КОНСТРУКЦИИ МАКАРОВА


В теории архитектуры настолько редко возникает что-то новое, что человеку, который создал в ней совершенно новое направление, было бы вполне естественно присвоить докторскую степень без защиты диссертации...



«После того, как в науке и искусстве достигается
некоторый высокий уровень технического мастерства,
они, как правило, сливаются в эстетике, пластичности и форме.
Величайшие ученые всегда художники.»
Альберт Эйнштейн.

СОДЕРЖАНИЕ
№№ п/п Подраздел Краткое содержание Переход Дата последнего обновления
1 ПРЕДИСЛОВИЕ А направлений, оказывается, было несколько... Переход 01 30/03/2013
2 ВВЕДЕНИЕ Введение в эту новую и безграничную тему Переход 02 23/01/2012
3 СВОЙСТВА СЕТЕЙ МАКАРОВА О том, чем сети Макарова и созданные на их основе конструкции отличаются от того, что было до них Переход 03 06/01/2013
4 САД РАСХОДЯЩИХСЯ ТРОПОК Описание первого варианта формообразования бесконечной серии конструкций, создаваемых на основе вантовых сетей Макарова Переход 04 23/01/2012
5 МЕТОД ПИРАМИД Описание второго варианта формообразования бесконечной серии конструкций, создаваемых на основе вантовых сетей Макарова Переход 05 26/01/2012
6 О РАСКРЫВАЮЩИХСЯ КОСМИЧЕСКИХ ПЛАТФОРМАХ Описание процесса создания раскрывающихся космических платформ Макарова Переход 06 20/02/2013
7 ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ВАНТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ СПОСОБОМ "СЕГРИМ" Способ "Сегрим" - принципиально новый подход к технологии проектирования вантовых конструкций Переход 07 27/12/2012
8 ЭЛЕКТРОННОЕ ПЛЕТЕНИЕ ВАНТОВЫХ СЕТЕЙ Описание технологии создания сетей Макарова на экране компьютера в программе EXCEL 2003 Переход 08 24/03/2013
9 ЭКСКУРС В ИСТОРИЮ Оказалось, что поверхности с волнообразными контурами уже встречались в истории человечества... Переход 09 23/01/2012
10 ПЕРВАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ В РОСТОВЕ Создание крупноразмерной модели "пятерки Макарова" и ее первая презентация в рамках фестиваля науки юга России Переход 10 26/11/2012
11 ВТОРАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ В РОСТОВЕ Доклад о конструкциях Макарова для Земли и для Космоса на фестивале науки юга России Переход 11 28/10/2012
12 CHALLENGE-2013 Об участии инженера Макарова в конкурсе института Бакминстера Фуллера "Challenge-2013" Переход 12 26/08/2013




ПРЕДИСЛОВИЕ

      Я думаю, что кого-то из читателей шокировало мое "смелое заявление" о докторской степени без защиты диссертации... Однако, если добросовестный читатель глубоко вникнет в содержание всей моей инженерно-архитектурной деятельности, то он с удивлением обнаружит, что инженер Макаров создал в архитектуре не одно, а сразу несколько новых архитектурных направлений. Эти новые направления, конечно, не получили пока достойного реального развития в нашей жизни. Однако, заметьте: я веду речь именно о "теории архитектуры", а не о серии каких-то уже построенных объектов. Рассмотрим все по порядку.

1. Космическая архитектура.

Если серьезно проанализировать историю употребления словосочетания "космическая архитектура", то мы будем вынуждены констатировать: словосочетание было, а реального наполнения у него не было никакого. Самой ценной книгой по этому направлению я считаю книгу "Архитектура невесомости" (Ярослав Голованов. Архитектура невесомости. М. , Машиностроение, 1985.). При этом я хочу заметить, что сама "архитектура", заявленная автором в названии книги, по ходу книги свелась лишь к различным инженерным разработкам.
Человечество давно уже запускало в космос различные аппараты. Эти аппараты решали свои конкретные задачи и были иногда очень даже не эстетичны... Вспомните: "Архитектура - это застывшая музыка..." Вы сможете привести хоть один пример такой "застывшей музыки" в космосе? Я думаю, что нет. Красота, гармония, эстетический баланс, - вот самые первые характеристики интересного архитектурного объекта. У дизайнеров есть такие понятия как "дизайнерская линия", "дизайнерский стиль". Так вот, осмелюсь вам доложить, что до инженера Макарова ни у кого не было даже попытки предложить какую-либо конкретную дизайнерскую линию в космической архитектуре, все сводилось лишь к отдельным космическим аппаратам. В этом направлении я являюсь абсолютным первопроходцем. Кто в этом сомневается, зайдите, пожалуйста, на страничку "Космическая Архитектура" английской энциклопедии "Wikimedia Commons". Там вы найдете сразу несколько архитектурных направлений для космического строительства, которые представлены 37 моими конструкциями. Кстати: саму страницу "Космическая архитектура" в этой энциклопедии создал именно я. Видимо, до меня ни у кого в этом потребности не возникало.

2. Тенсегрити-архитектура.

Ранее существовали "тенсегрити-конструкции" (до меня представленные, как я условно выражаюсь, "карандашами на ниточках"), но "тенсегрити-архитектуры" раньше не было вовсе.
Некоторые сомневаются, что мои конструкции являются именно "тенсегрити-конструкциями" (см. например, раздел «Тенсегрити» в английской энциклопедии "Wikimedia Commons". На это я должен вам сообщить, что впервые мои разработки назвал "тенсегрити-конструкциями" американский профессор архитектуры Мейсон Пек (Mason A. Peck, Associate Professor Mechanical and Aerospace Engineering 212 Upson Hall Cornell University Ithaca, NY). Думаю, что ему можно верить: сейчас он работает главным технологом в головном офисе НАСА в Нью-Йорке...
Направление "тенсегрити-архитектура" впервые было аннонсировано мною в статье "Тенсегрити - новое направление в архитектуре", которая была опубликована на архитектурном портале "Форма" 9 марта 2011 года. Замечу, что направление "тенсегрити" я заявил в статье как новое направление и для земной, и для космической архитектуры.
Интересно, что сама идея применения в космосе вантовых конструкций принадлежит "космическому первопроходцу" К.Э. Циолковскому. Именно он указывал на перспективность их применения в космическом строительстве, хотя конкретных инженерных проработок у него, насколько я знаю, не было. Видимо, он как инженер-конструктор чисто интуитивно чувствовал экономическую эффективность применения вантовых конструкций в направлении "захвата" больших космических площадей и космических объемов. К сожалению, к настоящему времени об этом уже практически все забыли...

3. Космическая наноархитектура.

Космическая наноархитектура была провозглашена мною в одноименной статье, которая вышла в информационном агентстве "КАРТИНА МИРА" в середине мая 2012 года. Раньше были нанотехнологии, была даже "наноархитектура" для Земли (John Johansen, "Nanoarchitecture: A New Species of Architecture"), но "космической наноархитектуры" еще не было никогда. Идея применять для строительства космических объектов структурные схемы каркасов, которые известны человечеству из наномира, принадлежит лично мне.

4. Глобус-архитектура.

Космическая глобус-архитектура родилась в моей одноименной статье, которая вышла в информационном агентстве "КАРТИНА МИРА" в начале июля 2012 года. Я задумывал ее именно для космоса, хотя допускаю, что применение ее основной идеи может найти свое воплощение и в архитектуре Земли.

5. Эннепер-архитектура.

"Эннепер-архитектура Макарова" аннонсирована мною в статье "Эннепер-архитектура Макарова для Земли и для Космоса", которая вышла на научном портале "SCIENCEEDGE.NET" в марте 2013 года. Подосновой для такой архитектуры являются ажурные трехмерные графики функций, которые были предложены в 1864 году французским математиком Альфредом Эннепером (Alfred Enneper). До настоящего времени это была "чистая математика" без каких-либо вариантов ее практического применения. У меня возникла идея о возможном применении этих графиков для создания реальных архитектурных объектов как в земной архитектуре, так и в архитектуре космоса. Такие объекты, конечно, могут строиться, например, из железобетона. Однако, я вижу более реальную перспективу. Я предлагаю строить объекты эннепер-архитектуры на основе моих вантовых сетей.

Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


ВВЕДЕНИЕ

      Я уже писал о том, что мои вантовые конструкции представляют собой статические тросовые сетки. Эти конструкции явно принадлежат к механике, к разделу "статика". Однако, ни в одном справочнике по физике, ни в одном разделе "механика" и ни в одном подразделе "статика" вы их не найдете. Причина этого, я думаю, состоит в том, что многие "ученые мужи" обладают большой косностью мышления, они не любят ничего нового в физике и в выпускаемых ими справочниках очень неохотно дают ему место, особенно тогда, когда авторами этого нового не являются они сами. Однако, у меня бесконечное терпение: зачем мне спешить, если у меня вечность впереди... Я не сомневаюсь в том, что мои конструкции в конце концов появятся во всех подразделах "статика" всех разделов "механика" всех выпускаемых справочников по физике. А пока этого не случилось, я, как и 25 лет назад должен позаботиться о себе сам. Поэтому я и решил завести на своем личном сайте этот раздел.

      Для тех, кто этого не знает, отмечу: сетка, которая показана сверху, сразу под таблицей - это самая настоящая "Пятерка Макарова". Глядя на нее, мне вспоминаются слова из поэмы Пушкина "Полтава": "В одну телегу впрячь не можно коня и трепетную лань." Дело в том, что в показанной конструкции прекрасно совместились такие "несовместимые" числа как 4 и 5. Оказалось, что "квадратная" по своей структуре сеть (т.е. сеть, которая сформирована двумя взаимно-ортогональными семействами вант) может быть лаконично создана на опорном контуре, который содержит именно ПЯТЬ периодов синусоиды. До меня это считалось невозможным. Реальность существования показанного "чуда", так же как и бесконечной серии других подобных "чудес" гарантирована именно моим "законом совместности вантовых сетей".

      Хочу заметить: хотя "тройка" формально и не попадает в сферу действия моего "закона совместности...", она, несомненно, тоже является представителем "конструкций Макарова" и пригодна для использования во многих космических и архитектурных проектах, поскольку для нее у меня персонально разработана отдельная схема плетения вант.

Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


СВОЙСТВА СЕТЕЙ МАКАРОВА

      Для тех, кто этого еще не знает, сообщаю: все мои сети появились на свет вопреки мнению ведущих специалистов в области вантовых конструкций. Они как "незаконнорожденные дети" не имели права появляться на свет, поскольку специалисты считали их существование невозможным. Среди вантовых покрытий из двух семейств вант на волнообразных опорных контурах до меня "пределом возможностей" считался гипар. Если волн на контуре требовалось больше двух, то покрытие составлялось из отдельных гипаров, которые соединялись друг с другом через систему жестких пролетных элементов, что значительно снижало и эстетические, и конструктивные свойства покрытия в целом. Мне удалось снять этот многолетний запрет профессионалов. Более того, единожды сняв этот запрет, я открыл миру бесконечное количество таких "незаконнорожденных" конструкций. При этом даже бесконечность их количества носит многомерный характер. Сделав выбор в одном месте, мы открываем одну из бесконечностей (оставляя другую вне поля зрения), затем по мере движения по выбранному пути, мы опять делаем выбор, оставляя бесчисленное множество этих конструкций "за бортом". И так далее... Обобщая описанный процесс, я и назвал свой первый метод их формообразования, а также попытку классификации моих конструкций "садом расходящихся тропок".

      Основным свойством, главной отличительной особенностью моих конструкций является "силовой баланс". Все мои конструкции являются гармоничным союзом сжатых и растянутых элементов. У всех моих конструкций "игра сил" замкнута внутри самой конструкции. Именно это их свойство и позволяет считать мои конструкции весьма перспективными для их применения в космической архитектуре. Мои конструкции оказываются очень подходящими для строительства и в открытом космосе, и на поверхностях других планет. При этом конструкции легко блокируются и по горизонтали, и по вертикали. А это их качество оказывается очень ценным для строительства на их основе долговременных космических поселений.

      Я не знаю, как обстоят дела с космической архитектурой в мировом масштабе. Вполне возможно, что именно я и являюсь основоположником этого направления в общечеловеческом плане. Да, были реальные космические корабли, да, были космические поселения писателей-фантастов. Но, насколько мне известно, еще НИКТО ДО МЕНЯ не завлял публично именно об АРХИТЕКТУРЕ в космическом строительстве как о каком-то целенаправленном инженерно-дизайнерском искусстве. Никто, насколько я знаю, не предлагал какого-либо "стиля", какой-то конкретной "дизайнерской линии" в этом направлении. Все сводилось лишь к ОТДЕЛЬНЫМ АППАРАТАМ для решения каких-то ОТДЕЛЬНЫХ научных и инженерных задач.
      Вы, конечно, можете мне не верить - это ваше право. Однако, в настоящее время в разделе "Космическая Архитектура" упомянутой выше английской энциклопедии "Wikimedia Commons" вся космическая архитектура представлена ТОЛЬКО моими тридцатью семью конструктивными решениями. Кроме моих конструктивных предложений вы не найдете там больше ничего.
      Надеюсь, что эти мои предложения и составят реальную основу для проектирования и строительства в космосе будущих человеческих поселений.

Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


САД РАСХОДЯЩИХСЯ ТРОПОК

(Первый метод формообразования конструкций Макарова, создаваемых на волнообразных и ломаных опорных контурах)

      Всевозможные наземные вантовые покрытия, а также космические платформы различного назначения для размещения их в открытом космосе и на поверхностях других планет, могут успешно создаваться на основе многовариантных волнообразных и ломаных опорных контуров. Их пролетная часть при этом формируется из отдельных тросов, которые сплетаются в совместную сеть без пролетных узлов и жестких пролетных элементов.
      Формирование вантовой сети всех конструкций Макарова происходит в точном соответствии с «законом совместности квазиортогональных тангенциально-волнообразных вантовых сетей».
      Этот закон гарантирует конструктору получение совместной вантовой сети при любом наперед заданном количестве контурных волн (четыре или более), совершенно независимо от размаха этой сети по вертикали и независимо от размера платформы по горизонтали.
      Начиная построение той или иной конструкции, мы должны определиться с какими-то исходными начальными параметрами, затем по ходу проектирования эти параметры все более уточняются, дополняются, что и приводит, в конце концов, к появлению вполне законченного конструктивного решения.
      Оказалось, что строить конкретную конструкцию гораздо проще, чем описывать саму общую теорию построения таких конструкций. Я обдумывал описание этой теории много-много месяцев, поэтому, поверьте мне: выбранный мною путь этого описания вполне обоснован, хотя кое-кого он вначале может и шокировать. Если вы наберетесь немного терпения и прочитаете мое описание до конца, то, уверяю вас: все у вас в голове «встанет на место». А теперь – за дело.

1.  Выбор фигуры расстановки нулевых точек

      Фигурой расстановки нулевых точек я называю некоторую всюду выпуклую плоскую кривую (условно – план покрытия). Всюду выпуклая фигура характерна тем, что она всегда будет целиком лежать по одну сторону от касательной, которая проведена в любой из ее точек. Эта фигура необходима нам для того, чтобы в дальнейшем в ее плоскости размещались все контурные нулевые точки и все нулевые линии висячего покрытия (т. е. те линии, вдоль которых все точки искомой поверхности имеют нулевую отметку по вертикали). В точках пересечения нулевых линий с данной контурной фигурой в дальнейшем размещаются и точки перегиба пространственной контурной кривой (кривой, вдоль которой крепятся концы вант), а также (возможно) размещаются и вертикальные опоры для случая реализации покрытия на жесткой поверхности.

      Возможны следующие варианты выбора фигуры расстановки нулевых точек:

  •  Окружность - наиболее сбалансированная фигура, обладающая максимальной симметрией, количество осей симметрии окружности бесконечно.
  •  Овал (эллипс) - весьма сбалансированная фигура, обладающая двумя осями симметрии.
  •  Овойт («куриное яйцо») - хорошо сбалансированная фигура, обладающая одной осью симметрии.
  •  Свободная выпуклая форма - не сбалансированная всюду выпуклая фигура, которая не обладает никакими осями симметрии.

      Хочу заметить: фигура расстановки нулевых точек - это всегда плоская фигура, при этом она обязательно должна быть всюду выпуклой для того, чтобы опорный контур, размещаемый позднее вдоль этой кривой, был в состоянии полностью воспринять на себя распор от вантовой сети и остаться жестким.

2.  Выбор центральной точки

      Центральной точкой я называю такую точку, выбранную на плоскости фигуры расстановки нулевых точек (внутри этой фигуры), вокруг которой будет формироваться вся вантовая сеть. Эта точка не обязательно должна совпадать с центром тяжести исходной фигуры, хотя чем ближе будет эта точка к центру тяжести, тем более сбалансированной получится будущая вантовая сеть и конструкция в целом.

3.  Выбор числа нулевых линий

      Все нулевые линии размещаются в плоскости фигуры расстановки нулевых точек. Все нулевые линии всегда проходят через центральную точку. Архитектура будущего покрытия сильно зависит именно от выбора числа нулевых линий. Дело в том, что количество нулевых линий всегда совпадает с количеством «горбов» на контуре покрытия. Если «горбов» четыре, то это «четверка», если «горбов» пять, то это – «пятерка» и т. д.

4.  Выбор ориентации нулевых линий

      Нулевые линии должны проходить через центральную точку, однако, они могут быть, в общем случае, сориентированы в плане достаточно произвольно. Безусловно, оптимальной является такая их ориентация в плане, когда они расположены под одинаковыми углами по отношению к друг другу (именно такое их размещение и предусмотрено в «законе совместности...»). Например, у симметричной четверки все нулевые линии расположены так, что между каждой их соседней парой угол равен 45 градусам; у пятерки – 36 градусам; у шестерки – 30 градусам и т. д. Если фигура расстановки нулевых точек имеет оси симметрии, то желательно, чтобы те же оси симметрии были осями симметрии и для выбранной группы нулевых линий.

5.  Выбор выпуклых и вогнутых зон

      Каждой парой соседних нулевых линий определяется в плане пара секторов, образованных этими прямыми и соответствующим участком фигуры расстановки нулевых точек. Выбирая, какие из секторов будут выпуклы вверх, а какие – вниз, мы предопределяем архитектурную выразительность будущей конструкции. Обычно наиболее выразительны те конструкции, у которых максимальный по площади в плане сектор имеет выпуклость вверх (это делает конструкцию похожей на взлетающий самолет) . Определив первый сектор с выпуклостью вверх, мы при обходе вокруг центральной точки, например, по часовой стрелке, размечаем последовательно все остальные сектора: вогнутый, выпуклый, вогнутый, выпуклый... (пока не дойдем до начального сектора)

6.  Выбор углов наклона плоскости фигуры расстановки нулевых точек по отношению к горизонтальной поверхности

      Очевидно, что фигура расстановки нулевых точек может располагаться горизонтально, тогда все опоры висячего покрытия (если они предусмотрены и если сама опорная поверхность горизонтальна) будут иметь одну высоту. В общем же случае, мы должны задать два угла для определения наклона указанной фигуры по отношению к горизонтальной поверхности. При этом для соблюдения архитектурной выразительности конструкции желательно при назначении этих углов сохранять симметрию, а максимальный угол наклона не следует делать более 45 градусов.

      Посмотрите на приведенный ниже рисунок.



      Этот рисунок показывает один из возможных вариантов реализации описанных выше шести шагов формообразования конструкций Макарова. Очевидно, что за исходную фигуру выбран овал (эллипс), центральная точка – на оси симметрии эллипса, но она не совпадает ни с геометрическим центром фигуры, ни каким-либо из фокусов эллипса. Выбраны 4 нулевые линии (черные прямые), т. е. будет строиться «четверка». Нулевые линии в плане проведены под углами 45 градусов по отношению к друг другу, симметрия исходной фигуры нулевыми линиями соблюдена. Самый большой сектор выбран выпуклым вверх. Главная ось симметрии эллипса (А-А) со стороны самого большого сектора приподнята над горизонтом. В поперечном направлении (по оси В-В) наклон не предусмотрен.

7.  Выбор поверхности, охватывающей фигуру расстановки нулевых точек

      Мы выполнили шесть описанных выше шагов. Каждый из этих шагов являлся некоторой "развилкой" (как у Ильи Муромца), на которой нам было необходимо сделать определенный выбор. Следующий выбор тоже не слишком очевиден: нам предстоит выбрать некоторую, условно вертикальную, поверхность, в которую будет вписана выбранная на первом шаге "фигура расстановки нулевых точек". Почему я назвал эту поверхность "условно вертикальной"? Потому, что реально это может быть боковая поверхность прямого цилиндра, наклонного цилиндра, конуса (прямого и не прямого), прямой или наклонной призмы, прямой или наклонной пирамиды. Конечно, возможны еще и другие варианты, но я не хочу сильно пугать моего читателя, поэтому о других вариантах я пока просто умолчу.
      Думаю, что читатель обладает достаточным воображением, поэтому я не буду приводить серию рисунков для подробной иллюстрации этого пункта, а перейду сразу к следующему.

8.  Выбор замкнутой контурной кривой

      Для выбора контурной кривой я приготовил вам симпатичную заготовку.



      На этой заготовке показаны четыре варианта для выбора замкнутой контурной кривой. Надеюсь, что каждому ясно: я показал лишь один "период" контурной кривой. Реальный контур собирается из нескольких таких "периодов". Каждый из этих "периодов" должен быть прорисован по выбранной в седьмом пункте поверхности (точнее: "с учетом выбранной поверхности"). Затем все они блокируются друг с другом для образования замкнутого контура.
      Исчерпываются ли этим набором все возможные варианты контуров? Конечно, нет. Я показал лишь наиболее простые варианты. Если рассуждать дальше, то, в принципе, нижняя часть контурной кривой вовсе не обязана быть точной копией ее верхней части.
      Вы можете, например, все верхние участки контура сделать вдвое выше, чем все его нижные участки. Вы можете также верхние участки формировать, например, с помощью синусоиды (синяя кривая на моем рисунке - это синусоида с удвоенными ординатами), а нижние участки - с помощью дуги окружности и т. д. Вы можете один "период" сформировать из одного набора кривых, а другой "период" - из другого. Главное в этом деле: обеспечить стыковку верхнего и нижнего участков по общей касательной, обеспечить однозначную выпуклость каждого верхнего и каждого нижнего участков контура и обеспечить одинаковое число точек крепления вант на каждом нижнем и каждом верхнем участках. У меня, например, каждый верхний и каждый нижний участки контура обычно содержат по 8 точек крепления вант.

      Таким образом, несмотря на такой "жесткий регламент", который представлен описанными выше восемью пунктами, у вас еще остается довольно большая свобода действий. Желаю вам творческого вдохновения!

Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


МЕТОД ПИРАМИД

(Второй метод формообразования конструкций Макарова, создаваемых на волнообразных и ломаных опорных контурах)

I.  Волнообразные опорные контуры

      В самом начале создания «конструкций Макарова» я начинал свои исследования с изучения процесса формирования квазиортогональной вантовой сети на специально сделанном мною станке. Это был квадратный деревянный ящик, на боковых стенках которого были вертикально размещены серии длинных спиц (примерно по 30 штук по каждой стороне деревянного квадратного контура). Эти спицы имели возможность двигаться в вертикальном направлении. При этом ванты, каждая из которых крепилась на своей спице, получали возможность изменять высоту привязки каждой из них практически не зависимо друг от друга.
      В пролетной части (внутри квадрата) ванты были преплетены по схеме «четверки» (схему которой я придумал буквально «на пальцах») и взаимодействовали друг с другом в процессе изменения высоты их подвески на квадратном контуре.



      На первом рисунке схематически показано формирование контурной кривой в виде синусоиды с помощью вант, закрепленных на концах контурных спиц. Подобная схема была реализована мною на каждой их сторон контурного квадрата. После этого в середине квадратного ящика за счет пересечения вант образовывался некоторый «белый платочек», парящий в воздухе, поскольку в качестве вант на модели была применена леска белого цвета. Края этого платочка повторяли синусоидальный профиль, который задавался концам вант на контуре.
      В те далекие годы изобразительные возможности обычных людей были весьма ограничены: кроме фотофиксации своих результатов на черно-белых фотографиях я тогда не мог применить ничего. Теперь я уже могу показать вам подобный пярящий в воздухе цветной «платочек», который я сам нарисовал в современной компьютерной программе MATHEMATICA. Надеюсь, что он вам понравится.



      Экспериментально определив, что синусоида – это хорошая кривая для формирования контура, я заметил, что возле углов квадрата синусоида как-бы поворачивается на 90 градусов вокруг вертикальной оси и продолжается уже по другой стороне квадрата. При этом ее движение в вертикальном направлении после поворота продолжается довольно лаконично (идет непрерывный рост ординаты) и вторая волна синусоиды при этом хорошо стыкуется с первой волной (до поворота).
      Тогда я решил, что весь контур лучше организовать на боковой поверхности прямого кругового цилиндра. Я так и сделал. При этом все волны синусоиды замкнулись друг на друга и образовали на цилиндрической поверхности лаконичную замкнутую кривую из четырех периодов синусоиды. На нижеследующем рисунке показан подобный контур, правда, для большей выразительности все ординаты синусоиды удвоены.



      Далее я стал рассматривать варианты образования подобного контура из пяти, шести и большего числа периодов синусоиды. После того, как я создал квазиортогональную сеть на девяти периодах синусоиды, меня постигло озарение и я уже смог записать свой «закон совместности вантовых сетей», который позволил мне заплетать хорошей квазиортогональной вантовой сетью контур, составленный любым наперед заданным числом волн синусоиды. Это направление моего творчества пришло к логическому завершению. Закон формирования моих сетей был создан.
      Теперь я перехожу к новому направлению моего творческого процесса, а именно, к теории формирования опорных контуров для моих вантовых сетей. Дело в том, что я перепробовал уже многие контуры, среди которых были те, которые нарисованы на боковой поверхности прямого кругового цилиндра, были и те, которые состояли из плоских арок или плоских полуволн синусоиды. Были контуры, которые составлены из прямолинейных элементов. Видимо, настало время создать и общую теорию формирования контуров. В моей голове она уже создана. Поэтому я решил ее описать и для других людей.
      Сначала замечу: в теории строительства и теории архитектуры еще никто в мире не занимался созданием подобной «теории контуров». Каждое сооружение, каждое вантовое покрытие всегда было «шедевром фантазии» автора исключительно как «штучный продукт». Это история. Если вы посмотрите на наработанные человечеством висячие покрытия, картинки которых нетрудно найти в изданных альбомах, то вы, непременно обратите внимание на убогость предлагаемых там опорных контуров: они или круглые в плане или овальные, или их нет вообще. В принципе, мне это понятно: в мире еще не существовало такого понятия как «бесконечная серия новых вантовых покрытий». Я являюсь в этой области первооткрывателем, поэтому мне и предстоит прокладывать в этом направлении мою «первую лыжню».
      На втором рисунке показан прямой круговой цилиндр, на боковой поверхности которого изображен контур из нескольких периодов синусоиды. Однако, если добросовестно изготовлять показанный контур, то каждая составляющая его арка, кроме изгибов по вертикали, должна еще получить изгибы и по горизонтали, что, во-первых, не технологично при изготовлении арки. А во-вторых, изгиб еще и во втором направлении будет значительно ослаблять стержень арки. Изгиб в одной плоскости – это «естественный» изгиб для стержня, а изгиб того же стержня еще и во второй плоскости я считаю «совершенно не естественным». Попробуем избежать этого второго направления изгиба.



      Посмотрите на третий рисунок. Каждая полуволна псевдо-синусоиды размещена уже на плоской поверхности, поскольку исходный прямой круговой цилиндр был заменен на прямую призму (задняя часть призмы условно не показана), боковые поверхности которой плоские. Однако, для хорошего сопряжения полуволн мне пришлось вписывать их между вертикальными ребрами призмы для того, чтобы эти полуволны имели в точке сопряжения общую касательную.



      Можно пойти и другим путем. Посмотрите на рисунок четвертый. Синяя кривая, прочерченная практически по боковой поверхности прямой призмы очень похожа на синусоиду. Однако, я осмелюсь утверждать, что каждая полуволна этой «синусоиды» является плоской кривой. Взгляните на красный треугольник на четвертом рисунке. Дело в том, что верхняя точка треугольника расположена на ребре призмы, а остальные две точки расположены в серединах боковых граней этой призмы. Известно, что любые три точки в пространстве определяют некоторую плоскость. Вот и получается, что показанная в центре рисунка полуволна синусоиды размещена именно в плоскости этого красного треугольника. Аналогично я размещаю и все остальные полуволны. Таким образом, все полуволны размещены теперь не на гранях призмы, а на плоскостях соответствующих треугольников (см., например, треугольник АВС). Однако, при этом сопряжение между собой каждой пары полуволн происходит именно в центрах соответствующих граней призмы. Общие для крайних точек полуволн касательные (см. зеленые пунктирные линии) лежат именно в плоскостях граней призмы. Таким образом, каждая из полуволн может являться вполне точной плоской полуволной обычной синусоиды (возможно, с каким-то коэффициентом роста по вертикали), но все эти полуволны при плавной стыковке друг с другом образуют хороший замкнутый контур для вантовой сети. Именно по этой методике из кусков медной трубки был сформирован опорный контур висячего покрытия, фотографии которого приведены в моих статьях «Тенсегрити – новое направление в архитектуре», «Многоэтажная архитектура Луны» и «О философии науки».

      А что же дальше? Естественно... пирамида! Для начала вернемся к третьему рисунку. Мы видим серию вертикально поставленных рядом боковых граней прямой призмы. Ребра этой призмы – параллельные прямые. Представим себе, что эти прямые теперь не параллельны, их верхние точки сошлись в одну точку, призма при этом сменилась на некоторую пирамиду с многоугольным основанием – см рис. пятый.



      Вот на основе подобной пирамиды я и буду теперь строить в дальнейшем свои контуры. Попутное замечание: мы живет в таком мире, где встречается много различных цветов, в смысле «цветков». Эти цветки, как известно, появляясь из бутонов все свои соцветия раскрывают вверх навстречу солнечным лучам. Именно поэтому я и решил: пусть все мои опорные контуры «раскрывают свои лепестки» навстречу солнцу (имейте в виду: это лишь мои предпочтения, распахивание их вниз тоже не запрещено). Из этого следует, что мои контуры лучше строить на основе не той пирамиды, что показана на рисунке пятом, а именно на основе перевернутой пирамиды. При этом сама вершина пирамиды мне особенно не нужна, поэтому я буду начинать свое построение с перевернутой и усеченной пирамиды – см. рис. шестой.



      На этом рисунке я изобразил опорный контур для «тройки», задняя часть которого показана пунктиром. Для наглядности я провел по граням пирамиды вертикальные линии, которые делят эти грани на две равные части. На рисунке отчетливо видны три контурных лепестка, которые раскрываются «навстречу Солнцу». Общими касательными, по которым стыкуются «полупериоды» являются именно ребра усеченной пирамиды. Однако, в этом варианте мы уже не имеем права говорить о «полупериодах синусоиды». При этом конкретная форма каждого из «полупериодов» нарисованной на гранях пирамиды кривой может варьироваться в широких пределах. Главное – обеспечить участкам кривой плавную состыковку на ребрах пирамиды.



      На седьмом рисунке показано построение подобное тому, что было показано ранее на рисунке четвертом. Замкнутая контурная кривая (удаленная часть которой условно не показана) собрана из плоских однозначно выпуклых участков, плоскости которых совпадают с плоскостями красных треугольников. Сопряжения участков кривых друг с другом выполнены в центрах боковых граней пирамиды. Участки кривой в местах сопряжений имеют общие касательные, которые показаны зеленым пунктиром.
      Если плоскости верхних красных треугольников продолжить вниз до их пересечения с очередными ребрами пирамиды справа и слева, то нетрудно представить себе, как формируется контур из серии плоских арок (см рис 8).



      При этом я хочу обратить внимание читателя на участок А-В плоской контурной арки. Если он будет иметь выпуклость вверх (как у основной - верхней части этой арки), то это в дальнейшем приведет к незначительному расслоению прилегающей к этому участку зоны вантовой сети, поскольку для моих контуров, по определению, все нижние их зоны обязаны иметь выпуклость вниз (это обязательное условие совместности моей вантовой сети). Эта мелкая проблема может решаться разными путями:
- проигнорировать расслоение сети: готовая вантовая сеть, наиболее вероятно, в каждом месте пересечения вант будет иметь «завязки», скрепляющие пары вант во всех местах их пересечений; расслоение сети вызовет незначительное напряжение в этих завязках, однако, ввиду его малости, им можно пренебречь; если готовое вантовое покрытие будет замоноличено бетоном, то указанное расслоение даже физически просто не сможет состояться;

- нижние участки плоских арок (участки А-Б) можно сделать просто прямолинейными – расслоений сети не будет;

- нижние участки плоских арок можно по направлению изгиба сделать подобными их верхним частям – см. рис. 9.


      В этом случае при взгляде сбоку опорные части соседних арок будут плавно и эстетично переходить одна в другую, однако, при взгляде на то же место стыковки сверху, опорные части арок будут соединяться друг с другом под некоторым углом. Это немного усложнит конструкцию узла их стыковки, поскольку все арки вместе обязаны образовать совместный и жесткий опорный контур сети.

II.  Опорные контуры из прямолинейных элементов

      После показанного на рисунке 9 контура из плоских арок, нетрудно уже перейти и к ломаным контурам, которые составляются из отдельных прямолинейных элементов. Сразу оговорюсь: элементы моих ломаных контуров лишь условно считаются прямолинейными. Когда мы их изготовляем, готовим к монтажу, они действительно прямолинейны. Однако, в процессе монтажа они подвергаются изгибной деформации и перестают быть прямолинейными. Эта изгибная деформация помогает готовому опорному контуру в восприятии распора от вантовой сети. Рассмотрим рис. 10.



      На этом рисунке показана знакомая нам боковая поверхность прямой призмы. На каждой грани призмы имеются крестообразные элементы. При этом одна серия прямых составляет одну зигзагообразную линию (синюю), а вторая зигзагообразная линия из прямых участков (зеленая) симметрична первой относительно горизонтальной плоскости. В итоге эти две зигзагообразные линии и образуют нам опорный контур в виде «хоровода крестов», которые шарнирно (в A,B,C,D и аналогичных им точках) соединены друг с другом. Основные усилия от распора сети воспринимаются на таком контуре специальными натяжными устройствами, которые размещаются по вертикали между верхними и нижними шарнирами (см. шарниры B и D).
      Конечно ситуация, которая показана на десятом рисунке – это некоторая идеализация. Реальная конструкция собирается из плоских прямолинейных элементов, которые шарнирно скрепляются друг с другом во всех местах пересечений. При этом каждый элемент при монтаже получает изгиб в горизонтальной плоскости. Распределение этого изгиба между всеми элементами приводит к тому, что при взгляде на конструкцию сверху она выглядит так, будто все элементы контура образуют прямой круговой цилиндр.
      А теперь взгляните на рис. 11.



      Здесь показан ломаный контур из «хоровода крестов», которые рамещены на боковой поверхности перевернутой усеченной пирамиды. У этих Х-образных контурных элементов шарниры находятся не на середине их высоты, за счет этого возникает эффект «распахивания» контура в целом подобно распахнутому цветку лилии. При этом, чем больше будет занижен шарнир каждого Х-образного элемента, тем больше будет выражен эффект распахивания. Натяжные устройства для восприятия распора сети также как и в предыдущем случае устанавливаются между шарнирами B и D.
      Именно по этой схеме была собрана конструкция "Звезда", задуманная мною как основа для космического отражателя, который будет в темное время освещать солнечным светом нужные участки земной поверхности:



      Процедуру формирования опорного контура по методу пирамид я изложил достаточно полно и достаточно подробно. Исчерпываются ли данной выше технологией все возможные варианты? Конечно же нет. Я попытаюсь теперь еще немного дополнить и немного обобщить приведенную выше технологию.

III.  Пошаговое формирование опорного контура

      Представим себе проектировщика, который приступил к процедуре формирования некоторой конструкции Макарова по методу пирамид. С чего нужно начать?

1.  Выбираем точку в пространстве (я условно обозначил ее четырехконечной звездой), расположенную над некоторой горизонтальной плоскостью (см. рис. 12):



2.  На горизонтальной плоскости рисуем всюду выпуклый многоугольник и проводим лучи из выбранной точки к углам этого многоугольника. Количество лучей и углов многоугольника выбираем в соответствии с запланированным числом "горбов" на создаваемой конструкции: количество лучей должно быть вдвое больше, чем число запланированных "горбов" на контуре (см. рис. 13). На некоторой высоте от горизонтальной плоскости проводим вторую плоскость, например, с некоторым наклоном по отношению к горизонтали. Рисуем многоугольник, по которому наша пирамида пересекается со второй плоскостью - этот многоугольник будет в дальнейшем вторым основанием нашей усеченной пирамиды:



3.  Для дальнейших построений удаляем с рисунка все лишнее - оставляем только усеченную пирамиду (см. рис. 14):



4.  Переворачиваем нашу усеченную пирамиду "вверх тормашками". По каждой грани усеченной пирамиды проводим пары диагоналей. Полученные шесть точек их пересечения (на рисунке они обозначены красными кружками) определяют нам некоторую среднюю плоскость, которая будет являться для нас плоскостью нулевых линий. Из оснований ребер пирамиды строим серию плоских арок (синие кривые), нижние части которых (от основания до нулевой точки) делаем прямыми линиями. Верхние части арок строим по правилам синусоиды с нужным нам коэффициентом по вертикали (см. рис. 15):



5.  Удаляем все вспомогательные построения. Оставляем только синий контур из плоских арок и нулевые точки контура, которые отмечены красными кружками (см. рис. 16):



6.  Из соображений эстетики немного разворачиваем полученный опорный контур для более естественного восприятия его опорных узлов. Теперь он представлен стоящим своими тремя опорами на некоторой горизонтальной плоскости (см. рис. 17):



7.  Через нулевые точки опорного контура проводим три нулевые линии. Эти нулевые линии должны пересекаться в одной точке (см. рис. 18):



      На этом этапе поставленная задача - формирование опорного контура методом пирамид - считается законченной.

      Следующих логический этап - "электронное" построение на полученном контуре вантовой сети конструкции Макарова. Этому вопросу посвящен раздел ЭЛЕКТРОННОЕ ПЛЕТЕНИЕ ВАНТОВЫХ СЕТЕЙ данной главы. Благодарю вас за внимание. Желаю успехов!

Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


О РАСКРЫВАЮЩИХСЯ КОСМИЧЕСКИХ ПЛАТФОРМАХ

«Нет ничего практичнее хорошей теории.»
Роберт Кирхгоф.

      Когда я приступаю к проектированию очередной космической платформы, я должен представлять себе примерные параметры реального объекта. Основными такими параметрами являются, конечно, его геометрические характеристики. Именно с геометрическим характеристиками нам и предстоит подробно разобраться.
      Складная космическая платформа – это одна из «сетей Макарова», которая натянута на один из ломаных контуров, составленных из серии Х-образных контурных элементов. Один из вариантов реализации раскрывающейся космической платформы вы можете увидеть на приведенной ниже фотографии.



      Упрощенная (ванты составлены из участков прямых) математическая модель такой платформы, нарисованная мною в программе MATHEMATICA, выглядит, например, вот так:



      А здесь показана нарисованная мною в программе MATHEMATICA уточненная модель платформы, ее ванты выглядят уже более реалистично и соответствуют вантам реальной модели:



      И вот, наконец, я могу вам представить вполне совершенную модель. В этой модели все детали выглядят так, как будто это фотография реально существующего объекта. Надеюсь, вы заметили, что даже контур стал теперь объемным и выразительным.



      На двух последних рисунках механизмы, с помощью которых платформа раскрывается в космосе, условно не показаны. Подразумевается, что после раскрытия платформы все ее шарниры были зафиксированы от дальнейших поворотов и весь опорный контур приобрел необходимую жесткость.


      Для простоты и некоторой унификации своих конструкций, я ввел для себя несколько «стартовых правил», которые позволяют мне при создании очередной конструкции не решать одних и тех же проблем. Правила эти таковы:

      1)  Я выбираю толщину и ширину каждого прямолинейного контурного элемента, конечно, интуитивно. Однако, выбранные размеры и свойства такого элемента должны находиться в определенных «рамках», а именно:
a)  элемент должен быть достаточно гибким, чтобы его можно было значительно изгибать подобно перекладине лука;
b)  элемент должен быть достаточно жестким, чтобы он мог «держать изгибную нагрузку», но при снятии этой нагрузки он должен возвращаться в исходное прямолинейное состояние (т. е. остаточные деформации и явления текучести материала должны быть очень малы);
c)  для образования Х-образных элементов из прямолинейных деталей их необходимо просверливать на середине их длины; диаметр просверленных отверстий должен быть как можно меньшим, чтобы гибкость прямоугольного элемента в месте сверления не возрастала слишком сильно;
d)  элементы не должны быть слишком хрупкими, иначе при стягивании Х-образных элементов сетью они будут просто ломаться в местах соединения исходных прямолинейных элементов шарнирами;
e)  сверление отверстий для крепления вант тоже следует производить маленьким диаметром для сохранения прочностных свойств контурных элементов; этот диаметр напрямую зависит от диаметра шнура, который выбран для заплетания сети; диаметр сверления должен позволять протянуть через одно отверстие хотя бы два шнура вместе;
      2)  Распределение отверстий в пределах длины прямолинейного элемента я стараюсь делать всегда одинаково, а именно:
a)  на концах элемента и на середине его длины сверлятся отверстия для крепления этого элемента к другим контурным элементам (два отверстия на концах и одно отверстие на середине длины);
b)  на каждой из половин прямолинейного элемента делаются 4 отверстия для вант, всего на одном прямом элементе – 8 таких отверстий;
c)  для сверления отверстий под ванты расчетная длина (L) всего элемента делится на 16 частей (расчетная длина – это расстояние между концевыми отверстиями, предназначенными для крепления этого элемента к соседним элементам);
d)  от верхнего крепежного отверстия отступаем 1/16 часть расчетной длины и сверлим первое отверстие для вант; от 1-го отверстия для вант отступаем 2/16 расчетной длины и сверлим 2-е отверстие для вант, отступаем от него 2/16 расчетной длины и сверлим 3-е отверстие для вант..; короче: между каждой парой соседних отверстий для вант расстояние равно 1/8 расчетной длины и так по всей длине элемента;
e)  если все сделано правильно, то крайние отверстия для вант находятся на расстоянии 1/16 от крайних отверстий для крепления к другим контурным элементам; отверстие для соединения двух прямых элементов в Х-образный элемент находится на середине длины элемента (между 4-м и 5-м отверстиями для вант), оно удалено и от 4-го, и от 5-го отверстия для вант на 1/16 расчетной длины элемента;
      3)  соединения прямых элементов в Х-образные элементы может производиться на болтах или с помощью, например, трубчатых заклепок (если в дальнейшем их не потребуется разъединять);

      4)  соединение Х-образных элементов между собой тоже может производиться на болтах или на трубчатых заклепках; если в дальнейшем необходима будет трансформация платформы в многоэтажную конструкцию, то следует выбрать болты, в противном случае – трубчатые заклепки.

      5)  натяжение сети на складном контуре не может восприниматься изгибной жесткостью самого контура (поскольку он ломаный и содержит шарниры), поэтому необходимо заранее предусмотреть на контуре специальные элементы для восприятия этих усилий; это могут быть какие-то вертикальные стяжки между каждой парой узлов соединения Х-образных элементов друг с другом; на моделях я применяю для этого кольцевые резинки; в реальной крупноразмерной конструкции для этих целей можно применить, например, специальные стяжные устройства наподобие тех, что применяются в оттяжках для крепления вертикальных мачт или обычного спортивного турника; в реальных космических аппаратах это будут какие-то автоматические натяжители (см. фото внизу).



      А теперь проанализируем зависимость между размерами и количеством контурных элементов и размерами развернутой космической платформы.
      Пусть n – это количество примененных на контуре Х-образных элементов (тогда количество прямолинейных заготовок будет равно 2n). Пусть L – это расчетная длина (высота) каждого прямого контурного элемента, из пар которых создаются X-образные контурные элементы.
      Естественно, что n>=3. Если n будет меньше трех, то мы просто физически не сможем создать из Х-образных элементов выпуклой в плане фигуры.
      Создаваемый нами из Х-образных элементов ломаный опорный контур при своем раскрытии будет иметь два предельных положения. Первое: контур еще не раскрыт, высота всей конструкции равна полной длине контурного элемента (а), диаметр конструкции теоретически равен нулю (в оценочных расчетах толщинами контурных элементов мы пренебрегаем). Второе: контур полностью развернут, длина окружности, в которую превратился контур, равна n x L, высота полностью раскрытой конструкции условно равна нулю (реально эта высота будет равна ширине одного контурного элемента “b”).
      Я думаю, что всем ясно: в реальности этих предельных состояний у конструкции не будет. Следует учесть: реальная космическая платформа будет хороша только тогда, когда она имеет далеко не нулевой размах сети по вертикали. К тому же реальная платформа должна обладать неплохой жесткостью.
      Я считаю, что для создания хорошей космической платформы контурные Х-образные элементы не должны раскрываться полностью, оптимальным будет их раскрытие до достижения между прямолинейными деталями Х-образного элемента угла, равного 90 градусам, что соответствует наклону каждого прямолинейного элемента под 45 градусов по отношению к горизонту. При этом все эксплуатационные свойства платформы будут вполне хороши и даже дальнейшее наращивание такой платформы по вертикали не будет вызывать никаких дополнительных проблем.
      С учетом всех описанных выше предпосылок, я составил неплохую таблицу, которая позволит нам представить реальные зависимости между геометрией исходных контурных элементов, их количеством и реальными размерами получаемых на основе этих контурных элементов космических платформ. Для удобства автоматизации расчетов я решил производить их в таблице EXCEL.

      Все, что было сказано выше о геометрии контурного элемента, вы сможете пронаблюдать на этом рисунке:



      Когда отдельные контурные элементы попарно объединены в крестообразные контурные заготовки, то это будет выглядеть примерно так:



      Все параметры отдельных элементов, крестообразных заготовок и раскрывающейся платформы в целом представлены в нижеследующем списке. Здесь показаны как исходные данные, так и те величины, которые подлежат вычислению.



      А вот в этой таблице приведены все необходимые данные для ваших персональных экспериментов: исходные данные - на желтом поле, основные вычисляемые параметры выделены красным цветом, справочные вычисляемые параметры показаны черным.



      Прошу меня извинить: я не смог представить вам "живую" таблицу EXCEL, которая "моментально отвечает на все вопросы", поскольку формулы, которые были заложены мною в ячейки вычисляемых величин, на ваших экранах автоматически работать не будут. Однако, я позаботился о том, чтобы каждый человек, владеющий программой EXCEL, смог успешно воспользоваться моей таблицей.
      Обратите внимание на нижний левый угол моей таблицы: там открытым текстом приведены все формулы для вычисления необходимых величин. Если вы "ударно поработаете" несколько минут с таблицей EXCEL, то все нужные вам формулы появятся в нужных ячейках. А после этого ваш рабочий лист ответит вам практически на все вопросы, которые вы ему зададите по геометрии конструируемой вами космической платформы.
      Мне, например, колонка под номером 6 из этой таблицы сообщила, что если я заготовлю 64 крестообразных элемента, каждый из которых в сложенном виде будет иметь ширину 10 сантиметров и длину 20 метров, то вся упаковка этих конструкций будет представлять собой цилиндр диаметром около двух метров, длиной примерно 20 метров (что вполне поместится в современную ракету).
      Однако, когда эта заготовка будет доставлена в открытый космос, она в развернутом виде позволит мне создать платформу диаметром примерно 353 метра, если я выберу угол подъема каждой из контурных планок на уровне 30 градусов. При этом высота опорного контура развернутой платформы составит примерно 10 метров.

«Ох, и хороший же "микрорайон" я смогу построить на этой платформе, если я разверну ее в открытом космосе!» - подумал я...


Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ВАНТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ СПОСОБОМ "СЕГРИМ"

      7 июля 1982 года от меня во всесоюзный научно-исследовательский институт государственной патентной экспертизы поступила заявка на изобретение способа образования висячих покрытий под названием "Способ СЕГРИМ". Реакция экспертов на эту заявку была весьма оригинальной. Во-первых, они прислали мне официальную справку о приеме моей заявки на рассмотрение. Во-вторых, за этой справкой НЕ ПОСЛЕДОВАЛО АБСОЛЮТНО НИЧЕГО. По заявке не было принято никакого позитивного решения, но она и не была официально отклонена. Как я сейчас понимаю, моя заявка на способ образования висячих покрытий настолько опередила свое время, что ее не то что "не с чем было сравнить", экспертам было, видимо, совершенно не понятно, зачем это вообще нужно.
      Подобное уже наблюдалось в истории человечества, например, после изобретения (открытия) электромагнитных волн - в их применении никто не видел абсолютно никакого смысла...
      Как я уже упоминал выше, никогда еще в истории строительства и архитектуры никто не изобретал висячие покрытия какими-то "сериями". Я же предложил зарегистрировать сразу "тройку", "четверку", "пятерку", "шестерку", "семерку" и "Способ СЕГРИМ". Оправившись от шока (на что потребовалось три с половиной года), эксперты зарегистрировали лишь "Висячее покрытие" и в описании привели все то, что касалось только "Четверки Макарова". Все остальное просто "растаяло в подвалах" патентного института. А теперь перейдем прямо к сути дела.

      Если вы имеете какой-либо "стартовый набор" моделей хороших висячих покрытий (например, хотя бы то, что изображено на моем групповом портрете "тройки", "четверки", "пятерки" и "шестерки"),



то вы вполне сможете применить эти модели для создания новых оригинальных конструкций с использованием моего "Способа СЕГРИМ". Делается это достаточно просто.
      Все, я думаю, представляют себе принцип действия эхолота: это прибор, который позволяет получать графики высот некоторой исследуемой поверхности. Вы двигаетесь, например, на лодке по озеру. Вам интересен профиль озерного дна. Вы включаете эхолот и движетесь по прямой. В результате, эхолот нарисует вам рельеф озерного дна точно вдоль направления вашего движения (теперь это могут делать даже простые рыбаки, поскольку эхолоты для рыбаков-любителей уже продаются в магазинах).
      Далее я предлагаю вам вспомнить, как домашние хозяйки изготовляют домашнее печенье. Они раскатывают сдобное тесто и какой-то формочкой или обычным стаканом вырезают из этого теста нужного размера заготовки для последующего запекания. Вот и все, что необходимо знать для овладения моим "Способом СЕГРИМ". Дело в том, что этот способ "прост как правда": из понравившейся вам вантовой сети вы можете "вырезать" любой приятный вам участок сети и использовать его по новому назначению. Эта возможность гарантирована вам такой простой аксиомой: если вы мысленно пересечете вантовую сеть какой-либо вертикальной поверхностью (например, плоскостью), а затем обеспечите каждой пересеченной ванте сети фиксацию ее в той же точке (с теми же координатами в пространстве), зададите каждой ванте то же усилие натяжения, что и в исходной модели, то "отброшенный" участок сети уже не будет играть никакой роли. Оставшаяся сеть будет сохранять ту же форму и те же размеры, что и до "отрезания" от нее лишнего участка.

      "Легко сказать, но трудно сделать", - скажете вы. И будете абсолютно не правы: я проводил такую операцию уже много раз и все у меня сходилось идеально. Для большей ясности я опишу вам несколько шагов такого моделирования, после чего, я думаю, проблем у вас больше не возникнет.

      1)  Выбираем приятную нам модель вантовой сети. Это может быть, например четверка:



      2)  Выбираем нужную нам форму нового опорного контура, а также его размеры, которые не превышают в плане размеров имеющейся модели. Для приведенной выше четверки я, например, решил сделать квадратный в плане контур, у которого размер диагонали такой же, как и диаметр прямого кругового цилиндра, на котором была сделана эта четверка. При этом я рассмотрел два варианта. В первом варианте я вырезал из моей четверки участок сети, который получается, если соединить прямыми линиями наивысшие точки контура и провести через полученные прямые линии вертикальные секущие плоскости.
      Во втором варианте я сделал то же самое, но взял за основу самые низкие точки опорного контура.

      3)  Фиксируем профиль висячего покрытия по выбранному направлению.

      Здесь я должен дать дополнительные пояснения. Дело в том, что "фиксировать профиль" можно по разному. Я, например, для этого дела изобрел себе простой инструмент под названием "фронтальный глубиномер". Он состоит из небольшого деревянного бруска квадратного сечения, на боковой стороне которого закреплены велосипедные спицы. Для крепления спиц на деревянном бруске я использовал обычные посылочные гвозди. Спицы были закреплены так, чтобы их можно было выдвигать за пределы бруска на нужную глубину, чтобы они фиксировались в новом положении и чтобы они при этом не мешали друг другу. Примерный вид моего фронтального глубиномера приведен на следующем рисунке:



      С помощью этого простого устройства я проводил промеры профиля вдоль нужных мне направлений по поверхности модели висячего покрытия. Полученную таким моделированием кривую я переносил на бумагу просто путем прикладывания к бумаге выдвинутых спиц глубиномера и обвода их концов простым карандашом.

      4)  Фиксируем точки подвески вант на рисунке линии промера профиля.

      5)  Из подходящего для этого материала делаем заготовки (или одну заготовку) для стен нового висячего покрытия.

      6)  В соответствии со снятыми профилями и данными о креплениях пересекаемых вант делаем их разметку на вышеупомянутых заготовках. Высверливаем новые отверстия для крепления вант.

      7)  Собираем новый контур для висячего покрытия и заплетаем его в точном соответствии со схемой, которая была реализована на исходной модели, с учетом отсекания не нужных нам участков висячего покрытия.

      На этом изготовление модели висячего покрытия по способу "СЕГРИМ" можно считать законченным.

      При реализации первого варианта (вертикальные сечения были сделаны через максимумы опорного контура) у нас получается следующее висячее покрытие:



      При реализации второго варианта (вертикальные сечения сделаны через минимумы опорного контура) висячее покрытие будет иметь примерно следующий вид:



      Если же мы применим метод "СЕГРИМ" к той пятерке, что приведена под таблицей в начале этой главы и при этом вертикальные сечения проведем через минимумы на опорном контуре, то мы получим примерно следующее архитектурное решение:



      Не знаю, как вам, а мне этот вариант показался очень эстетичным и заслуживающим внедрения.

      Для вашего успешного моделирования я хочу вам сообщить: плоские боковые стенки для моделей, получаемых способом "СЕГРИМ", я изготовлял из цветного гетинакса. Это довольно жесткий материал и он не сильно гнется от усилий натяжения вант. Чтобы у него вообще не было возможности покоробиться при их натяжении, основание для модели висячего покрытия я выпиливал из толстой мебельной доски ДСП, а заготовки из гетинакса я привинчивал к боковым сторонам этой ДСП хорошими шурупами. В результате все держалось идеально.
      Хочу дать один совет: когда вы выбираете форму нового опорного контура, который "вырежет" вам нужный участок сети, никогда не забывайте о распоре от вантовой сети. Ваш новый опорный контур должен быть способен его воспринять, а для этого он должен быть всюду выпуклым.
      Вполне допускаю, что кто-то захочет, например, из тройки вырезать висячее покрытие с помощью прямого цилиндра, который в поперечном сечении будет овальным. Архитектурная выразительность здесь будет обеспечена уже за счет "чудного перепада высот", что интересно.

      Возможности архитектурного моделирования еще больше расширятся, если мы учтем, что исходная модель (вантовая сеть) перед "вырезанием" из нее нужного участка может быть расположена не горизонтально, а с некоторым наклоном. Наша "формочка", которой мы будем "вырезать" участок сети, тоже может иметь различную форму поперечного сечения...
      Предположим, что мы из наклонной четверки решили "вырезать" нужный кусочек некоторой трубой с овальным поперечным сечением. Тогда постановка задачи будет выглядеть примерно так:



      А результат ее выполнения даст нам следующее архитектурное решение:



      В дальнейшем, когда я освою 3D-моделирование своих конструкций (например, в 3DS Max, Maple или в Mathematica), все описанные выше операции можно будет быстро и легко производить в электронном виде прямо на экране компьютера. При этом, вращая полученный результат на экране, можно будет сразу же делать его архитектурно-эстетическую оценку без какого-либо натурного испытания.

      Производя манипуляции со своей пятеркой, я вдруг вспомнил о реальном "Пентагоне" - военном ведомстве США, которое расположено в штате Вирджиния:



      Архитектура здания такова, что внутри него расположен довольно крупный дворик. А почему бы не перекрыть его хорошей вантовой сетью? Это было бы очень практично: схема и методика для этого у меня уже разработаны. Если еще готовую вантовую сеть залить не монолитным бетоном, а каким-либо прозрачным пластиком, то это было бы просто "супер-покрытие": мороз и осадки остаются снаружи, а солнце всегда будет светить внутри дворика.
      Конечно, дворик там довольно большой, поэтому усилия от натяжения вант будут велики. Однако, никто не помешает нам устроить по периметру висячего покрытия хороший металлический контур из мощного швеллера или двутавра. Если основные усилия от вант будут работать в горизонтальной плоскости, то и швеллер (двутавр) необходимо положить набок. Вертикальная нагрузка от такого покрытия будет передаваться на уже имеющиеся вертикальные стены, а стены там ОЧЕНЬ МОЩНЫЕ...

      На нижеследующем рисунке можно видеть сеть моей пятерки, которая была "электронно сплетена" мною в программе "Mathematica". Эта сеть создана на квадратном опорном плане и в соответствии с описанным выше способом "Сегрим" из этой сети можно нужным нам цилиндром "вырезать" хороший участок вантовой сети для дальнейшего применения.



      На втором рисунке как раз и показана соответствующая электронная технология, которая позволяет произвести необходимое нам "электронное обрезание"...



      После удаления лишних элементов и применения некоторых косметических мелочей нужная нам сеть будет выглядеть примерно так:



      На этом мой "мастер-класс" по практическому применению способа "СЕГРИМ" позвольте считать законченным!

Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


ЭЛЕКТРОННОЕ ПЛЕТЕНИЕ ВАНТОВЫХ СЕТЕЙ

      В разделе "МЕТОД ПИРАМИД" данной главы я закончил изложение метода тем, что сформировал довольно интересный опорный контур, который показан на рисунке 18. Чем интересен этот контур? Контур интересен тем, что он образован плоскими арками, каждая из которых имеет свои размеры. Каждая арка вполне технологична и проста в изготовлении. Оси симметрии, плоскости симметрии у контура отсутствуют. В архитектурном плане контур интересен тем, что он как бы олицетворяет собой "свободный полет архитектурной мысли", т.е. контур обладает максимальной общностью формообразования, которая может быть очень ценной для его дальнейшего практического применения.
      Ниже я привожу этот контур, он и будет моей "стартовой точкой" в описании технологии формообразования сетей Макарова методом электронного плетения вантовых сетей в программе EXCEL 2003:



      На рабочем листе программы EXCEL 2003 я сформировал себе клетчатое рабочее поле, пронумеровал колонки и строки, разместил на этом поле показанную выше фигуру. Самые высокие точки опорного контура я отметил синими засечками. В соответствии с оговоренной выше технологией, я разметил на контуре и точки для будущего крепления вант, отметив эти места красными засечками. Хочу заметить: обычно я размещаю по 4 точки крепления вант между каждой парой, состоящей из точки максимума (минимума) опорного контура и точкой пересечения контура с нулевой линией. Однако, в данном случае арки имеют разные размеры, поэтому и расстояния между точками крепления вант будут на разных участках различными. Главное в этом деле - расставить точки крепления вант таким образом, чтобы расстояния между ними по ходу движения вдоль контура не изменялись слишком резко.
      В результате проделанной работы я получил следующую картину:



      Программа EXCEL 2003 имеет очень хороший набор средств для рисования и черчения. Я к ней настолько привык, что когда мне понадобилось сделать чертежи для архитектурного проекта на международный конкурс, я сделал их в этой программе. Конечно, мне известны такие прогаммы как "Автокад", "Архикад" и прочие, но я решил, что если EXCEL 2003 хорошо справляется с поставленной задачей, то другие программы мне привлекать ни к чему.
      Основной фигурой в деле электронного плетения вантовых сетей служит инструмент "Кривая" ("Curve"), которая требует лишь указать точки крепления вант. После того как вы это сделали, кривая сама хорошо ложится по указанному маршруту, поскольку она предусмотрена именно для того, чтобы пройти через указанные ей точки "наиболее естественным" образом. Если быть более точным, то по указанным вами опорным точкам эта кривая нарисует вам "Кривую Безье", которая плавно обогнет все указанные ей точки.
      Нам известно, что все мои вантовые сети на заданном опорном контуре размещаются по минимальной (для данного контура) поверхности. Кстати, это их свойство позволяет выполнять их предварительное архитектурное моделирование с помощью мыльной пленки. Если вас это заинтересовало - попробуйте. Пленка, конечно, не долговечна. Но что мешает вам эти мыльные поверхности сразу же сфотографировать, чтобы получить для своей дальнейшей работы "целый арсенал" хороших поверхностей, подобных тем, что показаны у меня в разделе "Архитектура Космоса". Для получения действительно крупных мыльных поверхностей вам, конечно, потребуются некоторые дополнительные химикаты и некоторая технология. По этой теме я знаю отличный видеоролик в интернете (на английском языке): "Soap Films and Minimal Surfaces". В этом видеоролике вы найдете все, что вам необходимо для успешного моделирования.

      Так вот, ванты сети, в результате их взаимодействия, всегда формируют нам минимальную поверхность для заданного контура. При этом, как нам известно, эти поверхности обладают некоторыми "нулевыми линиями", которые проходят по каждой такой поверхности. Я предлагаю "вывернуть это обстоятельство наизнанку". Используя кривые Безье и направляя их через заведомо известные нам точки - точки опорного контура и точки на нулевых линиях - я буду формировать ими саму поверхность (!)
      Для того, чтобы мне "в дороге не заблудиться", я разместил прямо на листе EXCEL небольшую фотографию реальной "Тройки". Не знаю как вы, а я не держу в голове все схемы плетения своих сетей... В результате, начало моей работы по электронному плетению сети стало выглядеть примерно так:



      Когда я, в конце концов, разместил на своем чертеже все ванты и откорректировал все их маршруты, моя картинка стала выглядеть следующим образом:



      После этого я убрал фотокарточку, цифры и получил такую картинку:



      Затем я убрал и все остальные вспомогательные элементы: отметки вершин, разметку точек крепления вант, нулевые точки, нулевые линии, "погасил" сетку листа EXCEL (Tools - Options...). Теперь моя конструкция стала выглядеть уже гораздо солиднее:



      Думаю, что результат моей кропотливой работы уже вас впечатляет. Хочу дать несколько попутных советов. Рисуйте свои сети всегда тонкими линиями - это удобнее и точнее. По ходу работы не забывайте переключать размер изображения. Максимально возможное увеличение - 400%. Вы можете вручную написать это число в окошке "Zoom", затем нажать клавишу "Enter". После этого вам будет легче разобраться с мелкими деталями. Когда размещаете на рисунке очередную кривую, не забудьте переключать типы узлов этой кривой. Чтобы работать над изменением кривой и ее узлов, выделите кривую левой клавишей мышки, затем на панели рисования дайте команду "редактировать точки" ("Edit points"). После этого на нужном вам узле следует вызвать контекстное меню и выбрать из него нужный вам тип узла. Концевые узлы всегда должны быть "угловыми" ("Corner point"), а промежуточные узлы все должны быть "гладкими" ("Smooth Point"). Узлы названных типов при щелчке на них всегда покажут вам касательные линии: угловой узел - одну касательную, а гладкий узел - две касательные. После небольшой тренировки в работе с этими касательными (их можно и вытягивать, и поворачивать) вы очень скоро сможете управлять формой своих кривых "как душа пожелает".
      Место размещения того или иного узла изменяйте простым "перетаскиванием" его с помошью мыши. "Прижав" кривую в произвольном месте курсором мыши и потянув ее в сторону, вы получите в этом месте появление нового узла. Новый узел в том или ином месте кривой можно также получить с помощью контекстного меню. Если тот или иной узел оказывается лишним, удаление его тоже производится через контекстное меню.
      Я не рекомендую вам добавлять лишние узлы - обходитесь минимальным их количеством ("Бритва Оккама"). Если вы считаете, что формообразование закончено, то только после этого можно приступать к подбору "реальных толщин" линий и к подбору сочетаний цветов. Для решения всех этих вопросов служит все та же панель "Рисование" ("Drawing").
      А теперь можете посмотреть окончательный вид моей модели висячего покрытия, который она приобрела после "Метода Пирамид" и "Метода электронного плетения вантовых сетей":



      Я сразу же представил себе, что это висячее покрытие уже эффектно применено где-то для строительства какой-то современной католической церкви...

      А теперь посмотрите на мою "экстравагантную пятерку" - в ней применено растяжение в горизонтальном направлении и сдвиг по вертикали. Хотя изначально она создавалась не в качестве архитектурно-строительного объекта, результат получился интересный. Я надеюсь, что она тоже займет свое достойное место в истории архитектуры и изобразительного искусства.



      Скажу честно: эту пятерку я заплетал в программе EXCEL специально для участия в дизайнерском конкурсе эмблем для нового японского автомобиля, который фирме "NISSAN" нужно было продвигать на российский рынок. К моему удивлению, администратор, которому было поручено получать по электронной почте дизайнерские работы для участия в конкурсе, просто не допустил мои работы на этот конкурс по своей инициативе. Он оказался "настоящим русским человеком" и вместо целой комиссии специалистов вынес мне "приговор" единолично...
      Хороша или плоха моя эмблема, судить не мне. Однако, я решил поместить ее изображение ниже для вашего анализа. Эмблема представлена двумя картинками потому, что одну рекламную эмблему предполагалось размещать на правой стороне автомобиля, а вторую - на левой.


      Я думаю, что хороший результат стоит того, чтобы потратить на него свои нервы и свое время. Желаю вам творческих успехов во всех ваших начинаниях.

      На этом мой "мастер-класс" по электронному плетению вантовых сетей в программе EXCEL 2003 будем считать законченным. Чем больше времени вы потратите на его освоение, тем большее удовлетворение вы получите от своей работы. Исходя из личного опыта могу сказать: от электронного рисования вы, скорее всего, получите не меньшее удовольствие, чем получают обычные художники от общения со своими холстами и красками. Можете мне поверить!

Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


ЭКСКУРС В ИСТОРИЮ

«Я признателен всем тем, кто говорил мне НЕТ,
благодаря им я сделал это сам...»
Альберт Эйнштейн.

      Разрабатывая свои конструкции, я интуитивно чувствовал, что такие эстетичные формы, какими являются мои вантовые покрытия на волнообразных опорных контурах, "слишком естественны", чтобы никогда ранее не встречаться в истории человечества. На многих математических форумах я просил людей: помогите, подскажите, где ранее встречались вам подобные трехмерные поверхности. Ответом мне было лишь "гробовое молчание". Подобно Эйнштейну я хочу теперь сказать вам: "Спасибо, люди! Благодаря вашему молчанию я вынужден был сделать это сам!"

      Перелопатив интернет, я, все-таки, нашел двух своих предшественников. Выяснилось, что мои «эстетичные волнообразные формы» действительно уже дважды встречались в истории человечества. Однако, в обоих случаях они не могут являться для меня конкурентами: в одном варианте волнообразные поверхности появлялись в качестве математической модели волнового фронта в оптике, в другом случае – в качестве армированной тонкостенной железобетонной оболочки. В случае оболочки такие поверхности не имели даже жесткого опорного контура, а армировались они безо всяких вант обычной стержневой арматурой.


Фриц Зернике (1888 – 1966)

      В 1953 году Нобелевскую премию по физике получил нидерландский ученый Фриц Зернике.



      Взгляните на приведенные ниже картинки. Даже неискушенный читатель без труда узнает в них что-то очень похожее на мои вантовые сети, а именно: "двойку", "тройку" и "четверку". И совпадение это далеко не случайно.



      Возникает вопрос: неужели мои вантовые сети на волнообразных опорных контурах уже были разработаны кем-то раньше меня? Оказалось, что минимальные поверхности, которые образованы с помощью контура в виде куска синусоиды, прочерченой по боковой поверхности прямого кругового цилиндра, были известны до меня. Однако, эти поверхности не имели никакого отношения к вантовым сетям. Аналитикой именно таких минимальных поверхностей и занимался Фриц Зернике. Он занимался такими поверхностями очень добросовестно. Зернике получил аналитичекие выражения (уравнения) таких поверхностей в нашем трехмерном пространстве. Им были составлены большие серии таких уравнений для числа горбов на контуре от двух до ста и даже более. Свои уравнения Зернике составлял и в цилиндрической, и в декартовой системе координат. Поэтому теперь мы можем не «заморачивать себе головы», а просто использовать для своих целей те уравнения, которые составил Фриц Зернике.
      Интересно то, что Зернике не имел никакого отношения ни к строительству, ни к вантовым сетям. Показанными выше поверхностями он описывал различные оптические дефекты, которые могут возникать в линзах, в том числе и в линзах человеческого глаза. Фрицу Зернике Нобелевская премия была присуждена «за обоснование фазово-контрастного метода, особенно за изобретение фазово-контрастного микроскопа».


Феликс Кандела (1910 – 1997)

      Феликс Кандела – мексиканский архитектор и инженер. Он родился в Испании (Мадрид), однако, в 1939 году эмигрировал в Мексику и прожил там всю свою дальнейшую жизнь.
      За время своей активной творческой деятельности он построил большое колическтво зданий самого различного назначения. Большое внимание он уделял расчету и строительству тонких железобетонных оболочек. Не удовлетворившись имевшейся ранее теорией их расчета, он самостоятельно создал для этого новую теорию. Благодаря его совершенной теории, его оболочки были гораздо более тонкими и более легкими, чем это было возможно ранее.
      Интересным направлением его деятельности явилось проектирование и строительство специфической серии архитектурно выразительных оболочек. Взгляните на нижеследующую картинку.



      На этой картинке показано здание океанариума в «Городе Науки» (Испания, г. Валенсия). Здание перекрыто тонкой шестилепестковой железобетонной оболочкой. Хочу заметить: подобные сооружения Кандела строил и с другим количеством лепестков. Однако, с точки зрения формообразования все эти сооружения представляли собой серию сблокированных друг с другом гипаров. Кандела разработал и технологию возведения опалубки для подобных сооружений. Несмотря на такие выразительные формы, все опалубки для таких построек собирались исключительно из прямых досок. Все подобные оболочки армировались обычной стержневой арматурой.
      Если вы проанализируете, например, мои вантовые покрытия из плоских арок, то вы заметите их определенное архитектурное сходство с оболочками Феликса Канделы. В чем же состоит отличие «покрытий Феликса Канделы» от схожих с ними «покрытий Сергея Макарова»? Это отличие состоит в следующем:

1/ Покрытия Макарова имеют контурные арки, у покрытий Канделы их нет вовсе.

2/ В покрытиях Макарова все контурные арки связаны в один предварительно-напряженный замкнутый опорный контур, которого у Канделы нет.

3/ Вся нагрузка в покрытиях Макарова воспринимается гибкими вантами сети, которые передают эту нагрузку на замкнутый опорный контур.

4/ Покрытия Канделы – «принципиально железобетонные», их нельзя сделать из другого материала, поскольку усилия от покрытия воспринимаются именно «монолитным железобетонным массивом». Покрытия Макарова могут быть покрыты и легкими материалами (все усилия несут только ванты), в каких-то вариантах возможно устройство даже полностью прозрачных покрытий, что у Канделы невозможно.

5/ Покрытия Канделы имеют контурные края в форме сблокированных друг с другом парабол, покрытия Макарова могут реализовываться и с серией парабол, и с волнообразной контурной кривой (синусоида на цилиндре).

6/ Покрытия Канделы имеют центральную симметрию, покрытия Макарова могут ее иметь, а могут и не иметь. Они могут реализовываться с контурами, которые собраны из арок различной высоты.


      Таким образом, покрытия Канделы – это совешенно отдельная архитектурная ветвь, которая имеет лишь внешнее сходство с некоторыми вариантами покрытий Макарова.

      Если читатель хочет более подробно ознакомиться с формообразованием покрытий Канделы, рекомендую просмотреть следующий видеоролик:

"Felix Candela in Revit"


Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


ПЕРВАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ В РОСТОВЕ

      Южный федеральный университет (Россия, г. Ростов) пригласил меня для участия в фестивале науки юга России, который был назначен на конец сентября - начало октября 2012 года. Я должен был сделать на фестивале доклад о своих конструкциях, а также изготовить и презентовать одну из своих крупноразмерных моделей.
      Я с благодарностью принял приглашение. В изданной университетом программе фестиваля меня аннонсировали как "ведущего ученого зарубежья":


      Специально для этого фестиваля я изготовил небольшую модель, которая, по моему замыслу, должна была стать прототипом для изготовления в дальнейшем крупноразмерной модели. Поскольку я стараюсь никогда не изготовлять дважды одну и ту же модель, я принял решение изготовить "пятерку Макарова" на овальном в плане волнообразном контуре, который образован десятью плоскими аркообразными элементами. Раньше я ничего подобного не создавал. О том, насколько интересным получилось мое инженерно-архитектурное решение, вы можете судить по приведенным ниже трем фотографиям. На этих фотографиях изображена модель, которую я назвал "Желтая Птица" ("Yellow Bird"), ввиду того, что для заплетания сети был использован шнур желтого цвета, а слово "птица" вызвано просто моими ассоциациями с полетом, которые возникают у меня почти каждый раз, когда я смотрю на свои модели...


      Далее в Ростове по моему образцу была изготовлена модель с размерами примерно 3,5 х 5,0 метров. Для создания визуального контраста с имеющимся для демонстрации помещением, было решено заплетать эту модель шнуром красного цвета. Результат, который был получен, следует, видимо, называть теперь "Красная Птица" ("Red Bird"), если следовать моей логике, которую я описал выше. Хороша ли получилась моя "Красная Птица", судить не мне.
      Однако, я хочу отметить следующее: пятиволновая вантовая конструкция из десяти плоских аркообразных элементов на овальном в плане опорном контуре с применением трехмерных выпукло-вогнутых вант была изготовлена в мировой строительной практике впервые. Поэтому данное архитектурно-инженерное решение, безусловно, обладает полной мировой новизной.
      Серия следующих далее фотографий показывает как отдельные этапы процесса возведения конструкции, так и результат, который был при этом получен.


      Вы, видимо, уже отметили, что моя "Красная Птица" просто висит в воздухе, а это позволяет сделать вывод о ее безраспорности: все усилия от вантовой сети полностью гасятся опорным контуром. Это говорит о том, что подобная конструкция применима также и в космической архитектуре. Остается добавить, что показанная выше "Красная птица" с 29 сентября экспонируется в "Креативном центре" по адресу: г. Ростов, ул. Суворова, 52a. Спешите увидеть: экспозиция продлится только до 5 октября.

      В рамках первой презентации в Ростове был изготовлен также стенд, который посвящен моим разработкам в области космической архитектуры. Этот стенд вы можете видеть на нижележащей фотографии.

Спасибо за внимание!



Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


ВТОРАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ В РОСТОВЕ



      В рамках фестиваля науки юга Росии я прочитал доклад "Вантовые сети Макарова для земной и космической архитектуры". Доклад состоялся 7 октября 2012 года в выставочном павильоне Ростова "ВертолЭкспо" (Россия, г. Ростов, ул. М. Нагибина, 30). На доклад был отведен один час, однако, фактически он занял один час и 25 минут. Это оказалось возможным ввиду того, что доклад мой был последним. Именно обилие вопросов слушателей вызвало удлиннение моего доклада свыше установленного регламента. По докладу мне было задано очень много вопросов. Это говорит о том, что представленная мною информация была слушателям интересна и вызвала у них живой отклик.
      На докладе я показал слушателям свою модель "Желтая Птица" - "Пятерку Макарова", которая была собрана мною из десяти плоских аркообразных элементов. Модель вызвала у слушателей живую заинтересованность: каждому хотелось потрогать ее своими руками. Рабочий момент моего доклада и мою "Желтую Птицу" вы можете видеть на приведенной ниже фотографии.




      По ходу доклада я рассказал слушателям о многих моих злоключениях, связанных с тем, что я изобретатель-одиночка, за которым нет никакой фирмы и никакого финансирования. Дело в том, что в наше время наука считается сферой действия именно "научных коллективов", которые обеспечены хорошим финансированием (обычно, из государственного источника). В связи с этим, мое появление перед зрителями в качестве ученого-одиночки, который является представителем только "самого себя", добавило, я думаю, особую пикантность всему моему докладу. Остальные представленные на фестивале доклады носили, в основном, обзорный характер типа "реферат на заданную тему". Я же презентовал в своем докладе абсолютно новую информацию, которая является результатом моих личных разработок. При этом практически все мои разработки обладают признаками мировой новизны. В этом плане я оказался каким-то "ископаемым динозавром", поскольку ввиду моей оторванности от всех научных коллективов, мои личные требования к научным результатам оказались сильно завышенными по сравнению с принятым в научном сообществе уровнем.
      Это не осталось незамеченным. По окончании доклада вопросы полились на меня сплошным потоком. Конечно, со всеми вопросами я справился, поскольку все это "моя личная тема", которой я занимаюсь уже свыше 25 лет. В конце потока вопросов один из слушателей попросил меня закончить мою презентация на какой-то именно "позитивной ноте", что я и сделал.
      Я вспомнил свою переписку с американским профессором Мейсоном Пеком, который весной 2011 года задавал мне очень много вопросов по свойствам моих конструкций и по их преимуществам по сравнению с другими космическими разработками, предназначенными для решения подобных задач. Когда же я сообщил, что с середины 2011 года этот профессор (Mason A. Peck, Associate Professor Mechanical and Aerospace Engineering 212 Upson Hall Cornell University Ithaca, NY) был назначен главным технологом НАСА и работает теперь в главном офисе НАСА в Нью-Йорке, это вызвало у слушателей некоторую волну веселого позитива. При этом я сообщил, что ввиду большой загруженности профессора, я теперь стараюсь не отвлекать его внимание от основной работы своими "мелочными заботами". Однако, я думаю, что это мое "блатное знакомство" еще как-то мне "аукнется".
      По окончании доклада ко мне подошла симпатичная солидная дама и представилась: "Я ректор Южного Федерального Университета..." Конечно, для меня это явилось полной неожиданностью. Я никак не рассчитывал на такое внимание к моей персоне со стороны столь занятого человека. Затем эта дама - доктор экономических наук Марина Александровна Боровская - поблагодарила меня за интересный доклад, вручила мне свою визитную карточку и сказала, что отныне я могу обращаться к ней лично в любое время и по любым вопросам...

      После окончания фестиваля науки сразу семь его организаторов выразили желание побывать у меня в гостях, чтобы "в теплой компании" отметить мою успешную презентацию. Естественно, именно так мы и поступили. Вечеринка получилась очень теплой. Я сделал вывод, что эта вторая презентация в Ростове мне удалась!

P.S. С видеороликом моего доклада на фестивале науки юга России в г. Ростове можно ознакомиться по нижеследующей ссылке:

"Сергей Макаров. Вантовые сети в земной и космической архитектуре"




Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


CHALLENGE-2013

      Начиная с 2008 года американский институт имени Бакминстера Фуллера ежегодно устраивает международный конкурс проектов. Эти проекты могут затрагивать самые различные области человеческой деятельности. Самыми важными требованиями, которые предъявляются к проектам, являются их общечеловеческая значимость, перспективность (в масштабах человечества) и возможность их практической реализации.
      Поскольку я давно уже занимаюсь разработкой различных конструкций для космоса, я решил в 2013 году выдвинуть свой проект для участия в этом конкурсе. Известно, что в настоящее время уже во многих странах мира разрабатываются конструкции различных космических отелей, в которых люди смогут поселяться в космосе на длительное время. Однако, ни одна страна мира еще не начала реального строительства ни одного космического поселения. Интересно, кто же будет первым? Я думаю, что первый "космический отель" и будет предопределять всю дальнейшую космическую архитектуру.

      Проект, который я выдвинул для рассмотрения на конкурс "Challenge-2013", называется "Многоэтажный космический отель". С основными идеями этого проекта вы можете ознакомиться, если посмотрите на нижеследующую картинку.



По условиям конкурса, я не мог предъявить для рассмотрения более шести картинок. Все эти картинки представлены на показанной выше фотографии. Если мой проект вас заинтересовал, то все подробности по нему вы можете прочитать и просмотреть в моей презентации:
"Многоэтажный космический отель".
Показанную мною картинку вы сможете увидеть непосредственно на сайте конкурса, если воспользуетесь следующей гиперссылкой: "Многоэтажный космический отель конструкции Макарова".

      Мой проект очень строго соответствует всем требованиям конкурса. Конечно, я надеюсь на победу. Однако, как показала практика, на многих конкурсах победители бывают известны еще до того, как конкурс объявляют для широкой публики. Насколько честным является этот конкурс, мы, надеюсь, очень скоро узнаем. Результаты конкурса "Challenge-2013" должны быть объявлены 1 октября 2013 года.

P.S. Еще до рассмотрения проектов в жюри меня уведомили о том, что "ввиду большого количества представленных на конкурс проектов" мой проект не будет представлен на рассмотрение жюри (?!) Никакая переписка, никакие мои упреки не помогли. Я потребовал вернуть мне 100 долларов, которые я заплатил за рассмотрение моего проекта, однако этого так и не было сделано. Вот такие жулики работают в институте Бакминстера Фуллера... Печально, но факт!

Переход к началу раздела




Переход к началу страницы


Переход на стартовую страницу сайта