О нас

Цены

Магазин

Проекты

Контакты

Шесть небольших расчётных ошибок, повлекших за собой грандиозные трагические события. Часть 1.

Читать часть 2.

Детям, читающим эту статью, в сущности, мы хотим сказать только одну вещь о взрослой жизни: если вы допустите даже одну маленькую ошибку, кому-то она будет стоить жизни.

Не верите нам?

Давайте мы поделимся с вами историями о ничего, на первый взгляд не значащих, ошибках дизайна.

# 6 Крушения авиалайнеров "Комета" связанное с квадратными иллюминаторами фюзеляжа.

В 50-х годах 20-го века авиакомпании ещё только делали первые шаги в реактивной авиации, возглавлял лидерскую гонку первый серийный реактивный авиалайнер "Comet", производимый авиастроительной компанией De Havilland.

На тот момент для всех это было в диковинку, все эти новые возможности, такие как герметичная кабина, что позволяло летать самолётам выше и быстрее, чем самолётам дореактивной эпохи.

К сожалению, в 1954 году, две "Кометы" рассыпались посреди полета, без всякой к тому видимой причины. Погибли 56 человек. Оглядываясь назад, можно сказать название "Комета" было неудачным выбором.

Позднее выяснилось, что столь плачевные последствия повлёк за собой просто смешной недостаток - лайнер имел квадратные смотровые окна.

Это такая вещь, которую легко упустить из виду (конструкторы прозевали, скажем), но легко доступна к пониманию, будучи однажды объяснена.

Взять например шоколадный батончик Kit Kat. Если бы вас спросили, где этот самый батончик, скорее всего, сломается, при приложенном к нему усилии?

Прямо по углублениям, это же очевидно, ведь именно для этого они и предназначены. И естественно никому и в голову не придёт изготавливать ответственные силовые конструкции из набора элементов подобных батончикам Kit Kat.

В нашем мире, у любого квадратного окна имеется четыре угла по 90 градусов, каждый из которых является потенциально слабым местом.

Вы не нуждаетесь в схемах или графиках, чтобы убедиться в этом - если стены вашего дома кирпичные или, например, оштукатурены, просто выйдите на улицу и посмотрите на них с внешней стороны. Вы обнаружите там как минимум микротрещины, исходящие хотя бы из одного такого угла.

В прикладном проектировании, такие элементы, как угол (или углубление в Kit Kat), называются "точка концентрации напряжений", то есть таким местом, в котором объект, наиболее вероятно разрушится в условиях нагрузок.

Таким образом, если вы конструируете самолёты, перед вами встает вопрос - как же избежать удручающего финала?

Вы, наверное, замечали, что на каждом самолёте, где вам доводилось бывать, иллюминаторы, в которые вы смотрели, имели закругленные углы?

Эти скругления практически единственное, что предотвращает деформации и как следствие неминуемое разрушение самолёта в воздухе, прямо как в той сцене из фильма "Бойцовский клуб".

В скруглениях напряжения распределяются по всем точкам вдоль округлой кривой, а не концентрируются в точке, где находится вершина угла. В противном случае (как выяснилось), напряжения в той самой точке, будут стремиться друг от друга и со временем образуют трещины.

Поверьте, это не было так очевидно, как кажется. Эксперты никак не могли взять в толк, почему самолёты разваливаются, пока не проверили конструкцию путем многократной имитации давления в кабине.

Разумеется, фюзеляж в конечном счете лопнул, как низкосортный контрабандный презерватив, и разрушение началось именно с трещин по углам иллюминаторов.

Представители Boeing и Douglas впоследствии заявили, что их инженеры также не подозревали о подвохе, и что если бы "Комета" не стала первой, то, несомненно, крушение бы потерпел лайнер одной из этих конкурирующих на мировом рынке компаний.

С тех пор, квадратные иллюминаторы самолётов имеют закруглённые углы.

#5 Крушение истребителей на прямой взлетно-посадочной полосе "допотопных" авианосцев

Совсем не обязательно быть пилотом, чтобы догадаться, что посадка на авианосец действительно нетривиальная задача. Такая короткая взлетно-посадочная полоса, заполненная другими самолётами, к тому же беспрестанно подпрыгивающая на волнах. Надо иметь ввиду ещё и целый набор инструментов, компьютеры и сигналы, которые помогают управлять самолётом буквально в сантиметровой шкале.

У ранних самолётов этого конечно не было.

Но была и другая проблема ...

Маленький смешной дефект:

Вот так выглядели первые авианосцы. Вряд ли он мог бы быть проще, так ведь?

Это просто плавающая взлетно-посадочная полоса. Как бы вы еще оформили такое судно? Можно сказать, что такая посудина была своего рода фабрикой самоубийц.

Как можно увидеть, самолёты ожидающие взлета располагаются на противоположном конце взлетно-посадочной полосы, в то время как вы пытаетесь сесть на неё.

Если вы не успеете вовремя остановиться, вы породите адский огненный шар.

Но суметь вовремя остановиться не так то просто - поймать тормозящий трос (зацепившись за который самолёт останавливается) было нелёгким делом.

В поисках приемлемого решения, командование авианосцев поступило в соответствии с карикатурной логикой. Были установлены сеточные барьеры, чтобы остановить самолёт, если тот так и не смог зацепиться ни за один трос. Тем не менее, не было такой уж редкостью для самолётов, чтобы подпрыгнуть над барьером.

И в чём же вы думаете была блестящая инновация, которая позволила сделать посадку на авианосец гораздо безопаснее?

Они загнули взлетно-посадочную полосу на угол около девяти градусов.

Не смейтесь - потребовались годы, чтобы прийти к этому. Хотя некоторые из величайших технологических достижений в истории, в том числе полеты в космос и расщепление проклятого атома, вышли из разработок времён Второй Мировой войны, мы не думали о том, чтобы загнуть часть полетной палубы вплоть до 1952 года. До этого, каждая такая посадка была потенциальной возможностью "въехать в задний бампер" другому самолёту.

На загнутой палубе, самолёт, который пропустил тормозящие тросы мог дать полный газ, снова взлететь и сделать новый заход на посадку. Самолеты, ожидающие взлёта, неподалёку от носа корабля, от греха подальше убирались с пути.

Кроме того, загнутая палуба позволила реализовать такое тактическое преимущество, как одновременный взлёт и посадка самолётов, тогда как во время Второй Мировой войны, при посадке самолёта на палубу, взлёт другого приходилось откладывать и наоборот. Кто знает, сколько жизней можно было бы спасти, появись эта идея на лет 10 раньше.

#4 Падение тяжёлых воздушных переходов из-за (казалось бы) несущественного изменения дизайна

Обдумывая новое заведение, намеченное к постройке в центре города Канзас-Сити, милейшие люди из сети отелей Hyatt Regency хотели под завязку нафаршировать его комфортом и различными экстраординарными особенностями.

Архитекторы фирмы отвечавшей за проектирование здания, придумали многоуровневые воздушные переходы, подвешенные к потолку, с которых можно было обозревать холл и наблюдать за находящимися в нём людьми. В принципе, эти мостики были довольно популярными среди постояльцев и гостей отеля...

Пока они вдруг не рухнули, погубив более ста человек.

Просто смешной дефект:

Одна длинная стойка был заменена на две короткие.

Существует один принцип, непреложный для человеческой природы, заключающийся в том, что люди всегда предпочитают путь наименьшего сопротивления (к примеру, "если вы можете уйти незакончив работу, воспользуйтесь этим").

Первоначальный план заключался в том, что два перехода располагавшиеся непосредственно друг над другом, должны были опираться на одну очень длинную стойку, которая крепилась в потолке.

Выглядело это следующим образом:

Выглядит довольно просто, не так ли?

Вся конструкция висит на одном длинном стержне, что делает её прочной, но также доставляет головную боль, при производстве и сборке - стержень проходит через мостики, а затем крепится в потолке.

В целом, с большими отрезками труднее работать - ведь что проще, перевезти целиком собранный письменный стол в ваш дом или стопку небольших деталей?

На стержне к тому же необходимо нарезать резьбу на всем протяжении длины, чтобы можно было накрутить упорную гайку до места крепления первой платформы.

Надо стремиться к упрощению производственных операций, не так ли?

Таким образом, сталелитейной компанией получившей контракт на изготовление подвесов, были сделаны изменения в конструкции. Она просто делала два коротких вместо одного длинного подвеса, как показано ниже.

Итак: легче в производстве, проще в установке, работает точно так же.

Верно?

Это мизерное видоизменение убило 114 человек, ранило более 216, и стоило 140 миллионов долларов в судебных процессах.

Взгляните на первое изображение снова.

Одна стойка, две гайки. Каждая гайка несёт вес собственной платформы. И это правильно, потому как гайка (также как и резьбовой сварной подвес) и была формально рассчитана, чтобы нести вес всего лишь одной платформы.

Теперь гляньте на второе изображение. Видите гайку, которую промаркирована надписью "Вот дерьмо"?

Одна гайка несёт на себе вес обеих платформ, и все обреченные туристы фактически удерживаются только благодаря ей.

Скажете, что это очевидно, да? Примите наши поздравления, потому что никто из специалистов задействованных в том проекте, ни в одной компании, не обнаружил этот подводный камень.

И вот, как то заполночь во время танцевального конкурса, критично перегруженная, промаркированная гайка просто раскололась, и переходы рухнули вниз.

В ходе последующих судебных разбирательств, выяснилось, что ни сталелитейная компания, ни инженерные фирмы, участвовавшие в строительстве даже не потрудились сделать не сложные резервные расчеты, которые показали бы им этот вопиющий недостаток.

Перевод с английского. Оригинальный текст.

Читать часть 2.