Одно из первых платьев с новым кроем по диагонали, созданное мадемуазель Вионе

Вряд ли мадемуазель Вионе слышала о своем знаменитомсоотечественнике Пуассоне и тем более о коэффициенте его имени, но онаинтуитивно поняла, что добиться нужного облегания можно не только с помощьюшнурков, крючков и кнопок. В материале платья действуют вертикальные растягивающиенапряжения, связанные как с весом самой ткани, так и с движениями его владельца.И если ткань расположить так, чтобы ее нити составляли угол 45° с этимивертикальными нагрузками, то можно использовать большое поперечное сокращениеи добиться эффектного облегания фигуры. Такого рода наряды были, несомненно,дешевле и удобней, чем решения времен Эдуарда, но тем не менее тоже моглиразорить (рис. 125 и 126).

Рис. 125. Одно из первых платьев с новым кроем по диагонали, созданное мадемуазель Вионе (1926).

Рис. 126. Платье с прямым кроем, созданное мадемуазель Вионе.

Аналогичные проблемы возникают и при конструировании больших ракет.Существуют ракеты на жидком топливе, например на керосине, для сжиганиякоторого требуется жидкий кислород. Но жидкостные ракетные двигатели имеютсложную систему подачи топлива и окислителя, которая работает не всегданадежно. Поэтому лучше, наверное, использовать двигатели на твердом топливе(на полимерной основе). Оно горит очень хорошо, но относительно медленно,выделяя огромное количество горячих газов, которые со страшным шумом вылетаютиз сопла двигателя, толкая ракету вперед.

Как топливо, так и производимые им газы находятся в прочном цилиндрическомкорпусе или сосуде давления, стенки которого не следует подвергать действиюпламени и высоких температур. По этой причине заряду топлива придаетсяформа толстостенной полой трубы, которая плотно прилегает к корпусу ракеты.Когда ракету запускают, горение начинается с внутренней поверхности трубыи распространяется затем в направлении корпуса. В результате благодаряналичию еще не сгоревшего топлива материал корпуса оказывается защищеннымот воздействия пламени вплоть до последнего момента.

Твердое топливо на полимерной основе и выглядит, и ведет себя подобнопластилину и, как и пластилин, склонно к растрескиванию, особенно при низкихтемпературах. При запуске ракеты ее корпус, естественно, стремится расширитьсявследствие давления газа, так же как расширяются артерии от давления крови;но вместе с корпусом должно расширяться и твердое топливо. Если заряд ещене нагрелся, в нем могут возникнуть трещины, когда окружная деформациякорпуса достигнет примерно 1%, после чего пламя проникнет через трещиныи разрушит корпус. Это приводит иногда к сенсационным взрывам, подобнымтому, когда развалилась одна из ракет Поларис.

Примерно около 1950 г. кому-то пришло в голову, что корпус ракеты лучшеделать не из металла, а в виде цилиндрической трубы, полученной геликоиднойнамоткой двух семейств прочных стекловолокон, связанных между собой смолой.Если правильно рассчитать углы намотки, то можно добиться того, чтобы изменениедиаметра трубы под давлением было мало. Правда, при этом осевая деформациятакого корпуса будет больше, чем металлического (как и талии в платьяхмадемуазель Вионе). Однако по ряду причин продольное удлинение менее опаснодля топлива. Если не ошибаюсь, эта идея берет свое начало от диагональногокроя вечерних туалетов, популярных в то время.

Допустимые деформации корпуса ракеты отнюдь не допустимы для кровеносныхсосудов. Как мы видели в гл. 7, при колебаниях давления крови артерия должнапри значительных изменениях ее диаметра сохранять более или менее постояннуюдлину. Оба эти требования может удовлетворить конструкция трубы ссоответствующей геликоидной намоткой волокон. С такого рода проблемами, как нистранно, постоянно сталкиваются биологи. Примечательно, что Стив Вейнрайт,профессор университета Дюка, изучающий червей, совершенно независимо провел теже самые расчеты, которыми мы занимались лет 20 назад в области ракетнойтехники. Заинтересовавшисьэтим обстоятельством, я выяснил через профессора Биггса, что и в этом случаетолчком послужил крой по косой.

Изобретение косого кроя принесло мадемуазель Вионе. славу в мире модельеров.Она дожила до глубокой старости и умерла недавно в возрасте 98 лет, так,по-видимому, и не узнав о своем весьма значительном вкладе в космическуюи военную технику и биомеханику червей.

Касательное напряжение – это растяжение и сжатие, действующие под углом +45°, и наоборот

Если еще немного подумать о стенках балок, решетчатых стенках ферм и о вечернихтуалетах косого кроя, то становится очевидным, что касательное напряжениепредставляет собой просто комбинацию напряжений растяжения и сжатия,действующих под углом +45° (рис. 120). Более того, любое напряжение сжатия ирастяжения приводит к появлению под углом 45°касательного напряжения.

Действительно, твердые тела, особенно металлы, очень часто при растяженииразрушаются вследствие касательных напряжении под углом 45° к направлениюрастяжения. Именно эти напряжения приводят к появлению “шеек” в металлическихстержнях и пластинах при растяжении и к пластичности металлов (рис. 127и гл. 4). Как мы увидим в следующей главе, почти то же самое может происходитьи при сжатии. Многие твердые вещества при сжатии разрушаются путем скольжения