Новое исследование показывает, что это было самое раннее из известных зданий, в котором использовалась стандартная винтовая резьба
Лондонская Великая выставка 1851 года привлекла около 6 миллионов человек, желающих познакомиться с более чем 14 000 экспонентов, демонстрировавших чудеса техники и технологии XIX века. Выставка проходила в Хрустальном дворце — здании из чугуна и листового стекла площадью 90 000 кв.м., изначально расположенном в Гайд-парке. И построено оно было за невероятные 190 дней. Согласно недавней статье, опубликованной в International Journal for the History of Engineering and Technology, одним из секретов было использование стандартизированной винтовой резьбы, впервые предложенной за 10 лет до строительства, хотя официально она стала британским стандартом только в 1905 году.
«В викторианскую эпоху в мастерских по всей Британии происходили невероятные инновации, которые помогали изменить мир», — говорит соавтор исследования Джон Гарднер из Университета Англия Раскин (ARU). «На самом деле прогресс шёл такими темпами, что некоторые прорывы, возможно, никогда не были должным образом реализованы — как и в случае с Хрустальным дворцом». Стандартизация в инженерном деле необходима и привычна в XXI веке, но её роль в строительстве Хрустального дворца была важным событием».
Конкурс на лучший проект Хрустального дворца был объявлен в марте 1850 года, срок сдачи истекал через четыре недели, а само полностью построенное здание открылось 1 мая 1851 года. Победивший проект, разработанный Джозефом Пакстоном, был выбран лишь на позднем этапе после того, как было отклонено множество проектов, в основном потому, что они просто слишком превышали бюджет в 100 000 фунтов.
Проект Пакстона предусматривал создание, по сути, гигантской оранжереи, состоящей из многомерной сетки модулей 7,3 м длиной. Элементы конструкции включали 3300 опорных колонн с четырьмя фланцами, просверлёнными таким образом, чтобы их можно было прикрутить к соединительным и базовым элементам. (Полые колонны выполняли двойную функцию — они также служили дренажными трубами для дождевой воды). Для обеспечения дополнительной устойчивости конструкция предусматривала диагональное крепление (оно же поперечное крепление).
Крестовины крепились болтами, что могло стать большой головной болью, поскольку винты традиционно изготавливались искусными мастерами, так что среди них не было бы двух абсолютно одинаковых, и заменить потерянные или сломанные винты было практически невозможно. По проекту Пакстона требовалось 30 000 гаек и болтов; винты с одинаковой формой резьбы значительно упростили бы процесс строительства. Джеймс Уитворт предложил единую стандартную резьбу в работе 1841 года, основываясь на анализе обширной коллекции болтов основных британских производителей. А благодаря изобретению Генри Модслеем токарного станка для нарезания винтов в 1798 году, технология, необходимая для создания стандартных винтов, уже существовала.
Законченный Хрустальный дворец принёс Пакстону всемирное признание и рыцарское звание от королевы Виктории. По окончании выставки вся конструкция была перенесена в богатый пригород Сиденхем. (Также в окружающий Хрустальный дворец парк были перевезены бетонные модели динозавров в натуральную величину, созданные для выставки английским скульптором и художником по естественной истории Бенджамином Уотерхаусом Хокинсом). Увы, в ноябре 1936 года после взрыва в женском гардеробе начался пожар. Хрустальный дворец был разрушен, уцелели лишь две водонапорные башни и часть главного нефа. Южную башню вскоре разобрали, так как она была слишком неустойчивой, а Северную башню снесли с помощью взрывчатки в 1941 году.
Гайки и болты
Гарднера заинтриговал вопрос о том, как Хрустальный дворец был построен так быстро, и он решил, что вопрос о форме резьбы может быть актуальным. Поэтому он обратился за помощью к соавтору Кену Киссу, хранителю музея Хрустального дворца. Кисс раскопал оригинальные колонны в Сиденхеме (которые также использовались в Гайд-парке), и они смогли сделать соответствующие замеры для своего исследования.
«К сожалению, ни одна из этих скоб или болтов не сохранилась, а форма резьбы не указана на сохранившихся чертежах», — пишут авторы. «Их производство было бы дорогостоящим, и весьма вероятно, что они были бы повторно использованы в Сиденхеме, а не сданы в металлолом и не изготовлены заново через такое короткое время». Хотя резьба на рисунках имела слегка закруглённые вершины и впадины, соответствующие форме резьбы Уитворта, Гарднер и Кисс знали, что им нужны более весомые доказательства.
Они нашли их в остатках здания и южной водонапорной башни неподалёку. Болт колонны из здания соответствовал измерениям Уитворта. На водонапорной башне они также нашли гайку и болт. Смочив их в масле, они нагрели и ударили по ним молотком, чтобы удалить всю накопившуюся ржавчину, и обнаружили винтовую резьбу, которая также соответствовала измерениям Уитворта. Для пущей убедительности Гарднер изготовил собственные новые болты по стандарту Уитворта, и они прекрасно подошли к оригинальным гайкам.
У Гарднера и Кисс был свой ответ: Хрустальный дворец был построен с помощью стандартизированной винтовой резьбы. «Часто технические объекты, такие как гайки и болты, кажутся далёкими от человека, основанными на теориях и стандартах, установленных сверху», — заключают авторы. «Однако резьба Уитворта на самом деле является органической формой, в центре которой находится человеческая практика. Эта форма повлияла на все стандартные формы резьбы впоследствии».
Автор: SLY_G
