Всесвітньо відома куля "Космічний корабель Земля" з алюмінієвого композиту

Гігантська всесвітньо відома куля з облицюванням з алюмінієвого композиту в парку Epcot – історія створення і новаторські технічні рішення того часу, які вражають і досі. 

На розробку Космічного корабля Земля (SE) пішла незліченна кількість годин, а на його будівництво – 26 місяців. Ця стаття присвячена проєктуванню та будівництву як самої конструкції, так і атракціону, що знаходиться всередині. 

Все почалося з ідеї розробки нового тематичного парку компанією Disney Imagineers і з центральною знаковою спорудою, яка б втілювала тему парку та приваблювала гостей. Сьогодні цей парк відомий як Epcot, відкритий у 1982 році, а центральний елемент – це «Космічний корабель Земля». 

Дизайнери взяли за прототип купол Expo '67 у Монреалі (інженер і архітектор Ричард Бакминстер Фуллер). Їм сподобався геодезичний дизайн, і вони вирішили, що хочуть, щоб «Космічний корабель Земля» мав подібний вигляд. 

Спочатку вони експериментували з ідеєю купола, але незабаром вирішили, що хочуть повну сферу, і зупинилися на розмірі геодезичної сфери діаметром 160 футів (48,768 метра), піднятої над землею. Тобто куля мала триматися над поверхнею!

«Космічний корабель Земля» від Epcot – це не просто архітектурний знак. WED залучила допомогу кількох сторонніх організацій для співпраці над концепцією та розробкою пам'ятки. Разом з Бакмінстером Фуллером, Disney Imagineers працювали з письменником-фантастом Реєм Бредбері над його структурою та сюжетом. Вони також проконсультувалися з бібліотекою та кількома університетами.

Оскільки геодезична сфера (на відміну від купола) була новою концепцією, а інженерних даних про цей тип конструкції було мало, WED найняли компанію для проведення додаткових досліджень в аеродинамічній трубі, вони не хотіли, щоб вітер збивав гостей, коли вони проходитимуть під конструкцією.

У підсумку сфера – це дві окремі конструкції: зовнішня оболонка, яка є самою сферою, та внутрішня система атракціонів і шоу. При цьому зовнішня конструкція повністю незалежна від ніжок, вона ніби тримає сама себе. Будівництво внутрішньої та зовнішньої частини тривали одночасно і паралельно. 

Спочатку забили шість ніжок, що спираються на групи паль на глибину від 100 до 160 футів (від 30 до 48 метрів приблизно) у землю. З'єднали верхню частину кожної ніжки фермами, утворюючи шестикутну ферму, і посилили її додатковими внутрішніми фермами, які утворювали платформу. На цьому етапі сфера виглядала як стіл із шістьма ніжками. Також слід зазначити, що крізь сферу вертикально проходить шахта ліфта, яка не пов'язана з шестикутними фермами. Основа ферми, що утворює шахту, покрита дзеркальними панелями, які можна побачити, проходячи під сферою. 

Оболонка, по суті, являє собою два геодезичні куполи – один на іншому. Верхня ¾ сфери спирається на стіл, а нижня ¼ підвішена під столом. Геодезичний купол зберігає свою форму просто завдяки своїй конструкції. Він не потребує підсилення.

Потім будівництво продовжилося для завершення зовнішньої частини. Структура «Шкаралупи» насправді є сферою всередині сфери. Потрібен був водонепроникний та вогнестійкий зовнішній шар для захисту відвідувачів, декорацій та транспортних засобів і атракціонів. І найголовніше, він мав добре виглядати. Не було одного матеріалу, який міг би виконати все це, тому народилася концепція «сфери всередині сфери».

Для формування внутрішньої оболонки були прикріплені сталеві закриваючі панелі з водонепроникним неопреновим листом. Зовнішня оболонка мала бути виключно для вигляду. Їм потрібен був естетично привабливий матеріал, який міг би витримувати стихії центральної Флориди. Вони обрали новітній на той час матеріал, який тільки починав свій шлях у сфері конструкційних матеріалів та згодом набуде широкого застосування у майбутньому – це алюмінієво-композитні панелі, які мають тверду поліетиленову серцевину, затиснуту між двома листами алюмінію, і сьогодні є одним з найпопулярніших матеріалів у сфері будівництва, промислового дизайну та реклами. 

Основна структура внутрішньої оболонки являє собою масив великих трикутників.

Спираючись на вигляд конструкції, можна припустити, що кожна панель має приблизно 1,83 м у довжину та 0,61 м у висоту. Товщина кожного алюмінієвого шару становить 0,5 мм. Якщо брати лише алюмінієві частини, то 4 панелі поміщаються на одному листі розміром 1,27 м × 2,79 м. Щоб закрити обидві сторони композитного наповнювача, потрібно 5760 таких листів.

Матеріал має щільність приблизно 1,375 кг/м². Один лист має площу близько 3,55 м². Отже, маса одного листа становить приблизно 4,89 кг. Окремий лист композиту важить небагато, але разом виходить значна маса: на всю кулю Spaceship Earth припадає приблизно 28 134 кг. І це лише невелика частина загальної ваги споруди. Уся куля важить близько 7 037 000 кг. 

Конструкція «сфера всередині сфери» також вирішила ще одну проблему: стік дощової води під оболонкою. Залишаючи проміжки в один дюйм (2,54 см) між гранями алюмінієвого композиту, дощова вода стікає до водонепроникної внутрішньої оболонки – і звідти у спеціальний резервуар.

Для виготовлення конструкцій різної складності радимо популярні в Україні композитні панелі Ecobond, які широко використовуються для зовнішньої реклами, оздоблення фасадів та інтер'єрів, в будівництві.