые колодцы подводят дневной свет ко внутренней части здания, а окна в его верхней части могут автоматически открываться, что сберегает до 40% энергии, требуемой для кондиционирования.

Taipei (Тайвань). Сегодня это здание – абсолютный чемпион высоты. Дизайн Taipei 101 напоминает росток бамбука и одновременно китайскую пагоду. В конструкции широко используется цифра 8 (китайцы считают ее счастливым числом) – восемь вертикальных секций поддерживаются восьмью несущими «суперколоннами». Здание оснащено самыми быстрыми в мире герметичными лифтами со скоростью подъема до 1008 м/мин. и спуска 610 м/мин.

Hsb Turning Torso (Мальмё, Швеция). Необычная структура этого здания представляет собой девять кубиков по пять этажей каждый, поставленные друг на друга и повернутые вокруг вертикальной оси относительно друг друга. Несмотря на столь экстравагантную конструкцию, здание довольно жесткое и прочное: максимальная амплитуда отклонений верхней части при ветре в 44 м/с составляет всего 30 см.

2006 Hearst Tower (Нью-Йорк, США). Высота 182 м Количество этажей 46 Архитекторы Foster & Partners, Adamson Associates Один из самых современных «энергосберегающих» небоскребов в мире спроектирован по заказу Hearst Corporation, издательского дома, который в числе прочих издает и журнал Popular Mechanics. Продуманная система вентиляции, световых колодцев, использование дождевой воды для охлаждения, увлажнения воздуха и других технических целей позволяют значительно экономить электроэнергию.


Из области фантастики Эти сооружения, возможно, увидят наши дети или внуки: многие проекты, ныне воплощенные в жизнь и кажущиеся совершенно привычными, когда-то воспринимались как чистейшей воды выдумки.

«Он начал с того, что боится разочаровать собрание после заинтриговавших всех слов Ч.Х. Ллойда. Его проект едва ли может быть признан более грандиозным, чем Панамский канал или соединяющий Цейлон с Индией мост сэра Роджерса через Полкский пролив. Его проект, собственно говоря, даже прост...» Так писал Бернгард Келлерман с 1913 году в своем фантастическом романе «Туннель». «Аллан вынул из широкого кармана брюк кусок мела и провел две черты на стоявшей перед ним доске. Вот это Америка, а это Европа! Он обязуется в пятнадцать лет построить подводный туннель, который соединит оба материка и по которому пойдут поезда, покрывающие расстояние между Америкой и Европой в двадцать четыре часа! В этом и заключается его проект». Конечно, подобный туннель пока не построен. Однако туннель под Ла-Маншем, который когда-то казался столь же фантастическим проектом, уже давно превратился в привычную трассу, служащую для железнодорожного сообщения между континентальной Европой и островной Великобританией. Поэтому мы решили рассказать еще о некоторых пока не осуществленных, но чрезвычайно интересных сооружениях.

Трансатлантический туннель

Вполне возможно, что когда-нибудь в будущем погружной туннель, состоящий из 54 000 секций, заякоренных к морскому дну, соединит Нью-Йорк и Лондон. Секции будут располагаться не очень глубоко, но достаточно, чтобы волнение на поверхности не слишком раскачивало туннель. Герметичные поезда на магнитной подушке смогут развивать в туннеле, где создается вакуум, огромную скорость и пересекать Атлантику менее чем за час.

Мост через Берингов пролив

Почти 90-километровый мост, соединяющий Азию и Америку в районе Северного полярного круга, потребует установки 220 массивных опор специальной формы (для сопротивления наползанию льда). Мост будет двухуровневым – железнодорожная закрытая нижняя часть будет эксплуатироваться круглогодично, а верхняя автомобильная «палуба» – только в течение короткого полярного лета. Да и для ведения строительства подходят лишь четыре летних месяца.

Город в небеса

Японский суперпроект Tokyo Sky City выглядит совершенно фантастическим. Три здания, которые планируется объединить в единый комплекс, будут достигать в высоту километра! Для борьбы с сейсмическими толчками и ветром здания будут оснащены системами активного гашения колебаний.

Токийская пирамида

Японцы всеми способами пытаются решить проблему дефицита места. Один из вариантов – построить в Токийском заливе гигантский пирамидальный город. Каркасный «экзоскелет» на 36 опорах соединит трубчатыми переходами многочисленные здания, висящие на каркасе подобно грушам на дереве. «Суперпирамида» сможет вместить 750 000 человек.





Морские мельницы | E.T. разбушевался | Кошечки | Иммунная атака | Авиалайнер Boeing 787 | Командир приборов | Пират и море | Битвы двуногих | Скальпель в невесомости | Моноциклы | Путеводные звезды | Cлоны не пострадали |