Как наука спасла Эйфелеву башню

Наука в конечном итоге победила критиков, которые хотели демонтировать "уродливую" постройку.

На протяжении 125 лет это строение доминировало на небосклоне Парижа и в конечном итоге стало символом города. Вот это видно со стороны Сены.

Закройте глаза и представьте себе Париж. А теперь представьте город без его самой известной достопримечательности: Эйфелевой башни.

Немыслимое чуть не случилось.

Когда французский инженер Гюстав Эйфель построил эту башню для Всемирной выставки в Париже 1889 года, она произвела фурор. Железная конструкция резко контрастировала с историческими каменными зданиями Парижа. Более того, на высоте 300 метров она стал самым высоким сооружением в мире. Она затмила предыдущего рекордсмена - 169,3-метровый монумент Вашингтона в столице США.

Четвероногая железная арка Эйфеля должна была прослужить всего 20 лет. Именно тогда истекал срок действия разрешения Эйфеля на эксплуатацию здания, и город мог его снести.

И поначалу казалось, что зданию действительно грозит опасность. Триста выдающихся художников и писателей публично выразили свою ненависть к железному гиганту Эйфеля. В петиции, опубликованной во французской газете Le Temps как раз в начале строительства, группа назвала Башню «головокружительной нелепой башней, возвышающейся над Парижем, как гигантская черная труба».

Французский писатель того времени Шарль-Мари-Жорж Гюисманс заявил, что «трудно представить», что люди позволят такому зданию остаться.

Однако с самого начала у Эйфеля была стратегия по спасению своего здания. Если бы Башня была связана с важными исследованиями, рассуждал он, никто бы не осмелился ее снести. Так что он сделал из нее грандиозную научную лабораторию.

Области исследований включали погоду и совершенно новые области летательных аппаратов и радиосвязи. «Это будет обсерватория и лаборатория, которой наука никогда не имела в своем распоряжении», - хвастался Эйфель в 1889 году.

И его стратегия сработала. В этом году отмечается 125-летие культового сооружения. За прошедшие годы исследования, проведенные там, принесли неожиданные результаты. Например, во время Первой мировой войны французская армия использовала Башню как гигантское ухо для перехвата радиосообщений. Это даже привело к аресту одного из самых известных и отъявленных шпионов.

Не терять ни минуты.

В 1893 году, вскоре после завершения строительства Башни, Эйфель ушел из своей инженерной фирмы. Теперь у него было время и деньги, чтобы исследовать свой живой интерес к миру природы.

И он не терял времени зря.

Научные исследования начались всего через день после открытия Башни для публики 6 мая 1889 года. Эйфель установил метеостанцию ​​на третьем (и самом верхнем) этаже Башни. Он подключил приборы по проводам к французскому метеорологическому бюро в Париже. С их помощью он измерил скорость ветра и давление воздуха.

Фактически, одним из самых ярких инструментов, установленных на Башне с первых дней ее существования, был гигантский манометр. Это устройство, которое измеряет давление газов или жидкостей. Манометр состоит из U-образной трубки, на дне которой находится ртуть или другая жидкость. Один конец «U» открыт для воздуха, другой закрыт. Разница в высоте жидкости в двух частях U - это мера давления воздуха (или жидкости), опускающегося на открытый конец.

К 1900 году манометры стали обычным явлением. Но огромная Башня простиралась от вершины до основания. Длина трубки позволила ученым измерить давление, в 400 раз превышающее давление на уровне моря. До сих пор никто не мог измерить такое высокое давление.

Интересные факты об Эйфелевой башне

Французским ученым уже удалось измерить температуру с точностью до одной сотой градуса Цельсия. Но никто не пытался поместить эти записи в какую-либо значимую диаграмму или график. Эйфель был первым, отмечает Джозеф Харрис, автор книги «Самая высокая башня» (Unlimited Publishing, 2008). С 1903 по 1912 год Эйфель на свои деньги публиковал графики и карты погоды. Это помогло Французскому бюро погоды принять более научный подход к измерениям погоды, объясняет Харрис.

Лаборатория ветра

Башня также сыграла ключевую роль в развивающейся области аэродинамики. Это исследование того, как воздух движется вокруг объектов. Эйфель впервые серьезно подумал о влиянии ветра, когда начал проектировать свое здание. Он боялся, что сильный воздушный поток может опрокинуть Башню. Но он также интересовался авиацией. В 1903 году братья Райт пилотировали первый моторизованный самолет. В том же году Эйфель начал изучать движение объектов, мчащихся по кабелю со второго этажа Башни.

Он отправлял предметы различной формы по 115-метровому кабелю. Провода связывали эти объекты с записывающими устройствами. Эти устройства измеряли скорость объектов и давление воздуха в направлении движения. Некоторые из объектов, которые изучал Эйфель, двигались со скоростью 144 километра в час. Это было быстрее, чем ранние самолеты.

Scientific American сообщил об одном из этих ранних экспериментов в номере от 19 марта 1904 года. Тяжелый цилиндр, закрытый конусом, проехал по кабелю всего за 5 секунд. Эйфель установил перед цилиндром плоскую пластину. Итак, во время спуска объекта давление ветра толкает эту пластину назад. Это предоставило новый способ измерения сопротивления воздуха движущемуся объекту.

Проведя сотни таких экспериментов, Эйфель подтвердил, что это сопротивление увеличивается пропорционально площади поверхности объекта. Таким образом, удвоение размера поверхности увеличило бы сопротивление ветра в четыре раза. Это открытие станет важным руководством при разработке формы крыльев самолета.

В 1909 году Эйфель построил у подножия башни аэродинамическую трубу. Это большая труба, через которую сильный вентилятор выталкивает воздух. Воздух, обтекающий неподвижные объекты, помещенные в туннель, имитирует эффекты во время полета.

Обратите внимание: Современная наука не объясняет как устроен наш мир.

Это позволило Эйфелю испытать несколько моделей крыльев и пропеллеров самолетов.

Полученные данные позволили по-новому взглянуть на то, как крылья самолета получают подъемную силу. Когда близлежащие жители пожаловались на шум, Эйфель построил более крупную и мощную аэродинамическую трубу в Отёе, в нескольких километрах от нее. Этот исследовательский центр - Аэродинамическая лаборатория Эйфеля - все еще существует. Однако сегодня инженеры используют его для проверки ветроустойчивости автомобилей, а не самолетов.

Спасение благодаря Радио

В конце 1898 года Эйфель пригласил изобретателя Эжена Дюкретта для проведения экспериментов на третьем этаже Башни. Дюкретта интересовало практическое использование радиоволн. Это электромагнитное излучение генерируется, как и видимый свет, при ускорении электрически заряженных частиц.

В 1890-е годы основным способом общения людей на большие расстояния был телеграф. Это устройство передавало сообщения с помощью специального кода по электрическому проводу. Дюкрете стал первым во Франции, кто передавал телеграфные сообщения без проводов. Радиоволны несли сообщения

Его первая беспроводная передача произошла 5 ноября 1898 года. Он отправил ее с третьего этажа Башни в исторический Пантеон, место захоронения знаменитых парижан, которое находилось в 4 километрах. Далеко. Год спустя сообщения по беспроводной связи впервые были отправлены из Франции в Великобританию через Ла-Манш.

В 1903 году Эйфелю, все еще опасающемуся, что его здание может быть разобрано, пришла в голову умная идея. Он попросил французских военных провести собственное исследование радиосвязи на башне. Он даже оплатил расходы армии.

Капитан французской армии Гюстав Ферри работал в деревянной хижине у основания южной колонны Башни. Оттуда он установил радиосвязь с фортами вокруг Парижа. К 1908 году Башня транслировала сигналы беспроводного телеграфа на корабли и военные объекты даже в Берлине в Германии, Касабланке в Марокко и даже в Северной Америке.

Убежденные в важности радиосвязи, армия открыла постоянную радиостанцию на башне. В 1910 году город Париж продлил разрешение на строительство еще на 70 лет. Теперь башня была спасена и стала символом Парижа. Через несколько лет радионаука в Башне изменит ход истории.

В 1910 радиостанция на башне стала частью международной организации времени. В течение двух лет она дважды в день передавала сигналы времени с точностью до долей секунды. Эти и подобные передачи с других станций в Америке, Великобритании и других странах изменили повседневную жизнь. Теперь люди где угодно могли сравнивать время на своих наручных часах с показаниями дальнего и высокоточного хронометриста.

Это было огромным достижением в эпоху, когда разные города - и, конечно, разные страны - не всегда синхронизировали свои часы. Понятно, что это создавало путаницу в расписании движения поездов и другой важной информации, которая зависит от времени.

Радиопередачи также позволили судовым инженерам определять свое положение в море, точно вычисляя свое положение с востока на запад на поверхности Земли, также известное как долгота.

Как сигнал времени может определять долготу? Земля вокруг 360 градусов. Он вращается с востока на запад со скоростью 15 градусов в час. Это означает, что каждые 15 градусов долготы равны разнице во времени в один час. Чтобы узнать, как далеко на востоке или западе находится корабль от дома, моряк сравнивал местное время с сигналом времени, транслируемым в тот же момент из дома. Такие радиосигналы исходили от ряда высоких сооружений, включая Эйфелеву башню.

Сбор военной разведки

К сентябрю 1914 года, всего за несколько недель до начала Первой мировой войны, казалось, что немецкая армия захватит Францию. Немецкие батальоны приближались к окраинам Парижа. Французская армия приказала заложить взрывчатку у основания Эйфелевой башни. Военные скорее уничтожат его, чем позволят попасть в руки врага.

Затем инженеры Башни перехватили радио-сообщение от немецкого генерала Георга фон дер Марвица. Он командовал отрядом, наступавшим на Париж. В сообщении говорилось, что у него закончился корм для лошадей, и ему придется отложить свое прибытие. Воспользовавшись задержкой, французская армия использовала каждое такси в Париже, чтобы доставить около 5000 солдат в город Марна, находящийся на расстоянии около 166 километров. Здесь размещалась большая часть немецких войск.

Французы сразились с немцами и победили. С тех пор этот бой был известен как чудо Марны. И хотя война длилась еще четыре года, в Париж так и не вторглись.

В конце 1916 года инженеры на посту прослушивания Башни перехватили еще одно сообщение. Оно было отправлено из Германии в Испанию, страну, которая не участвовала в войне. В сообщении упоминался агент, известный как «Оперативник H-21». Французы поняли, что это кодовое имя голландской экзотической танцовщицы Маргареты Гертруиды Зелле. Сегодня ее помнят как прекрасную шпионку Мату Хари. Это сообщение привело к ее аресту.

1915 год

С тех пор радиовещание стало основным вкладом Эйфелевой башни в науку и технологии. В 1921 году радиостанция Башни транслировала первые музыкальные программы во Франции. Четырнадцать лет спустя передатчик на Башне передавал первые телевизионные сигналы Франции из соседней студии. В 1957 году спутниковые антенны, установленные на Эйфелевой башне, увеличили высоту здания до 320,75 метра. Сегодня около 100 антенн украшают вершину Башни, которая простирается на 324 метра.

Несмотря на то, что Башня больше не является местом активных исследований, сама постройка во многом обязана науке. У Эйфеля не было математической формулы, по которой он мог бы построить башню, которая могла бы противостоять ветрам и выдерживать ее вес в 10 000 метрических тонн. Но этому человеку удалось нарисовать диаграммы сил, которые будут воздействовать на здание. Он также использовал ранее собранную информацию о влиянии ветра вместе со своим собственным опытом строительства крупных железнодорожных мостов и других сооружений, включая интерьер Статуи Свободы.

Согласно исследованию, недавно проведенному компанией, которая сейчас управляет Эйфелевой башней, здание действительно прочное. Его анализ пришел к выводу, что ни экстремальные температуры, ни сильные ветры, ни сильные снегопады не должны помешать башне прослужить еще 200–300 лет.

Ставьте лайки, делайте репосты и не забывайте заземлять!
Подписывайтесь на наш канал!

Всем читателям нашего блога - Скидка в нашем  интернет-магазине на измерительное оборудование по промокоду ZENPROFIT

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Как наука спасла Эйфелеву башню.