Это, кажется, и будет пределом, которого мы сможем добиться с пассивными
материалами. Продвижение по этому пути - вот занятие, которое занимает
в наши дни целую армию материаловедов. Но картина изменится, если мы займемся
активными материалами (то есть такими, которые каким-то образом подпитываются
энергией) Несколько лет назад к этой идее независимо пришли профессор Бернал
и я. В самом деле, снабжая материал энергией, можно придать ему бесконечную
эффективную жесткость (как это бывает у животных). А сделать это можно,
по-видимому, с помощью пьезоэлектричества.
Важным следствием реализации этой идеи было б не столько повышение прочности,
сколько использование бесконечной жесткости. Можно было бы делать очень жесткие
конструкции, работающие на сжатие, — телеграфные столбы могли бы быть тонкими,
как проволока; крылья самолетов стали бы тоже очень тонкими, почти любая
техническая операция выполнялась бы легче и дешевле. Насколько мне известно,
в этом направлении никто сейчас не работает. Но если бы даже и начались
такие исследования, потребовалось бы весьма много времени, прежде чем удалось
получить что-нибудь реальное; но этот путь отвергать, по-видимому, не следует.
Другая очень привлекательная идея связана с самоподстраивающимися конструкциями.
По сути своей она также биологическая. Основной принцип здесь заключается
в том, что конструкция сама утолщается в местах большего напряжения, и
опять-таки сама уменьшается в слабо нагруженных частях. Почти все небиологические
конструкции спроектированы неоптимальным способом, они неэффективны и топорны.
Можно было бы начать с того, что попробовать оптимизировать какую-нибудь
грубо спроектированную оболочку или раму, нагружая ее, например, в гальванической
ванне. Но, как и предыдущая идея, сегодня это всего лишь мечта. Я хотел
лишь сказать, как велики потенциальные возможности сокращения времени проектирования
и изготовления.
В 80-х годах прошлого века идея использования электричества в широких
масштабах висела еще в воздухе и привлекала внимание лишь ученых и некоторого
числа предпринимателей; история биржи оживляется серией паник газовых компаний,
которые возникали после каждого объявления о новом усовершенствовании динамомашины
или электрической лампочки. Но оказалось, что акции газовых компаний оставались
в безопасности в течение жизни почти целого поколения: трудности разработки
и внедрения совершенно новой области техники были очень велики, несмотря
на то что научные принципы были уже довольно хорошо поняты, да и экспериментальная
проверка проходила довольно удачно. Конечно, маловероятно, что разработка
и восприятие новых необычных материалов будет идти столь же медленно, как
и внедрение электротехники, но все-таки, видимо, это будет тянуться долго,
и на пути встретятся как взлеты, так и падения. Несомненно, что ставить
вопрос о радикальной замене традиционных материалов (сталь, древесина)
еще очень и очень рано.
Однако мне кажется, что новые армированные материалы, о которых мы говорили в
этой главе, доведены уже до такого уровня, когда их технические достоинства
оправдывают попытки использования этих материалов на практике. Такие попытки
предпринимаются, и вполне возможно, что в специальных конструкциях
(компрессорные лопатки газовых турбин и другие авиационные детали) современные
армированные материалы будут работать уже ко времени выхода этой
книги[51]. Сегодня эти материалы дороги, на них к тому же
скептически смотрят инженеры-практики. Однако, если они выдержат испытания и
покажут свои преимущества на практике, на их стороне будет то, в чем они
нуждаются,- интерес и одобрение конструкторов. После этого пойдет постепенный
процесс удешевления, расширится область применения, хотя они будут оставаться
достаточно специальными в течение длительного времени.
Широкое применение дает реальные выгоды, но, вероятно, главным результатом
будет переворот в области инженерного мышления. Идея о материале, который
с самого начала разрабатывается с определенным назначением и строится,
исходя из первых принципов, а не путем модификаций традиционных веществ,-
эта идея нова и всеобщего признания еще не заслужила. Но стоит ей добиться
всеобщего признания, и трудно сказать, что за этим последует. Ведь вплоть
до настоящего времени технические идеи основывались (сознательно или подсознательно)
на характеристиках и недостатках небольшого списка веществ; но стоит воображению
инженеров проститься с мыслью о том, что все эти ограничения обязательны,
а взамен этого понять, сколь созидающим может быть союз конструктора и
материаловеда, - границы техники необычайно раздвинутся.
