Штуки, которые должны выйти из строя в нужный момент. /Фото: checkatrade.com, magnific.com
Казалось бы, каждую вещь ответственный производитель будет делать качественно и добротно, чтобы прослужила подольше. Но в жизни всё не так просто, и порой инженеры разрабатывают такие предметы с расчётом на... поломку. И эта с виду абсурдная история на самом деле является важной частью работы многих систем, в которых просто обязаны появиться элементы и детали, призванные отказать в самый подходящий момент.
1. Бытовые электрические предохранители
Предохранитель, знакомый каждому из нас. /Фото: checkatrade.com
Самый очевидный пример такого предмета - это бытовой предохранитель. Мы сталкиваемся с ними постоянно, просто мы их не замечаем: они скрыты внутри штепселей бытовых приборов или заложены в распределительные щитки. И как раз единственная цель такого гаджета — это выйти из строя в нужный момент. Чаще всего в предохранителе есть тонкий металлический элемент, который плавится, если через него приходит ток опасно высокого напряжения, чем спасает перегорание проводки или приборов.
2. Аноды лодочных моторов
Жертвенные аноды вокруг винта крупного корабля. /Фото: magnific.com
Стальной корпус каждого корабля сталкивается с огромной нагрузкой из-за постоянного взаимодействия морской воды. Поэтому и для него необходимо что-то вроде предохранителя, или даже громоотвода, призванного как бы перенаправить коррозию на что-то другое. Вот эту цель как раз и выполняют аноды лодочных моторов, которые иногда даже называют жертвенными анодами. Их изготавливают из цинковых или алюминиевых сплавов и крепятся к корпусу, а при контакте с электролитами в морской воде дают более активную реакцию. В итоге коррозия как бы переключается на анод, и тот медленно разрушается, а сталь при этом ржавчине не подвергалась.
3. Разрывные мембраны
Один из вариантов разрывной мембраны. /Фото: instrumentationtools.com
Разрывные, или предохранительные мембраны чаще всего устанавливают в системах с высоким давлением, например, различных резервуаров, трубопроводов, котлов или различных промышленных систем. Разрывная мембрана, по сути, разрушается определённым образом, когда в месте её нахождения формируется слишком высокое давление. При этом в ней образуется отверстие, через которое давление может безопасно сброситься до наступления критического момента, когда сосуд или трубопровод начнёт разрушаться. И мембрана обычно одноразовая - если она однажды срабатывает, то её нужно заменить на новую.
4. Сейсмические «конструкционные предохранители»
Предохранитель в виде распорки (слева) и его деформация во время испытаний (справа). /Фото: mdpi.com
Огромная задача для любого архитектора, работающего в сейсмически активных регионах - это построить такое здание, чтобы, будучи подверженным землетрясением, оно устояло. Среди разных инженерных решений частенько используют так называемые «конструкционные предохранители». Фишка этого гаджета в том, что он деформируется при землетрясении, а основная конструкция при этом остётся неподвижной и получает больше шансов выстоять. Ярким примером такого предохранителя является деформационно-сохраняющая распорка - стальной элемент, спроектированный для контролируемой деформации под воздействием сильных сейсмических нагрузок.
5. Разрушаемые опоры в аэропортах
Опоры, которые должны сломаться вместо фюзеляжа самолёта. /Фото: pollite.com
На территории аэропортов установлено множество оборудования, с которым самолёты ни в коем случае не должен сталкиваться, и чаще всего это какие-то сигнальные огни, антенны или опоры. И обычно лайнеры их отходят, но даже если они с ними столкнутся, то это не значит, что быть катастрофе. Ведь такие опоры для оборудования обычно проектируют так, чтобы при соприкосновении с тяжёлым фюзеляжем они будут достаточно хрупкими для слома. Таким образом, опора разрушается, а самолёт остаётся неповреждённым, продолжая спокойно лететь.
6. Плавкие предохранители в системах пожаротушения
Предохранители, чья поломка обеспечивает тушение пожара. /Фото: valleyfire.com
Автоматическая система пожаротушения существует за счёт простого противоречия - изначально водопровод остаётся герметичным до возникновения пожара. Но при опасном повышении температуры эта герметичность должна быстро нарушиться. Именно так действуют спринклеры (оросители): по информации редакции novate.ru, обычно такими предохранителями являются плавкие металлические элементы или герметичные стеклянные колбы с жидкостью, которые деформируются при нагреве.
В дополнение к теме - история транспорта, который поражает своими способностями как раз не ломаться очень долго: Как трактор, имея двигатель с одним цилиндром, мог успешно работать несколько десятилетий
