Эта удивительная подушка

Гильзин Карл Александрович

В книге рассказывается о самых различных применениях воздушной подушки в настоящее время и в будущем: о летающих автомобилях, судах и поездах, о воздушных домах, о городах под куполом и многом другом.

 

Сначала несколько слов о книге

«Уж не морочит ли нам автор голову?»

Наверняка так скажет иной нетерпеливый читатель, взяв в руки книгу.

На самом деле, как может быть подушка удивительной? Вот если бы она вдруг заговорила, тогда наверняка смогла пересказать немало поведанных ей по ночам историй. Однако подушки разговаривают, к счастью, только в сказках…

«Но, может быть, это и есть сказка?»

Ну что ж, внесем ясность: сказок не будет. Речь пойдет о самых реальных вещах. И если многое покажется все же сказочным, фантастическим, то виной тому подушка, о которой и собирается рассказать автор.

А что это за подушка, вы узнаете, прочтя эту книгу.

 

Часть 1. Плыви подушка! Катись, подушка!

 

Эра воздушных подушек

омните в «Мойдодыре» Чуковского:

И подушка, как лягушка, Ускакала от меня!

Но наша подушка плывет и катится всерьез. Ведь уговор был — без сказок.

Вы-то, наверное, думаете, что речь идет о подушке обыкновенной, на которой спим. Но разве на них свет клином сошелся?

Я уж не говорю о подушках, которые широко применяются в технике и служат вовсе не для того, чтобы на них спать. Инженеры — народ изобретательный и мыслящий весьма рационально: когда им приходится давать названия всяким машинам и сооружениям, то чаше всего они вообще ничего не придумывают.

Зачем зря ломать голову, если можно выбрать название из многих уже существующих?

Так, в технике можно встретить какое-нибудь «ухо», которое вовсе не слышит, «щеку», никогда не украшавшую ни одно лицо, и еще много другого в том же роде. Нетрудно обнаружить в самых разных вариантах и весь «постельный» комплект: «постель», на которой никто не спит, а располагаются части станка или слой какого-нибудь материала. «Одеяло», которым укрывают, например, растения, грунт или машины. И уж конечно, «подушку».

Подушке в этом смысле особенно повезло. Где только ее не встретишь! Бетонную или цементную — под зданием, из гравия и песка — под автомагистралью или железнодорожным полотном, водяную — на нее низвергаются потоки воды за плотиной гидроэлектростанции, резиновую — под точным станком или прибором, и еще разные подушки в десятках самых неожиданных мест.

Однако и самая обыкновенная подушка тоже не обязательно должна быть «пух-перо». Когда турист идет в поход с ночевкой, разве он берет с собой пуховую подушку? Другое дело — надувная резиновая подушечка, лучший друг странствующих. Легкая, места занимает мало, а надуешь — и спи себе на здоровье!

А почему она, собственно, резиновая? Сделана из резины? Но и обычная подушка изготовлена из ткани, а ее называют не тканевой, а пуховой. Значит, следовало бы говорить не «резиновая», а «воздушная» подушка, поскольку место пух-пера б ней занимает воздух.

Так мы встретились с героем нашей книги — воздушной подушкой, с которой связаны многие замечательные достижения научно-технической революции, очевидцами и участниками которой мы являемся. А перспективы использования воздушной подушки в будущем просто фантастичны: можно утверждать, что мы живем в эру воздушной подушки.

Звучит это неожиданно, но здесь нет преувеличения. Воздух, обыкновенный окружающий нас воздух выступает ныне во многих совершенно новых и исключительно важных качествах. Мы знаем, что без воздуха невозможна жизнь, что мы им дышим, он спасает от губительного солнечного и космического излучения, защищает как самое лучшее возможное одеяло (опять «одеяло»!) от космического холода и адской жары дневного солнца, что он источник неповторимого очарования окружающих нас красок и звуков…

В общем, многое известно о воздухе, даже его вес. Как подсчитала советская электронная машина, общий вес атмосферного воздуха равен 5157 триллионам тонн — огромная величина.

Но не всегда мы представляем себе, сколькими рабочими профессиями овладел в последние годы воздух, какие разные существуют из него изделия: автомашины, морские суда, туристские лодки, точнейшие станки, огромные здания, скоростные поезда, дирижабли, космические аппараты теперь часто строятся именно из… воздуха!

Если и не целиком, то их важнейшие части изготовлены из воздуха как конструкционного материала. Подобно тому, как состоит из него в основном резиновая надувная подушка — без воздуха нет и подушки!

Бывают выставки, все экспонаты которых изготовлены из одного материала, например чугуна или дерева. Пока еще не было выставки изделий, изготовленных в основном из воздуха. Но что мешает устроить подобную выставку… на страницах нашей книги?

Вы увидите немало любопытных экспонатов, но они будут лишь незначительной частью бесчисленной армии воздушных подушек, созданных человеком и верно ему служащих.

Если бы удалось с помощью какой-нибудь электронной машины подсчитать общее число всех существующих на свете воздушных подушек, то на долю каждого живущего на Земле человека, от грудных младенцев до старцев-долгожителей, пришлось бы их по многу сотен и даже тысяч! Чем не новая «подушечная» эра…

А ведь есть еще подушки, созданные не человеком, а природой, так сказать, естественные, и им тоже несть числа…

 

На все вкусы

Не все то просто, что кажется простым. Это относится и к подушке. Вот, например, недавно появилась специальная подушка против бессонницы. Ее создали японские инженеры по радиоэлектронике. Внутри нее размещен миниатюрный аппарат, имитирующий падение дождевых капель. И не просто создающий иллюзию дождя, но согласующий ритм падения капель с частотой пульсаций крови человека, в чем, по мнению инженеров, и заключается главный усыпляющий эффект.

А есть подушки, предназначенные специально для младенцев. Оказывается, обычная подушка таит в себе нешуточную угрозу их здоровью и даже жизни. Если во сне ребенок случайно повернется лицом вниз, уткнется носом в подушку, то может задохнуться. Существуют специальные строгие стандарты на безопасные подушки для малышей. В них устанавливается толщина, плотность и воздухопроницаемость. При испытании на соответствие этим требованиям через подушку просасывается воздух.

Иногда родители путешествуют вместе с грудными детьми. Тащить в дальний путь кроватку или коляску сложно. Гораздо удобнее воспользоваться надувной резиновой колыбелькой. Сложенная, она легко умещается в дамской сумке.

Новорожденные требуют постоянного наблюдения, особенно если ребенок болен или ослаблен. Иногда, например, у новорожденного по какой-то причине может прекратиться дыхание. Тут нужно самое срочное медицинское вмешательство. Эту непростую задачу в Англии решает воздушная подушка в союзе с электроникой: надувной матрасик для новорожденных изготовляется из нескольких отдельных секций, а каждая из них соединена трубкой с сигнальным прибором. Когда ребенок дышит нормально, давление воздуха в секциях колеблется, и прибор легонько тикает, как настольные часы. Стоит дыханию прекратиться, как давление воздуха в матрасике перестает колебаться и прибор начинает издавать резкие гудки, а сигнальная лампочка — непрерывно мигать. Теперь уже дело за врачами.

Не менее важна помощь, которую может оказать воздушная подушка взрослым, если они больны. Иной раз больному самое мягкое ложе доставляет мучения. Например, в случае тяжелых ожогов любое прикосновение к коже крайне болезненно. Или когда больной вынужден долго лежать неподвижно и от этого у него появляются пролежни.

Чтобы помочь больным, применяются специальные надувные подушки в виде бублика — их подкладывают под особенно болезненные участки тела, и они уже не соприкасаются с постелью. Используют и лечебные надувные матрацы — они состоят из отдельных секций, каждая из которых надувается по-своему: давление воздуха в них разное, чтобы больному было удобнее лежать.

Каких только не бывает надувных матрацев! В США появилась мода на «водяные постели» — своеобразные «родственники» надувных матрацев. Наполняются они не воздухом, а нагретой водой. Говорят, что на подобной постели чувствуешь себя, как на морских волнах. По мнению других, появляется ощущение невесомости, как в космическом полете. Но уж если оболочка разорвется, то в доме произойдет настоящее наводнение.

На Олимпиаде в Мюнхене в 1968 году огромный надувной матрац помогал здоровым, но очень уставшим людям, спортсменам-многоборцам. После соревнований они отдыхали на матраце, отлеживались, дышали кислородом.

Надувной матрац — верный друг туристов, путешественников, рыбаков, всех, кто не ночует дома. Есть матрац — есть и ночлег!

Отличную службу служат надувные матрацы отдыхающим на воде — на море, реке, озере. И на пляже лежать удобно, и в воде матрац доставляет большую радость. Взгляните на какой-нибудь пляж: сколько разноцветных надувных матрацев расцвечивает золотой песок и синюю воду! Есть матрацы и посложнее, например с пластмассовым прозрачным окошечком снизу, чтобы можно было разглядывать подводных обитателей.

 

Флибустьеры надувают корпуса

«Плыви, подушка!» — воскликнули ученые, когда для изучения морских течений вблизи Эфиопии выпустили в воды Красного моря пятьдесят тысяч небольших надутых пластмассовых мешочков.

Самые распространенные плавающие воздушные подушки — обычные надувные лодки. Они, пожалуй, и самые древние: в Британском музее есть наскальный рисунок давностью более двух с половиной тысяч лет, он изображает переправу через реку на надувных шкурах животных.

Впрочем, этот способ передвижения по воде не совсем потерял своего значения и теперь. В Средней Азии, например, до сих пор используют так называемый сал — своеобразный плот из специально выделанных надутых бычьих шкур. Сравнительно недавно, в годы первых пятилеток, основные грузы вниз по бурной реке Вахш сплавлялись на салах. Автомобильных дорог тогда не было. И в наше время некоторые грузы перевозят именно так, хотя профессия плотогонов (салчи) становится редкой, и скоро уже никто не будет знать, как делают сал.

Надувные лодки вызывают в последнее время все больший интерес, происходит своеобразный лодочный бум… Для хранения надувной лодки, вроде наших «Дельфина» или «Ветерка», не нужно никакого гаража или ангара, подойдет и обычный домашний шкаф или багажник автомобиля. Надувные лодки доступны поистине всем, их плавные, гладкие формы не грозят ушибами, порезами, занозами. В общем, удобны!

При желании можно установить на лодке и движок, тогда она сможет мчаться по водной глади со скоростью в десятки километров в час.

По данным нашей печати, каждый пятый советский турист имеет надувную лодку. А ведь число туристов теперь исчисляется у нас миллионами. Все больше людей предпочитает отдыхать именно так, активно, на природе. И правильно предпочитает. В общем, теперь шутят: «Флибустьеры надувают корпуса».

Надувные лодки нужны не только туристам и рыбакам, но и спортсменам, ученым, геологам, да мало ли еще кому. И плавают они вовсе не по одним лишь рекам и озерам.

В 1952 году на резиновой надувной лодке молодой врач француз Ален Бомбар пересек Атлантический океан от Канарских островов до Антил. Он плыл шестьдесят пять суток! Потом появилась книга Бомбара «За бортом по своей воле». Действительно, это было добровольное и очень тяжелое испытание с целью показать, что в самых, казалось, безнадежных ситуациях человек все же может победить. А уж куда хуже — оказаться в океане после кораблекрушения в спасательной надувной лодке, без запасов пищи и воды. Обычно именно так случается, когда пассажиры в панике покидают тонущий корабль.

Смелые, мужественные люди сумеют спастись и тут, а трус, нытик, паникер погибнет.

Бомбару пришлось нелегко, он похудел на двадцать пять килограммов, у него выпали ногти, ослабло зрение. Питался он только планктоном — микроскопической живностью моря, пил дождевую воду и жидкость, высасываемую из рыб. Но все же достиг берега! А ведь здоровье у него было весьма неважное. «Конечно, я немало сбавил в весе, но в живых-то остался!» — заявил отважный путешественник. Не зря он назвал свою лодчонку «Еретик» — его подвиг казался явным вызовом существовавшим представлениям.

У Бомбара нашлись последователи. В 1969 году трое смельчаков-итальянцев на надувной лодке «Челеуста» пересекли за семьдесят дней Тихий океан от Перу до архипелага Туамоту.

В 1972 году шестеро японцев на надувной лодке отправились с острова Окинава на остров Кюсю с намерением пройти за четырнадцать ходовых дней примерно тысячу километров. И здесь цель похода была научной — установить, сколько дней человек может утолять жажду одной лишь горько-соленой морской водой.

В 1973 году четырнадцать советских исследователей на семи надувных лодках за шесть дней пересекли с севера на юг Аральское море. Каждый из участников этого эксперимента получал в сутки только сорок девять небольших конфеток и пол-литра воды.

Есть надувные суда и побольше, предназначенные для открытого моря. В Англии, например, катамаран на двух больших надувных поплавках «Сиклир» имеет длину около шестнадцати метров. Это уже «деловой» корабль, он используется для контроля за чистотой моря и борьбы с его загрязнением.

В минувшую войну армии воюющих стран использовали много различных надувных судов, и сейчас они широко применяются.

Используются надувные суда, и весьма успешно, многими научными экспедициями. Например, когда путешественник и кинорежиссер Анри Берни возглавил научную экспедицию по исследованию реки Комоэ в Западной Африке, то было решено отправиться вниз по реке на надувных лодках. Экспедиции не повезло. Однажды, когда лодки, до предела нагруженные имуществом экспедиции, быстро плыли по реке, неожиданно раздался страшный рев. Лодки были атакованы… бегемотами! Их добычей стали две лодки, кинофотоаппаратура, другое снаряжение. К счастью, из путешественников никто не пострадал. На последней уцелевшей лодке экспедиция двинулась дальше, к устью Комоэ.

Когда настоящей надувной лодки, байдарки или плота нет, изобретательные путешественники могут выйти из положения с помощью известной доли находчивости. Часто помогают, например, надутые камеры от баскетбольных и других мячей или автомобильных шин.

Вот как поступили некоторое время назад географы Московского университета, чтобы отправиться в недалекое водное путешествие. Они придумали оригинальное судно — шароплав, — что-то вроде складного треножного стула, укрепленного на нескольких надутых баскетбольных камерах[Как самому построить шароплав, рассказано в журнале «Техника — молодежи», 1955, № 6].

Иногда водные туристы, плывущие на обычных байдарках, легко превращают их в непотопляемые: для этого они набивают нос и корму байдарки надутыми баскетбольными камерами.

С помощью камер можно построить и оригинальный водный велосипед на поплавках, который получил название «велоласт»[Как это сделать, можно прочесть в журнале «Юный техник», 1957, № 6.]. Велосипедная рама устанавливается на площадке-настиле, укрепленном на двух поплавках, а педали приводят в движение два ласта, которые и движут велоласт. Поплавки представляют собой набитые баскетбольными камерами чехлы-мешки.

В Японии водный велосипед (его там называют «аквапед») сделали из обычного велосипеда и четырех автомобильных камер. Даже из одной автомобильной камеры и то можно соорудить своеобразную лодку для рыболовов, только удить в ней придется стоя.

В общем, если вы попробуете летом соорудить себе какой-нибудь оригинальный водный экипаж с помощью простейших воздушных подушек, то получите огромное удовольствие [Еще один совет — как построить небольшой катамаран, лодку на двух поплавках, заполненных баскетбольными камерами, — можно найти в журнале «Техника — молодежи», 1973, № 8.].

Поплавки, несущие на себе более «серьезные» экипажи, вроде упоминавшегося английского «Сиклира», устраиваются, конечно, иначе. Широко применяются поплавки для вертолетов, садящихся как на сушу, так и на воду. Снабжен ими и советский одноместный вертолет Ка-10, его поплавки — два прорезиненных надувных баллона.

 

Отчего они не тонут?

Уместно задать каверзный вопрос: отчего все-таки плавают, а не тонут все эти надувные матрацы, лодки, камеры, поплавки?

Наверное, большинство ответит: потому, что они легче воды. И будут совершенно правы. А кто постарше, вспомнит при этом закон Архимеда, и будет еще более прав.

Жаль, конечно, что закон Архимеда уже открыт, иначе, пожалуй, его мог открыть и кто-нибудь из нас. Но только пытливому уму дано увидеть скрытый смысл явлений. По легенде, купание в ванне привело Архимеда к открытию его закона.

Разумеется, плавали в воде и до Архимеда, но вот объяснить, почему тела плавают и, главное, рассчитать возможную величину груза на лодке или корабле без закона Архимеда нельзя. Теперь любой старший школьник знает, что тело, погруженное в жидкость, теряет в своем весе ровно столько, сколько весит вытесненная им жидкость. Тело становится легче. Если оно и без того мало весит, как надувная лодка, то стоит совсем немного погрузить его в воду, чтобы вес вытесненной телом жидкости стал равным весу самого тела. Оно окажется как бы невесомым! Лодка поплывет, а не пойдет ко дну.

А если попытаться погрузить лодку глубже? С лодкой, правда, это трудно, но вот рядом с ней плавает надутая баскетбольная камера, попробуем надавить на нее. Чтобы удержать камеру под водой, нужна немалая сила. Вырвалась! И сразу же пулей вылетела из воды.

Ясно, почему. Вес вытесненной воды стал больше веса камеры. Она «потеряла» в весе больше, чем весит сама. Значит, на камеру стала действовать подъемная сила. Величину силы, которую называют архимедовой, найти просто — она есть разница в весе вытесненной воды и камеры. Чем больше камера и чем она легче, тем значительней подъемная сила.

Как поднимают со дна моря затонувшее судно? Сначала под него подводят металлические понтоны — тонкостенные бочки. Потом сверху по шлангам подают в них сжатый воздух. Он вытесняет воду и образующиеся таким образом воздушные подушки (на этот раз — в металлической оболочке) выталкивают корабль на поверхность воды.

Понтоны не обязательно должны быть металлическими, их можно сделать и надувными. В ФРГ применяется аварийный понтон в виде огромного надувного матраца длиной тридцать метров. В Англии надувные шары используют для подъема со дна морского затонувших… сокровищ, поиски которых стали в последнее время страстью многих искателей счастья. Поиски сокровищ знаменитой «Непобедимой армады» — погибшей в бурю у берегов Ирландии в 1588 году большой эскадры испанских кораблей, направленной против Англии Филиппом 11 Испанским, — ведутся не только с помощью подобных шаров, но и с борта нескольких надувных лодок.

В Венгрии изобрели хитрый способ подъема судов, затонувших на особенно большой глубине. Подавать сильно сжатый воздух в понтоны на такую глубину сложно, поэтому авторы нового способа предложили заполнять их водородом (очень легким и потому выгодным в данном случае газом), получаемым на дне. Если подействовать на морскую воду электрическим током (провода-то спустить на дно куда проще!), она разлагается на газообразные водород и кислород. Они и заполняют воздушные подушки для подъема корабля.

В последнее время в США аналогичным способом пытаются поднимать затонувшие учебные торпеды. К торпеде прикрепляются надувной баллон и прибор, носящий название газогенератора — он образует (генерирует) в результате химической реакции газы для заполнения баллона. Но как прикрепить это хитроумное устройство к торпеде, лежащей на большой глубине? Американцы пытаются приспособить для этой цели… китов. Утверждают, что наиболее подходящими оказываются киты-гринды. Остается только их дрессировать…

Начинают применять воздушные подушки и для более важной цели — в строительстве магистральных трубопроводов. В наше время нефть и газ стали важнейшим сырьем промышленности. Если хотите представить себе ужасную картину полной катастрофы на Земле, вообразите на мгновение, что нефти и газа больше нет, все израсходовано. Как для живого организма необходима непрерывная циркуляция крови, так нужна подобная система промышленности — по ней должны транспортироваться нефть и газ.

Тысячи судов-танкеров, сотни тысяч железнодорожных цистерн служат для перевозки нефти и газа. Но потребность в них быстро возрастает, и в помощь обычному транспорту их стали перекачивать по огромным трубам, диаметром в человеческий рост. Магистральные нефте- и газопроводы опутали весь земной шар, пересекая реки и пустыни, ущелья и горы, проходя по дну морей и океанов. Строятся все новые, и не без помощи воздушной подушки.

Часто бывает нужно поднять со дна требующий ремонта участок трубопровода. Как и в случае затонувших судов, это могут с успехом сделать воздушные подушки. Такие случаи бывали.

Когда нужно проложить трубопровод по дну реки, обычно сначала его протягивают через реку на плаву, а потом опускают на дно. Как правило, плавучесть трубопровода создается с помощью металлических тонкостенных барабанов, но можно применить и надувные подушки. В Англии для этого используются мешки диаметром полметра. Плавно меняя давление в мешках, можно регулировать скорость опускания трубопровода на дно и даже, при необходимости, снова поднять его.

Во время маневров или военных действий нужно, например, переправить автомашину через реку. Наводить понтонный мост долго, да и для одной машины дорого. Поэтому за рубежом иногда используют специальный «колокол» из аэростатной ткани. Сложенный, он занимает мало места, а при необходимости его быстро надувают, внутри него автомашину подвешивают на тросах и переправляют на противоположный берег.

Можно переправить машину и иначе — не внутри воздушной подушки, а снаружи. Надувной паром может быть подготовлен к использованию за считанные минуты.

 

Зачем рыбе пузырь?

В Латвии есть озеро Илзиня, ничем, кажется, не выделяющееся из множества прибалтийских озер, если бы не расположенный на нем остров. Озерными островами тоже удивить трудно, но этот небольшой остров действительно особенный: он движется. Почему покрытый кустарником и травой остров не тонет? Что превращает его в своеобразный корабль? Воздушная подушка. Остров состоит из торфяного грунта, некогда оторвавшегося от дна, и воздух, а также метан и другие газы, образующиеся при гниении, создают подушку.

Плавающие острова есть на Оби, в Рыбинском море и в других местах.

Как и следовало ожидать, исключительно велика роль плавающей воздушной подушки в живой природе. Ведь столько разнообразных существ живет в воде или так или иначе связаны с ней.

Воздушная подушка рыб — плавательный пузырь — доставляет им немало хлопот: то накачивай пузырь воздухом, то выпускай его. Но зато сколько пользы он приносит!

Пузырь нужен рыбе главным образом для того, чтобы она могла плавать на разных глубинах — ведь давление воды с увеличением глубины увеличивается. Держаться в толще воды без дополнительных движений рыбе и помогает плавательный пузырь. Меняя количество газов в нем, рыба выравнивает давление в пузыре при изменении давления окружающей воды.

Плавательный пузырь рыбы при ее подъеме и спуске то автоматически пополняется газами, которые рыба извлекает из воды или из собственных тканей, то освобождается от них. Эти газы обычно близки по составу к воздуху, но иногда довольно сильно отличаются от него.

Если пузырь соединен с кишечником (например, у щуки, сельди, лосося, сома), то газы выходят через рот в воду. Когда всплывает стая подобных рыб, то сначала из глубины появляется множество пузырьков воздуха. Рыбаки в Адриатическом море говорят: «Пена появилась — сейчас появятся и сардины!»

В случае герметичного пузыря (например, у кефали, наваги, трески) газы сначала поступают в кровь, а уж потом через жабры выводятся в воду. Это, конечно, происходит медленнее, и такие рыбы всплывают не столь быстро. Если вытащить кефаль с большой глубины, то пузырь, давление в котором еще велико, распирает тело рыбы, она раздувается и сама становится вроде пузыря. У акул, которым приходится часто и резко менять глубину плавания, например, в погоне за добычей, плавательного пузыря вообще нет — им он мешал бы.

Есть у плавательного пузыря еще одна важная работа — он измеряет давление окружающей воды. Рыбе нужно знать, на какой глубине она находится — у каждого вида рыб свои излюбленные глубины, где больше пищи и приятнее условия. С помощью пузыря рыба воспринимает самые незначительные колебания давления, например изменение атмосферного давления перед грозой.

Большинство рыб использует плавательный пузырь и как орган слуха. Они слушают сначала животом: пузырь усиливает даже слабые звуки, распространяющиеся в воде, и уже потом они передаются во внутреннее ухо, в голову рыбы.

И пузырем же многие рыбы разговаривают. Старая поговорка «Нем как рыба» уже давно опровергнута наукой: рыбы весьма болтливы. Большинство рыб, оказывается, чревовещатели: они «разговаривают», не открывая рта! Пузырь служит как бы барабаном — рыба ударяет по нему то особыми мышцами, то плавниками, а то и специальной косточкой, вроде палочки барабанщика.

Чем больше барабан, тем басовитей его «голос». Маленькие рыбки попискивают, а большие-басят. И вот что странно: рыбы-самки обычно «беседуют» реже и тише, у них барабанные мышцы развиты слабее. Так что, по одному остроумному замечанию, в отличие от людей, у судаков «судачат» в основном отцы семейства…

Не все издаваемые рыбами звуки исходят из пузыря. У некоторых рыб пузыря вообще нет, а «разговаривают» они вовсю.

Пока никто не знает, почему и как эти рыбы издают звуки: бычки рычат и квакают, белуги ревут…

И еще одно важное свойство пузыря не так для самой рыбы — хозяйки пузыря, как для других рыб. Когда рыба гибнет — попадает в зубы хищнику, в сеть или на крючок рыболова, то она извивается, трепещет, и ее пузырь, сильно сжимаясь, издает как бы крик боли, предупреждающий других рыб об опасности. Рыба горбыль, например, кричит так, что за двести метров слышно.

Пузырь служит для издавания звуков не только у рыб. Есть подобный пузырь — он так и называется «голосовым» — у самцов лягушек. Если это наземная лягушка, то пузырь находится внутри тела, если водяная, то снаружи, по бокам головы. Ну и страшилищем выглядит лягушка, когда эти пузыри надуваются!

Пузырь некоторым рыбам служит и для дыхания: они заглатывают в него атмосферный воздух, хотя, как и все остальные рыбы, они жабрами извлекают кислород, растворенный в воде. И если такая рыба не успеет наполнить свой пузырь воздухом, когда высунет голову из воды (она делает это регулярно, обычно через один — три часа), то она утонет.

«Запасенным» воздухом дышат не только рыбы, но и некоторые насекомые. Например, жук-плавунец запасает атмосферный воздух в дыхательных трахеях и специальных пузырьках под надкрыльями и дышит этим воздухом под водой. Природа позаботилась и о том, чтобы жук мог жить под водой долго — например, зимой подо льдом. Запасенный жуком пузырек воздуха, покрывающий его дыхальца, служит своеобразными жабрами: по мере расходования кислород поступает в пузырек из окружающей воды, а углекислый газ, наоборот, отводится в воду — ведь он растворяется в воде в тридцать раз лучше, чем кислород.

 

Подушка спасает утопающих

Частенько случается, что люди оказываются в воде против своей воли. Или залезают в воду добровольно, а выбраться из нее собственными силами как-то не могут. И тонут.

Бывает некому даже бросить спасательный круг, так что остается надежда на собственные силы или на технику.

От тонущего многого требовать нельзя, ему не до сложных операций и процедур, так что на помощь должна прийти автоматика в союзе с воздушной подушкой. Создано множество автоматических и полуавтоматических воздушных подушек, призванных спасти жизнь тонущим.

Есть, например, спасательный круг, легко умещающийся в кармане: надувающаяся оболочка из пленки и баллончик с углекислым газом общим весом всего сто пятьдесят граммов. Стоит проколоть свинцовый колпачок баллона имеющейся в комплекте иголкой — и круг надувается.

Есть купальный костюм, вполне заменяющий при необходимости спасательный круг: нажатие на кнопку — и костюм раздувается газом из баллончика так, что может удержать человека на плаву. Если даже тонущий потеряет сознание, не успев нажать на спасительную кнопку, за него это сделает автомат — он срабатывает под действием давления воды.

Самое широкое применение получили надувные спасательные жилеты. Эта архаическая и, в общем, не очень-то нужная деталь мужского туалета стала совершенно обязательной для всех яхтсменов и других спортсменов, которым каждый миг грозит неожиданным купанием. Жилеты делаются кричаще яркими, обычно оранжевого цвета, чтобы легче было их заметить на воде.

Спасательные жилеты, которыми снабжают пассажиров трансокеанских воздушных и морских лайнеров (для этого они и были впервые применены), надуваются не ртом, а нажатием на кнопку или рычажок. Сжатый газ, обычно углекислый, из небольшого баллончика за считанные секунды наполняет жилет, имеющий несколько отдельных секций-камер, так что прокол одной из них не страшен.

Есть жилеты, надувающиеся автоматически при попадании в воду.

Чтобы пловец держал голову высоко над водой и не захлебнулся при потере сознания, некоторые жилеты снабжаются своеобразным стоячим воротником — жабо. Еще одна ненужная старинная деталь туалета оказалась полезной. Странное сочетание жилета с жабо однажды сослужило службу дельфину. Когда в американском городе Галвестоне (в штате Техас) любимец публики дельфин Пегги заболел воспалением легких, то ветеринарный врач надел на него такой спасательный жилет, чтобы дельфин мог держать голову над водой.

Существуют и другие приспособления для спасения утопающих, некоторые из них занимают совсем мало места, например браслет — он весит всего сто двадцать граммов, а при необходимости автоматически надувается и может поддерживать человека на воде до двух суток; или шарик, который легко бросить тонущему на расстояние до шестидесяти метров, предварительно потянув за шнур, и уже за три секунды он автоматически надувается в спасательный круг диаметром более полуметра и даже выбрасывает якорек, чтобы избежать сильного дрейфа.

У нас в стране работает Лаборатория новых видов спасания на водах. Ею, в числе других средств, создана спасательная перчатка, которую бросают тонущему (так что выражение «бросить перчатку» приобретает совсем иной смысл!). Она мгновенно надувается, заполняясь парами фреона — легкокипящей жидкости, применяющейся в обычных домашних холодильниках, — и удерживает человека на плаву. Фреон лучше для надувных спасательных средств, чем воздух или углекислый газ: при его испарении объем возрастает в шесть тысяч раз, так что крохотной ампулы достаточно для заполнения большого спасательного круга.

Разработан лабораторией и миниатюрный надувной спасательный плотик, который сам стремглав мчится к утопающему. Для этого он снабжается небольшим реактивным двигателем и превращается в реактивный мини-катер. Плотик соединяется двумя тонкими, длиной по сто метров, резиновыми шлангами с баллоном сжатого воздуха, находящимся на берегу. Стоит открыть доступ воздуха из баллона в плот, как давление в нем повышается, и воздух устремляется из плота наружу через отверстия в корме, подобно газам из настоящего реактивного двигателя толкая плотик вперед. Управление им производится с берега подачей воздуха то по одному, то по другому шлангу. И вот уже плотик прибыл к месту назначения, тонущий спасен!

Спасательный пояс или жилет не очень-то помогут в холодной воде, поэтому изобретают более сложные спасательные костюмы, плоты, палатки.

Шесть часов провел в ледяной воде шведский журналист Рольф Андерссон, испытывая новый надувной спасательный костюм. Шел снег, дул сильный ветер, но он не замерз — костюм сделан из толстой резины и подбит нейлоновым мехом.

В надувных плотах-палатках[Как сделать самому плот-палатку, можно прочесть в журнале «Знание — сила», 1958, № 5.] человеку не холодно в самую мерзкую погоду и лаже довольно уютно. Есть плоты-палатки, рассчитанные на нескольких, иногда до двадцати, человек. Обычно такой плот при сбрасывании с борта, а сбросить его легко может один человек, надувается углекислым газом за считанные минуты, а то и секунды. Плоты могут быть снабжены радиостанцией, автоматически сообщающей о местонахождении плота, чтобы поскорее организовать поиск и спасение, электрогенератором для питания рации и освещения, краскометами, окрашивающими воду в красный цвет для обнаружения с воздуха, опреснителями морской воды и еще многим другим.

На таком плоту в испытательном дрейфе в течение пяти дней в Черном море находилась группа моряков специальной экспедиции «Грот». Их задачей было доказать скептикам, а недостатка в них, признаться, не было, что надувные спасательные плоты, выпускаемые нашими заводами (это был именно серийный, а не специальный плот), великолепно служат при кораблекрушениях. А заодно и проверить состояние людей при вынужденном путешествии на плоту.

В марте 1972 года раздалась команда: «Плот за борт!» — и в воду полетел тугой сверток. Едва коснувшись поверхности воды, сверток развернулся и, надуваясь, автоматически стал превращаться в плот-палатку. В нее спустились шесть испытателей. Вскоре ярко-оранжевая палатка удалилась от экспедиционного корабля, люди остались одни в штормующем море. Но палатка, снабженная наружным электрическим освещением и радиолокационным отражателем, чтобы ее легче было обнаружить, не испугалась шторма — волны не способны ее перевернуть, они перекатываются через тент. В палатке сухо и тепло, прорезиненные полотнища плотно закрывают вход.

Для маленьких пассажиров есть спасательный плот-люлька, надувающийся углекислым газом из баллончика и защищающий ребенка и от удара о воду, и от холода. В люльке имеются ремни для подвешивания маленького пассажира, вентиляция, электрическое освещение от батареи, действующей при контакте с водой, и даже небольшое наблюдательное окошечко.

В общем, все удобства!

 

Со слона на салазках

В современных реактивных лайнерах двери для входа и выхода пассажиров находятся на высоте нескольких метров от земли. Вы никогда не бывали в аэропорту, не видели, как подъезжает к самолету трап? Этакая махина высотой в дом. А если вынужденная посадка? Придется обходиться без трапа и выпрыгивать из самолета кто как умеет, и как можно быстрее.

Опыт гражданской авиации свидетельствует, что большая часть всех аварий самолетов происходит не в воздухе, а на земле. Бывает, люди гибнут только потому, что не сумели вовремя выбраться из горящего самолета. Особенно опасен взрыв топлива, а он может произойти вскоре после падения. Здесь дороги мгновения. Но даже если двери не заклинило и их удалось открыть, как справиться с эвакуацией десятков, а то и сотней пассажиров из самолета за эти самые мгновения?

Не всякий решится спрыгнуть с высоты второго-третьего этажа.

А раздумывать и готовиться долго не приходится.

Теперь на каждом пассажирском самолете обязательно есть аварийный надувной трап. Сложенный и покрытый чехлом, он лежит в специальном отсеке вместе с баллоном, в котором находится сжатый углекислый газ или воздух. Когда нужно, трап выбрасывают из люка, надувают, и по нему, как с ледяной горки на салазках, один за другим скатываются пассажиры.

Для удаления пассажиров из самолета с помощью надувного трапа требуется всего одна-две минуты. Но увы, обычно больше времени приходится тратить, чтобы подготовить трап. Ведь нужно выхватить его из отсека, где он хранится, прикрепить его лямки к самолету, броситься назад к баллону с газом, открыть его вентиль, и только тогда трап надувается и путь из самолета открыт.

При аварии сэкономленные секунды могут спасти жизнь многим людям.

Особенно сложно эвакуировать пассажиров из новейших гигантских воздушных лайнеров, на борту которых сотни пассажиров. За рубежом эти самолеты часто называют «джамбо», что может быть переведено как «большой слон». Для них разработаны специальные сдвоенные надувные трапы, чтобы скатываться могли сразу двое. Есть усовершенствованные трапы — с встроенным освещением на случай ночной эвакуации, трап в виде лестницы — он сделан полностью закрытым и огнеупорным, чтобы не был страшен пожар. Этот трап может служить и спасательным плотом.

С успехом применяются надувные трапы и для экстренного удаления рабочих с морских нефтяных буровых вышек, иной раз с высоты тридцати метров.

Воздушная подушка успешно спасает пассажиров, но в состоянии ли она спасти сам летательный аппарат?

Случается, что вертолет, не снабженный поплавками, все же вынужден совершить посадку на воду. Его ждет печальная участь — за считанные мгновения вертолет утонет. Если не поможет воздушная подушка. Специальное автоматическое аварийное устройство на шасси вертолета при первом же контакте с водой мгновенно, менее чем за секунду, надувает большие шары-поплавки. И вот уже вертолет качается на волнах.

Сложнее дело с самолетом, его спасти обычно не удается, но жизнь летчиков — обязательно. На некоторых военных самолетах в случае необходимости покинуть самолет катапультируется не летчик, как обычно, а вся кабина с экипажем. Может быть, в будущем это станет правилом не для одних лишь военных самолетов. Отделившаяся от самолета кабина опускается на парашюте.

Если катастрофа происходит над океаном, то гибель людей неизбежна — кабина утонет.

На одном из новых американских истребителей кабина снабжена целым набором надувных спасательных камер. Одни из них смягчают, амортизируют удар о воду, другие создают плавучесть, третьи обеспечивают нужное положение в воде, чтобы кабина не плавала «вверх ногами». Много часов сна может качаться на волнах, пока не прибудет вызванная по радио спасательная экспедиция. Самая большая из всех аварийных подушек, та, что служит для смягчения удара о воду, в надутом состоянии имеет объем почти два кубических метра, а в сложенном представляет собой небольшой пакет вроде книги.

Не обойтись без воздушной подушки и космонавтике. О том, как она помогает добраться из космоса до Земли, речь пойдет в третьей части книги, а сейчас — о последних мгновениях, когда спускаемый аппарат с космонавтами, снижаясь на парашюте, падает в море. Утонуть он, правда, не может, конструкцией обеспечена его плавучесть. Но может случиться, что он окажется в воде дном вверх, так что его радиоантенны будут под водой и связь станет невозможной. Так и случилось в полете американского космического корабля «Аполлон-7» в октябре 1968 года. Но и тут помогла воздушная подушка. Три специальных баллона-поплавка автоматически надуваются и ставят корабль с «головы на ноги». У «Аполлона-7» это «сальто» длилось пятнадцать минут. Позднее корабль «Аполлон-16» совершил такой же переворот всего за четыре секунды.

Миллионы телезрителей видели, как в июле 1975 года приводнился «Аполлон» после завершения исторического совместного полета с советским кораблем «Союз». «Аполлон» тоже оказался в воде не в нужном положении, и надувшиеся розовые шары поставили его «на ноги».

А потом космонавты могут воспользоваться аварийным надувным спасательным плотом или лодками. Ими обязательно снабжаются и советские и американские космические корабли.

В феврале 1972 года совершил успешную посадку возвращаемый аппарат советской автоматической межпланетной станции «Луна-20», доставивший на Землю образцы лунных пород. Два оранжевых эластичных надувных баллона обеспечили нужное положение аппарата на Земле, чтобы его радиоантенны не были повреждены и их радиосигнал был вовремя принят поисковой группой. Найти аппарат зимой, в буран, в заснеженной степи не очень-то просто.

В США испытывается приспособление, служащее для защиты космонавтов, совершивших посадку на воду, от акул. Предполагается вооружить космонавтов небольшим самострелом со стальной стрелой и патроном с углекислым газом, который укреплен на ее наконечнике. Раненая акула раздувается газом и, разумеется, становится безопасной. Подобным оружием уже снабжают аквалангистов.

 

Подушка — рессора и домкрат

Надувные поплавки вертолетов могут служить амортизаторами и при посадке на сушу. Есть попытки создать аналогичные посадочные шасси и для космических аппаратов. По одному из проектов, например, предполагалось использовать для посадки автоматической станции на Луну надувной «многогранник», по другому — полезный груз размещать внутри большого надутого шара.

У нас в стране изобретен надувной амортизатор, позволяющий сбрасывать с самолета на землю самые хрупкие грузы (в опытах был сброшен даже живой кролик) без парашюта! Немало жизней было спасено этой подушкой, когда больным с неба доставлялись с ее помощью необходимые лекарства.

На гладком асфальте обычные стальные пружинящие рессоры делают езду автомобиля плавной и мягкой. Но стоит выбраться с магистрали на проселок, толчки и тряска заставляют резко сбавить скорость — по ухабам и рытвинам ехать приходится не намного быстрее пешехода. Как добиться, чтобы и по плохим дорогам можно было ехать со скоростью сорок-пятьдесят километров в час без чрезмерной тряски?

Кто из бывалых шоферов не думал об этом как о несбыточной мечте!

Чтобы стальная рессора решила подобную задачу, нужно сделать ее в несколько раз мягче, менее жесткой, а также сильно увеличить ход колес относительно рамы автомобиля. Сделать это невозможно, и положение было бы безвыходным, если бы не воздушная подушка. Испытания, проведенные у нас в стране, показали, что при сочетании обычных пружинных рессор с пневматическими, «подушечными», скорость автомобиля по плохой дороге может быть увеличена по крайней мере вдвое. Значит, может быть перевезено вдвое больше грузов при том же числе машин! Вот что такое воздушная подушка! Минский самосвал-гигант БелАЗ с пневматическими рессорами был удостоен ряда золотых медалей на международных выставках.

Пневматическая подвеска автобусов, например наших львовских, не только увеличила скорость движения, но и намного улучшила самочувствие пассажиров. Воздушные рессоры, изготовляемые из резины с нейлоном, все шире применяются на транспорте. И не только на автомобилях. Пожалуй, легче сказать, где их нет. На троллейбусах, пассажирских тепловозах, вагонах пассажирских поездов, новых вагонах московского метро — всюду между кузовом и колесной тележкой появляется резиновая надувная воздушная подушка. Она делает ход более плавным и бесшумным.

Воздушные амортизаторы незаменимы, когда приходится бороться с тряской, всевозможными вибрациями, а случается это в технике нередко. Часто нужно надежно изолировать от внешних вибраций какой-нибудь точный станок или измерительный прибор — о какой уж точности может идти речь, если все трясется, как в лихорадке! В других случаях, наоборот, сам станок или установка рождают сильные вибрации. Так бывает, например, при испытаниях авиационных реактивных двигателей или в многочисленных виброустановках, применяющихся в промышленности. Тут уж приходится защищать от вибраций все, что окружает трясущуюся установку, прежде всего работающих на ней людей.

Все более широкое применение находит и родной брат пневматической рессоры — надувной домкрат, служащий для подъема разных тяжестей, когда собственных сил человека не хватает.

Чтобы воздушная подушка подняла груз, нужно увеличить давление в ней — она раздуется, и лежащий на ней груз приподнимется. Домкраты-подушки нужны, когда приходится поднимать тяжелый груз в полевых условиях, например самолет, совершивший вынужденную посадку вдалеке от населенных центров. Достаточно уложить под крылом и фюзеляжем самолета друг на друга несколько надувных мешков из прочной ткани (доставить такие мешки легко, они мало весят и в сложенном состоянии занимают мало места), а затем надуть их воздухом, выхлопными газами двигателя или газами из баллона.

А что случится, если поместить воздушную подушку в топливный бак двигателя и начать ее надувать? Она станет вытеснять топливо из бака и подавать в двигатель. Такой способ особенно важен в космосе, где подавать жидкости, в том числе и топливо, не так-то просто из-за невесомости.

На заводах и стройках тоже применяются подушки-домкраты, они могут поднять, например, угол осевшего дома всего за полчаса! Применяются и надувные рабочие перчатки, особенно удобные в случае сильных вибраций, например при работе отбойным молотком.

 

Подушка «взрывается»

Уж если говорить о воздушной подушке, защищающей человека от ударов, то прежде всего в связи с автомобилем. Езда в автомобиле с каждым днем становится все более опасным занятием: автомобилей больше, их водители менее опытны, условия движения усложняются, скорость растет.

Учащаются столкновения автомобилей, часто приводящие к тяжелым ранениям и даже гибели людей, находящихся в машине.

В США, где эксплуатируется около девяти миллионов автомобилей, смертельных исходов в автомобильных авариях бывает несколько тысяч в год, а тяжелых ранений несравненно больше.

Конструкторы стремятся создать «безопасный» автомобиль. Это относится к внутреннему устройству, конструкции рулевой колонки, подвеске двигателя. Предлагаются также привязные ремни, которыми должны затягиваться пассажиры, или раскрывающиеся при ударе пологи, вроде больших газетных листов, которые должны амортизировать удар. Но особенно большие надежды возлагаются снова на подушку. В США по решению правительства, начиная с 1976 года, все легковые автомобили должны выпускаться только с «подушками безопасности». Экспериментальных автомобилей такого рода уже немало.

Подушки хранятся сложенными внутри салона автомобиля в разных местах — верхней части рулевой колонки перед водителем, в щитке перед пассажиром, сидящим спереди, в спинке переднего сиденья — перед пассажиром, сидящим сзади. В упакованном виде они занимают мало места и практически невидимы.

Но вот произошел неожиданный сильный удар автомобиля о препятствие. Дальнейшее происходит мгновенно. Специальный прибор — акселерометр, срабатывающий при определенной силе удара, открывает баллон со сжатым под большим давлением инертным газом или воспламеняет пиропатрон — заряд с несколькими десятками граммов пороха. За сотые доли секунды (!), все равно, как при выстреле, нейлоновые подушки надуваются до объема двухсот-трехсот литров и превращаются в мягкий, податливый барьер перед пассажирами. Есть конструкции, где одна большая подушка заменена множеством малых, соединенных наподобие пчелиных сот, — считается, что это даст ряд преимуществ.