Архитектурная бионика

252

Архитектурная бионика пая форма. Основные отличительные черты этой конст ­ рукции — растянутая оболочка вокруг наполнения. Средой (наполнением) может служить жидкость или газ. Поскольку форма (изменяющаяся в радиальном направлении) и сила (напряженное состояние мемб ­ раны) находятся между собой в прямой связи, мож ­ но сделать заключение о внутреннем давлении или прочности такой конструкции. Например, внутрен ­ нее давление очень маленькой капли воды чрезмер ­ но высоко и может составить многие бары (bar) . В неживой природе системы организуют и регу ­ лируют себя в соответствии с внешними и внутрен ­ ними условиями. Конструктивные формы возника ­ ют из самих себя в связи со спецификой их свойств и с постоянной ориентировкой на внешнее окруже ­ ние. Очевидно, "мертвая" природа характеризуется через этот постоянно изменяющийся потенциал, через В процессе эволюции развитие видов и каждого индивидуума протекает в постоянном изменении внеш ­ него вида их конструктивной формы. Каждое живое существо начинает свой индивидуальный жизненный путь из ничтожно малой клетки — зародыша. Это мяг ­ кое, сферическое по форме образование растет и раз ­ вивается в бесконечном ряду метаморфоз на пути к возникновению сложившегося организма. В генети ­ ческом коде заложен лишь один план созидания — "опыт эволюции". Созидание само по себе может со ­ вершаться все же лишь только благодаря следованию физическим законам формообразования в границах специфических свойств материала. Все формы растений, животных и человека разви­ ваются на основе одного единственного конструк ­ тивного принципа независимо от почти необозримо ­ го многообразия видов и вариаций форм. Этим конст ­ руктивным принципом является пневматика. Пневмоконструкции — это такая система, при кото ­ рой прочная на растяжение, эластичная оболочка под ­ держивается аэростатическим или гидростатическим давлением (жидкостно-газообразным наполнением) . Оболочка и наполнение совместно образуют несуще- способную конструктивную систему. В технике пневмосистемы известны в виде балло ­ нов, наполненных воздухом, камер для покрышек автомашин, парусов, пневмосооружений. Специфическая особенность этих конструкций наи ­ лучшим образом обнаруживается в общеизвестных технических пневмосистемах. Прочные на растяжение и в то же время гибкие оболочки пневмоконструкций могут выполняться из одного цельного материала, как, например, детские резиновые мячи, или при круп ­ нозернистом наполнителе! представлять собой род сетки (каркаса) , а также комбинации того и другого. Наполнением могут служить газообразные, жидкост ­ ные или гранулированные материалы; в живой приро ­ де — преимущественно жидкостные вещества. Форма пневматических конструкций во многом оп ­ ределяется формой и эластичностью оболочек, а так ­ же количеством и свойством наполнителей. Опреде ­ ляющими факторами несущей способности пневмо ­ конструкций служат форма, эластичность, растяжи ­ мость и прочность материала оболочек. Идеальная *©SchaurE. (В RD). 1 Например, песок, гренупировенный шлак и др. Как мы видим, название пневмоконструкции (воздухонаполняемые) несколько условно. {При меч. Ю.Л. ). окружение, построение и разрушение. ТЕХНОЛОГИЯ САМОСТРОИТЕЛЬСТВА ЖИВОЙ ПРИРОДЫ * Тело растения, животного и человека можно рас ­ сматривать Как самоформирующийся, самостроящийся комплекс конструктивной системы.

форма пневмоконструкций — это сфера. Она явля ­ ется результатом равномерного распределения дав ­ ления в оболочке и блестящим примером уравнове ­ шенной (в статическом отношении — Ю.Л. ) конст ­ руктивной формы. Сферические формы пневмоконст ­ рукций образуются почти исключительно из маленьких водяных капель или взвешенных в воде пузырьков, например на первой ступени формирования живой клетки в микросфере. В жизни формы пневматиче ­ ских конструкций почти всегда уходят от формы сферы. Громадное разнообразие форм пневматических конструкций можно значительно расширить дополни ­ тельными элементами, например пневматическими сет ­ ками. На любое изменение действующих сил пневмо ­ конструкция реагирует изменением своей формы. Если же пневмоконструкции плотно упаковать, то воз ­ никнет типичная интегрированная форма, подобная плотно упакованным пузырькам в мыльной пене. Благодаря этим свойствам пневмо конструкции фор ­ мируют такую систему, которая может способство ­ вать реализации важнейших жизненных процессов, таких, как рост, изменение формы и движение. Од­ новременно пневмо конструкция образует замкнутое пространство, в котором могут безопасно происходить жизненные процессы. Мельчайший элемент жизни — клетка функциони ­ рует уже как пневмоконструкция. Относительно проч ­ ная на растяжение мембрана заключает в себе желе ­ образную цитоплазму. При рассмотрении только лишь небольшого числа клеток бросается в глаза различие их форм. Форма клеток так же, как и их изменение во времени, контролируется, предположительно, саль ­ никами (специальными отверстиями — Ю.Л.) , располо ­ женными в стенках клеток. И не только отдельные клетки организма представля ­ ют собой пневматическую конструкцию. Благодаря дифференциации и специализации клеток возникают их различные комплексы — ткани, в том числе относи ­ тельно прочные на растяжение покровные ткани (на ­ пример, кожа животного — Ю.Л.) . Кроме выполнения многочисленных биологических функций покровные ткани образуют, с конструктивной точки зрения, пнев ­ матические системы, наполненные газом, жидкостя ­ ми, субстанциями и гранулами. Органы, как, напри ­ мер, акустический пузырь лягушки, плавательный пузырь рыбы, мочевой или желчный пузыри, а также все коммуникационные системы, как, например, систе ­ ма снабжения растений, сосудистая система или ки ­ шечники человека и животных, представляют собой комплексы газожидкостных пневматических конст ­ рукций. Кожные покровы могут служить упаковкой меньших и большей частью менее прочных пневмо конст ­ рукций — комплексов клеток. В таких случаях можно говорить с комплексе пневмоконструкций. Таким же образом построены фрукты и отдельные органы жи ­ вотных и человека (печень, почки, мозг и селезен ­ ка) . Впрочем, и все виды организмов покрыты прочной на растяжение, гибкой кожей (покровными тканями) и представляют собой комплексы пневмоконструкций, например лишенные скелета животные — черви, гусени ­ цы, улитки. Для определенных функций организма требуются конструктивные системы, сопротивляющиеся сжатию и изгибу. Однако и они все без исключения образованы из мягких клеток, закрепленных отложением и на ­ пластованием в них затвердевших субстанций. Растения образуют твердые субстанции благодаря напластованиям целлюлозы в первоначально мягких клетках. У животных с внешним скелетом, например, насекомых, пауков или рекообразных, а также улиток и раковин, формируются вокруг мягкого тела в ре ­ зультате отложений хитина или извести прочные скор-