Почему тонули деревянные суда

Обновлено: 31.05.2024

Я мерзкий, любящий побрюзжать старикашка.
Ну вот например, не далее как пару недель назад, значительным успехом в ЖЖ пользовался пост, который назывался "Почему они не переворачиваются?" Простыми словами, на пальцах, более двадцати семи тысяч человек получили объяснение, почему огромные морские круизные лайнеры и, шире, вообще все корабли, плавают, хотя, казалось бы, должны перевернуться. Люди благодарят автора (пять сотен комментариев) за то, что теперь не боятся плавать на кораблях и за то, что им так просто объяснили, почему корабли устойчивы. Объяснение простое до афористичности и звучит так:

Потому, что сверху круизёр намного легче, чем внизу. ©

Пост там достаточно большой, и основной текст как раз составляет разъяснение, какими способами судостроители и судоводители делают корабли "сверху легче, чем внизу". Различные марки стали, балласт, размещение топливных и водяных баков etc. Это очень интересно читать, благо, что автор имеет огромный опыт, всю жизнь работает на кораблях, и рассказывает со знанием и любовью к своему делу.

Но, как я уже сказал, я люблю брюзжать. И меня тридцать лет назад учили всяким мало пригодившимся в жизни знаниям. Поэтому я могу достаточно уверенно сказать, что приведённое автором поста разъяснение как минимум неполно, а скорее просто неверно.

И я, по вредности своей, полез в комментарии. И привёл там несколько примеров, которые показывают, что "верх" корабля может быть "тяжелее" "низа", но это не мешает кораблю оставаться устойчивым.

Пример 2: качественно близкий первому, но количественно поубедительней, академическая восьмерка. У меня был когда-то гребец-одноклассник, я видел, какая это гора мышц. Восемь лбов плюс рулевой, плюс весла без малого тонна "наверху" и 96 килограмм по правилам - вес лодки.

И наконец пример вот такой, для девочек:

и для мальчиков. Тут вообще всё просто: "внизу" нет вообще ничего, вверху Роуз со свистком, или люди с утварью и жильём.

В отличие от множества топ-блогеров, которые готовы написать ерунду и потом просто не реагировать, надо признать, что автор поста пытался объяснить мне, как приведенные мной примеры соответствуют "верх легче низа". Вот как:

Я честно скажу, ничего не понял из объяснения, кроме того, что оно не имеет никакого отношения к ранее заявленному тезису. Что же касается упомянутых в ответе бочек, то это то пример, на основании которого я сейчас попробую (без формул) объяснить всё-таки, почему круизники, равно как и прочие корабли, не переворачиваются. Бочки:

а также для тех самых вроде бы не переворачивающихся круизников (на фото Коста Конкордия):

Во первых, я признателен людям, которые дочитали всё это до конца. По крайней мере, вы теперь знаете, почему они всё-таки не переворачиваются. Простите за азбучные истины.
Во-вторых, меня поразило, что из всех людей, которые прочли цитируемый пост, никто не оказался в состоянии задаться вопросом его истинности, хотя это седьмой класс школы. Хорошо, что автор не решил представлять его более знающей аудитории:

И в-третьих. Мне очень нравится, как пишет уважаемый gruppman и я искренне надеялся объяснить ему в комментариях его неправоту (и полез туда только тогда, когда интерес к посту сошел на нет).

Но время прошло уже значительное, и похоже, что рецензируемый пост уже не будет изменен, поэтому я пишу здесь. Платон мне друг, но истина дороже.

Силы и частицы

С самого зарождения кораблестроения люди прилагают массу усилий, стараясь создать корабли, которые не тонут. Первые деревянные суда были легче воды. Но развитие науки и знание законов физики позволило строить и стальные, и даже железобетонные суда.

Железобетонные корабли строились в Северной Америке в первой половине XX века, когда во время двух мировых войн ощущался дефицит стали.

Кораблю помогают не тонуть законы физики

Законом Архимеда

Плавучесть судна определяется законом Архимеда: жидкость выталкивает тело с силой, равной весу жидкости в объеме погруженной в нее части тела. Основная хитрость здесь заключается в объеме – чем больше объем корабля, тем более толстыми можно сделать его металлические борта и тем больше дополнительного груза он может взять на борт, оставаясь при этом на плаву. Так получается потому, что основной внутренний объем корабля заполнен воздухом, который в 825 раз легче воды. Именно воздух придает плавучесть кораблю.

По этому же принципу возможно погружение и всплытие подводных лодок – при погружении балластные цистерны заполняются водой, лодка теряет плавучесть и погружается. При всплытии – в них подают воздух под давлением, вытесняющий воду. По этому же принципу плавает в ванне металлический тазик – внутри него находится воздух, занимающий большую часть всего объема тазика. Если же внутренний объем тазика заполнить камнями или металлом – он утонет, потому что вес его станет слишком большим.

Инженерные решения-остойчивость корабля

На плавучесть корабля, его способность сопротивляться силам ветра и волн действует принцип рычага. Если тазик, который спокойно плавает в ванне, запустить в речку – он вскоре наберет воды и утонет, потому что его будет наклонять ветер и захлестывать волны.

малая остойчивость

С кораблем тоже может случиться нечто подобное, если у него малая остойчивость. В истории бывали случаи, когда сотни пассажиров, собравшиеся у одного борта – вызывали крен судна и его затопление. Много кораблей гибло во время штормов из-за того, что их переворачивал ветер и волны.

Остойчивость судна

Остойчивость судна – это его способность сохранять устойчивое положение в воде. Зависит она от места, где находится центр тяжести судна. Чем он ближе к поверхности – тем проще перевернуть корабль и тем меньше остойчивость.

Именно поэтому у современных кораблей самые тяжелые агрегаты – ходовые двигатели, генераторы, танки с запасами воды и топлива находятся в нижней части. Там же располагаются грузовые трюмы. Моряки знают, что на полностью загруженном судне – качка ощущается намного меньше, чем на пустом.

Для смещения центра тяжести как можно ниже, конструкторы специально утяжеляют киль с помощью свинцовых накладок. В спортивных судах утяжеленный киль вообще крепится под судном отдельно на балках и называется выносным.

На остойчивость сильно влияет и форма борта – наименьшей обладают суда с полукруглым дном, наибольшей – спортивные тримараны, имеющие два выносных корпуса-опоры по бокам. Действительно, наличие дополнительных опор в верхней части борта помогает сохранять остойчивость, мешая судну накреняться. Это знали еще в древности и прикрепляли вдоль верхней части борта лодки связки сухого камыша. А современные туристы с этой целью используют надувные баллоны, привязывая их по бортам байдарок.

Обязательные правила морехода

Почему корабли не тонут – интересное видео

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

А вы когда-нибудь задумывались, почему корабль не тонет? Если построить плот из древесины, то он сможет благополучно плыть по воде. Но если смастерить его из металла или же камня, то он погрузится на дно. Объяснить подобное явление не составит труда. Ведь плотность камня или металла отличается от плотности дерева. Об этом рассказывают на уроках физики. Дело в том, что плотность дерева значительно меньше, чем плотность металла. При этом показатель выталкивающей силы воды значительно выше, чем показатель силы тяжести, которая действует на плот. С металлом же все несколько иначе. Его плотность достаточно высока, и выталкивающая сила не способна преодолеть силу тяжести. В результате этого плот тонет. Но почему корабль не тонет сейчас, когда изготавливают их именно из металла?

Если обшить дерево

В былые времена корабли строили только из древесины. Но все меняется. Теперь судна строят из более надежного и крепкого материала – металла. Но почему корабль не тонет? Он же получается тяжелее? В чем причина? Может, внутри судна больше древесины, чем металла?

Если взять дерево и обшить его очень тонким листовым металлом, то конструкция не будет тонуть. Это явление можно объяснить, проведя некоторые подсчеты. Итак, средняя плотность конструкции будет меньше, чем плотность воды. Вот простые цифры. Если взять массу дерева 100 килограмм при плотности в 600 килограмм на метр кубический, а металлическую обшивку весом в 20 килограмм и плотностью 7800 килограмм на метр кубический, то общий вес судна будет составлять всего 120 килограмм, а объем – 0,168 метров кубических. Остается найти среднюю плотность конструкции. Для этого нужно массу разделить на объем. В результате получается примерно 714 килограмм на метр кубический. Данный показатель меньше, чем у воды. Это говорит о том, что деревянное судно, предварительно обшитое листовым металлом, тонуть не будет. Ведь плотность воды составляет 1000 килограмм на метр кубический.

Современные конструкции

Конструкция корабля достаточно проста. Можно не обшивать дерево металлом. Достаточно оставить внутри конструкции пустую полость, в которую вода попадать не будет. Конечно, это выражение немного не правильно. Полость будет заполнена воздухом. Ведь плотность этой смеси веществ составляет всего 1,29 килограмм на метр кубический.

Вот почему корабль не тонет, находясь на большой глубине. Ведь внутри конструкции существуют полости больших размеров, которые заполнены воздухом. Благодаря этому, плотность всего корабля значительно меньше плотности воды. В результате этого выталкивающая сила держит конструкцию на плаву.

Почему вода не попадает внутрь корабля

Конечно, если в полости попадет вода, то корабль неизбежно пойдет ко дну. Чтобы этого не произошло, в той части конструкции, которая располагается под водой, делаются перегородки. В итоге образуются отсеки. При этом делаются они герметичными. Благодаря этому, вода, попавшая в один отсек, не может попасть во второй. Если же в корпусе появилась пробоина, то судно ко дну не пойдет. Затоплен будет только тот отсек, куда поступает вода. Остальные же останутся заполнены воздухом.

Как перевозят грузы

Корабль, как правило, имеет вес. И он равен массе воды, объем которой занимает судно в море. Конечно, океанский корабль вряд ли будет плавать пустым. Обычно с помощью судна перевозят не только людей, но и большие грузы. Пустой корабль весит значительно меньше. Значит, и осаживаться в воде он будет неглубоко. Если же судно нагрузить, то оно осядет больше. Но почему корабль не тонет даже с большим грузом?

Обычно на корпусе судна проводится черта – ватерлиния. Корабль не должен погружаться под воду ниже этого указателя. В противном случае он будет перегружен, и любая большая волна может затопить конструкцию.

\u0415\u0441\u043b\u0438 \u0432\u044b \u043f\u043e\u0441\u0442\u0440\u043e\u0438\u0442\u0435 \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u044f\u043d\u043d\u044b\u0439 \u043f\u043b\u043e\u0442, \u0442\u043e \u0441\u043c\u043e\u0436\u0435\u0442\u0435 \u043f\u043b\u044b\u0442\u044c \u043d\u0430 \u043d\u0435\u043c. \u0415\u0441\u043b\u0438 \u0436\u0435 \u0432\u044b \u043f\u043e\u0441\u0442\u0440\u043e\u0438\u0442\u0435 \u043f\u043b\u043e\u0442 \u0438\u0437 \u0436\u0435\u043b\u0435\u0437\u0430 \u0438\u043b\u0438 \u043a\u0430\u043a\u043e\u0433\u043e-\u043d\u0438\u0431\u0443\u0434\u044c \u0434\u0440\u0443\u0433\u043e\u0433\u043e \u043c\u0435\u0442\u0430\u043b\u043b\u0430, \u0442\u043e \u043e\u043d \u043f\u043e\u0439\u0434\u0435\u0442 \u043a\u043e \u0434\u043d\u0443. \u041f\u0440\u0438\u0447\u0438\u043d\u0430 \u0442\u043e\u0433\u043e, \u0447\u0442\u043e \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u044f\u043d\u043d\u044b\u0439 \u043f\u043b\u043e\u0442 \u043d\u0435 \u0442\u043e\u043d\u0435\u0442, \u0430 \u0436\u0435\u043b\u0435\u0437\u043d\u044b\u0439 \u0442\u043e\u043d\u0435\u0442, \u043a\u0440\u043e\u0435\u0442\u0441\u044f \u0432 \u0440\u0430\u0437\u043d\u043e\u0439 \u043f\u043b\u043e\u0442\u043d\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u0430 \u0438 \u0436\u0435\u043b\u0435\u0437\u0430. \u0414\u0435\u0440\u0435\u0432\u043e \u043c\u0435\u043d\u0435\u0435 \u043f\u043b\u043e\u0442\u043d\u044b\u0439 \u043c\u0430\u0442\u0435\u0440\u0438\u0430\u043b, \u0447\u0435\u043c \u0432\u043e\u0434\u0430, \u043f\u043e\u044d\u0442\u043e\u043c\u0443 \u0432\u044b\u0442\u0430\u043b\u043a\u0438\u0432\u0430\u044e\u0449\u0430\u044f \u0441\u0438\u043b\u0430 \u0432\u043e\u0434\u044b \u0431\u043e\u043b\u044c\u0448\u0435 \u0441\u0438\u043b\u044b \u0442\u044f\u0436\u0435\u0441\u0442\u0438, \u0434\u0435\u0439\u0441\u0442\u0432\u0443\u044e\u0449\u0435\u0439 \u043d\u0430 \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u044f\u043d\u043d\u044b\u0439 \u043f\u043b\u043e\u0442 (\u0438\u043b\u0438 \u0431\u043e\u043b\u044c\u0448\u0435 \u0435\u0433\u043e \u0432\u0435\u0441\u0430). \u0416\u0435\u043b\u0435\u0437\u043e \u043f\u043b\u043e\u0442\u043d\u0435\u0435 \u0432\u043e\u0434\u044b, \u0438 \u0435\u0435 \u0432\u044b\u0442\u0430\u043b\u043a\u0438\u0432\u0430\u044e\u0449\u0430\u044f \u0441\u0438\u043b\u0430 \u043d\u0435 \u0441\u043f\u043e\u0441\u043e\u0431\u043d\u0430 \u043f\u0440\u0435\u043e\u0434\u043e\u043b\u0435\u0442\u044c \u0432\u0435\u0441 \u0436\u0435\u043b\u0435\u0437\u043d\u043e\u0433\u043e \u043f\u043b\u043e\u0442\u0430.\n

\u0412 \u043f\u0440\u0435\u0436\u043d\u0438\u0435 \u0432\u0440\u0435\u043c\u0435\u043d\u0430 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u0438 \u0438 \u043b\u043e\u0434\u043a\u0438 \u0441\u0442\u0440\u043e\u0438\u043b\u0438 \u0432 \u043e\u0441\u043d\u043e\u0432\u043d\u043e\u043c \u0438\u0437 \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u0430. \u0421\u0435\u0439\u0447\u0430\u0441 \u0436\u0435 \u043e\u043d\u0438 \u043f\u0440\u0435\u0438\u043c\u0443\u0449\u0435\u0441\u0442\u0432\u0435\u043d\u043d\u043e \u0441\u0434\u0435\u043b\u0430\u043d\u044b \u0438\u0437 \u043c\u0435\u0442\u0430\u043b\u043b\u043e\u0432. \u0412 \u0447\u0435\u043c \u0436\u0435 \u0444\u043e\u043a\u0443\u0441? \u041f\u043e\u0447\u0435\u043c\u0443 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u0438 \u043d\u0435 \u0442\u043e\u043d\u0443\u0442? \u041c\u043e\u0436\u0435\u0442 \u0431\u044b\u0442\u044c \u0432\u043d\u0443\u0442\u0440\u0438 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044f \u043c\u043d\u043e\u0433\u043e \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u0430, \u0438 \u043e\u043d\u043e \u00ab\u043f\u043e\u0431\u0435\u0436\u0434\u0430\u0435\u0442\u00bb \u0436\u0435\u043b\u0435\u0437\u043e?\n

\u041a\u043e\u043d\u0435\u0447\u043d\u043e, \u0435\u0441\u043b\u0438 \u0432\u0437\u044f\u0442\u044c \u0431\u043e\u043b\u044c\u0448\u0443\u044e \u0434\u043e\u0441\u043a\u0443 \u0438 \u043e\u0431\u0448\u0438\u0442\u044c \u0435\u0435 \u0441\u0432\u0435\u0440\u0445\u0443 \u0442\u043e\u043d\u043a\u0438\u043c \u043b\u0438\u0441\u0442\u043e\u043c \u043c\u0435\u0442\u0430\u043b\u043b\u0430, \u0442\u043e \u0432\u0441\u044f \u043a\u043e\u043d\u0441\u0442\u0440\u0443\u043a\u0446\u0438\u044f \u043d\u0435 \u043f\u043e\u0442\u043e\u043d\u0435\u0442. \u0412\u0435\u0434\u044c \u0435\u0435 \u0441\u0440\u0435\u0434\u043d\u044f\u044f \u043f\u043b\u043e\u0442\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u043e\u043a\u0430\u0436\u0435\u0442\u0441\u044f \u043c\u0435\u043d\u044c\u0448\u0435 \u043f\u043b\u043e\u0442\u043d\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0432\u043e\u0434\u044b. \u0415\u0441\u043b\u0438, \u043d\u0430\u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u0440, \u043f\u043b\u043e\u0442\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u0430 \u0440\u0430\u0432\u043d\u0430 600 \u043a\u0433\/\u043c3, \u0438 \u0434\u043e\u0441\u043a\u0430 \u0438\u043c\u0435\u0435\u0442 \u043c\u0430\u0441\u0441\u0443 100 \u043a\u0433, \u0430 \u0436\u0435\u043b\u0435\u0437\u043d\u0430\u044f \u043e\u0431\u0448\u0438\u0432\u043a\u0430 \u0438\u043c\u0435\u0435\u0442 \u043f\u043b\u043e\u0442\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c 7800 \u043a\u0433\/\u043c3 \u0438 \u043c\u0430\u0441\u0441\u0443 10 \u043a\u0433. \u0422\u043e \u043e\u0431\u0449\u0430\u044f \u043c\u0430\u0441\u0441\u0430 \u0441\u043e\u0441\u0442\u0430\u0432\u0438\u0442 120 \u043a\u0433, \u0430 \u043e\u0431\u0449\u0438\u0439 \u043e\u0431\u044a\u0435\u043c 100 \/ 600 + 10 \/ 7800 \u2248 0,1667 + 0,0013 = 0,168 (\u043c3). \u041e\u0442\u0441\u044e\u0434\u0430 \u043d\u0430\u0445\u043e\u0434\u0438\u043c \u0441\u0440\u0435\u0434\u043d\u044e\u044e \u043f\u043b\u043e\u0442\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u043a\u043e\u043d\u0441\u0442\u0440\u0443\u043a\u0446\u0438\u0438 120\/0,168 \u2248 714 (\u043a\u0433\/\u043c3). \u042d\u0442\u043e \u043c\u0435\u043d\u044c\u0448\u0435 \u043f\u043b\u043e\u0442\u043d\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0432\u043e\u0434\u044b (1000 \u043a\u0433\/\u043c3), \u0437\u043d\u0430\u0447\u0438\u0442, \u043a\u043e\u043d\u0441\u0442\u0440\u0443\u043a\u0446\u0438\u044f \u0431\u0443\u0434\u0435\u0442 \u043f\u043b\u0430\u0432\u0430\u0442\u044c.\n

\u041e\u0434\u043d\u0430\u043a\u043e, \u043d\u0430 \u0441\u0430\u043c\u043e\u043c \u0434\u0435\u043b\u0435 \u0432\u0441\u0435 \u0435\u0449\u0435 \u043f\u0440\u043e\u0449\u0435. \u0417\u0430\u0447\u0435\u043c \u043e\u0431\u0448\u0438\u0432\u0430\u0442\u044c \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u043e? \u041c\u043e\u0436\u043d\u043e \u043f\u0440\u043e\u0441\u0442\u043e \u043e\u0441\u0442\u0430\u0432\u0438\u0442\u044c \u0432\u043d\u0443\u0442\u0440\u0438 \u043f\u0443\u0441\u0442\u0443\u044e \u043f\u043e\u043b\u043e\u0441\u0442\u044c \u0438 \u0441\u0434\u0435\u043b\u0430\u0442\u044c \u0442\u0430\u043a, \u0447\u0442\u043e\u0431\u044b \u0442\u0443\u0434\u0430 \u043d\u0435 \u043f\u043e\u043f\u0430\u0434\u0430\u043b\u0430 \u0432\u043e\u0434\u0430. \u0422\u043e\u0447\u043d\u0435\u0435 \u043d\u0435 \u043f\u0443\u0441\u0442\u0443\u044e, \u0430 \u0437\u0430\u043f\u043e\u043b\u043d\u0435\u043d\u043d\u0443\u044e \u0432\u043e\u0437\u0434\u0443\u0445\u043e\u043c. \u041f\u043b\u043e\u0442\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u0432\u043e\u0437\u0434\u0443\u0445\u0430 \u0432\u0441\u0435\u0433\u043e 1,29 \u043a\u0433\/\u043c3.\n

\u0418\u043c\u0435\u043d\u043d\u043e \u043f\u043e\u044d\u0442\u043e\u043c\u0443 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u0438, \u0441\u0434\u0435\u043b\u0430\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0438\u0437 \u043c\u0435\u0442\u0430\u043b\u043b\u043e\u0432, \u043f\u043b\u0430\u0432\u0430\u044e\u0442. \u0412\u043d\u0443\u0442\u0440\u0438 \u043d\u0438\u0445 \u0441\u0443\u0449\u0435\u0441\u0442\u0432\u0443\u044e\u0442 \u0431\u043e\u043b\u044c\u0448\u0438\u0435 \u043f\u043e\u043b\u043e\u0441\u0442\u0438, \u0437\u0430\u043f\u043e\u043b\u043d\u0435\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0432\u043e\u0437\u0434\u0443\u0445\u043e\u043c. \u0412 \u0440\u0435\u0437\u0443\u043b\u044c\u0442\u0430\u0442\u0435 \u044d\u0442\u043e\u0433\u043e \u0441\u0440\u0435\u0434\u043d\u044f\u044f \u043f\u043b\u043e\u0442\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044f \u043c\u0435\u043d\u044c\u0448\u0435 \u043f\u043b\u043e\u0442\u043d\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0432\u043e\u0434\u044b, \u0438 \u0432\u044b\u0442\u0430\u043b\u043a\u0438\u0432\u0430\u044e\u0449\u0430\u044f \u0441\u0438\u043b\u0430 \u0443\u0434\u0435\u0440\u0436\u0438\u0432\u0430\u0435\u0442 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c \u043d\u0430 \u043f\u043b\u0430\u0432\u0443.\n

\u0415\u0441\u043b\u0438 \u0432 \u043f\u043e\u043b\u043e\u0441\u0442\u0438 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044f \u043f\u043e\u043f\u0430\u0434\u0435\u0442 \u0432\u043e\u0434\u0430, \u0442\u043e \u043e\u043d \u043a\u043e\u043d\u0435\u0447\u043d\u043e \u0436\u0435 \u0437\u0430\u0442\u043e\u043d\u0435\u0442. \u0427\u0442\u043e\u0431\u044b \u0432\u043e\u0437\u043c\u043e\u0436\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u0437\u0430\u0442\u043e\u043f\u043b\u0435\u043d\u0438\u044f \u0441\u0432\u0435\u0441\u0442\u0438 \u043d\u0430 \u043c\u0438\u043d\u0438\u043c\u0443\u043c, \u0432 \u043f\u043e\u0434\u0432\u043e\u0434\u043d\u043e\u0439 \u0447\u0430\u0441\u0442\u0438 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044f \u0441\u0442\u0440\u043e\u044f\u0442 \u043f\u0435\u0440\u0435\u0433\u043e\u0440\u043e\u0434\u043a\u0438. \u0412 \u0440\u0435\u0437\u0443\u043b\u044c\u0442\u0430\u0442\u0435 \u043f\u043e\u043b\u0443\u0447\u0430\u044e\u0442\u0441\u044f \u043e\u0442\u0441\u0435\u043a\u0438, \u0432 \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u0445 \u0432\u043e\u0434\u0430 \u0438\u0437 \u043e\u0434\u043d\u043e\u0433\u043e \u043d\u0435 \u043c\u043e\u0436\u0435\u0442 \u043f\u043e\u043f\u0430\u0441\u0442\u044c \u0432 \u0434\u0440\u0443\u0433\u043e\u0439. \u0415\u0441\u043b\u0438 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c \u043f\u043e\u043b\u0443\u0447\u0438\u0442 \u043f\u0440\u043e\u0431\u043e\u0438\u043d\u0443, \u0442\u043e \u0437\u0430\u0442\u043e\u043f\u0438\u0442\u0441\u044f \u0442\u043e\u043b\u044c\u043a\u043e \u043e\u0442\u0441\u0435\u043a \u0432 \u043c\u0435\u0441\u0442\u0435 \u043f\u0440\u043e\u0431\u043e\u0438\u043d\u044b. \u041e\u0441\u0442\u0430\u043b\u044c\u043d\u044b\u0435 \u043e\u0441\u0442\u0430\u043d\u0443\u0442\u0441\u044f \u0437\u0430\u043f\u043e\u043b\u043d\u0435\u043d\u043d\u044b\u043c\u0438 \u0432\u043e\u0437\u0434\u0443\u0445\u043e\u043c \u0438 \u0431\u0443\u0434\u0443\u0442 \u0443\u0434\u0435\u0440\u0436\u0438\u0432\u0430\u0442\u044c \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c \u043d\u0430 \u043f\u043b\u0430\u0432\u0443.\n

\u0412 \u043b\u044e\u0431\u043e\u043c \u0441\u043b\u0443\u0447\u0430\u0435 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c \u0438\u043c\u0435\u0435\u0442 \u0432\u0435\u0441. \u042d\u0442\u043e\u0442 \u0432\u0435\u0441 \u0440\u0430\u0432\u0435\u043d \u0432\u0435\u0441\u0443 \u0432\u043e\u0434\u044b, \u043e\u0431\u044a\u0435\u043c \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u043e\u0439 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c \u00ab\u0437\u0430\u043d\u0438\u043c\u0430\u0435\u0442\u00bb \u0441\u043e\u0431\u043e\u0439 \u0432 \u043c\u043e\u0440\u0435.\n

\u041a\u0430\u043a \u0438\u0437\u0432\u0435\u0441\u0442\u043d\u043e, \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u0438 \u043f\u043b\u0430\u0432\u0430\u044e\u0442 \u043d\u0435 \u043f\u0440\u043e\u0441\u0442\u043e \u0442\u0430\u043a, \u0430 \u043f\u0435\u0440\u0435\u0432\u043e\u0437\u044f\u0442 \u0440\u0430\u0437\u043b\u0438\u0447\u043d\u044b\u0435 \u0433\u0440\u0443\u0437\u044b \u0438 \u043b\u044e\u0434\u0435\u0439. \u041f\u0443\u0441\u0442\u043e\u0439 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c \u0432\u0435\u0441\u0438\u0442 \u043c\u0435\u043d\u044c\u0448\u0435, \u0430 \u0437\u043d\u0430\u0447\u0438\u0442 \u043c\u0435\u043d\u044c\u0448\u0435 \u0431\u0443\u0434\u0435\u0442 \u00ab\u043e\u0441\u0430\u0436\u0438\u0432\u0430\u0442\u044c\u0441\u044f\u00bb \u0432 \u043c\u043e\u0440\u0435. \u0415\u0441\u043b\u0438 \u0435\u0433\u043e \u043d\u0430\u0433\u0440\u0443\u0437\u0438\u0442\u044c, \u0442\u043e \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c \u043e\u0441\u044f\u0434\u0435\u0442 \u0432 \u0432\u043e\u0434\u0443 \u0433\u043b\u0443\u0431\u0436\u0435. \u041f\u0440\u0438 \u0447\u0440\u0435\u0437\u043c\u0435\u0440\u043d\u043e\u0439 \u043d\u0430\u0433\u0440\u0443\u0437\u043a\u0435, \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c \u043c\u043e\u0436\u0435\u0442 \u0432\u043e\u043e\u0431\u0449\u0435 \u0443\u0439\u0442\u0438 \u043f\u043e\u0434 \u0432\u043e\u0434\u0443 \u0438 \u0443\u0442\u043e\u043d\u0443\u0442\u044c.\n

\u041f\u043e\u044d\u0442\u043e\u043c\u0443 \u043d\u0430 \u043a\u043e\u0440\u043f\u0443\u0441\u0435 \u0441\u0443\u0434\u043e\u0432 \u043e\u0442\u043c\u0435\u0447\u0430\u044e\u0442 \u0441\u043f\u0435\u0446\u0438\u0430\u043b\u044c\u043d\u0443\u044e \u043b\u0438\u043d\u0438\u044e (\u0432\u0430\u0442\u0435\u0440\u043b\u0438\u043d\u0438\u044e). \u0421\u0443\u0434\u043d\u043e \u043d\u0435 \u0434\u043e\u043b\u0436\u043d\u043e \u043f\u043e\u0433\u0440\u0443\u0436\u0430\u0442\u044c\u0441\u044f \u0432 \u0432\u043e\u0434\u0443 \u0442\u0430\u043a, \u0447\u0442\u043e\u0431\u044b \u044d\u0442\u0430 \u043b\u0438\u043d\u0438\u044f \u043e\u043a\u0430\u0437\u0430\u043b\u0430\u0441\u044c \u043f\u043e\u0434 \u0432\u043e\u0434\u043e\u0439. \u0418\u043d\u0430\u0447\u0435 \u043b\u044e\u0431\u0430\u044f \u0441\u0438\u043b\u044c\u043d\u0430\u044f \u0432\u043e\u043b\u043d\u0430, \u043f\u043b\u0435\u0441\u043d\u0443\u0432 \u0432\u043e\u0434\u0443 \u043d\u0430 \u043a\u043e\u0440\u043c\u0443, \u043c\u043e\u0436\u0435\u0442 \u043b\u0435\u0433\u043a\u043e \u0437\u0430\u0442\u043e\u043f\u0438\u0442\u044c \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c.\n

\u0421 \u0434\u0440\u0443\u0433\u043e\u0439 \u0441\u0442\u043e\u0440\u043e\u043d\u044b, \u043f\u0443\u0441\u0442\u043e\u0435 \u0441\u0443\u0434\u043d\u043e \u043d\u0435 \u0434\u043e\u043b\u0436\u043d\u043e \u0431\u044b\u0442\u044c \u0441\u043b\u0438\u0448\u043a\u043e\u043c \u043b\u0435\u0433\u043a\u0438\u043c. \u0418\u043d\u0430\u0447\u0435 \u0435\u0433\u043e \u043f\u043e\u0434\u0432\u043e\u0434\u043d\u0430\u044f \u0447\u0430\u0441\u0442\u044c \u0431\u0443\u0434\u0435\u0442 \u0441\u043b\u0438\u0448\u043a\u043e\u043c \u043c\u0430\u043b\u0435\u043d\u044c\u043a\u043e\u0439 \u043f\u043e \u043e\u0442\u043d\u043e\u0448\u0435\u043d\u0438\u044e \u043a \u043d\u0430\u0434\u0432\u043e\u0434\u043d\u043e\u0439. \u0412 \u0442\u0430\u043a\u043e\u043c \u0441\u043b\u0443\u0447\u0430\u0435 \u0432\u043e\u043b\u043d\u044b \u0438 \u0432\u0435\u0442\u0435\u0440 \u043c\u043e\u0433\u0443\u0442 \u043e\u043f\u0440\u043e\u043a\u0438\u043d\u0443\u0442\u044c \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c.\n

\u041a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c, \u0437\u0430\u0433\u0440\u0443\u0436\u0435\u043d\u043d\u044b\u0439 \u043f\u043e \u0432\u0430\u0442\u0435\u0440\u043b\u0438\u043d\u0438\u044e, \u0432\u044b\u0442\u0435\u0441\u043d\u044f\u0435\u0442 \u0441\u0430\u043c\u044b\u0439 \u0431\u043e\u043b\u044c\u0448\u043e\u0439 \u043e\u0431\u044a\u0435\u043c \u0432\u043e\u0434\u044b. \u0412\u0435\u0441 \u044d\u0442\u043e\u0439 \u0432\u043e\u0434\u044b \u043d\u0430\u0437\u044b\u0432\u0430\u0435\u0442\u0441\u044f \u0432\u043e\u0434\u043e\u0438\u0437\u043c\u0435\u0449\u0435\u043d\u0438\u0435\u043c \u043a\u043e\u043d\u043a\u0440\u0435\u0442\u043d\u043e\u0433\u043e \u0441\u0443\u0434\u043d\u0430. \u0413\u0440\u0443\u0437\u043e\u043f\u043e\u0434\u044a\u0435\u043c\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u0441\u0443\u0434\u043d\u0430 \u2014 \u044d\u0442\u043e \u0440\u0430\u0437\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u043c\u0435\u0436\u0434\u0443 \u0432\u043e\u0434\u043e\u0438\u0437\u043c\u0435\u0449\u0435\u043d\u0438\u0435\u043c \u0438 \u0432\u0435\u0441\u043e\u043c \u043f\u0443\u0441\u0442\u043e\u0433\u043e \u0441\u0443\u0434\u043d\u0430; \u0438\u043b\u0438, \u043f\u0440\u043e\u0449\u0435 \u0433\u043e\u0432\u043e\u0440\u044f, \u0440\u0430\u0437\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u043c\u0435\u0436\u0434\u0443 \u0437\u0430\u0433\u0440\u0443\u0436\u0435\u043d\u043d\u044b\u043c \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u0435\u043c, \u043a\u043e\u0433\u0434\u0430 \u043e\u043d \u0438\u043c\u0435\u0435\u0442 \u043e\u0441\u0430\u0434\u043a\u0443 \u043f\u043e \u0432\u0430\u0442\u0435\u0440\u043b\u0438\u043d\u0438\u044e, \u0438 \u0432\u0435\u0441\u043e\u043c \u0441\u0443\u0434\u043d\u0430 \u0431\u0435\u0437 \u0433\u0440\u0443\u0437\u0430. ">,

\u0421\u0442\u0430\u043b\u044c\u043d\u043e\u0439 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u044c \u043d\u0435 \u0442\u043e\u043d\u0435\u0442, \u043f\u043e\u0442\u043e\u043c\u0443 \u0447\u0442\u043e \u043e\u043d \u0432\u044b\u0442\u0435\u0441\u043d\u044f\u0435\u0442 \u043c\u043d\u043e\u0433\u043e \u0432\u043e\u0434\u044b. \u0427\u0435\u043c \u0431\u043e\u043b\u044c\u0448\u0435 \u043a\u0430\u043a\u043e\u0439-\u0442\u043e \u043f\u0440\u0435\u0434\u043c\u0435\u0442 \u0432\u044b\u0442\u0435\u0441\u043d\u044f\u0435\u0442 \u0432\u043e\u0434\u044b, \u0442\u0435\u043c \u0441\u0438\u043b\u044c\u043d\u0435\u0435 \u043e\u043d\u0430 \u0432\u044b\u0442\u0430\u043b\u043a\u0438\u0432\u0430\u0435\u0442 \u0435\u0433\u043e. . \u041a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u0438 \u043d\u0435 \u0442\u043e\u043d\u0443\u0442, \u043f\u043e\u0442\u043e\u043c\u0443 \u0447\u0442\u043e \u043d\u0430 \u043d\u0438\u0445 \u0434\u0435\u0439\u0441\u0442\u0432\u0443\u0435\u0442 \u0432\u044b\u0442\u0430\u043b\u043a\u0438\u0432\u0430\u044e\u0449\u0430\u044f (\u043f\u043e\u0434\u044a\u0435\u043c\u043d\u0430\u044f) \u0441\u0438\u043b\u0430 \u043f\u043e \u0437\u0430\u043a\u043e\u043d\u0443 \u0410\u0440\u0445\u0438\u043c\u0435\u0434\u0430, \u043d\u0430\u043f\u0440\u0430\u0432\u043b\u0435\u043d\u043d\u0430\u044f \u0432\u0432\u0435\u0440\u0445 \u0438 \u0440\u0430\u0432\u043d\u0430\u044f \u0432\u0435\u0441\u0443 \u0436\u0438\u0434\u043a\u043e\u0441\u0442\u0438, \u0432\u044b\u0442\u0435\u0441\u043d\u0435\u043d\u043d\u043e\u0439 \u043a\u043e\u0440\u0430\u0431\u043b\u0435\u043c.

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, уже 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 французский монах Мерсенн. Но его не поддержали: железо в те годы было слишком дорого.
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.
В 1902 году в кронштадтском Морском собрании вице-адмирал С.О. Макаров изложил суть идеи профессора А.Н.Крылова "по борьбе за живучесть корабля". Она сводилась к тому, что при повреждении корабля и затоплении каких-то его отсеков надо бороться с креном. А для этого следует специально затопить часть сухих отсеков для того, чтобы весом воды крен выровнять.
Судно при этом несколько осядет в воду, но хотя бы дотянет до берега.
Для правильного и быстрого выбора необходимых мер было предложено на основании расчетов составить для каждого корабля "таблицу непотопляемости". В конце 1903 года А.Н.Крылов продемонстрировал эффективность своего предложения на точно выполненной модели броненосца "Петропавловск". Открыв клапан, он заполнил водою одно из бортовых котельных отделений модели, и она опрокинулась килем вверх. После заполнения водой других отсеков - выпрямилась. Это доказало правильность расчета, а заодно и возможность спасения броненосца при столь опасном повреждении. Однако многие офицеры встретили рекомендации академика с недоверием.
Вскоре началась русско-японская война. Наш флот на Дальнем Востоке оказался слаб. Из Кронштадта в помощь была послана эскадра. Пройдя 18 000 миль через три океана, при крайне враждебном отношении Запада она пришла к берегам Юго-Восточной Азии в мае 1905 года. За время движения в южных морях корпуса судов обросли раковинами и водорослями. Это увеличило их сопротивление, и скорость снизилась в полтора раза. Экипажи оказались измотаны. В Цусимском проливе их встретили свежие силы японцев.
Все наши суда, участвовавшие в том сражении, имели таблицы непотопляемости, но лишь на броненосце "Орел" (рис. 3), где находился ученик и соратник А.Н Крылова инженер В.П.Костенко, они были успешно применены. Дважды в бою удавалось устранять крен после попадания снарядов. При аналогичных повреждениях из-за неготовности судовых инженеров к пользованию таблицами погибли броненосцы "Александр III" и "Бородино".

Рис. 3. Броненосец "Орел"
доказал правоту профессора А.Н.Крылова
в Цусимском сражении

К началу мировой войны идеи Крылова приняли во всех странах мира, однако этому предшествовал эпизод, который потряс весь мир - гибель "Титаника".
В 1909 году русская делегация во главе с В.П.Костенко знакомилась с постановкой дела на заводах фирмы "Джон-Браун" в Белфасте.
Директор-распорядитель завода сэр Карлейль предоставил ей возможность ознакомиться с моделями строившихся здесь гигантов - "Титаника" и "Олимпика". Напомним, что это были суда высшего класса и в них было все сделано ради удобства и комфорта самых богатых пассажиров.
Но в конструкции судов англичане использовали не науку, а все тот же запас практического опыта. Выяснилось, что все водонепроницаемые переборки не были доведены до уровня водонепроницаемой палубы. При затоплении двух отсеков вода могла перелиться через них сверху. Внутреннее дно судна было проницаемо, а бортовых переборок в трюме и вовсе не было, их не стали строить, чтобы не затруднять пассажирам путешествия по кораблю. Когда Костенко указал на явную опасность такого положения, сэр Карлейль ответил, что требования военных теоретиков "вроде вашего Крылова" не диктуются практикой. На практике "Титаник" погиб в первом же рейсе (рис. 4, 5).

Рис. 4. "Титаник". Первый и последний рейс

Рис. 5. Парадная лестница "Титаника".
По ней во время катастрофы
в трюм хлынула вода

СМИ неоднократно заявляли о намерении некоторых фирм построить новый "Титаник". Для художников детальное воспроизведение облика, интерьера, мебели и прочих предметов корабля эпохи модерн стало бы интереснейшей работой. Но за этой мишурой, вероятно, будет скрываться совсем иная "начинка".
Современная силовая установка, равная прежней по мощности, получается в пять раз экономичнее и в 7 - 10 раз легче. Современные винты экономичнее прежних в полтора раза. Совсем неплохо применить бесшумные винты от подводных лодок. А почему бы для "Титаника-2" не сделать сверхпрочный и легкий титановый корпус?
И все же для обеспечения безопасности придется воспользоваться советами В.П.Костенко. Другое дело, что переборки можно сделать скрытыми и снабдить автоматикой, срабатывающей лишь в моменты опасности, чтобы не мешали пассажирам путешествовать по кораблю.

Читайте также: