Бионика - формы живого в природе и ее промышленные аналоги

В основу проекта древнегреческих амфитеатров с их поистине великолепной и непревзойденной до сегодняшнего дня акустикой было положено чашеобразное строение цветка водяной кувшинки, жужжание насекомых в котором звучит наиболее громко. Это было подмечено еще до нашей эры, но конструкции древних театров не кажутся устаревшими и сейчас.

Многое привнесено в архитектуру из мира насекомых. Так, в создании панелей, из которых сейчас построены многие дома, использован принцип строения пчелиных сот, позволивший параллельно с увеличением запаса прочности конструкции значительно облегчить и удешевить их. Некоторые из ультрасовременных покрытий для крыш и стен домов буквально имитируют покрытие верхних крыльев жуков, обладающих терморегулирующим действием.

Прообразом множества архитектурных конструкций послужили растения. Говоря об этом, в первую очередь стоит остановиться на коленчатых конструкциях телебашен, полностью повторяющих принцип организации стеблей злаков, наиболее наглядно проявляющийся в коленчатом строении стебля бамбука.

Архитектор Огюст Перре, проектировавший здание театра на Елисейских полях в Париже, построил большой музыкальный зал этого театра, задаваясь целью дать звуку наибольшую свободу для того, чтобы он хорошо распространился и не требовал дополнительной электронной акустической системы. Реализация этого проекта стала возможной только при использовании принципов бионики: был построен сперва закрытый зал, а внутри него - другой, "просверленный" в пропорциях, точно соответствующих покрытию листьев.

Понтонные конструкции, крайне перспективные благодаря исследованиям по получению белка из морских организмов, во многом имитируют скопление листьев белой кувшинки - и соотношением объема и площади, и наличием воздушной подушки.

Нередко листья сворачиваются в трубку, закручиваются в причудливую спираль, образуют желоба, что обеспечивает наибольшую их прочность. Такая трансформация легла в основу идеи проекта речного моста в виде полусвернутого листа. При испытании экспериментальной модели такого моста была отмечена поразительная легкость и необычная прочность конструкции, обеспечивающаяся загнутыми краями.(прил.6)

СЕКРЕТ ЗЕЛЕНОГО ЛИСТА

Система сосудов у крепких древесных растений, позволяющая влаге под значительным давлением подниматься на немалую высоту, была использована при проектировании современных водонапорных башен.

Возможность транспирации, аналогичной подобному эффекту у растений, сейчас широко изучается в ходе экспериментов по проектированию "дышащих" стен жилых домов, в которых не будет скапливаться излишняя влага, а это, с одной стороны, приведет к повышению срока службы построек (т. к. отсыревание стен является первым шагом к их разрушению), а с другой - к значительному улучшению санитарно-гигиенических условий внутри таких зданий, что благоприятно отразится на здоровье людей, в этих зданиях живущих и работающих.

Большое значение в современной технике имеют те принципы бионики, которые берут свое начало в жизни пауков. Это и паутинные коконы, в которые паук "укутывает" свои жертвы, являющиеся прообразом изоляции по типу муфты, и конструкции подвесных мостов, впервые разработанные инженером Сэмюэлем Брауном именно в ходе наблюдений за провисавшими между деревьями нитями паутины. Из "паучьей жизни" достался человеку принцип сетчатых фильтров, используемых в различных устройствах и основанный на конденсации капель жидкости на сетчатой основе. Такой фильтр очень легок в очистке, обладает высокой надежностью и длительным сроком эксплуатации.(прил. 7)

Заключение

Все описанные выше примеры использования открытий бионики в хозяйственной деятельности человека показывают и важность развития этой науки, и неисчерпаемость сокровищницы инженерной мысли природы. Человек еще только пытается понять бесконечные приспособления живых организмов к условиям существования, а природа уже веками использует многие и многие законы, которые по праву могут считаться венцом инженерной творческой мысли. Экономичность и безотказность принципов функционирования живых организмов оттачивались в горниле эволюции гораздо дольше, чем на земле существует человек, считающий себя венцом творения.

Если представить весь период от возникновения жизни на земле и до нашего времени в виде условного календарного года, то начало промышленной эволюции, столь превозносимое человеком наших дней, придется на 23 часа 59 минут 58 секунд 31 декабря. А это значит, что потенциал, накопленный природой, бесконечен и беспределен по сравнению с потенциалом, накопленным человеком. В современном нам мире уже прошла волна покорения природы, когда человек безраздельно возвышался над всем вокруг, но до того времени, когда человек почувствует себя сыном Природы, а значит - и ее учеником, еще долго.

Но благодаря развитию бионики и многих других смежных дисциплин можно считать век использования природных, экономически безопасных и экономически выгодных технологий все более и более близким. Кто знает, может быть, уже через десять лет мы будем летать, как птицы, и не бояться, что дом, в котором живут люди, внезапно рухнет, потому что использованные при его создании принципы вступят в противоречие с принципами природы...

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вилли К. Биология. М.: Мир, 1964.

2. Зернов С. А. Общая гидробиология. М.: Изд-во АНСССР, 1949 г.

3. Лункевич В. В. Занимательная биология. М.: Наука, 1965.

4. Мартека В. Бионика. М.: Мир, 1987.

5. Небел Б. Наука об окружающей среде. М.: Мир, 1993.

6. Томилин А. Г. История слепого  кашалота. М.:Наука, 1985.

7. Удивительное в жизни животных /под ред. Константинова А. С., Лариной  Н. И. Изд-во Сарат. ун-та, 1970.

 

Приложение 1

 

Приложение 2

Приложение 3

 

 

 

Приложение 4

Приложение 5

 

Приложение 6

 

Приложение 7