技术史上有许多这样的事例：在具体实现某个天才思想的几个可能的方向之中，一个方向上的进展在许多年间掩盖了其它各方向的工程应用。充气结构遇到的正是这种蹇运。在车轮革新初期就已经出现，并在使之具有现代外形的过程中发挥主要作用的充气橡胶轮胎，曾经成了把橡胶和压缩空气的性质结合起来进行大规模工业应用的唯一对象。

然而，充气结构的思想却早在轮胎出现之前就产生了，这种想法来自大自然对人的启示，自然界提供了不少独特的雏形：例如鱼泡，显然就曾不止一次地使人联想到巨大的人造气泡，在它的穹窿底下人可以在地面、天空或水中生活劳动。这类想法究竟最初在什么时候被实现过，谁也不知道，但至少考古学家已在属于公元前八世纪的古艺术品上，发现绘有乘坐充气皮囊渡河的兵士的形象。

从浮在水面到腾空飘行似乎只差一步。然而只是到了1783年蒙戈里弗兄弟的气球出现，才开创了实际飞行的时代。因此这一步差不多跨越了二十六个世纪。但这样长的历史时期对于开始充气结构的“地面”应用还嫌不够——还得过一百来年才有头一只充气轮胎在地上留下轮迹，以后又过了几十年人们才住进了四壁由空气支撑的不平常的房屋。

现代充气结构物（遗憾的是，规模最大的、最出色的还仅是些设计草案）是以橡胶、橡胶复合织物或类似材料制成的柔软壳体，由于压入的空气而被张开。

充气建筑物的建造仅在合成纤维和合成橡胶成了聚合物化学的大批量产品之后才具有了可能性。只是到现代，橡胶工业才掌握了具有似乎不相容性能的材料的生产过程，这些材料性能包括抗裂耐磨、质轻长寿、气水不透和富有弹性。

橡胶在充气结构中不光单独使用，也常作为织物的涂层，以赋予它不透水和气的能力，不受环境介质的作用。对于建筑结构，橡胶的光照气候稳定性特别重要，而对于充气房屋的构架；则必须采用弹性特强以及在很薄时仍不会漏气的橡胶制造。专家们已经研制出符合这一苛刻要求的橡胶。以炭黑作填料的聚异丁烯橡胶能经受任何天气考验达十年之久。在这样的时间里，像钢这种材料早就变成烂铁了。

不过，在充气结构的制造中，与其说是橡胶，倒不如说是橡胶复合织物获得了最为广泛的应用。同其它材料的薄膜相比，橡胶复合织物有许多优点：由于它形成了极为致密的构造，从而能在自重最小的情况下达到最高的强度。这类织物的生产并不简单：涂覆橡胶层的工艺流程对被增强的材料的初始强度和变形能力影响很显著，因此在连续生产时需要非常注意保持工艺参数如温度、压力、胶乳层厚度等的稳定。只是在不久前，应用了化工自动化技术，才得以保证织物具有所要求的质量。

空气所具有的令人赞叹的性质：在张开弹性壳体的同时还使它的外形丰富多姿，这就引起了许多有趣和新颖的解决问题的工程设想。现在已经没有哪个技术领域，不在尝试应用充气结构。只要看看建筑方面，就能举出许多，既有临时性建筑，也有永久性房屋：有仓库、蔬菜堆栈、文娱场所、商场和体育馆，还有柑桔暖房和蔬菜温室。充气建筑物（略称ПCК）分两类：空气支撑式和空气携带式。前者由于在壳体下建立了仅超过外界百分之几大气压的过盈压力，确保了抵消外部载荷，从而保持了本身的形状；后者由许多起衍梁作用的支撑构件组成，构件内充压缩空气，壳体就张在这些构件之间。

ПCК满足了一系列最现代的要求：最大地减少建筑物的自重，完全由工厂预制，减轻建造安装的繁重劳动。著名的圆顶建筑设计师福勒有句名言：“如果您想知道楼宇结构的完美程度，您就称一称它。”若以此为准，则容易算出，空气支撑式ПCК的完美程度为帆布帐篷的十倍，棚屋的百倍，砖结构二层楼的千倍。而假如引进一个表示房屋体积和所用建材的运输体积之比的概念：“可移性系数”，则对工业建筑为3，移动式房屋为7，ПCК则为2000。此外，安装ПCК的人力耗费，每100米²为2人日，而即使是可拆式房屋也要65人日。总起来ПCК差不多要比传统建筑便宜10倍。

首批ПCК在苏联出现尚为时不远。六十年代初橡胶工业研究所和一系列其它企业部门的工作者研制了用橡胶复合织物做的球形、圆锥形和圆柱形屋顶。它们立刻找到了应用。要知道在这种建筑物屋顶下能储存25万普特谷物。它的建造过程很简单：卡车载来褶在袋中的巨大帐篷和送风机。将篷帐复在地上，一定的部位连上送风机，一会儿便眼见它胀大，最后变成一幢三层楼高的建筑物。同样的ПCК用途可完全不同。例如在里别茨克冶金联合企业用它做仓库，而在拉脱维亚农村则用来作温室。

在苏联、冬夏温差很大是许多地区的天气特点。因而夏季影院、体育馆、观众场所有大半年不能用ПCК能延长它们的使用期。目前在乌克兰一些地区使用的可移式影院，它的面积为150米²级别的观众厅是用充气结构覆盖的。

费用低廉、移动方便和建造简捷的ПCК将给予西伯利亚、中亚和远东新工业区的开发以极大的帮助。不要忘记，在苏联光是工业基建部门每年就约要造500万米²不供热的仓库，待发运或安装的设备的掩蔽所，建筑公司的可移动式工厂等。由于使用了季节性充气建筑，储存或加工谷类、蔬菜和水果等农产品的仓库及辅助建筑中的严重损失大为减少了。空气支撑式粮库能季节性地用于储存田地里、火车站和别的缺少设施的场所的作物收成。这些建筑物还便于从南到北运往灾区。

充气结构有着重要的战略意义。在飞机尚属稀罕物的第一次世界大战期间，气球观测曾被普遍采用。而在飞机增多的后来，气球又被用来与飞机斗争：第二次世界大战时，空中障碍气球显然可以说是一个前线城市的标志。权威的ПCК专家叶莫莱夫教授曾注意到，最早的充气建筑的设计方案正是在战时作出的。谁都知道，“求”产生了“供”，而在战时，对易于搬迁和建造简捷的建筑物需求量特别大，因而工程师们期望ПCК解决问题是很自然的事。

今天，用作雷达天线、包括宇宙通讯天线的掩蔽罩的空气支撑式圆顶已获普遍应用。全世界许多国家的几十家工厂正在生产这些天线罩。顺便指出，这类装置同样是在战时被构想出来的，它于1946年为美国航空工程师贝特首创。这是世界上第一个实用的充气建筑物。关于空气支撑式天线罩的大小可以由下列尺寸推想：设于西德莱斯顿的天线罩顶直径为49米，而美国安道维和法国拉尼翁两处的达64米。

ПCК的巨大尺寸，它的采取随意而奇特的、普通建筑物全然不具有的外表形状的可能性，激发了不同流派和倾向的建筑家们的想象力。体育场建造者们梦寐以求地把运动场连看台整个覆盖的古老愿望，从未像现在这样接近实现。有的读者可能会说，橡胶复合织物造的建筑物会是不透光的。建筑家们证实事情恰好相反。许多展览馆常布置着硕大的充气地球仪，上面不仅显出各个大陆，而且还显出了连接诸大陆的航空线。至于空气支撑式建筑的内部装饰，则可以发现，它胜人一筹的特点是：当装有顶部光源时，由于与不透光的部分共同产生效果，就能造成颇吸引人的光斑和阴影的各种组合，特别是充气结构作为贮水池的盖顶的话。波克洛夫斯基教授曾引入一个很中肯地表达了充气结构应用空气和轻巧这些特点的概念：“气球建筑学”。气球建筑学的开拓者们已经不再仿效肥皂泡的自然外形，而是尽力采用与建筑设想符合一致的外形。例如，在美国，由兰特设计的呈各种浆果形的充气建筑被用作餐厅。

最奢华的ПCК大概能认为是法国建筑师尤格曼设计的住宅“狄奥顿”了。这是幢简直全都采用充气结构的房屋，包括支撑构件、围墙、屋顶楼板、墙壁，甚至还有家具。但外形最奇异的ПCК显然是日本建筑家村田建造的。他造了一座宏伟的博览会展览大厅，形状为由16个各形成直径和高均50米的圆形展览室的充气拱组成的鞍形。这座以其庞大的体积和独特的外形令人叹为观止的建筑获得了一个美誉：“前往二十一世纪的使节”。

未来的ПCК设计将会更加气势不凡、更加硕大无朋：整个城镇的充气覆盖已被描绘在所提供的远景设想之中。这样的建筑需要创制出新型材料来。例如，已发表的覆盖纽约中心区曼哈顿的直径3.2公里高500米的设计方案，只有在具有透光性很好的弹性材料时才能实现。

但绝不限于房屋和盖顶能用充气结构。装甲车辆能在充气垫子上通过，看起来这似乎是不可能的事。然而国外已拿直径3米长8米，以高强度橡胶复合织物制成的充气垫做了试验。这样的充气袋子能使得履带式车辆强行通过深1米阔4.5米的堑壕。但最主要的是，它在折叠时尺寸仅为1.1×0.6×0.3米，自重47公斤，从而能放进行囊中装运。类似的囊袋在充气或充水时能用来修筑堤坝。要知道，即使规模不大的普通堤坝，也是绝不可能在一昼夜间建成的花钱项目。然而罗斯托夫地区的白河上的3米高充气堤坝，却总不过花了几小时便修筑完毕。这种堤坝还易被用来调节径流量，因为它的高度随内部压力不同是可改变的。

长于实干的工程师们早就高度评价了ПCК的效益，而擅长创新的科学家们还在继续预示充气结构的未来发展。至少建筑业远不是应用充气结构的唯一领域。

如同几千年前那样，在现代，充气结构依然被用来逾越水的阻隔。不过充气浮力装备现在并不限于救生衣、救生筏和救生艇之类传统的名堂。以橡胶复合尼龙织物做充气船体的颇大的船舶（包括气垫船）已经出现。装载数千吨燃料的柔软的囊袋在江河海洋中被拖曳而行，而在大海深处有了充气的篷账，在它内部充气压力与海水的压力平衡。许多人在里面生活和工作。正如半世纪前巴巴宁（苏联北极探险家——译者注）探险期间，涂敷橡胶的材料造的小屋曾帮助科学家们研究地图上的空白地区那样，今天，充气篷帐继续在为探索地球奥秘的人们服务。

学者们认为，充气帐幕不仅对水下，而且对宇宙空间或别的行星上建立探测站也是最合适的。因为这种内部“大气”由真空橡胶壁与外界隔绝的密封室，是解决人类在有害环境，包括无空气宇宙空间中居住这一课题的办法之一。由于自重和运输体积极小，在真空条件下它们总能被内部的混合空气的压力所张开。航天员甚至能乘坐这种特殊结构的小屋返回地面。将来，在巨大的充气橡胶袋的帮助下，人类可以从敞开的宇宙来去往返。这些囊袋的外形像孩子们玩的羽毛球。由于本身的空气动力特点，我们知道，羽毛球能在重力场中保持方向并以竖直方向下落。这种稳定性对下降装置预防降落伞绳缠结是必要的。在上部宽阔处，巨大的“羽毛圈”直径7.5米高3米。在下部，即羽毛球胆的位置上装了个密封吊篮，航天员就在它里面的充气垫子上。整个囊袋褶拢时仅在航天飞船中占据很小的一角，并能在几分钟内将它充气。在飞船失速后便被安全地丢下或弹出，开始下落，接着在进入地球大气层后张开“降落伞”。

如果不是现今已在对几种除引擎外均采用充气结构，机翼、机身、尾翼全由特种橡胶复合织物制造并由引擎带动气果不断吹入足量空气的飞机进行试验的话，上面所述的那些就像是不着边际的空想了。这种充气飞机生存能力很大：它甚至不怕空气从子弹射穿的孔洞中漏出。看来随着时间推移，充气飞机将会在私人空中交通工具中占据如今汽车在地面车辆中所占的那样的位置。

充气结构应用领域的广泛多样，使人不禁会萌发这样的想法：假如人类在自身发展初期，不是沿着琢磨石块冶炼金属这条路子走来，而是发现了聚合过程，学会从天然橡胶制造橡胶制品的话，会怎么样呢？那时大概我们的世界会面目全非吧。轻巧奇特的帐篷式建筑将代替城市里的笨重的方形石造房屋；塑料车辆行驶在橡胶复合路面上；锅盆匙叉早就会用聚合材料制造。然而，自然和历史却是如此安排的：聚合物的秘密在不久之前才被人类揭开。是否有根据揣测，将来由橡胶复合织做的充气结构物，会完全替代传统材料制造的房屋，以及技术和交通的工具装备呢？肯定地回答这个问题需要很大的勇气。但不管怎样，把充气结构看作自充气轮胎发明之后在橡胶和压缩空气应用上的最杰出的例子，并预言它至少在建筑领域中，将具有轮胎在车辆中所具有的那种影响的抱积极态度的人数，正在年复一年地增加。

[Знαнue，1981年6月]

——“科普译文竞赛”征文选登