Юный техник, 2001 № 10
Шрифт:
По дорожкам этого тропического леса можно гулять без всякой боязни.
Публикацию по иностранным источникам подготовил А.ВОЛКОВ
С
Чтобы не тонули корабли…
В судостроение наука внедрялась трудно. Долгое время корабелы доверяли лишь опыту, доставшемуся от отцов, без чертежей и расчетов. Новый корабль строили либо по подобию другого готового, либо по модели.
Поскольку суда делали из дерева, то считалось в порядке вещей менять их формы в процессе строительства. О таких понятиях, как водоизмещение и положение ватерлинии будущего судна, строители имели самое смутное представление. Судно спускали на воду и лишь после этого прорезали в его бортах отверстия для стволов орудий — пушечные порты.
Только в начале XVIII века англичанин А.Дин (у него, между прочим, учился Петр I) впервые построил судно на основе расчета по закону Архимеда и спустил его на воду с заранее прорезанными пушечными портами. Лишь после этого закон Архимеда начал утверждаться в судостроении, но вообще, как сказано, с внедрением науки дело шло медленно. А потребность в расчетах все возрастала: со временем военные суда стали напоминать многоэтажные дома, из окон которых глядели сотни пушечных стволов. При этом поднимался центр их тяжести и ухудшалась остойчивость. Дошло до того, что в 1744 году английское стопушечное судно «Виктория» опрокинулось в Ла-Манше и погибло вместе с экипажем в тысячу человек.
Вопросами остойчивости судов занялись такие крупные ученые, как И.Ньютон, Л.Эйлер, Д'Аламбер. Была создана теория, позволявшая определить способность судна сохранять нормальное положение после прекращения действия возмущающих сил.
Выяснилось, что самая устойчивая форма — это прямоугольный ящик. Однако такое судно даже при малой скорости испытывало бы колоссальное сопротивление движению.
На опытах с моделями инженерам пришлось искать компромисс между скоростью и безопасностью. Для повышения остойчивости старались грузы и тяжелые машины разместить как можно ниже. А если этого было недостаточно, то в трюмы засыпали балласт. Но и здесь не обходилось без борьбы традиций и науки.
В 1869 году англичане ввели в строй парусный броненосец «Кептен» со вспомогательной паровой машиной и орудиями, размещенными в тяжелых башнях. Центр тяжести судна получился недопустимо высок. К тому же, чтобы уменьшить вероятность попадания в корабль снарядов, высоту его надводного борта понизили. Против проекта решительно выступал известнейший английский инженер Э.Рид. Он предвидел, что при сильном боковом порыве ветра корабль зачерпнет воды и опрокинется.
Но лорды Адмиралтейства инженера не послушали. А через год «Кептен» утонул вместе со всем экипажем в 532 человека, опрокинутый внезапно налетевшим шквалом.
Надежность военных судов создала особые проблемы. Размеры их росли, и постепенно становилось очевидно, что прочности дерева для очень больших судов явно не хватает. Корабли во время шторма все чаще разламывались пополам. Применить бы корабелам железо, но существовало мнение, что строить из него суда нельзя, поскольку оно тяжелее воды. (Правда, при этом все знали, что железный котелок отлично держится на плаву.) Первым высказался за возможность железных судов в 1644 году
Первым построил железное судно в 1815 году англичанин Иевонс. Плавало оно отлично. Однако мгновенно было уничтожено… строителями деревянных судов, не сумевшими снести появление конкурента. Лишь к середине XIX века, когда бурно развилось производство дешевого железного листа и на него уже не было достаточного спроса, началось строительство железных судов.
В 1858 году спустили на воду «Грейт Истерн» — железное судно длиною 210 м и водоизмещением 25 тыс. т, бравшее на борт до 4000 пассажиров. Построить его из дерева было бы просто невозможно (рис. 1, 2).
Рис. 1. Первый железный пароход-гигант «Грейт Истерн» (XIX век).
Рис. 2. Пароходу «Грейт Истерн» Жюль Верн, побывавший на его борту пассажиром, посвятил целый роман.
Предубеждению в отношении железа пришел конец. Верхнюю часть судов стали покрывать мощнейшей броней, толщина которой вскоре достигла полуметра. Но подводная часть все еще оставалась деревянной.
Война Австрии и Италии (1866 г.) неожиданно показала действенность таранных ударов, когда атакующий корабль мощным стальным бивнем-тараном пробивал подводную часть борта противника. Появились шестовые мины и торпеды, бившие ниже ватерлинии.
В ответ на это инженеры значительно повысили живучесть судов. Свободные места в носовой и кормовой части заполнили пробкой. Весь корпус разделили на множество отсеков и переборок, а в его стенках разместили особым образом обработанную целлюлозу, которая от соприкосновения с водой быстро разбухала, закрывая сравнительно небольшие пробоины. Для заделки же больших был изобретен специальный брезентовый пластырь. Все это помогало, но не делало корабли непотопляемыми. Суда получали пробоины, вода попадала в трюмы.
По мере роста водоизмещения судов ручные помпы со спасением уже не справлялись, хотя к ним становилась вся команда. Нужны были специальные механизмы.
Первым разработал систему паровых насосов для броненосца «Новгород» лейтенант, впоследствии адмирал С.О.Макаров.
Особую роль в повышении живучести судов сыграли работы академика Алексея Николаевича Крылова (1863–1945). «Подобное лечить подобным», — говорили еще врачи древности. Чтобы спасти корабль, в иных случаях его следует дополнительно… подзатопить. Так в общих чертах можно изложить метод А.Н.Крылова.
Разберемся в этом парадоксе.
Казалось бы, судно должно потонуть лишь тогда, когда будет настолько заполнено водой, что полностью потеряет плавучесть. Но судно со множеством отсеков и переборок, частичным пробковым заполнением и механической системой аварийной откачки воды крайне редко получает столь сильные повреждения.
Обычно бывает так, что в результате затопления одного-двух отсеков, еще обладая плавучестью, судно опрокидывается. И тогда уж вода устремляется в его трюмы со всех сторон, причем так быстро, что люди не успевают выскочить из кают…