Конструкции, или почему не ломаются вещи - Гордон Джеймс Эдвард (книги онлайн .txt) 📗

В одном случае, с которым мне пришлось разбираться, два больших вращающихсябарабана для изготовления покрытой пластиком бумаги перевели с подогревамаслом низкого давления на технический пар высокого давления. Надо сказать,что инспектор страховой компании настаивал на том, что барабаны должныбыть "усилены" с помощью треугольных косынок из мягкой стали, приваренныхизнутри к поверхности цилиндра и к плоским крышкам барабана.

Вскоре после переоборудования оба барабана взорвались во время работы.Имея в руках чертежи, я рассчитал, что в этих барабанах было по крайнеймере 48 мест, где должна была бы произойти авария. Но моя оценка оказаласьслишком пессимистической - на самом деле разрыв произошел только в 47 местах.Слава богу, никто не был убит и никто серьезно не пострадал; все это явилосьударом для инспектора страховой компании, который был, надо полагать, прилежными достаточно рассудительным маленьким человеком.

Другой случай оказался более трагическим. Фирма химического машиностроениязакупила где-то на стороне сосуд-смеситель, который предполагалось использоватькак часть строящегося для заказчика завода. Так как смеситель должен былнагреваться маслом под давлением, то нагревательная рубашка была подвергнутаконтрольным испытаниям холодной водой. Она выдержала давление в 5 ат безкаких-либо видимых повреждений. Однако, когда установка была поставленазаказчику и рубашка заполнена очень горячим маслом под давлением всегов 1,5 ат, она взорвалась после нескольких часов работы, обрызгав человекамаслом температурой 280°С, в результате чего тот умер через несколько дней.

Согласно докладу официального инспектора, авария могла произойти тольковследствие халатности моего клиента - фирмы химического машиностроения.В результате фирма была вовлечена в очень сложный и дорогостоящий судебныйпроцесс.

В действительности же официальный доклад об аварии был основан на неверныхвыводах, сделанных на основании осмотра осколков. Резервуар взорвался непотому, что мои клиенты использовали его неподобающим образом, причинойаварии явились ошибки в проекте и изготовлении. И хотя природа техническихпричин аварии была довольно сложной, как мои клиенты, так и непосредственныеизготовители сосуда полагали, что конструирование такого сооружения - задачатривиальная. На самом деле сосуд по-настоящему даже не проектировался,а был "скроен на глазок" и сварен в какой-то третьеразрядной мастерской.

В результате произошло следующее. Во время испытаний под высоким давлениемсварные швы нагревательной рубашки сильно пострадали, но никто этого незаметил. Швы были настолько близки к разрушению, что нескольких цикловнагружения при гораздо меньших давлениях оказалось достаточно для усталостногоразрушения, приведшего к трагическим последствиям. Знающий и опытный инженердолжен был бы предусмотреть такую возможность. По закону и, возможно, посправедливости основная тяжесть вины ложилась на изготовителей сосуда,но я не мог избавиться от мысли, что компетентная фирма, располагавшаяопытными инженерами-химиками, могла бы предотвратить беду. Когда я оказалсяна этой фирме, директор пригласил меня обедать. В ходе беседы я между прочимспросил его:

—?Сколько в вашей фирме дипломированных инженеров, мистер…?

И услышал в ответ:

—?Ни одного, слава богу!

О вырезании дыр

Вообще говоря, вырезать дырки в уже существующих конструкциях довольнобезрассудно, и тем не менее некоторые просто не могут противиться соблазнупроделать это. Случай, о котором пойдет речь, произошел с самолетом "Мастер",построенным перед войной в качестве учебного самолета Королевских военно-воздушныхсил. По характеру исполнения и стилю управления он был похож на "Харрикейн"и "Спитфайер". В трудные дни 1940 г. некоторые из этих самолетов были переоборудованыв истребители, для чего в крыле поставили шесть скорострельных пушек. Первоначальныйучебный вариант машины имел тросовый привод механизмов управления, которыйхотя и прекрасно работал, но был слишком "мягким" для настоящего истребителя.Поэтому кто-то решил заменить в истребительном варианте "Мастера" тросына металлические тяги. Чтобы пропустить тяги, управляющие рулями высотыи поворота, в шпангоуте хвостовой части были сделаны соответствующие вырезы.

Прошло совсем немного времени, и последовала серия из трех катастрофсо смертельным исходом. Во всех трех случаях у самолета в полете отваливалсяхвост. При стендовых испытаниях фюзеляжа выяснилось, что его прочностьупала до 45% расчетной нагрузки. Мораль, я думаю, ясна.

Гораздо более известная катастрофа такого же типа с огромным количеством жертвпроизошла с транспортом "Биркенхед". Этот металлический пароход был спущен наводу в 1846 г. как военный корабль. Он имел должную прочность и был снабжен внужном количестве водонепроницаемыми переборками. Когда его переоборудовали втранспорт, военное ведомство настояло, чтобы в поперечныхпереборках [126] были сделаны большие отверстия, дабы в помещениях для солдат былобольше места и света.

В 1852 г. "Биркенхед" отправился в Индию через Кейптаун, имея на борту648 человек, в том числе 20 женщин и детей. В результате навигационнойошибки судно налетело на одинокую скалу в 4 милях от побережья Южной Африки.Корабль получил огромную пробоину в носовой части, и поскольку переборкикорпуса были практически вырезаны, все люди, находившиеся в носовой частикорабля, были затоплены водой почти мгновенно. Многие солдаты не успелипроснуться: было 2 часа ночи. Под напором заполнившей корабль воды передняячасть его обломилась и быстро пошла ко дну. Было темно, море кишело акулами,спасательных шлюпок не хватало. Оставшиеся в живых сгрудились на корме,которая тонула медленнее. Солдаты вели себя храбро и дисциплинированно:они собрались на верхней палубе, в то время как женщин и детей посадилив немногие уцелевшие шлюпки и отправили на берег. Все женщины и дети былиспасены. Уцелело лишь 173 человека, остальные утонули или были съеденыакулами.

Быстрое затопление водой большинства отсеков корабля явилось очевиднымследствием того, что во многих переборках были вырезаны отверстия, чтои послужило, конечно, причиной гибели судна. Жертв было бы, наверное, значительноменьше, если бы корабль не разломился надвое, что произошло, по-видимому,в результате ослабления корпуса как целого.

История с "Биркенхедом" стала широко известна как пример дисциплиныи героизма экипажа. Когда известие достигло Берлина, прусский король приказалзачитать его перед строем в каждой армейской части. Возможно, было бы лучше,если бы он заставил военное министерство не вмешиваться в вопросы конструкциикораблей - предмет, в котором армейские чины всегда мало что понимали.

Как отмечает К. Барнэби, известный кораблестроитель, представление о том, что втранспортах свежий воздух и свободное пространство важнее безопасности, быловесьма живучим. Он говорит, что даже в 1882 г. судовладельцы жаловались, что,когда они, согласно требованиям адмиралтейства, устанавливали дополнительныепереборки, военные власти отказывались принимать суда на том основании, чтопространство между переборками слишком мало [127].

Об излишнем весе

Почти каждая конструкция почему-то оказывается тяжелее, чем предполагалее автор. Отчасти это происходит из-за слишком оптимистических оценок тех,кто занимается весом будущей конструкции, но отчасти благодаря заботе почтикаждого участника о ее "безопасности". Каждый делает свою деталь чуть-чутьтолще и чуть-чуть тяжелее, чем это в действительности необходимо. В глазахмногих это своего рода добродетель, признак честности и порядочности. Всловах "построено основательно" сквозит оттенок похвалы, в то время какслова "легкая конструкция" звучит скорее как "легковесная", "ненадежная".