Текст книги "Пароход"
Автор книги: Николай Болгаров
сообщить о нарушении
Текущая страница: 6 (всего у книги 16 страниц)
Почему разломился американский пароход
Может быть кто-нибудь из читателей и подумает, что рассказ старого капитана – выдумка. Ну как это так: корабль разломился пополам, а плавает?
Конечно, таких сомнений у человека, знакомого с кораблестроительной наукой, не будет. Да и в истории мореплавания известно несколько случаев, похожих на описанный старым капитаном. Разве с пароходом «Харьков» не произошло то же самое? Можно еще рассказать о таких же интересных случаях и с другими судами.
Вот, например, что произошло во время Великой Отечественной войны на нижней Волге.
Бомбы фашистских самолетов сильно повредили нефтеналивные баржи «Лозьва» и «Судогда». У «Лозьвы» разворотило всю носовую часть, а у «Судогды» – кормовую. Ремонтировать суда не было никакого смысла. Выгоднее новые построить! Но для этого потребовалось бы много времени и стали. А сталь, как и другие материалы, шла для фронта: на орудия, танки, боевые корабли. Между тем страна настойчиво требовала: «Везите фронту больше нефти!»
Что делать? И советские судостроители нашли выход. Они решили из двух негодных судов сделать одно годное. Как это можно? А очень просто: от обоих судов отрезали разрушенные половинки и затем соединили вместе носовую часть «Судогды» с кормовой частью «Лозьвы». И все это было сделано на плаву. Так через десять дней вступило в строй новое нефтеналивное судно. По размерам оно было даже больше, чем «Лозьва» или «Судогда» по отдельности.
Но все же удивительно, – почему половинки пароходов не потонули, да еще много дней плавали по бушующему морю?
Дело в том, что каждый пароход разгорожен стальными непроницаемыми стенками, идущими поперек, от днища до палубы. Эти стенки называются поперечными переборками. Они делят пароход на несколько отделений – отсеков.
Поперечные переборки делят пароход на несколько отделений – отсеков. 1 – носовой балластный отсек – форпик; 2 – грузовой трюм № 1; 3 – грузовой трюм № 2; 4 – грузовой трюм № 3; 5 – котельное отделение; 6 – машинное отделение; 7 – грузовой трюм № 4; 8 – грузовой трюм № 5; 9 – кормовой балластный отсек – ахтерпик (как и форпик служит для уничтожения продольного наклона судна – дифферента), 10 – междудонное пространство.
Чем крупнее пароход, тем больше у него поперечных переборок. Бывают и такие пароходы, где для большей прочности и уменьшения величины отсеков ставят еще и продольные переборки. Эти переборки идут вдоль судна, на некотором расстоянии от бортов.
Если пробоина образуется в одном месте, вода заполнит только один отсек. В других же отсеках, отделенных поперечными переборками от поврежденного, будет сухо.
С одним затопленным отсеком пароход не потонет. Так уж все рассчитано.
Что же получилось у пароходов «Харьков» и «Либерти»? А получилось то, что они лопнули в одном месте, и отсек исчез. Ну и что же из этого? Остальные-то отсеки обеих половинок парохода остались целы! И вода в них не попала. На ее пути встали поперечные переборки, отделявшие исчезнувший отсек от соседних. У обеих половинок сохранилось равенство между их весом и силой поддержания, и они плавали, как целые суда.
У пароходов «Харьков» и «Либерти» характер аварии один и тот же. Но причина ее разная. Пароход «Харьков» подвели бобы. А в случае с «Либерти» виноваты не бобы и не столько шторм, сколько плохое качество постройки корпуса. Напомним историю постройки судов этого типа.
Шла вторая мировая война. Соединенные Штаты Америки обязались поставлять своим союзникам в Европу оружие, различное оборудование и продовольствие. А для перевозки всего этого потребовались тысячи новых пароходов океанского плавания.
Построить их взялись многие фирмы США. Они как будто справились с заданием, дав в намеченный срок свыше двух с половиной тысяч таких судов.
Но вот первые пароходы типа «Либерти» вышли с грузом в Европу. И вскоре от них с моря стали поступать тревожные сигналы об авариях. Причиной этих аварий было то, что пароходы не обладали достаточной прочностью. В палубах во многих местах образовались трещины. Пароходы ломались.
Пароходы, не обладая достаточной прочностью, ломались…
Аварии пароходов «Либерти» стали такими частыми, что пришлось назначить специальную комиссию для расследования причин аварий.
В 1944 году комиссия осмотрела множество таких пароходов. Результаты осмотра оказались потрясающими: четыреста тридцать два парохода выпускать в плавание было нельзя. Нужны были большие переделки. В том же году на двадцати пароходах полопались палубы, а пять разломились пополам. Пароходы «Либерти» строили наспех, в погоне за огромными прибылями, мало обращая внимания на качество постройки.
В нашей стране пароходы строят особенно прочными, годными для любых условий плавания.
В годы Великой Отечественной войны были случаи, когда наши пароходы получали большие повреждения от фашистских бомб и торпед, но не тонули, а благополучно добирались до места назначения.
Героический рейс совершил теплоход Черноморского пароходства «Кубань», построенный в годы первой пятилетки ленинградцами.
В зимний шторм, под обстрелом врага советские моряки «Кубани» бесстрашно выполняли свой долг. Не растерялись они и тогда, когда на теплоход накинулись сразу восемь вражеских бомбардировщиков. Самолеты сбросили на судно двадцать бомб, и часть из них вызвала очень тяжелые повреждения корпуса.
И все же теплоход выполнил ответственное задание.
Подлинный героизм проявили моряки теплохода «Старый большевик» под командованием капитана Афанасьева.
«Старый большевик» плавал в начале войны в Атлантическом океане. Он перевозил грузы, нужные для фронта, для победы над гитлеровскими захватчиками. Однажды теплоход, в караване с другими судами, совершал под охраной военных кораблей свой обычный рейс из Америки в Мурманск с грузом боеприпасов.
В пути на них налетела целая стая фашистских бомбардировщиков и торпедоносцев. А потом караван окружили вражеские подводные лодки. Шесть суток подряд суда подвергались ожесточенным атакам с воздуха и моря. Особенно тяжело пришлось теплоходу «Старый большевик»: на судно было сброшено около пятидесяти бомб. Капитан дни и ночи проводил на мостике. «Проскочим, – уверенно говорил он морякам, – мы должны прорваться!»
Вражеские бомбы рвались у борта, за кормой, прямо по носу, а капитан Афанасьев, точно маневрируя, умело выводил теплоход из-под ударов. Но вот одна из бомб все-таки разорвалась в носовой части судна, пробила верхнюю палубу. Вспыхнул пожар. У каждого моряка мелькнула одна и та же мысль: «Если огонь проникнет в трюм, – конец теплоходу – взорвемся!»
К теплоходу помчался один из английских эсминцев конвоя. Командир его предложил экипажу как можно скорее оставить горящий теплоход и перейти на борт его корабля. Но моряки теплохода ответили отказом.
Рискуя жизнью, они потушили пожар и спасли свое судно. Теплоход, еле держась на воде от повреждений, все же добрался до Мурманска и довез ценный груз.
«Право на борт!»
Вот вы читали сейчас про то, как героический теплоход увертывался от попадания немецких бомб. Но ведь для того, чтобы так ловко маневрировать, мало одного хладнокровия и опыта самого капитана! Нужно еще, чтобы судно имело надежное рулевое устройство и – как говорят моряки – хорошую поворотливость.
У каждого судна, будь оно торговое или военное, большое или маленькое, обязательно должен быть руль.
А если даже руль имеется, но испортилось управление им? Тогда он бесполезен, судно становится беспомощным, игрушкой во власти морской стихии. А на тесных водных путях его ожидает неизбежная авария. Правда, беду еще можно предотвратить, если у судна имеются, два гребных винта, а значит, – и две машины. При двух машинах, когда одна из них работает на передний ход, а другая на задний, судно может развернуться на небольшом водном пространстве. Но торговое судно с двумя винтами – это очень редкое явление.
Когда речь заходит о руле и управлении им, невольно вспоминается история аварии одного судна. Оно только что вышло из постройки и отправилось в море на испытание механизмов и устройств. Капитан повел судно по узкому каналу, ведущему из порта в открытое море. Вдали, у входа в канал, показались неясные очертания какого-то встречного судна. Скоро уже можно было разглядеть, что в порт шел тяжело нагруженный танкер. Расстояние между судами сокращалось с каждой минутой. Вот уже ясно видны люди на танкере.
По морским правилам, встречные суда должны были разойтись левыми бортами. С танкера донесся один короткий звук гудка. На условном морском языке это означало: «Изменяю свой курс в правую сторону». С судна последовал ответный гудок. Капитан негромким голосом скомандовал: «Право на борт!» – «Есть, право на борт!» – ответил рулевой и начал вращать штурвал. После этого рулевой должен был, как обычно, доложить: «Руль на борту». Но такого доклада не последовало. Случилось что-то невероятное: вместо того, чтобы повернуть вправо, судно, под влиянием ветра и течения, стало наваливаться в сторону танкера. Оказалось, что неожиданно вышло из строя рулевое устройство, руль остался неподвижным.
Все остальное произошло в течение нескольких секунд. Капитан ничего не успел предпринять. Судно со страшным треском врезалось носом в борт танкера. Вот к чему привело бездействие руля в решающую минуту!
Как же устроен руль и как он действует?
Руль – это стальная пластина особой формы, подвешенная в вертикальном положении за кормой. Эта пластина – ее называют пером руля – подвешена на петлях и может поворачиваться вправо и влево. Сейчас особенно широкое применение имеют рули обтекаемой формы. По внешнему виду они похожи на крылья самолетов. С таким рулем судно лучше поворачивается. Кроме того, этот руль, стоящий сзади гребного винта, улучшает работу движителя и тем самым даже увеличивает скорость судна. Обтекаемый руль состоит из каркаса, обшитого с двух сторон стальными листами. Внутреннее пространство иногда оставляют пустым, а чаще всего заполняют деревом или смолой.
Рули бывают трех видов.
Рули встречаются трех видов: обыкновенные, балансирные и полубалансирные. У обыкновенного руля ось вращения проходит у передней кромки его пера. У балансирного примерно одна треть пера расположена впереди оси вращения. Эта передняя часть пера и называется балансирной.
Полубалансирный руль в верхней части имеет форму обыкновенного, а в нижней части – балансирного руля. Благодаря удобному положению оси вращения балансирный и полубалансирный рули вращаются легко. Поэтому они требуют меньшей затраты силы для своего поворота. Это очень важно для быстроходных судов, где такие рули и устанавливаются.
Пока руль стоит прямо, – судно будет двигаться прямолинейно, если только на него не влияют ветер или течение. Струи воды спокойно обтекают обе поверхности руля, не оказывая на них никакого давления. А теперь отклоним руль от прямого положения. Пусть, например, руль будет отклонен на правый борт. Тогда со стороны левого борта вода будет по-прежнему спокойно обтекать руль. А со стороны правого борта струи воды встретят подставленную на их пути поверхность пера руля и с большой силой будут давить на нее. Вот эта сила и будет заносить корму судна влево, а нос заворачивать вправо.
При отклонении руля на какой-то угол судно повернется в ту же сторону, что и перо руля. А сможет ли разворачиваться действием руля неподвижное судно? Конечно, нет! Ведь у неподвижного судна нет обтекания руля струями воды. Значит, не будет и никакого давления на поверхность повернутого руля.
Теперь, на ходу судна, отклоним руль на некоторый угол и оставим его в таком положении. Мы увидим, что судно начинает описывать кривую линию, которая вскоре обратится в окружность. Такое вращение судна называют циркуляцией. А диаметр окружности, по которой движется судно, называется диаметром циркуляции. Диаметр циркуляции – очень важная величина. Она позволяет определить, насколько поворотливо судно. А поворотливость – это очень важное мореходное качество судна, которое должно изменять направление своего движения на наименьшем пространстве, в наименьшее время и с приложением к рулю наименьшего усилия. Чем судно поворотливее, тем ему легче развернуться в тесноте, тем меньше у него опасности столкнуться с другим судном. Практикой мореплавания установлено: чем меньше диаметр циркуляции, тем лучше поворотливость. Диаметр циркуляции измеряется в длинах судна. Обычно так и говорят: диаметр циркуляции имеет столько-то длин. У наиболее поворотливого судна диаметр циркуляции не более трех – четырех длин, а у судов «неповоротливых» – достигает восьми.
Схема действия руля.
Но, кроме хорошей поворотливости, от судна требуется еще устойчивость на курсе. Устойчивость на курсе означает, что судно должно идти при прямом положении руля точно по заданному курсу, а не рыскать вправо и влево, требуя постоянного вращения штурвального колеса. Когда судно «рыскает», надо крепко поработать штурвалом, прежде чем оно «покатится» обратно в нужную сторону. А когда «покатится», его трудно «одержать», чтобы установить на заданном курсе.
В рыскливости судна повинны в первую очередь ветер и течения. Но чаще всего устойчивость на курсе теряется на волнении.
Рыскливость сбивает судно с курса, заставляет его двигаться зигзагами. А это удлиняет путь судна, требует излишнего расхода топлива, а в стесненных условиях может привести и к аварии. Устойчивость судна на курсе зависит от многих причин, но особенно – от опыта, уменья и внимательности рулевого, стоящего на вахте. Кажется, не так уже трудно вращать штурвальное колесо для того, чтобы вовремя изменить направление движения судна и удержать его на заданном курсе. На самом деле эта работа требует большого искусства и напряженного внимания.
Руль надо перекладывать медленно и плавно, и не следует отклонять его на большой угол. От этого судно будет рыскать и перескакивать заданный курс при возвращении к нему.
Рулевому надо учитывать и работу главной машины в разных условиях, и влияние ветра, и действие волн, и даже глубину моря под килем. Известно, что на мелком месте судно плохо слушается руля. Вот здесь руль придется отклонять на большой угол.
Особого внимания и умения требует работа рулевого в штормовую погоду. При попутной волне судно резко бросается в сторону от заданного курса. Тут надо все время следить за бросками судна и заблаговременно отклонять руль от прямого положения на некоторый угол. Это значительно уменьшит рыскливость. И еще труднее управлять рулем при плавании во льдах. Как видите, вахта у штурвала – дело сложное и ответственное.
Есть и еще одно очень важное обстоятельство. Посудите сами: руль где-то за кормой внизу, а должен подчиняться действию штурвала. Ведь их отделяют друг от друга десятки метров. Как же штурвал поворачивает руль? И какой руль! На некоторых судах он весит 100 тонн и больше. Попробуйте повернуть такой руль, да еще усилием только одного человека. Конечно, теперь руль поворачивает не человек. Он только вращает штурвал. Со штурвалом соединена специальная рулевая машина. Покрутил рулевой штурвал – машина заработала.
Она стала мотать цепь или трос на барабан; такую цепь или трос называют штуртросом. Штуртрос идет на корму. Там выходит через палубу ось руля – баллер, а на него насажен рычаг-румпель. Штуртрос потянет румпель – и руль повернется. Совсем? Нет, немного и самое большее – на 35°. У руля даже ограничитель имеется; дальше он никак не пойдет. Направят пароход на заданный курс – и машина, выполнив свое дело, сама остановится. Повернул рулевой штурвал в другую сторону – машина заработает назад. И теперь с барабана в обратную сторону один конец цепи сматывается, а другой наматывается. В другую сторону тянет штуртрос и румпель. В ту же сторону и руль поворачивается.
Но так бывает на малых пароходах, а на больших – никаких штуртросов нет. И сама машина стоит близко от румпеля. Штуртрос заменяется особым устройством. Его называют гидравлическим телемотором. У телемотора два цилиндра с поршнями. Один цилиндр – на мостике и соединен со штурвалом, а другой – на корме и спарен с рулевой машиной. Между цилиндрами проложены не цепи, а трубки. И цилиндры и трубки всегда заполнены водой с глицерином. Глицерин нужен для того, чтобы вода не замерзала зимой.
Повинуясь повороту штурвала, гидравлическая рулевая машина поворачивает руль. 1 – электрический телемотор; 2 – провода от штурвала; 3 – насосы с электродвигателями; 4 – соединительные трубки; 5 – гидравлические прессы (цилиндры с поршнями); 6 – румпель; 7 – баллер (ось) руля; 8 – перо руля.
Вот рулевой начинает вращать штурвал. От этого приходит в движение поршень цилиндра на мостике. Этот поршень через жидкость давит на поршень кормового цилиндра, а тот при помощи рычагов пускает в ход рулевую машину. И машина вращает румпель вместе с рулем.
Бывает еще телемотор электрический. В таком телемоторе вместо жидкости действует электрический ток. А рулевой машиной является электродвигатель, установленный вблизи руля. Вот рулевой поворачивает штурвал в одну сторону. Вращение штурвала особой передачей приводит в действие пусковое устройство для включения тока.
Ток бежит по проводам и заставляет вал электродвигателя вращаться в ту же сторону, что и штурвал. А вал особой механической передачей соединен с румпелем. И таким образом электрический ток ворочает руль. Иногда передачу от электродвигателя к румпелю делают не механической, а гидравлической. Тогда электродвигатели сидят на одном валу со специальными насосами.
Эти насосы соединены трубками с двумя гидравлическими прессами, а поршни прессов – с румпелем. Сообразно с поворотом штурвала электрический телемотор направляет струю жидкости от насосов в один из гидравлических прессов. Жидкость давит на поршень пресса, поршень – на румпель, и руль поворачивается.
Гидравлическая передача еще более надежна, чем механическая. Она широко применяется на крупных судах, где для перекладки руля требуются очень большие усилия. На каждом судне, кроме механического управления рулем, обязательно имеется независимое от него и ручное. Штурвал аварийного ручного привода расположен у самого румпеля.
Для вращения такого штурвала требуется усилие не одного, а нескольких самых сильных матросов. И все же руль поворачивается очень медленно. Хорошо, что пользоваться ручным приводом почти никогда не приходится, и надежные механизмы помогают человеку управлять кораблем.
Пароход среди бушующей стихии
Хорошо плыть на пароходе в чудесную погоду. Вода, как зеркало. Словно тень, скользит по ней судно. Вы даже не чувствуете, что находитесь на пароходе. Только легкое дрожание корпуса от вращения гребного винта напоминает о том, что вы не на твердой земле. Опершись на поручни, вы с наслаждением вдыхаете свежий воздух. Ваши глаза не отрываются от морского простора. Вы чувствуете себя счастливым. Вот бы растянуть такое удовольствие на месяцы! Вокруг вас, на палубе, много таких же счастливцев…
Но что это? На небе понемногу собираются лохматые тучи – зловещие вестники шторма. Вот по поверхности моря забегали белые барашки. Встречная вода уже не так спокойно обтекает борта парохода. Она злобно ударяет в борт и мощным каскадом брызг обдает нос судна. Пароход тяжело переваливается с борта на борт. А шторм все усиливается. Уже не брызги, а водяные горы сваливаются на судно. Соленый ливень окатывает даже высоченный мостик. Пассажиров с палубы как ветром сдуло. Все они попрятались по каютам. Многие лежат на койках. Мучительные приступы «морской болезни» не дают им покоя. Головы этих недавних счастливцев заняты теперь другими мыслями: «Скорей бы порт! Скорей бы ощутить под ногами твердую землю, а не качающуюся палубу! Скорей бы убраться с парохода, ставшего таким постылым!..»
Нелегко и привычному к качке экипажу судна. Много забот во время шторма верхней команде.
Вот как описывает пережитый шторм в Атлантическом океане моряк с советского парохода «Енисей»: «Волны обрушивались на палубу и с оглушающим шумом растекались по носовой части судна. Холодный ветер пронизывал до костей. Видимость была отвратительной. Судно то и дело сбивалось с курса. Внимание вахтенных на мостике напряжено до крайности. На палубе творилось что-то невообразимое. Все предметы, как будто хорошо закрепленные, неожиданно задвигались. Затанцевали по настилу палубы бочки с машинным маслом, расходясь широким хороводом. Ослабли крепления одной из спасательных шлюпок, и она начала биться о шлюпбалку. Волны и ветер ожесточенно рвали брезент, покрывающий грузовые люки.
Вот мощный водопад со страшной силой ударился о носовую стенку средней надстройки. Он выбил входную дверь, оторвал трап, ведущий на мостик, вышиб на мостике две рамы со стеклом. Вода ворвалась во внутренние помещения надстройки. Моряки трудились урывками, когда с палубы сходили на время потоки бурлящей воды. А работы было немало. Особенно трудно далась заделка проема выбитой двери.
Наконец проем заделан досками, войлоком и паклей. Воду из помещений откачали. Трап на мостик восстановлен, закреплены понадежнее все предметы на палубе. Кое-как справились и с креплением спасательной шлюпки. В нормальной обстановке вся эта работа отняла бы пустяковое время. Но здесь, среди бушующей стихии, это были долгие часы нечеловеческого труда и подлинного героизма моряков».
Внизу – в машинном отделении парохода – нет ветра и волн. Но и здесь несладко.
Трудно обслуживать механизмы и котлы, когда еле стоишь на ногах от порывистых движений судна.
Как-то во время шторма в машинное отделение советского парохода «Мста» попала через вентиляторную трубу вода. Она распространилась дальше – в кочегарку – и уже подбиралась к топкам котла. Вскоре в котле упало давление пара. Машина перестала работать на полную мощность. Возникла угроза остановки парохода. Что делать? Было только одно средство: найти под водой крышку горловины, открыть ее и спустить воду в междудонное пространство. Вахтенный механик Шулепов не задумываясь бросился в ледяную воду. Действуя на ощупь, он стал отвертывать на крышке горловины гайку за гайкой. Временами, когда вода попадала на топки, Шулепова обдавало горячим паром, но он не отступал. Полтора часа пробыл Шулепов в ледяной воде, но дело свое сделал. Ему в конце концов удалось приоткрыть крышку горловины и спустить воду в междудонный отсек.
Качка вредна не только людям. Она сильно уменьшает скорость судна. Она расшатывает связи корпуса и нарушает его прочность. А при большой качке пароход с плохой остойчивостью может даже опрокинуться.
Поэтому, разрабатывая проект нового парохода, особое внимание уделяют его поведению при качке.
Творцом пауки о качке судна является выдающийся русский ученый-кораблестроитель академик Алексей Николаевич Крылов. До Крылова многие иностранные ученые занимались теорией качки. Но никто из них не довел свою работу до конца. Причина заключалась в большой сложности этого вопроса. Ведь во время качки на судно оказывает влияние множество самых разнообразных обстоятельств. Величина и характер качки зависят не только от самых волн, но и от размеров судна, формы его корпуса, от размещения на нем грузов, от скорости хода судна и от того, под каким углом движется это судно относительно волн.
Вот почему многие ученые, начав разработку теории качки, убеждались в бесплодности своих усилий. А известнейший кораблестроитель Англии – Рид – открыто, на весь мир, заявил о невозможности полного решения вопросов качки.
И вот за решение этой задачи взялся А. Н. Крылов – тогда еще молодой русский ученый.
В ходе этой работы ему представился случай проверить на практике правильность своих научных выводов. Это произошло в 1895 году. Царская яхта «Полярная звезда» должна была направиться в Либаву, чтобы взять там на борт царя и его свиту. Но командир яхты наотрез отказался выполнить распоряжение. Это было явное неповиновение, грозившее командиру яхты крупными неприятностями и даже судом. И все же он упорно отказывался вести судно в Либаву.
Потом выяснилось, что причиной такого поведения командира была мелководность канала, ведущего из Балтийского моря в Либавский порт, и сильная волна.
Оказывается, опытный моряк предвидел возможность удара днища о каменистое дно даже при небольшой качке яхты. И он решил: лучше пойти на конфликт с царем, чем допустить аварию.
«Скандал был огромный, – вспоминает в своих записках А. Н. Крылов, – но делать нечего, пришлось царю ехать в Петербург по железной дороге». И вот молодому профессору морской академии – А. Н. Крылову – поручают разобраться: прав ли был командир яхты, отказываясь вести судно в Либаву или нет.
Академик Алексей Николаевич Крылов (1863–1945).
И Крылов, на основе своей теории качки, блестяще доказал, что яхта не могла пройти каналом без повреждения днища. Командир яхты был избавлен от неминуемого наказания.
Разработанная Крыловым наука о качке принесла ему мировую славу. А. Н. Крылова пригласили в Англию для доклада о теории качки на заседании Общества английских корабельных инженеров. Доклад прошел с большим успехом. Заслуги русского ученого нельзя было не оценить по достоинству. И в 1898 году это Общество присуждает А. Н. Крылову – первому из иностранцев – золотую медаль. За 35 лет существования Общества такой медали за выдающиеся открытия в кораблестроительных науках вообще были удостоены только шесть ученых, и все шесть были англичанами.
Какие же явления наблюдаются при качке судна? И как можно предотвратить последствия качки или хотя бы немного обезвредить ее?
Качка бывает трех видов: килевая, или продольная, когда судно качается вокруг поперечной оси, расположенной где-то в его средней части; бортовая, или боковая, когда судно качается вокруг продольной оси, и вертикальная, когда могучая сила волнующегося моря, как на огромном лифте, поднимает весь корпус судна вверх, чтобы затем опустить его так же прямо, в бездну между волнами.
Все виды качки в условиях волнения на море дают себя знать одновременно.
Наиболее вредна для человеческого организма и для судна бортовая качка.
Что же требуется от всякого судна, чтобы оно успешно противостояло такой качке?
Еще древнеримский ученый Сенека говорил: «Чтобы корабль хорошим именовался, его надо сделать непоколебимым», Это значит, – всеми средствами добиваться от корабля умеренности и плавности качки. А плавность и умеренность качания судна в первую очередь зависят от величины размаха и периода качки.
Положим, мы как-то раскачали судно на тихой воде. Оно будет крениться то на правый, то на левый борт. Размах качки – это угол наклонения судна от крайнего положения на один борт до крайнего положения на другой борт.
Размах качки – это угол наклонения судна от крайнего положения на один борт до крайнего положения на другой борт.
А период качки – это время, в течение которого судно совершает двойной размах: с борта на борт и обратно.
Период качки – очень важная величина. По ней судят о характере качки.
Чем меньше период, тем порывистее качка, тем сильнее она отражается на человеческом организме, на прочности корпуса судна и работе механизмов.
Наименьший период качки – до 12 секунд – обычно бывает у грузовых пароходов. Наибольший – до 30 секунд – у самых крупных пассажирских.
Судно с малым периодом качки попадает в наихудшие условия даже при небольшом волнении. И наоборот, судно с большим периодом качки качается плавно и мало поддается влиянию волн. Качания судна на тихой воде называются свободными, или собственными колебаниями. В море во время волнения, кроме свободных, появляются еще вынужденные колебания судна от действия волн.
Вынужденные колебания судна имеют период, равный периоду волн, раскачивающих судно. Что это за период?
Легче всего определить этот период во время морской зыби, то есть волнения при стихшем ветре. Тогда волны движутся так, как это изображается в театрах: перемещают огромное полотно, а зрителям кажется, что волнуется море.
По всему морскому простору, ряд за рядом, бегут вдаль громадные, округлые, без пенных гребней волны. Это выведенное из покоя море никак не может еще утихомириться.
Морская зыбь дает возможность легко различить самое высокое место волны – ее гребень и самое низкое – подошву. Вот мы наблюдаем, как гребень одной волны прошел какую-то точку. Затем через эту же точку проскочил гребень следующей волны. Периодом волны и называют то время, за которое два гребня последовательно идущих волн пройдут одну и ту же точку.
Еще легче определить период волн, если проследить качание на мертвой зыби какого-либо буйка. Для этого надо, конечно, иметь секундомер. Начнет буек подниматься кверху, – нажмите кнопку. Опустится буек на прежнее место и опять начнет подниматься, – остановите стрелку. Секундомер как раз и отсчитает вам в секундах период волны. Размеры волн и их период бывают очень большой величины. Зимою в океанах встречаются волны длиною до 300 метров и периодом больше 12 секунд. Их высота доходит до 12 метров, а иногда и до 20 метров.
Самым опасным для судна при качке является случай совпадения периода свободных колебаний судна с периодом волны. Размах качки сразу достигает 40–60°. Тут судно может даже опрокинуться. Чтобы избежать этого, опытные капитаны своевременно меняют курс. Они так направляют судно относительно гребней волн, чтобы сразу же изменить соотношение между периодом свободных колебаний и периодом волны. Тогда судно будет качаться меньше и спокойнее.
Ученые давно уже добиваются того, чтобы качка не мучила людей и не мешала работать морякам. В результате было придумано много средств для успокоения качки, удачных и неудачных. О них мы теперь и расскажем.
