Здравствуйте, уважаемые читатели! В статье Лодка изо льда и дерева мы рассказывали вам о небольшом судне, изготовленном из замороженной древесно-водяной смеси. В этой статье мы продолжим тему этого необычного строительного материала, именуемого пайкритом (не путать с пикритом – горной породой).
Джеффри Натаниэль Пайк
Идея применения композита на основе льда родилась в середине Второй Мировой войны. Немецкие субмарины представляли серьезную угрозу для военного и торгового флота союзников антигитлеровской коалиции, а береговая авиация последних не всегда могла «достать» вражеские подлодки в силу дальних полетов.
В 1942 году англичанин Джеффри Натаниэль Пайк (Geoffrey Nathaniel Pyke), журналист, представитель разведслужбы и по совместительству изобретатель предложил оригинальный вариант сооружения плавучей авиабазы, которая могла бы позволить наносить удары с воздуха по кораблям надводного и подводного флота Германии. Оригинальность идеи заключалась в использовании простых материалов: воды и древесных опилок, которые в смешанном и замороженном состоянии образуют очень прочный состав.
Немногим ранее в качестве авианосцев рассматривались естественные айсберги с установленными на них двигателями. Рассчитывалось, что устройство кораблей-айсбергов (berg-ships) было бы гораздо дешевле, чем производство кораблей из стали и в материальном плане, и по энергозатратам. Вершины айсбергов предполагалось обработать и сделать на них взлетно-посадочные площадки, но из-за того, что размеры их не соответствовали нормам, от такой задумки отказались. Кроме того стоит сказать, что идея использования ледяной авиабазы выдвигалась не только Пайком, однако именно с его именем связана история уникального инженерного проекта и по его имени новый материал получил свое название «пайкрит» (pykrete).
Проект Ледяного плавучего острова доктора Артура Герке, 1932 г.
В чем же необычность пайкрита?
Во-первых, как уже было отмечено, это несложность его изготовления. Древесная пульпа смешивается с водой и формуется; в этом отношении процесс изготовления подобен литью стали. Кроме того, пайкрит легко поддается обработке.
Во-вторых, уникальная прочность материала, сравнимая с бетоном. Лед, благодаря деревянным включениям, таял гораздо медленнее, чем в чистом виде. Плита из пайкрита выдерживает нагрузку, в 10 раз превосходящую для аналогичной плиты изо льда. А еще испытания пайкрита показали, что он в отличие ото льда, способен противостоять выстрелам из огнестрельных орудий.
Пайкрит. Испытание на прочность
Тогдашнему премьер-министру Великобритании Уинстону Черчиллю идея использования ледяной плавучей авиабазы пришлась по душе и в 1943 году был запущен проект по ее созданию.
План предполагаемого ледяного авианосца
Данный проект назвали «Аввакум» (Habakkuk) по имени ветхозаветного пророка.
Цель проекта была отражена в библейском стихе: «Посмотрите между народами и внимательно вглядитесь, и вы сильно изумитесь; ибо Я сделаю во дни ваши такое дело, которому вы не поверили бы, если бы вам рассказывали. (Книга Аввакума, 1:5)».
Рисунок ледяного авианосца
Работа над проектом производилась в Канаде. В провинции Альберта на озере Патриция (Patricia Lake) началось строительство прототипа ледяного авианосца.
Строительство ледяной модели. Установка холодильной системы.
Модель корабля имела деревянный корпус в виде балочных соединений. Блоками пайкрита было уложено днище модели и выставлены стены. Так как проведение строительных работ пришлось на теплое время года, во избежание быстрого таяния ледяных блоков было установлено холодильное оборудование, благодаря которому поддерживалась оптимальная температура льда, а кроме того для защиты от солнечных лучей был сделан навес.
Строительство ледяной модели. Укладка ледяных блоков и термоизоляция
В течение двух месяцев прототип корабля был построен командой из 15 человек. Ледяная модель имела размеры 18х9 м при высоте 6 м, а вес ее составлял свыше 1000 т.
Ледяная модель на озере Патриция
Сооружение и испытание модели должны были наглядно показать особенности и проблемные моменты, возникающие как на этапах строительства, так и при эксплуатации самого ледяного корабля. И такие слабые места в проекте нашлись.
Первое, на что обратили внимание инженеры, это таяние пайкрита при температуре выше 16°C, а значит необходимость в его постоянном охлаждении и использование дополнительного изоляционного материала. Также таяние древесно-ледяных блоков приводило к деформации конструкции; требовалось армировать ее металлическими элементами.
Схема устройства ледяного авианосца
В результате строительства ледяной модели было выявлено, что наилучшее процентное соотношение воды и древесных опилок в смеси 86% и 14% соответственно. Но, несмотря на малую часть древесной составляющей, на изготовление флотилии военных ледяных кораблей ушли бы целые леса.
Разрез корпуса ледяного авианосца. Система охлаждения
В процессе изысканий и испытаний модели происходили изменения в проекте: обсуждалась система управления кораблем, конструктивные новшества, его техническое оснащение и защищенность (в частности, корпус корабля должен выдерживать попадания торпед и авиационных бомб). И если сначала инженеры заверяли, что могут построить ледяное судно уже в следующем году, то по мере дальнейших разработок проекта дата строительства ставилась под вопрос.
Конструктивные проблемы тянули за собой проблемы экономические. Надобность в дополнительных материалах, в частности, металла в условиях его дефицита в Британии и других странах в военное время, увеличивала стоимость изготовления судна.
Разрез корпуса ледяного авианосца. Внутреннее устройство
В результате повышения требований к ледяному авианосцу он должен был иметь следующие тактико-технические характеристики.
Размеры: длина 610 м, ширина 90 м, высота 60 м, толщина днища и бортов 12 м.
Водоизмещение: 1800000 т.
Двигатели: 26 моторов в гондолах (по 13 на каждом борту).
Мощность двигателей: свыше 30000 л.с.
Скорость: 7 узлов.
Запас топлива: 5000 т
Дальность плавания: 7000 миль.
Водонепроницаемые отсеки: 10 шт.
Экипаж: 3590 чел.
Самолеты: истребители 200 шт или бомбардировщики 100 шт.
Зенитные установки: 144 мм — 32 шт.; Bofors — 12 шт.
Ледяной авианосец
Однако проект Джеффри Пайка так и не увидел свет, и уже к концу 1943 года стал сходить на нет. Сказывалась возросшие денежно-материальные потребности для строительства ледяного авианосца. Военная промышленность союзников антигитлеровской коалиции также не стояла на месте – осуществлялось перевооружение и налаживалось производство новых видов кораблей, самолетов и наземной техники. Изменялась сама военная и политическая ситуация в Европе и мире в целом. В 1944 году проект «Аввакум» пришлось закрыть, и все работы были прекращены. А сооруженная ледяная модель полностью растаяла только лишь через три года.
Спустя годы на берегу озера Патриция в память об этом событии был установлена мемориальная доска. Вот такая интересная история!
Мемориальная доска на озере Патриция.
Предлагаем Вашему вниманию короткий видеоролик о проекте «Аввакум».
Так получилось, что большая часть этой статьи посвящена ледяному кораблю, а не самому строительному материалу, но изобретение пайкрита неразрывно связано с нереализованным проектом Джеффри Пайка. Стоит отметить, что уникальный материал так и не нашел дальнейшего применения, пока, во всяком случае. Но интерес к нему еще не пропал, о чем свидетельствует статья «Лодка изо льда и дерева» и статья Саграда Фамилия изо льда.
Лодка из газет и льда. Кадр из телепередачи «Разрушители легенд»
А в одном из выпусков знаменитой телепередачи «Разрушители легенд» (MythBusters) ведущие Адам Сэвэдж и Джейми Хайнеман также проводят испытания пайкрита, заменив древесные опилки газетами.
Пулевое отверстие в блоке пайкрита. Испытания материала
В заключение скажем, что наравне с пайкритом существует и такой композит, как ледобетон, отличающийся особой прочностью, где вместо древесного наполнителя используется гравий или галька.
О других увлекательных фактах читайте в рубрике Самое интересное про лед.
До новых встреч!