Машина имени трёх поросят разносит дома ураганным дыханием

Чтобы корректно воспроизвести воздействие мощного урагана на дом, нужна аэродинамическая труба с поперечным сечением в 20 раз большим, чем площадь проекции дома, и скоростью воздуха в 320 километров в час. Это очень дорого. Однако инженеры придумали, как сымитировать удар стихии без потребности в гигантской воздушной трубе.

Эту необычную работу ведут учёные из университета Западного Онтарио (University of Western Ontario). Там решили опытным путём разобраться, что происходит, когда ураган налетает на двухэтажный дом.

 

 

Анализ процесса разрушения должен подсказать — как изменить конструкцию, чтобы повысить стойкость сооружения против сильнейших порывов ветра.

В прошлом году ураганы Вилма, Рита и Катрина стоили страховщикам $60 миллионов. Но что деньги, когда речь идёт о тысячах и тысячах жизней.

Канадцы полагают, что, поэкспериментировав с реальным домом, смогут выработать рекомендации не только для строителей, но и законодателей, то есть – учёные хотят настоять на изменениях строительных норм и правил.

Один из лидеров проекта Грэг Копп (Greg Kopp) говорит, что самым большим вызовом для него стал вопрос: "Каким способом воспроизвести чудовищный удар урагана по дому?". Строительство аэродинамической трубы соответствующих размеров и мощности стоило бы миллионы и миллионы.

	Ураганы легко расправляются с недорогими и сравнительно простыми домами. И, увы, они наносят не только экономический ущерб. Ураган Митч 1998 года унёс в Центральной Америке 11 тысяч жизней (фото Getty Images).

Потому канадцы обратились к специалистам по инновационной и необычной технике: британо-американская компания Cambridge Consultants, располагающая штаб-квартирами в британском Кембридже и в Бостоне, спроектировала и построила удивительную машину, способную имитировать воздействие на дом урагана 5-й категории без, собственно, скоростного потока воздуха.

Состоит эта установка из ста модулей, каждый из которых представляет собой нечто вроде гибрида пылесоса и аппарата на воздушной подушке.

Большой и мощный вентилятор, гигантские воздушные клапаны, способные мгновенно переключаться по команде электроники, большие гибкие трубы и эластичная резиновая юбка — эти ингредиенты составляют один модуль, который подведут вплотную к стене или крыше дома на одном из рассчитанных участков. Модуль может создавать большое давление или, наоборот, разрежение. А 100 таких машин смогут точно воспроизвести общую чудовищную нагрузку на дом.

"То, что мы моделируем — это не скорость ветра, это — фактическая сила, с которой ветер воздействует на здание", — пояснил идею "машины ураганов" один из её создателей — Эрик Вилкинсон (Eric Wilkinson) из Cambridge Consultants.

Огромные насосы смогут шутя отрывать крышу от стен (фото Cambridge Consultants).

Всеми модулями управляет компьютер. При этом огромные воздушные машины способны менять с большой точностью силу давления и даже его знак (выше или ниже атмосферного) с частотой до семи раз в секунду!

Так будут смоделированы завихрения вокруг углов дома и вызванные ими резкие перепады давлений (от положительного до отрицательного), которые оказывают наиболее губительное действие на здание.

При этом стены будут расшатываться, вибрировать, и, в конце концов, разрушаться. Крышу, при желании, также можно будет легко снести прочь. При этом электроника будет подстраивать расход воздуха так, чтобы при уже начавшемся разрушении дома не потерять силу воздействия искусственного урагана (из-за изменения потоков вокруг и внутри коттеджа).

"Это эквивалентно попытке одновременно ста людей скоординировать свои прыжки на одном батуте", — образно описывает Вилкинсон задачу, стоящую перед электронной системой управления установкой.

В "машине ураганов" главное – не столько мощность, сколько быстродействие и гибкая работа сотни "суперпылесосов" (фото Cambridge Consultants).

Эту машину собирают сейчас в большом ангаре близ Лондонского международного аэропорта в Онтарио (London International Airport). Да, в Канаде тоже есть город Лондон.

Испытательный комплекс, памятуя о печальной участи домиков незадачливых поросят из сказки, которые (домики) волк сдувал на раз-два-три, назван The Three Little Pigs, то есть — "Три поросёнка".

Авторы проекта уже построили внутри ангара двухэтажный дом, на заклание, и задокументировали в нём расположение фактически каждого гвоздя.

"...Волк дунул в пятый раз, дом зашатался и развалился. Одна только дверь некоторое время ещё стояла посреди развалин" (иллюстрация с сайта www-math.uni-paderborn.de).

Этим летом учёные должны опробовать первые 10 нагрузочных модулей, и тогда инженеры Cambridge Consultants построят и поставят в канадский Лондон всю сотню таких аппаратов. А первые полномасштабные ураганы задуют в "Трёх поросятах" осенью нынешнего года.

Однако в течение двух лет работы дом не будут доводить до полного разрушения. После каждого теста, наносящего коттеджу сильные повреждения, авторы проекта будут тщательно ремонтировать подопытный дом, изменять что-то в его конструкции (например — форму крыши) и снова подвергать нагрузке. При этом установка будет создавать давление, эквивалентное действию ветра, дующего со скоростью до 320 километров в час.

Только в 2008 году канадцы запустят "машину ураганов" на максимальную мощность, чтобы уничтожить дом полностью. Этот финальный тест даст массу интересных данных, а потом, наверное, последует очередь другого дома.

Трудно сказать, насколько натурные опыты помогут учёным найти приемлемые (по цене) рецепты построения прочных домов. Однако эксперимент, во многих случаях, лучше виртуальных расчётов. Ведь предусмотреть всё происходящее исключительно на бумаге — невозможно.

Ну а поскольку ждать настоящего урагана, чтобы проверить свои идеи в области строительства, было бы слишком странным, "ураганная машина" действительно может оказаться сокровищем для специалистов.

Если же стойкий дом и после двух лет работы создать не получится, канадцам, видимо, нужно будет попросить совета у мудрого Наф-Нафа.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru