Текст книги "Пароход"
Автор книги: Николай Болгаров
сообщить о нарушении
Текущая страница: 11 (всего у книги 16 страниц)
«Эхоглаз» и «радиоглаз»
Человек попал в ущелье и ударил в ладоши. Не пройдет и несколько секунд, как он услышит ответный слабый звук. Это значит, что звук отразился от скалы и вернулся к человеку в виде эха. Давным-давно знали люди о существовании эха. Но они долгое время не могли извлечь из него никакой практической пользы. Впервые это удалось русскому академику Якову Дмитриевичу Захарову.
В 1804 году, поднявшись на аэростате высоко над Петербургом, он крикнул в рупор, направленный к земле. Когда Захаров уловил эхо своего голоса, он отметил время пробега звука до земли и обратно. А затем ему уже не трудно было, зная скорость распространения звука в воздухе, подсчитать, на какой же высоте находится аэростат.
В наше время человек додумался использовать эхо для измерения глубин морей и океанов. Так появился замечательный прибор – эхолот. При работе эхолота используют не обыкновенные звуки, слышимые человеческим ухом, а сверхзвуки, или ультразвуки.
Кто же создает такие звуки? Оказывается, тоненькая пластинка кварца. Если через такую пластинку пропускать переменный электрический ток, то она начинает «дышать», то есть попеременно сжиматься и растягиваться. В одну секунду пластинка «дышит» до семисот тысяч раз. И каким бы легким ни было ее «дыхание», оно увлекает за собой частицы окружающей среды, рождая сверхзвуковую волну. Эти волны мы не слышим, но их действие может быть хорошо заметным.
Если колеблющуюся пластинку кварца поместить в сосуд с жидкостью, то мы увидим нечто необычайное. Здесь вихрем начинают летать частицы взбудораженной жидкости. Ультразвуковой ураган все яростнее и яростнее катит свои волны. Над поверхностью жидкости образуется горка высотою до 100 миллиметров, а капли этой жидкости взлетают вверх на полметра и выше. Ну, а если так будут «дышать» не одна, а десять и больше пластинок?
Представляете, какие звуки будет посылать эхолот на дно моря или океана, если снабдить его многими кварцевыми пластинками? Как же работает эхолот?
К днищу судна приварен стальной ящик; в него вмонтирована пачка кварцевых пластинок. Когда через эти пластинки пропускают ток, они начинают «дышать». «Дыхание» пластинок передается направленным пучком в воду и вызывает ее мощные колебательные движения – ультразвуковые волны. Эти волны мчатся сквозь водную толщу вниз, достигают дна, отражаются от него и бегут обратно в виде эха.
Ультразвуковые волны достигают дна моря, отражаются от него и бегут обратно. 1 – излучатель и приемник эхолота; 2 – прибор – указатель эхолота.
Эхо улавливается второй пачкой пластинок, укрепленной в том же ящике, и тут же превращается в электрические колебания.
Эти электросигналы подводятся к шкале специального прибора, на котором стрелка покажет в метрах глубину моря или расстояние до какого-либо подводного предмета, отражающего звук. А у некоторых эхолотов глубина моря показывается в виде штрихов, наносимых на бумажную ленту самопишущим прибором.
Когда-то глубину морей измеряли ручным лотом, то есть веревкой с грузом на конце. Это была долгая и неточная работа. А об измерении глубины океанов даже и не мечтали. Эхолот изумительно точно и быстро измеряет любую глубину. Чтобы измерить глубину в три километра простым лотом, времени затрачивают свыше часа. Эхолоту для этого нужны секунды. С помощью эхолота удалось точно измерить самую большую глубину океана – 10 863 метра.
Такая глубина оказалась у Марианских островов на Тихом океане. И что важно – измерение глубины простым лотом возможно только с неподвижного судна, а эхолотом – даже на полном ходу. Эхолот не только измеряет глубину.
Когда судно плывет над подводными возвышенностями и долинами, самопишущий прибор эхолота рисует на бумаге точный профиль этого дна Пересекая море, можно привезти с собой изображение рельефа его дна по линии пути судна. А так как море бороздят по всем направлениям множество судов, то по записям их эхолотов можно легко составить точную карту всего морского дна.
Так эхолот превращается в «эхоглаз». По записи на бумажной ленте можно узнать, например, есть ли на дне песчаные наносы.
«Эхоглаз» помогает быстро находить места затонувших кораблей, чтобы поднять их со дна моря. Он даже показывает, в каком положении лежат эти корабли на грунте.
Большую пользу приносит «эхоглаз» советским рыбакам. Пользуясь «эхоглазом», они обнаруживают в глубине моря скопления рыбы, плотность и размеры косяка.
Некоторое сходство с эхолотом имеет другой, удивительный прибор, установленный в особом помещении командной рубки Его называют радиолокатором Много замечательного в этом приборе. Главное в его работе, как и у эхолота, – это отражение от встречных предметов. Но тут уже отражаются не звуковые, а радиоволны.
На этом и кончается сходство в работе обоих приборов. И прежде всего потому, что скорость движения радиоволн около 300 000 километров в секунду Она почти в миллион раз больше скорости звука в воздухе. Это значит, что радиоволна может за одну секунду пять раз «облететь» все границы Советского Союза.
От скалы, находящейся от нас в семи километрах, звуковое эхо прилет через 20 секунд, а радиоэхо – через две стотысячные доли секунды. А при меньшем расстоянии будут даже не стотысячные, а миллионные доли секунды. Ясно, что такое время не сможет засечь никакой хронометр. А вот радиолокатор засекает и даже записывает.
Мало того, он за человека подсчитывает, какое расстояние за это время пройдет радиоволна. Способность радиоволн отражаться от встречных предметов и возвращаться назад в виде радиоэха впервые обнаружена в нашей стране.
Это открытие сделал великий изобретатель радио – Александр Степанович Попов.
Дело было так: в 1897 году А. С. Попов, вместе со своим помощником Рыбкиным, испытывал на Кронштадтском рейде первый в мире радиоаппарат. Ему хотелось по возможности увеличить дальность действия аппарата.
Чтобы менять расстояние между передатчиком и приемником аппарата, Попов установил их на разных кораблях. Передатчик стоял на учебном судне «Европа», а приемник– на крейсере «Африка» Испытание шло хорошо. Рыбкин сидел у приемника и с напряженным вниманием всматривался в точки и тире азбуки Морзе, которые появлялись на телеграфной ленте Вдруг знаки стали все реже и реже, а потом и вовсе исчезли.
– Что за оказия такая? – удивился Рыбкин и взглянул в иллюминатор Он увидел, как между «Европой» и «Африкой» проходил минный крейсер «Лейтенант Ильин».
Минный крейсер заслонил собою пространство между обоими кораблями. Радиоволны, посылаемые с «Европы», встретили неожиданную преграду – корпус проходящего корабля. Вот почему радиоволны не достигли приемника на «Африке», а знаки Морзе на ленте исчезли.
Радиоволнам оставалось одно: отражаться от борта «Лейтенанта Ильина» и возвращаться на «Европу». Но вот минный крейсер прошел – и приемник снова заработал. Попов сразу нашел причину столь удивительного явления. Он уже тогда предсказал, что «отражение радиоволн будет использовано с превеликой пользой для человечества».
Предвидение Попова исполнилось только через сорок лет; первый радиолокатор появился в 1938 году.
Как же работает радиолокатор?
Оказывается, радиоволны он посылает не непрерывно. Передатчик пошлет какую-то порцию волн, а затем автоматически выключится Радиоволны отразятся от встречного предмета, и их встречает уже приемник. Потом передатчик пустит новую порцию волн и опять «отдыхает».
Так попеременно и работают: то передатчик, то приемник. Такая работа нужна для того, чтобы отправляемые волны не смешивались с радиоэхом, и еще – чтобы точно засекать момент отправления радиоволн и возвращения эха.
Радиоэхо, вернувшись назад, «докладывает» только о встрече с каким-либо предметом.
А в каком же направлении произошла встреча? Об этом приемник не говорит. Здесь приходит на помощь антенна радиолокатора. Она ничуть не похожа на антенну радиостанции.
Антенна радиостанции посылает радиоволны по всем направлениям. Антенна радиолокатора так не делает. Вы, конечно, видали, как действует увеличительное стекло. Оно собирает солнечные лучи в одну точку.
Точно так же антенна радиолокатора собирает радиоволны в пучок и пускает его узким лучом по одному направлению. Антенна радиолокатора закреплена на мачте судна или на мостике и все время находится во вращении. Поэтому она при выпуске радиоволн как бы прощупывает окружающее пространство, точно так, как шныряет повсюду луч прожектора. И каждый раз особый прибор показывает направление, по которому выпущен тот или иной пучок волн. Если пучок не встретит какой-либо преграды, то обратно его не жди. Он уже не вернется в приемный аппарат радиолокатора. Стоит только пучку встретить предмет и отразиться от него радиоэхом, как сразу же узнают направление на этот предмет.
Мало того, особое устройство радиолокатора замеряет и записывает те миллионные доли секунды, за которые пучок радиоволн доходит до предмета и возвращается назад. А специальная шкала дает возможность моментально определить, как далеко находится предмет.
Наконец на экране этого устройства появляется и изображение предмета.
Что это за чудесное устройство? Это электронно-лучевая трубка. Описать ее подробно – довольно трудная задача. Лучше увидеть своими глазами. А увидеть электронно-лучевую трубку можно не только в радиолокаторе. Экран обычного телевизора и есть дно такой трубки. Постараемся описать эту трубку хотя бы в общих чертах.
Электронно-лучевая трубка похожа на стеклянную бутыль с длинным горлышком и широким выпуклым дном – экраном, покрытым специальным светящимся веществом. В конце горлышка расположен электронный прожектор, или, как его называют, электронная пушка. Она стреляет по экрану не снарядами, а мельчайшими частицами отрицательного электричества – электронами. После вылета из пушки поток электронов встречает на своем пути колпачок с отверстием. Из него электроны устремляются к экрану уже не беспорядочно, а узеньким пучком.
Далее на пути электронов стоит трубка-электрод. Она заряжена положительным электричеством и потому сильно притягивает к себе электроны, убыстряя их полет. Начинается яростная бомбардировка экрана электронами. Но пучок электронов, хотя и узкий, может дать на экране расплывчатое пятнышко. А нужна яркая точка.
Как тут быть? Тогда придумали ставить между электронной пушкой и экраном еще один электрод, в виде кольца. Этот электрод устроен так, что он сжимает пучок электронов до тончайшего луча. Поэтому электронная пушка стреляет исключительно метко, попадая целым пучком электронов в одну точку. Вот из таких точек и получается изображение на экране. Как же это делается?
Оказывается, электронный пучок превращается в карандаш, который рисует. А помогают ему пластинки горизонтального и вертикального отклонения электронно-лучевой трубки. Только миновав две пары таких пластинок, пучок электронов получает возможность вычерчивать на экране до двадцати тысяч различных линий в секунду. Строчка за строчкой гуляет электронный «карандаш» по поверхности экрана. Так создается на экране электронно-лучевой трубки изображение предмета, пойманного радиолокатором.
Панорама местности (слева) и ее изображение на экране кругового обзора (справа).
Вот радиолокатор отправляет в пространство радиосигнал. На экране мгновенно возникает большой зубец. Он показывает нулевую дальность до цели. Пока радиоэхо не вернулось, электронный луч продолжает рисовать горизонтальную линию.
Возвращение радиоэха отмечается на экране появлением другого зубца, меньшего размера. Промежуток между зубцами и есть расстояние до пойманной цели. На экране имеется масштабная линейка, с помощью которой сразу определяют, как далеко находится цель.
Как мы уже знаем, радиолокатор дает сотни сигналов в секунду; столько же раз возникают на экране зубцы. Но человеческому глазу они кажутся непрерывно светящимися.
А то еще имеются экраны кругового обзора. Тут электронный луч рисует тысячи разбегающихся от центра линий. На экране вспыхивает множество ярких «зайчиков» в тех направлениях, по которым вернулось отраженное целью радиоэхо. Вместе эти «зайчики» дают характерную, понятную только специалисту радиолокации – радиометристу – картину окружающего судно пространства. По расстояниям от центра, по величине, форме и характеру движения «зайчиков» радиометрист определяет, что и где мелькает перед ним, – возвышается ли огромная скала, идет ли какое-либо судно или резвится в море дельфин. Вот как электронно-лучевая трубка делает радиолокатор проницательным глазом судна.
Радиолокатор – незаменимое средство для безопасного плавания судов.
Судно, имеющее радиолокатор, вовремя обнаруживает скалы, рифы и ледяные горы, невидимые в темноте или в тумане. В любую погоду судно может пройти узким проливом и войти без всяких происшествий в наполненную судами гавань, не прибегая к помощи лоцмана.
На экране радиолокатора можно обнаружить за сотни километров встречные корабли, а также самолеты в воздухе. Можно все время наблюдать за их перемещением и определять их курс, скорость и меняющееся до них расстояние.
Радиолокатор становится замечательным средством контроля за движением судов в крупных морских портах. Там диспетчер «регулирует движение», помогает судам избежать столкновения и аварий в тесноте.
Радиолокатор широко используется и в судовождении. Чтобы определить местоположение судна в море, надо с помощью радиолокатора связаться с одним из радиолокационных маяков, установленных в заранее известных местах побережья.
Приемник радиолокационного маяка примет сигнал – запрос радиолокатора судна – и с его помощью автоматически пустит в ход специальный передатчик, который излучит ответный сигнал. Приняв такой сигнал, радиометрист определит направление и расстояние до маяка. Тем самым он сразу найдет местоположение судна в море.
Пока не известно, чем еще удивит нас радиолокатор по мере своего усовершенствования. Кто не читал замечательную сказку о волшебном зеркальце! В нем можно было увидеть все, что ни захочешь. Действие такого зеркальца не было ограничено никакими расстояниями. Может, наступит и такое время, когда сказка о волшебном зеркальце станет былью.
Люди за тысячи километров станут не только говорить со своими родными, но и видеть их в привычной домашней обстановке. Возможно, что это будет даже скорее, чем мы ожидаем.
Часть четвертая
КАКИЕ БЫВАЮТ ПАРОХОДЫ
Труженики моря
Много разных специальностей у морских пароходов. Есть среди них и пассажирские и грузовые суда. Да и грузовые суда бывают разных типов: углевозы, рудовозы, зерновозы. Одни возят только упакованные товары, а в другие – грузы прямо насыпают в трюм. На лесовозы штабелями укладывают доски и бревна, а скоропортящиеся грузы перевозят в судах-холодильниках; морские буксиры тянут за собой баржи и выводят из портов крупные пароходы. Есть суда рыболовные, краболовные, китобойные.
Потерпевших аварию выручают спасательные суда. Для работы во льдах приспособлены ледоколы, а обучают моряков на судах учебных.
Все эти суда мало похожи друг на друга. Да и устройство у каждого из них свое, особенное, в соответствии с тем, для чего оно предназначено.
Есть и такие суда, которые перевозят через широкие проливы сразу целые поезда.
Мы расскажем поподробнее о судне-пароме, соединяющем железные дороги Крыма и Кавказа через Керченский пролив.
Два паровоза, тяжело пыхтя, подталкивают длинную вереницу товарных вагонов под самые арки причала, к которому пришвартовалось странное на вид судно: нос и корма его совершенно одинаковой формы. Вся его верхняя палуба занята несколькими рядами рельсов.
Железнодорожники скрепляют замками рельсы берега с рельсами судна. Вагоны медленно вкатываются на палубу и располагаются вдоль бортов. Вся «погрузка» занимает несколько минут, хотя паром принимает 32 вагона. Судно неторопливо отходит от причала. Поезд отправляется в плавание. И длится оно около часа. Вот и берег. Разворачиваться парому незачем, так что и здесь времени терять не нужно. На станции «Кавказ» его уже ожидают. Как только паром приткнулся к берегу, паровозы выводят составы на причал и тащат их к станции. А навстречу движется к судну-парому пассажирский поезд, только что прибывший из Краснодара.
Так совершает судно свои рейсы в погожий солнечный день. Ну, а если над проливом разыграется зимний шторм и ледяные поля неудержимо понесутся из Азовского моря в Черное? Оказывается, судно-паром приспособлено и к таким условиям плавания. По прочности корпус его ничуть не уступает ледоколам. У него две мощные дизель-электрические установки. Управление судном автоматическое.
Чтобы выполнить какой-либо маневр, достаточно нажать кнопку на капитанском мостике. А если над проливом нависнет непроницаемый туман? И это не беда! Сейчас же включается радиолокатор. На его экране вахтенный штурман увидит очертания берега и плывущих судов.
Такие суда-паромы на многие сотни километров сокращают перевозки грузов и пассажиров.
Судно-паром подходит к берегу.
Но судов-паромов мало, – ведь нужны они не всюду. А вот обычных транспортных судов во всем мире больше 30 000! И устроены они по-разному.
Возьмем для примера пассажирский и грузовой пароходы.
Большой пассажирский пароход, как вы уже знаете, имеет много уютных кают и других помещений, которые превращают путешествие в приятный отдых сотен, а иногда и тысяч людей. Чтобы создать удобства для сорока-пятидесяти человек экипажа грузового судна, помещений надо не так уже много. Зато почти весь объем такого судна, если не считать машинно-котельного отделения, занимают грузовые трюмы. Ведь куда-то надо вместить многие тысячи тонн груза?
Быстроходный пассажирский пароход – это щеголь с красивыми обводами корпуса, с длинной многоэтажной надстройкой обтекаемой формы, с гордо откинутой назад трубой. Он так и сверкает белоснежной окраской. Трудно удержаться от восторга, наблюдая за тем, как приближается к причалу такой красавец.
А грузовой пароход выглядит иначе. Его внешность очень скромная: окраска борта темная, особого изящества в корпусе нет.
На верхней палубе короткая – двухъярусная – средняя надстройка, над нею ходовой мостик. В корме небольшая рубка, а в носу – возвышенная палуба бака с якорным и швартовным устройствами. Между этими палубными сооружениями – четыре или пять больших грузовых люков.
Грузовой люк – это четырехугольное отверстие в палубе над трюмом. Заглянешь в него, страшно делается: так глубок грузовой трюм. Хорошо, что люк со всех сторон огражден стенками высотою до 600 миллиметров. Такое ограждение называют комингсом грузового люка. Комингс увеличивает прочность палубы, нарушенную в месте выреза. Но главная задача комингса – предохранять от попадания воды внутрь трюма во время шторма. Для этой же цели служат и люковые крышки. Они состоят из толстых деревянных щитов-лючин, уложенных плотно друг к другу на комингсе люка. Поверх их натягивают еще два слоя брезента. И волна уже не так страшна грузу в трюме.
Груз не просто бросают в глубокий трюм. Его осторожно опускают на стальном тросе – грузовом шкентеле. Делается это при помощи грузовых стрел и лебедок. Стрела – это толстое бревно или стальная труба. Одним концом – шпором – она упирается в мачту, а другой поднят кверху так, что стрела похожа на сук у дерева. Стрела может поворачиваться на шпоре и, кроме того, может наклоняться вниз и задираться кверху, при помощи специального троса – топенанта.
На ее верхнем конце закреплен блок, через который и пропущен грузовой шкентель. На конце опущенного в трюм шкентеля имеется гак для захвата груза, а другой конец идет к лебедке, где и наматывается на ее барабан. Когда груз зацепят гаком, пускают лебедку. Груз поднимается до верха стрелы, потом стрелу при помощи стального троса-оттяжки поворачивают в сторону, пока груз не повиснет над пристанью.
Стрелу поворачивают, пока груз не повиснет над пристанью.
У каждого люка по две стрелы и по две лебедки. Это для того, чтобы можно было работать с каждого борта или с одного борта, но так, чтобы не тратить времени на поворачивание стрел. При работе двумя стрелами на борт одна стрела «вываливается» за борт, а другая – устанавливается над люком, и груз передают с одной стрелы на другую во время опускания. С помощью стрелы можно поднимать груз весом до 5 тонн со скоростью 25 метров в минуту. На некоторых судах для подъема тяжеловесных грузов имеется еще одна или две стрелы грузоподъемностью до 50–60 тонн. А иногда устанавливают и грузовые краны.
Грузовой люк – это прямоугольное отверстие в палубе над трюмом. 1 – комингс люка; 2 – люковая крышка (лючина), 3 – скобы-рукоятки, 4 – брезент; 5 – закладная планка; 6 – утка; 7 – клин; 8 – штормовое крепление.
Трюмы грузовых пароходов вмещают самые различные грузы: всякие товары в ящиках, сахар и муку – в мешках, уголь, руду и зерно – насыпью, машины, оборудование. Особые заботы вызывает перевозка на судах леса. Для этого строят специальные грузовые суда – лесовозы. Они должны иметь просторные трюмы, большие грузовые люки и достаточно свободную палубу, чтобы и на нее грузить лес. Оказывается, легкость и большой объем лесного груза не позволяют вместить в трюмы весь лес, который может по весу принять судно. Поэтому примерно одну треть лесного груза укладывают прямо на палубу в штабеля, на высоту одноэтажного дома. Для этого с верхней палубы убирают трапы, вентиляторные головки и другие предметы. У бортов закрепляют вертикально деревянные стойки, не дающие грузу свалиться в воду. Кроме того, груз крепко перевязывают с борта на борт стальными тросами.
У каждого люка работают по две стрелы. 1 – мачта; 2 – стрела; 3 – грузовой шкентель; 4 – верхний блок грузового шкентеля; 5 – грузовой гак; 6 – лебедка; 7 – оттяжка; 8 – подпятник стрелы; 9 – нижний блок грузового шкентеля; 10 – топенант.
Мы уже знаем: чем выше расположены на судне грузы, тем хуже его остойчивость. При большой перегрузке судно может так накрениться, что весь лес с палубы полетит в воду, несмотря на все его крепление. Вот почему на лесовозах и при полном грузе принимают водяной балласт в двойное дно. А у других грузовиков это делается только тогда, когда они идут порожняком, без груза.
У лесовоза одну треть груза укладывают прямо на палубу.
Так как лесовоз часть груза принимает на палубу, то для него выработана особая грузовая марка и ему разрешено иметь меньший надводный борт, чем у других судов. Это и понятно: такой груз, как лес, увеличивает плавучесть лесовоза, когда в штормовую погоду волна заливает палубу. Для перевозки леса, конечно, могут быть использованы и обычные грузовые суда. Только жидкости да скоропортящиеся продукты не может возить обычный грузовой пароход. Для этого строят специальные суда.
На морских просторах чаще других судов можно увидеть грузовые пароходы. Каких только здесь не встретишь, – от маленького, на 1000 тонн, до великана, перевозящего по 40 000 тонн груза! Во всем мире на каждые сто транспортных морских судов только три судна являются пассажирскими. Остальные все грузовые.
Ходит грузовой пароход не очень быстро. Его можно сравнить с грузовым автомобилем. Конечно, грузовику не угнаться за быстрой «Волгой» и «ЗИМом», но зато он поднимает и перевозит сразу по 2–5, а то и по 25 тонн груза.
Так и грузовой пароход, – он уже считается быстроходным, если имеет скорость 14–16 узлов. Его иногда называют тружеником моря.
Много таких тружеников в нашем советском флоте. День и ночь несут они свою скромную и вместе с тем важную трудовую вахту. Они везут лес из Архангельска, рыбу – из Мурманска, хлеб – из Одессы, машины – из Ленинграда. Они – главное средство сообщения с такими далекими районами нашей Родины, как Сахалин, Камчатка, Чукотка.
Они доставляют ценные грузы братским народам стран народной демократии – Китая, Болгарии, Польши, Румынии, Албании.
С радостью встречают наши грузовые пароходы рабочие в портах тех стран, где еще царствует и угнетает людей капитализм.
Здесь наши труженики морей не просто пароходы, в трюмах которых хлеб или машины с маркой СССР. Они вестники мира и свободы, посланцы страны социализма.
