Текст книги "Пароход"
Автор книги: Николай Болгаров
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 16 страниц)
Часть вторая
ПОЧЕМУ И КАК ПЛАВАЕТ ПАРОХОД
Рассказ о том, чего не знал индеец
Эту историю я не выдумал. В одном из рассказов известного писателя Джека Лондона написано о том, как одного индейца, жителя Аляски – Намбока, унесло ветром в море на маленькой байдарке. Он попал к «белым», много лет скитался по Америке, а затем вернулся на родину. Все племя устроило ему торжественную встречу. Когда волнение от встречи улеглось, мужчины уселись в кружок. Путешественник начал рассказ о своих удивительных приключениях. И, наконец, подошел к самому интересному: как увидел он в первый раз пароход. Вот что рассказал индеец: «Что песчинка перед байдаркой, байдарка – перед шхуной, то шхуна перед пароходом! Кроме того, пароход сделан из железа! Он весь железный, но не тонет!»
– Нет, нет, – воскликнул вождь племени, – как это может быть? Железо всегда идет ко дну! Вчера мой железный нож выскользнул из моих пальцев и сразу пошел вниз, в самую глубь моря! Все однородные вещи повинуются одному закону и всякое железо повинуется одному закону! Итак, откажись от своих слов, чтобы мы могли почитать тебя!
– Это, однако, так! Пароход весь железный, а не идет ко дну!
– Нет, нет! Этого не может быть! – закричали наперебой индейцы.
Тут разгорелся горячий спор. Мирная беседа превратилась в бурную ссору. Индейцы были недовольны своим соплеменником: «Испортили бледнолицые нашего воина! Говорит такую ложь и даже не смущается!»
Конечно, они напрасно обрушились на рассказчика. Намбок говорил сущую правду. Но беда его была в том, что он никак не мог растолковать, почему все-таки железный пароход плавает. Отчасти был прав и вождь племени. Любой сплошной кусок железа плавать не будет. Он немедленно пойдет ко дну. А вот пустотелый предмет из железа, например ведро, не сразу потонет. Ведро хоть и железное, но так плавает, что в колодце его утопить трудно. И еще труднее – набрать им воды. Если положить в ведро кусок железа, и то оно не потонет, – будет стоймя плавать. Оно только частично погрузится. А погружаться будет до тех пор, пока его вес, вместе с куском железа, не сравняется с весом вытесненной им воды.
Такой закон плавания тел открыл свыше 2200 лет назад древнегреческий ученый Архимед.
Архимед нашел и силу, поддерживающую плавающее тело. Это, оказывается, сила давления воды на подводную-поверхность тела. Ее называют силой плавучести или силой поддержания. Действие этой силы можно увидеть на каждом шагу.
Попробуйте продырявить днище плавающего ящика. Из отверстия сразу же забьет фонтаном вода. Это проявляет себя давление воды. Давайте погружать в воду пустое ведро. И не как-нибудь, а вертикально, днищем вниз. Вы увидите, что это совсем не легкая задача. Но вот, наконец, края ведра готовы зачерпнуть воду. Теперь перестаньте нажимать на ведро. И оно мгновенно выскочит наверх. Так действует сила поддержания. Архимед показал, что вес вытесненной плавающим телом воды и сила поддержания по величине одинаковы.
Плавание парохода тоже подчиняется закону Архимеда.
Если из того металла, который пошел на постройку судна, выковать гигантскую болванку и опустить ее в воду, она сразу пойдет на дно. А судно не потонет потому, что объем его по сравнению с объемом металла, из которого он сделан, очень велик. И вес воды, вытесняемой его подводной частью, всегда равен весу всего судна.
Когда хотят показать величину судна, то говорят: его водоизмещение столько-то тонн. И по этой цифре судят, большой пароход или небольшой.
Что такое водоизмещение? А это и есть вес воды, вытесняемой судном при его погружении по какой-то определенный уровень.
Но мы уже знаем, что вес вытесненной судном воды, равный водоизмещению, равен и силе поддержания. Следовательно, на днище и борта судна, все время уравновешивая друг друга, давят одинаковые по величине могучие силы: сверху – вес, а снизу – сила поддержания. Станет больше вес – судно будет погружаться. Станет больше сила поддержания – судно будет всплывать. Чтобы пароход плавал на одном и том же уровне, сила поддержания должна быть равна весу судна.
У каждого парохода свой уровень погружения при полном грузе. Он обозначен на обоих бортах судна белой чертой. Эта черта показывает грузовую ватерлинию судна. Тянется она во всю его длину.
Дадим пароходу добавочный груз. Тогда ватерлиния уйдет под воду, так как судно погрузится. От этого увеличится количество вытесненной воды, а значит, – и сила поддержания. Пароход будет погружаться до тех пор, пока эта сила поддержания не сравняется с новым весом парохода.
Опять увеличим вес судна. И все же судно, осев еще глубже, будет плавать, так как соответственно увеличится и сила поддержания. Так будет до тех пор, пока верхняя палуба парохода не окажется на одном уровне с поверхностью моря. Тогда надводного объема судна не останется, и если еще добавить немного груза, то вода хлынет внутрь судна, вес его сделается гораздо больше силы поддержания, – и судно утонет.
Нетрудно догадаться, что количество груза, которое может принять пароход, пока не затонет, соответствует объему его надводной части. Этот объем называют запасом плавучести. Ясно, что запас плавучести судна зависит от высоты его надводного борта. Возвышается над поверхностью моря непроницаемый борт парохода, – значит, запас плавучести у него имеется и он плавает. Скрылся надводный борт под воду, – нет запаса плавучести и судно тонет. Высота надводного борта очень важна для безопасности плавания парохода. Капитан не имеет права нагружать свое судно больше, чем следует, и тем самым уменьшать высоту надводного борта. За этим строго следят контролеры во всех портах мира. Перегрузил капитан пароход, – из порта не выпустят.
И каждый капитан стремится не допустить перегрузки.
Но вода не везде одинакова. В реках она пресная, в море – соленая. Да и соленость воды не одна и та же. В Черном море одна соленость, в Каспийском – другая. А более соленая вода имеет большую плотность. У такой плотной воды и сила поддержания больше.
Есть места с такой плотной водой, что в ней и верблюд не утонет. Это, например, Мертвое море в Палестине. Известный писатель Марк Твен так рассказывает о купании в этом море: «Это было забавное купание. Мы не могли утонуть. Здесь можно вытянуться на воде во всю длину, лежа на спине и сложив руки на груди, причем большая часть тела будет оставаться над водой. При этом можно совсем поднять голову. Вы можете лежать очень удобно на спине, подняв колени к подбородку и охватив их руками, – но вскоре перевернетесь, так как голова перевешивает. Вы можете встать на голову – и от середины груди до конца ног будете оставаться вне воды… Вы не сможете плыть на спине, подвигаясь сколько-нибудь заметно, так как ноги ваши торчат из воды и вам приходится отталкиваться только пятками… Лошадь так неустойчива, что не может ни плавать, ни стоять в Мертвом море, – она тотчас же ложится на бок».
Вода имеет разную плотность и в разные времена года. В одном и том же море зимою – одна плотность, а летом – другая. Вот и получается, что один и тот же пароход с одним и тем же грузом будет в различных условиях погружен по-разному.
Нелегко тут капитану разобраться, – перегрузил или недогрузил он свой пароход. Здесь ему на помощь приходит грузовая марка. Кто из вас видал вблизи морские пароходы, тот, наверное, обратил внимание на рисунок, нанесенный краской на обоих бортах судна.
Грузовая марка наносится на обоих бортах судна.
Слева на рисунке – круг, перечеркнутый жирной чертой. Такую же черту мы видим у верхней палубы, как раз над центром круга. Это палубная линия. Справа от круга – что-то, похожее на гребенку. И линии «гребенки» обозначены буквами. Это и есть грузовые марки, показывающие погружение парохода в различных условиях плавания. А расстояния от марок до палубной линии дают высоту надводного борта, необходимого для безопасного плавания в этих условиях. Марка, обозначенная буквой «Л», называется летней. Она проходит через центр круга. Эта марка показывает уровень погружения парохода при плавании в обыкновенных морях летом. А марка с буквой «З» – зимою. А, например, марка с буквой «Т» показывает уровень при плавании парохода в тропических морях. Каждая марка имеет свое назначение. По этим маркам капитану уже легко разобраться, где и как должен быть погружен его пароход.
Но для безопасности судна еще недостаточно того, чтобы оно плавало на определенном уровне погружения и не тонуло. Необходимо также, чтобы оно не опрокидывалось от удара волны или от других причин, вызывающих крен.
Вот что произошло пятьдесят лет назад с одним пароходом – «Генерал Слокум».
Он был построен в Америке для прогулок жителей Нью-Йорка по реке Гудзон.
Строителям парохода перед его постройкой сказали: «Пароход должен обладать тремя качествами – вмещать побольше людей, иметь большую скорость хода и давать пассажирам наилучшие удобства».
О безопасности парохода заказчики не подумали. У них была одна цель: привлечь побольше пассажиров и иметь от каждого рейса наибольшую прибыль. И строители обратили внимание главным образом на эти требования.
Пароход получился длинный, узкий и многоэтажный. Он вышел в первый рейс, имея на борту 700 пассажиров.
Стояла солнечная безветренная погода. Казалось, все благоприятствовало интересному спокойному плаванию. Пассажиры толпились на самой верхней палубе, любуясь живописными берегами реки. Постепенно почти все люди перешли на правый борт. Оттуда открывалась более красивая панорама берега. Вначале никто из пассажиров не заметил небольшого крена парохода на правый борт, – так все были заняты наблюдением. Но крен быстро увеличивался, приближая верхнюю палубу к поверхности реки. Тогда пассажиры в панике бросились на противоположный борт. Пароход стремительно качнулся вслед за движением людей, потерял равновесие и опрокинулся.
Пароход стремительно качнулся вслед за движением людей.
Увлекательная прогулка по реке Гудзон окончилась гибелью нескольких сот человек. Все произошло потому, что пароход был неостойчивым.
А что значит для парохода – быть остойчивым? Это значит – плавать прямо, если нет причин, которые могут вызвать крен парохода. Ну, а если на пароход обрушится большая волна или появится другая причина крена? Тогда крениться, но не опрокидываться. А когда исчезнут эти причины, – сразу выпрямляться.
Может быть, вам случалось наблюдать захватывающее зрелище гонки яхт. Когда яхта мчится под парусами при боковом ветре, она имеет очень большой крен. Но после поворота яхта выпрямляется. Что же заставляет яхту выпрямиться? Все тот же закон Архимеда. Под действием силы поддержания погружающаяся при крене часть корпуса стремится всплыть. Если не всплывает, – значит, судно неостойчиво. Но даже и остойчивое судно при слишком большом крене может опрокинуться.
Когда разрабатывают проект нового судна, то расчетами находят тот наибольший допустимый угол крена, при котором оно еще не опрокинется, а вернется в прямое положение.
У творцов проекта судна есть и другая забота. Оказывается, на остойчивость парохода влияет и то, как на нем расположены грузы. Можно их расположить так неудачно, что судно будет плавать с постоянным креном.
Установлено также, что остойчивость парохода тем лучше, чем ниже расположены грузы.
Вот поэтому-то люди всегда садятся на дно шлюпки, идущей под парусами. А к днищу яхты специально приделывают тяжелый свинцовый киль.
А знаете ли вы, что находящиеся в днище парохода цистерны нередко заполняют водой, если он идет без груза, порожняком? Все это делают для того, чтобы понизить центр тяжести и, значит, улучшить остойчивость судна. Однако добиваться слишком большой остойчивости не стоит. Чем судно остойчивее, тем стремительнее и резче его качка. Но и хорошая остойчивость – еще не все для безопасности парохода. Нужна еще и большая прочность.
Как бобы пароход разорвали
Каждый школьник знает, что такое горох. В учебнике о горохе сказано: «Это важная продовольственная культура. Плод у гороха имеет две створки, к которым прикреплены семена. Такой плод называют бобом». Есть еще бобы какао, кофейные. Но если школьнику сказать, что бобы могут разорвать пароход, он не поверит. «Что за ерунда! – скажет он. – Где это видано, чтобы бобы пароход разрывали? Что это, – торпеда?»
И все же такой случай с бобами действительно произошел.
Однажды – это было приблизительно в 1933 году – пароход «Харьков» шел из-за границы к родным берегам. Все его трюмы до отказа были заполнены бобами. Недалеко от Стамбула произошла неприятность: пароход наскочил на каменистую мель. Проутюжив днищем камни, «Харьков» пошел дальше; так и дошел бы до Одессы, если бы не бобы.
Оказалось, прогулка по камням не обошлась благополучно. В днище – под одним из грузовых трюмов – образовалась пробоина, через которую внутрь стала поступать вода.
Будь у парохода обыкновенный груз, а не бобы, – ничего бы особенного и не произошло. Вода заполнила бы только один грузовой трюм, так как дальше ее не пустили бы водонепроницаемые поперечные перегородки – переборки, отделяющие этот трюм от соседних.
И дело кончилось бы тем, что «Харьков» глубже погрузился в воду и от этого несколько потерял бы в скорости. Но бобы решили судьбу парохода по-иному. Вода поднималась выше и выше, проникая сквозь все щелочки между бобами. Как бы плотно ни были насыпаны бобы, дорога воде всегда найдется. Бобы, впитывая в себя воду, стали разбухать. А разбухшим бобам и места надо больше. Но места в трюме было ровно столько, чтобы вместить бобы сухие, а не разбухшие. Что же оставалось делать бобам в поисках простора? Им оставалось одно: давить изо всех сил на стенки и палубу трюма. А сила разбухших бобов в тесноте – дело нешуточное. Ученые подсчитали, что при 25 процентах поглощенной воды бобы давят на всякое тело, препятствующее их набуханию, с силой 30 килограммов на квадратный сантиметр. Такое давление может испытывать корпус подводной лодки на глубине 300 метров. Но, чтобы выдержать его, этот корпус имеет особую цилиндрическую форму, и он очень прочный. От парохода же не требуется погружения на глубину 300 метров. Значит, и корпус его делают не таким прочным, как у подводной лодки.
Понятно, что нажим бобов кончиться добром не мог.
С оглушительным треском лопнули швы бортов и палубы в районе затопленного трюма. Пароход разломился на две, отдельно плавающие части – носовую и кормовую. Вызванный к месту аварии буксирный пароход потащил в Севастополь носовую половинку «Харькова», а затем вернулся и за кормовой.
Буксирный пароход потащил в Севастополь половину «Харькова».
Моряки долго тогда шутили: «Пароход „Харьков“ самое длинное судно в мире: нос в Севастополе, – корма в Константинополе» (Константинополь – прежнее название Стамбула). Вскоре обе половинки «Харькова» при помощи электросварки соединили в одно целое.
Вот что могут наделать безобидные бобы! Конечно, кораблестроители предусмотреть этого не могли.
Когда строили «Харьков», прочность его корпуса была рассчитана на обычные в море условия. А корпус парохода считают прочным, если он не ломается от своей тяжести, будучи поставлен на одну или на две опоры.
Был однажды такой случай с небольшим пароходом. У самого берега попал он в густой туман. Капитан вел пароход осторожно, самым малым ходом. Но это не помогло. Пароход попал в узенький проход между двумя большими скалами. Нос проскочил, а корма, как более широкая, застряла.
Напрасно капитан вертел ручку машинного телеграфа, давая то полный передний, то полный задний ход! Корму парохода так зажало скалами, что уже никакая машина помочь не могла.
Корму парохода зажало скалами.
В довершение бед начался отлив. Вода из-под парохода ушла и он повис в воздухе носовой частью. Эта авария вызвала большую тревогу. К месту происшествия понаехали журналисты и фотографы. О пароходе долго писали в газетах и журналах. И все изумлялись: «Вот какой удивительный пароход – висит в воздухе и не ломается».
На самом деле изумляться здесь было нечему. Пароход был короток и широк. Будь он длинным и узким, как все быстроходные суда, да еще с недостаточной прочностью корпуса, у него наверняка отломилась бы носовая часть.
Длинный и узкий пароход может сломаться и на воде, – особенно в штормовую погоду. В спокойной воде, например на реке, самый ломкий пароход лежит словно на перине. Спокойная вода поддерживает корпус судна по всей его длине.
Другое дело, когда он очутится на больших волнах. Тут могут быть два самых опасных положения.
Первое – когда волна будет подпирать пароход только в середине, а нос и корма очутятся на весу. В этом случае говорят, что судно находится на вершине волны; но может быть и наоборот: нос и корма будут опираться на высокие гребни волны, а середина повиснет над провалом – над подошвой волн. Тут прямо хоть складываться пароходу пополам. И не раз пароходы ломало на волне. Это худшие случаи. На них и рассчитывается прочность корпуса судна.
На больших волнах могут быть два опасных положения.
Дом на земле строится добротно и прочно. Но попробуйте сделать слабым его фундамент или междуэтажные перекрытия. Дом осядет, а то и вовсе рухнет.
Пароход тоже многоэтажное здание, со стенами, потолками и междуэтажными перекрытиями. Но «фундамент» под ним – это зыбкая вода. Такой «фундамент» не стоит неподвижно, особенно в бурную погоду. На этом «фундаменте» судно «ходит» в различных направлениях, всплывает и погружается, поворачивается и резко качается с борта на борт. Во время таких перемещений корпус парохода испытывает действие самых различных и очень больших сил. Всем этим силам он должен надежно сопротивляться.
Вот пароход попал в страшный шторм. Тут волны испытывают все части его корпуса и на изгиб, и на излом, и на разрыв, и на кручение. Пусть он гнется на большой волне, как пружина. Пусть изгибается, лишь бы только не ломался, лишь бы он был прочен.
А сделать пароход прочным – это значит правильно подобрать размеры всех деталей «скелета» и «оболочки» его корпуса. Сложные расчеты проделывают инженеры, чтобы выполнить такую работу. Тут им на помощь приходит «строительная механика корабля» – наука о прочности судна, созданная поколениями ученых, кораблестроителей и моряков.
Эта наука дает возможность заранее, до постройки и испытания парохода, быть уверенным в прочности его корпуса Но в жизни бывают и такие случаи: расчеты все правильны, судно должно быть прочным, а при встрече с волнами оно разламывается пополам. Тут уж виноваты не расчеты, а плохое качество постройки. Об одном таком случае рассказал нам старый капитан советского флота.
Рассказ старого капитана
«Это случилось незадолго до окончания Великой Отечественной войны. Я тогда командовал грузовым пароходом типа „Либерти“, только что построенным в США. Мы пересекали неспокойное Берингово море. Свирепствовал страшный шторм с морозом и пургой, – явление обычное для этого района. Волны мощными водопадами обрушивались на носовую часть палубы. Пароход бросало с борта на борт. От могучих ударов волн пароход содрогался. Неожиданно я услышал оглушительный грохот, напоминающий орудийный выстрел. Корпус судна сильно встряхнуло. В штурманской рубке слетели со стенки часы. Осмотр повреждений показал, что в средней части судна – перед надстройкой – лопнули на некотором пространстве верхняя палуба и борт до самого днища. Через бортовую трещину в трюм хлынула вода.
Объявленный мною аврал проходил в жестокой и упорной борьбе со стихией. В ход были пущены все имевшиеся у нас стальные тросы, чтобы стянуть носовую часть судна с кормовой. Пытались подвести на трещину пластырь, но безуспешно. От качки трещина увеличилась до 15 сантиметров. Так продолжалось более суток. Удары волн натягивали стальные тросы, как струны. Было ясно, что такого натяжения стальным тросам долго не выдержать. Действительно, к исходу следующего дня судно стало испытывать сильные толчки. Раздался зловещий скрежет стали. Волной высоко подняло носовую часть судна, тросы лопнули, и она отделилась от кормовой. На ней оставался только один матрос – Шибанов.
Вскоре носовая половина, уносимая бушующим морем, скрылась во тьме.
Носовая половина скрылась во тьме.
„Бедняга Шибанов, – подумал я, – что с ним будет? Нас – на кормовой части судна – пятьдесят три человека. В таком коллективе можно перенести любое несчастье. А он совершенно один“.
Пятьдесят с лишним лет проплавал я на разных судах, но командовать на обломке парохода еще не приходилось. Но теряться из-за этого не стоило. Аврал продолжался. Каждый моряк проявлял большое мужество, находчивость и стойкость. Трудно было выделить среди нашего экипажа героев. Все были героями. Люди работали в ледяной воде, проникавшей сквозь поврежденную поперечную переборку. Первым делом надо было исправить в ней повреждения и хорошенько ее подкрепить. Ведь эта носовая переборка машинного отделения фактически стала носом – „форштевнем“ – нашего необыкновенного судна. Надо было добиться того, чтобы она выдерживала удары волн. И мы добились этого.
Вода продолжала поступать, но меньше. Чтобы выровнять наше „судно“, в кормовые отсеки накачали воды. Обломок мог держаться на волнах.
Теперь можно было продолжать удивительное путешествие. Встречный пароход пытался оказать нам помощь. Пробовал взять на буксир. Но усилия его были напрасны. Буксирный трос под напором волн натягивался до предела и лопался со страшным треском. И мы в одиночестве продолжали свой дрейф.
Мне невольно вспомнился героический дрейф затертого во льдах парохода „Седов“. Там была одна опасность – лед мог раздавить его, как орех щипцами. Здесь же нам угрожало другое – быть разломанными мощными ударами волн. У нас даже не было спасательных шлюпок: их разбило штормом. Так мотались мы по безбрежному бурному морю несколько дней. Эти дни тянулись мучительно долго. Вдобавок угнетали мысли о пропавшем Шибанове. Неужели он погиб?
Но вот шторм ослабел. К нам подошел буксирный пароход. И через 9 дней после катастрофы мы оказались в одном из портов Алеутских островов. Вскоре туда же была доставлена и носовая половина. Ее обнаружил в море и взял на буксир другой пароход. И Шибанов был жив! Представляете всю радость нашей встречи? Только советский человек может выдержать такие испытания, какие выпали на его долю. Все дни своего необычайного путешествия Шибанов питался продуктами, которые нашел в спасательных плотах. В таких плотах всегда держат специальный аварийный запас продуктов на тот случай, если судно погибнет. Хуже обстояло дело с питьевой водой. Ее нигде не было. Но и тут Шибанов вышел из положения. Он использовал ледяные наросты, которые образовались на грузовых лебедках, когда в зимнюю стужу они работали паром. Весь промокший до нитки. Шибанов отчаянно боролся со штормом. Его одолевал сон, часто покидали силы, но он продолжал работать, спасая свое странное судно.
Надо было видеть, как обе части разломившегося парохода вводили в порт. Изумлению жителей не было конца. Даже бывалые моряки стоявших в порту иностранных судов – и те были поражены: „Вот так чудеса! Люди с того света пришли!“ Никто не верил своим глазам. Как это можно: избегнуть неминуемой гибели, да еще и обломки парохода спасти. И все восторженно приветствовали советских моряков».
