company_banner

Величайший «Купол» науки из Истры

    image


    Археологи удивляются мастерству древних архитекторов. Не имея современных инструментов, они могли строить поражающие воображение объекты. Здания далекого прошлого настолько не вписываются в наши представления о жизни предыдущих поколений, что дают почву для роста альтернативных теорий про атлантов, пришельцев, хрононавтов. Если через множество лет, когда от человечества останутся лишь осколки пластика, разбросанные на окаменевшем ложе между ископаемыми сланцами Бёрджес и тысячелетним слоем грязи, на Землю прилетят инопланетяне, то они с той же недоверчивостью будут изучать наши железобетонные мегалитные сооружения.


    Чтобы испытать эмоции от соприкосновения с историей, не нужно далеко ходить. Достаточно выехать в Подмосковье, где под кустами, землей и древней бетонной плитой лежат останки крупнейших загадочных сооружений. Сегодня расскажем об одном из таких мест — главном испытательном полигоне Всероссийского электротехнического института.


    Высоковольтные проекты


    image
    Источник


    В 70–80 гг. прошлого столетия в Советском Союзе стартовал масштабный проект строительства сверхмощного энергомоста, который должен был связать электростанции Сибири, Экибастузский энергоузел, где расположена крупнейшая тепловая электростанция Казахстана, с промышленно развитым Уралом и европейской частью России.


    В 1978 году началось строительство самой длинной ЛЭП в мире — линия постоянного тока длиной 2414 километров связала бы города Экибастуз и Тамбов. Максимальная мощность должна была составить 6000 МВт.


    В 1988 году была построена уникальная высоковольтная линия переменного тока проектного напряжения 1150 кВ «Барнаул — Экибастуз — Кокшетау — Костанай — Челябинск». Это единственная в мире линия электропередачи такого класса напряжения, пропускная способность которой достигает 5500 МВт.


    Проекты подобного масштаба невозможно было осуществить без реальных проверок высоковольтной техники, но испытательного стенда, оснащенного необходимым оборудованием и соответствующего высокому уровню безопасности, на тот момент не было.


    Кроме того, в рамках подготовки «асимметричного ответа» на «Стратегическую оборонную инициативу» Рейгана, военные рассматривали различные теории создания оружия на базе искусственных молний. Площадка, на которой свободно удалось бы генерировать мегаваттные электрические разряды, стала бы ответом на все вопросы как для гражданских ученых, так и для армии.


    Период с конца 1960-х по конец 1980-х годов — один из самых интересных в истории архитектуры СССР. Это было время смелых, необычных, футуристических проектов. Мы на портале Недвижимость Mail.Ru даже как-то делали подборку проектов в виде летающих тарелок и причудливых шатров.


    Истринская доминанта


    image
    Диаметр основания — 236,5 метров. Высота — 118,4 метров


    Проект, названный «Высоковольтный испытательный стенд предприятия Р-6511», строили для Всесоюзного энергетического института имени В. И. Ленина (ВЭИ) на площадке, уже принадлежащей ВЭИ, у города Истра, на высоком берегу одноименной реки. В строительстве здания высоковольтного испытательного центра участвовали разные организации. Проект металлической части был разработан ведущей организацией страны в области металлических конструкций — Центральным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским и проектным институтом строительных металлоконструкций им. Н. П. Мельникова.


    «Главспецстрой» — головная строительная организация, работающая на военно-промышленный комплекс страны — стал генподрядчиком. Практически все работы по строительству купола были выполнены 168-м Военно-строительным управлением. Самую сложную часть проекта, монтаж металлоконструкций, поручили «Спецстальконструкции» (Министерство специальных строительных работ СССР).


    В ВЭИ приняли решение, что здание должно быть сделано в виде купольной конструкции — именно по сфере должны были распространяться волны от генератора электромагнитных импульсов во время испытаний, а оболочка должна была экранировать импульсы. Строительство началось в 1982-м, и через два года был возведен самый большой в истории человечества купол, построенный без использования внутренних опор.


    Вызывающая уникальность


    image


    Так как монтаж производился без использования поддерживающих конструкций, потребовалось внедрение особых технических решений. Подсказку дала сама природа. Форму сооружения выбрали в виде капли, лежащей на ровной поверхности. Капля — это весьма устойчивая структура, благодаря поверхностному натяжению. Стены огромного купола, возвышающегося над пустотой, должны были работать аналогично «стенкам» капли.


    image


    Первые 10 ярусов здания были собраны двумя башенными кранами, двигавшимися по кольцевому пути снаружи купола, а далее монтаж производился одним установленным внутри краном. Наклонная часть сферы своим весом давила на нижние слои и так сохраняла устойчивость. Явных причин для отказа от поддерживающих конструкций не было, в расчет брали прогрессивность и технологические достоинства метода навесного монтажа, позволявшего возводить огромное сооружение в кратчайшие сроки и при этом сократить расход необходимых материалов.


    image


    Тонкая «скорлупа» купола представляла собой сеть из массивных стальных стержней, образующих равнобедренные треугольники. Стержни каркаса были выполнены в виде ферм с параллельными стальными поясами, состоящими из спаренных углов. К внутренней стороне крепились обшитые алюминием панели, начиненные минеральной ватой для тепло- и звукоизоляции. Общая толщина оболочки составляла 2,5 метра.


    image


    К наружным поясам каркаса приваривалась мембрана из атмосферостойкой стали толщиной всего в полтора миллиметра, которую сразу окрашивали в светлый цвет, придавший внешнему виду купола сходство с яичной скорлупой.


    image


    На купол ушло около 10 тысяч тонн стали и 363 тонны алюминия, был смонтирован 21 симметричный блочный ярус, сверху было установлено коробчатое кольцо диаметром 34 м, на которое подняли центральную часть оболочки весом свыше 600 т. Фундамент купола был выполнен из 63 бетонных опор, некоторые из которых уцелели до наших дней.


    В вершине купола собрали технологическое помещение диаметром 34 м с площадью пола 900 м² и массой 110 т. К нему в самом центре купола должны были прикрепить на подвесах генератор импульсных напряжений большой мощности.


    image


    На внутренней поверхности купола были оборудованы грузовые подъемники на 5, 25 и 100 тонн, установленные на высоте 106,7 метров. С целью обслуживания наружной поверхности купола предусматривалось устройство в виде полуарки, внутри которой были расположены грузопассажирский лифт и лестницы.


    Катастрофа и расследование


    image
    На месте обрушения конструкции. Сверху — остатки самоходной полуарки, находившейся на внешней стороне купола


    К осени 1984 года основные работы были завершены, но спустя всего несколько месяцев, 25 января 1985 года, купол рухнул. Лишь раннее время катастрофы (7:30 утра) позволило избежать жертв. Было уничтожено свыше 16 тысяч тонн металлоконструкций.


    Техническая комиссия по расследованию причин аварии рассматривала множество версий произошедшего, от тектонических толчков до диверсии. Проверялся вариант того, что действительная форма купола значительно отличалась от проектной. Если изначально в проекте были ошибки, то со временем они накапливались, уменьшая кривизну верхней части купола. В результате «крышка» купола могла давить на всю остальную конструкцию как плита.


    Во время монтажа некоторые сжатые стержни действительно теряли устойчивость. Причину перегрузки устранили, а прогибы, видимо, остались. Кроме того, перед обрушением сильные морозы сменились оттепелью. Под куполом собрался холодный воздух, а на поверхности стал давить теплый. Стремление сэкономить на сроках и деньгах привело к тому, что некоторые стержни были выполнены не из стали повышенной прочности, а из обычной. Не все несущие высокопрочные болты были поставлены.


    Однако эксперты комиссии пришли к выводу, что все эти недочеты не могли стать причиной обрушения. На этапе проекта статистические расчеты купола производились в программе «Парадокс», учитывавшей верхнюю часть купола, как плоскую плиту, опертую по контуру. Таким образом, одно только дополнительное воздействие снега, воды или воздуха, не говоря уже о собственном весе, не могли обрушить «крышу» купола. Техническая комиссия пришла к выводу, что авария произошла в результате неблагоприятного сочетания десятков небольших погрешностей при проектировании, изготовлении и монтаже конструкций. Одним из важнейших факторов критического накопления ошибок стало игнорирование заказчиком научно-исследовательских и экспериментальных работ на реальных моделях. А уже во время монтажа не хватало приборов для наблюдения за деформациями купола в автоматическом режиме — их просто не было в СССР.


    Последствия


    Госстрой СССР пытался заставить Главспецстрой построить купол заново за два года. Более того, строить собирались по прежнему проекту. Однако прежде чем удалось решить все вопросы, связанные с финансированием, наступила перестройка, за ней распад СССР, и денег на амбициозные научные проекты не осталось.


    Несколько лет спустя после падения купола в Истре был разработан действующий в настоящее время национальный стандарт «Надежность строительных конструкций и оснований». В нем появились следующие очень важные строчки: «для уникальных сооружений, не имеющих надежных методов расчетов или опробованных ранее в России аналогичных решений, расчет конструкций и оснований необходимо производить на основе специально поставленных экспериментальных исследований на моделях или натурных конструкциях».


    Для наблюдения за возможной деформацией материалов во время строительства в конце 90-х годов в России стали использовать безотражательные электронные тахеометры. Их применяли, например, при строительстве Лефортовского тоннеля в Москве.


    image


    Тысячи тонн железобетонных конструкций вывезли с места обрушения. Остался только забетонированный котлован. Позже на нем построят «Стационарный имитатор электромагнитного импульса "Аллюр"», предназначенный для испытаний и исследований объектов авиационной, радиолокационной, бронетанковой и автомобильной техники, ракетных комплексов, систем связи, энергоснабжения и боевого управления, вычислительной техники и различной аппаратуры на стойкость к воздействию мощных электромагнитных импульсов техногенного и природного происхождения.


    image


    На территории ВЭИ находится еще один испытательный корпус с купольным завершением, так называемый «Малый купол», но его размеры несоизмеримы с рухнувшим большим куполом.


    image
    На переднем плане генератор «Аркадьева-Маркса», установка постоянного напряжения до 2,25 мегавольта. На заднем плане виден генератор импульсных напряжений Маркса


    Неподалеку находится испытательная площадка открытого типа, на которой установлена 43-метровая башня — генератор импульсных напряжений Маркса мощностью 9 МВ. Она использовалась для исследований по физике молнии.


    image


    В последние годы объект находится в полузаброшенном состоянии, а сам ВЭИ ведет тяжелую борьбу за собственное выживание и не имеет денег на содержание инфраструктуры.


    Источники:


    «Тайны стальных конструкций», М. Арошенко, В. Гордеев, И. Лебедев.
    «Секретный купол на просторах Подмосковья», deletant.
    «Современные автоматизированные системы контроля деформации большепролетных конструкций», Г. Е. Рязанцев, И. А. Седельникова, И. А. Назаров.
    «Упавшая капля», журнал «Спецстрой», Олег Догадин.
    «Большой Купол в Истре на территории Всесоюзного энергетического института им. Ленина (ВЭИ)»

    Mail.Ru Group 251,28
    Строим Интернет
    Поделиться публикацией
    Комментарии 37
    • 0
      off Напоминает предтеч из серии книг Андрэ Нортон. Например Саргассы в космосе /off
      • +2
        Кроме того, в рамках подготовки «асимметричного ответа» на «Стратегическую оборонную инициативу» Рейгана, военные рассматривали различные теории создания оружия на базе искусственных молний. Площадка, на которой свободно удалось бы генерировать мегаваттные электрические разряды, стала бы ответом на все вопросы как для гражданских ученых, так и для армии… Строительство началось в 1982-м, и через два года был возведен самый большой в истории человечества купол, построенный без использования внутренних опор.

        Инициатива началась после создания проекта и начала строительства

        • +13
          Спустя десять лет, однако, кто-то заметил, что обрушение купола все же имело весьма серьезные последствия. Дело в том, что начальник строительного отдела ЦК КПСС И.Н. Дмитриев из-за аварии купола лишился своей должности. На его место был назначен и переехал в Москву Б.Н. Ельцин. Цепочка событий, связанная с этим именем, в конце концов привела к развалу Советского Союза"
        • 0
          то они с той же недоверчивостью будут изучать наши железобетонные мегалитные сооружения.
          Ну да, останки купола чем-то на стоунхэндж похожи :)
          • +2
            Последние 2 фото футуристически-нереальные
            • 0
              У меня первая ассоциация — какая-то усершенствованная катушка Тесла. Не угадал, но суть та же — источник высоковольтных разрядов.
              • +2
                *усовершенствованная
                PS. Ну зачем нужно это ограничение времени редактирования комментария?
            • +2
              Был там в 2012. Башни-генераторы стояли и охранялись, правда не строго. Удалось побеседовать с охранником, который рассказал, что их периодически включают. От станции Истра минут 25 пешком до туда, объект, фактически, рядом с жилой застройкой.
              Жаль, если последние остатки сдадут на металлолом.
            • +9
              Нравится мне эта часть жизни СССР. Уникальные интересные штуки, мегапроекты, сплав науки и высоких технологий. Были люди, способные всё это придумать, были люди, которым было интересно с этим работать. Во всём этом был какой-то смысл.
              • 0
                Люди и сейчас способны придумать. Но сейчас гораздо реже это получается воплотить в жизнь. Все как в том анекдоте про прибыль в 2%. Наука такую крайне редко дает.
                • +2
                  На самом деле наука дает гораздо большую прибыль. Но на длительном временном отрезке. Просто люди хотят «здесь и сейчас». А «здесь и сейчас» — наука — это обычно убытки.
                  • +2
                    На всякий случай уточню, что эти люди — наши российские чиновники. У них очень оригинальная, не имеющая аналогов в мире позиция «сперва сделайте, а потом заплатим». Слабо верится, что это из-за недомыслия, скорее ради целенаправленного разрушения.
                • 0
                  сплав науки и высоких технологий.

                  Эм, скорее сплав науки и огромного финансирования. Все таки высокие технологии результат науки.
                  • 0
                    Не знаю. К примеру, новые марки сталей, сверхпрочные, жаростойкие, с какими-то особыми свойствами появлялись не в каких-то огромных НИИ, а в лабораториях металлургических комбинатов. А то и чуть-ли не как результат творчества какого-нибудь сталевара-затейника. То бишь сперва опытным путём была разработана технология получения (подобран состав, метод термообработки и т.д.), а уж потом свойства были объяснены с научной точки зрения. Может это не очень удачный пример, но я считаю, что технология не всегда производная от науки.
                    • 0
                      Учитывая стиль управления в СССР, технология могла идти от чего угодно. Например, дизайнеров и конструкторов автомобилей, работавших в системе автомобильной промышленности, начальство крыло матом за излишнее творчество и инициативу, потому что начальству не был нужен лишний геморрой с внедрением новых моделей и так далее. Если Госплан чего-то не «заказывал», пробиться этому было весьма и весьма сложно.
                • 0
                  Как жаль! Как жаль те времена, тех людей, которые могли такое придумать…
                  • –1
                    Удивительно, но при температуре воздуха снаружи в -20 градусов и внутри +25 эта конструкция имела бы «грузоподъёмность» в 11750 тонн. Но это без учёта веса «пола». Который, впрочем, в такой запас наверняка вписался бы, что бы конструкция всё же имела возможность плыть по воздуху.
                    И то, что такую конструкцию однажды построили доказывает, что Ричард Фуллер даже в такой масштабной идее был не фантазёром.
                    • +1
                      Тьфу, с массой холодного воздуха обсчитался в 2 раза. На таких масштабах отменяется полёт. Получается грузоподъёмность в 2900 тонн, а это только 27% веса конструкции. А вот коммент потереть или отредактировать уже нельзя.
                      Однако же чем больше масштаб, тем ближе к Фуллеровским парящим городам. Всё же объём растёт быстрее площади и массы оболочки.
                    • –1
                      Даже у Гугла не столь впечатляющее здание получится…
                      • +4
                        Насколько я помню, перед теми выходными шёл снег. Долго. Потом температура поднялась, он начал таять. Потом опять шёл снег… Вообще в ту зиму было много снега. Я проезжал место аварии в субботу или воскресенье уже не помню, было солнечно и сугробы по пояс… Отец работал в облсати проблем сверхпроводимости в то время и, в частности, в этой лаборатории. Так вот, по мнению «местных» авария произошла отнють не по причине не тех материалов или нарушения реглаемнта строитеьства, хотя они и имели место быть, а просто по причине банального распиздяйства. Снег не убрали с купола во время. А потом уже лёд образовался и убрать просто не могли.
                        • 0
                          Кстати да, проблема уборки снега с такой громадины — тут впору специального робота для уборки снега проектировать
                          • +1
                            Да сжатым воздухом сквозь щели дунуть… главное — вовремя.
                            Ну и конечно — эта система должна быть заложена в конструктив, примерно как противообледенительная в самолёте — ещё на этапе проектирования, а не откладывать пролему на этап эксплутатации, понадеявшись на исполнительность наших «дворников»
                            • 0
                              Проще будет всю конструкцию нагреть пустив ток по оболочке (тем более электричества у ВЭИ должно быть в избытке). А так да, разгильдяйство — оно такое…
                              • 0
                                Пускать ток, достаточный для описанных целей, по всей поверхности — это очень много его надо, особенно в мороз. Плюс еще надо учитывать всякие эффекты от теплового расширения и его неравномерности на такой площади, и т.п.
                                Тут проще и дешевле будет использовать наработки по химическим способам именно из авиации.
                                Ну или даже эдакая комбинированная система — подогрев в некоторых местах и очистка реагентами.
                          • 0
                            написали же в статье, что одного снега или воды на конструкции недостаточно для обрушения быыло, говорят о сумме факторов.
                          • –1
                            Величайший таз российской науки!

                            (даром, что не медный)
                            • 0
                              Купол который погреб СССР в последствии. (Про факт с Ельциным).

                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                              Самое читаемое