6. Поиски идеальной конструкции

Качающиеся рога

Якорные мастера, да и сами моряки, давно уже думали над тем, чтобы сделать якорь безопасным и более удобным в обращении. И первое, что им сразу пришло в голову,- делать якоря разборными. Иногда разделяли веретено якоря вдоль на две части в плоскости рогов. Но это особого преимущества не давало.

Некоторые мастера разделяли веретено якоря вдоль на две части в плоскости штока. Каждую половину такого якоря использовали для верпования или в качестве мертвого якоря. Однако если одна из них деформировалась, соединить ее с другой, для использования якоря в качестве станового, уже не удавалось.

Иногда изготовляли адмиралтейские якоря, разбиравшиеся на пять или более частей. Например, в Англии в 1832 году портсмутские мастера Морган и Литтл отковали адмиралтейский якорь весом 1800 кг, который можно было разобрать на одиннадцать частей: ворот с рогами, три куска веретена, два вкладыша, скоба якоря и четыре бугеля. На сборку якоря уходило пятнадцать минут. В принципе этот якорь оказался и прочным и вполне надежным, но из-за сложности изготовления он не получил распространения.

В тридцатых годах прошлого века доброй славой у моряков пользовались разборные якоря английского мастера Джорджа Котселла. Он делал полутонные адмиралтейские якоря с железным съемным штоком и приставными рогами, которые крепились к нижней части веретена болтами с чекой. Они требовали от мастера немного хлопот при изготовлении, а по прочности не уступали обычным.

Получив на свои якоря одобрение Адмиралтейства, Котселл разработал еще несколько конструкций разборного якоря, из которых наиболее удачной оказалась показанная на рис. 64: рога как одно целое, развилка на веретене и болт.

Рис. 64. Соединение рогов с веретеном на одном болту

Котселл был неплохим инженером и теоретиком якорного дела. Его блестящие выводы по расчету якорей, ценные замечания по их пропорциям и критические замечания по якорному производству Англии изложены в его книге "Исследования по судовым якорям", изданной в Лондоне в 1856 году.

Когда после сравнительных испытаний якорей в Ширнессе (1852 год) Британское Адмиралтейство выпустило большую партию новых одобренных якорей со съемными железными штоками, Котселл, взглянув на один из них, сразу заявил: "Вся партия ни к черту не годится!" Он предупредил чиновников Адмиралтейства, что отверстие на железном штоке для чеки слишком велико и расположено слишком близко к веретену. Котселлу не поверили, и партия якорей пошла на королевский флот. Не прошло и недели, как в Лондон посыпались проклятья и жалобы командиров военных кораблей. Оказалось, что железные штоки обломились при падении якорей на твердый грунт. А адмиралтейский якорь без штока - это не якорь...

С тех пор в Англии уже никто не делал в железном штоке отверстия для чеки в виде прямоугольной прорези. Его стали делать круглым и перенесли дальше от средней части штока.

Любопытна схема, предложенная Котселлом для определения пропорций адмиралтейского якоря со съемными или неподвижными рогами. По ней легко можно определить кривизну рогов, длину лап и длину веретена (рис. 65).

Рис. 65. Так определили кривизну рогов, длину лап и длину веретена

"Начертите две параллельные прямые, расстояние между которыми - наименьшее сечение веретена якоря. Постройте на них равнобедренные треугольники CDE, стороны которых равны длине рогов якоря. Из точек Е отложите EF - расстояние, равное ширине ворота якоря. Соедините F с С и разделите это расстояние на две части. Из точки G восстановите перпендикуляры GM. Из точки их пересечения М опишите дугу CFC, а из точки К - дугу GE. Проведите CL, равную двум CF. Точка пересечения этих линий L будет центром оси болта скобы якоря. Расстояние CG - длина лапы" [53].

Англичане считают, что конструкция якоря со съемными рогами, предложенная Котселлом, вероятно, натолкнула в 1840 году якорного мастера из Нью-Касла Портера на мысль о качающихся рогах, которые могли бы свободно откидываться в обе стороны в плоскости, перпендикулярной плоскости штока. Благодаря штоку якорь Портера переворачивался на лапу так же, как и адмиралтейский якорь. Но когда нижний рог якоря зарывался в грунт, верхний прижимался внутренней стороной лапы к веретену. Свободный рог уже не торчал из грунта и не мог зацепить якорный канат или пропороть днище корабля (рис. 66).

Рис. 66. Якорь Портера

Сборка веретена якоря Портера состояла, как и у якорей Перинга, из пластин, идущих во всю его длину. К одному концу веретена, откованного вчерне, приваривались щеки. Рога тоже набирались из пластин и ковались отдельно от веретена.

Сначала в Англии к якорю Портера отнеслись с недоверием: всех смущал соединительный болт, который может не выдержать. Но первые же официальные испытания якоря, проведенные Адмиралтейством в Вулвиче, показали: прочность конструкции якоря Портера более чем достаточна. На гидравлической пробной машине новый якорь весом 975 кг выдержал усилие в 36 т, в то время как обыкновенный якорь такого же веса переломился в мышке при усилии в 11 т. Этих испытаний Адмиралтейству показалось мало. Изготовили якорь весом 5300 кг. На гидравлической машине он выдержал усилие в 79,6 т - на 34 т больше положенного для обыкновенного якоря того же веса.

Изобретение английского мастера заинтересовало Адмиралтейство Франции: в Вулвич прибыл его представитель - виконт Шарабан, имевший звание капитана второго ранга. По просьбе французов Британское Адмиралтейство назначило дополнительные испытания якоря Портера. На этот раз ему предстояло состязание в прочности с якорем Перинга, перед которым еще совсем недавно не могли устоять никакие другие якоря.

Испытания начались 18 февраля 1842 года в Вулвиче. При усилии пробной машины в 60 г расстояние от носка рога до скобы якоря Перинга увеличилось на 2 3/4 дюйма, при усилии в 60 т - на 4 1/2 дюйма, а при 68 т (на две тонны больше установленного для этого якоря) рог отломился. Якорь же Портера выдержал почти двойную нагрузку.

Якорь с качающимися рогами оказался лучше и по величине держащей силы. Когда верхний рог якоря упирался в веретено, нижний составлял с последним угол, близкий к прямому. Более того, верхний рог, упираясь в веретено при натяжении каната, прижимал его к грунту, перенося точку опоры с пятки на середину веретена, этим самым как бы укорачивая его, уменьшая момент, которым канат стремится поднять якорь.

Вскоре после испытаний в Вулвиче Британское Адмиралтейство издало по флоту приказ: "Каждый спущенный на воду корабль снабжать, помимо обычных якорей, дополнительным запасным якорем конструкции Портера".

В 1846 году якорный мастер Портер потерял все права на свое изобретение, продав патент заводчику Ганнибалу. И одно время якорь с качающимися рогами называли в Англии якорем Ганнибала. Широкое распространение изобретение Портера начало получать на флоте в 1848 году. После аварии 110-пушечного корабля "Куин" на Гибралтарском рейде Адмиралтейство издало еще один приказ об обязательном снабжении каждого корабля якорем с качающимися рогами. Вот что сообщала об этом происшествии лондонская газета "Морнинг Кроникл" от 31 марта 1848 года:

"Куин" - ее королевского величества трехдечный линейный корабль, один из самых лучших и больших линейных кораблей в военно-морском флоте Англии, едва не погиб на скалах, если бы вовремя не подошло мощное паровое судно, которое стащило его с мели. Хотя корабль и спасли, он был сильно поврежден, и с него сбросили за борт много груза и оборудования стоимостью на несколько тысяч фунтов стерлингов. Корабль был снабжен якорями Паркера. Перед этим происшествием, в 1842 году, "Куин" также сорвало с якорей. Портеровских якорей на корабле не оказалось".

После этого якорь Портера в обязательном порядке поставлялся на все корабли военного флота Англии.

Спустя четыре года после продажи своего патента Портеру пришлось услышать, что его изобретение стали почему-то называть уже даже не якорем Ганнибала, а якорем Тротмана.

А произошло это так. В конструкции Портера оказался небольшой просчет, который никто сперва и не заметил. Иногда якорь, упав на дно и перекантовавшись, касался грунта рогом, который уже был прижат к веретену. В результате он долго волочился по дну, а рабочий рог никак не откидывался от веретена. Шпора, приваренная с внешней стороны лапы специально для откидывания прижатого рога, оказалась слишком узкой и при протаскивании по рыхлому и мягкому грунту просто прорезала его. Вот на этот просчет ньюкаслского мастера и обратил внимание (еще в 1846 году) англичанин Тротман. Он изменил устройство лапы, увеличил площадь шпоры, приварив ее не к внешней кромке рога, а непосредственно к нижней стороне лапы. Это небольшое изменение признали достаточным, чтобы выдать патент. И с 1850 года якорь с качающимися рогами стали называть якорем Тротмана. И хотя вначале моряки именовали его якорем Портера-Тротмана, фамилию первоизобретателя вскоре несправедливо забыли. Во всяком случае ровно через год в лондонском Гайд-парке на международной морской выставке инженер Тротман демонстрировал свое "изобретение".

В отличие от адмиралтейского якорь Тротмана не угрожал проходящим мимо судам на мелководье, а его прижатый к веретену рог избавил моряков от массы хлопот. Кроме того, он был удобен как запасной - ведь он легко разбирался на три части: веретено, рога и шток. Как становой он применялся и применяется на многих судах мира (в наши дни в основном на речных судах) (рис. 67). Один из первых якорей Тротмана украсил паровую яхту королевы Виктории. Выдающийся инженер и кораблестроитель Изамбар Брюнель из всех конструкций предпочел именно якорь Тротмана, когда проектировал свой парусно-колесно-винтовой пароход "Грейт Истерн". Для этого корабля отковали восемь якорей Тротмана весом по 3,2 т каждый и два адмиралтейских якоря. Такое количество якорей соответствовало размерам парохода: длина 207,2, ширина 25,1, осадка 7,8 м при водоизмещении 27400 т. "Грейт Истерн", остававшийся крупнейшим судном мира с 1859 по 1907 год (пока не была спущена в 1907 году "Лузитания"), во время самых жестоких штормов отстаивался на открытых рейдах не на адмиралтейских якорях, а на якорях с качающимися рогами.

Рис. 67. Современный якорь Тротмана

Высокую оценку специалистов почти всех морских стран этот якорь получил на всемирной выставке в Париже в 1867 году. Поэтому, когда в Англии начали проектировать первые башенные броненосцы, адмирал Холстед утвердил якорь Тротмана как типовой становой якорь для этого типа боевых кораблей.

Примерно в середине прошлого века у якоря Тротмана появился "брат" - якорь, предложенный английскими инженерами Бетли и Миллером (рис. 68). Вместо того чтобы приваривать к веретену щеки, они сделали двойное веретено. На лапы изобретатели наварили шпоры с отверстиями, в которые при подъеме якоря можно было заложить тали.

Рис. 68. Бетли и Миллер придумали двойное веретено

Однако у якорей с качающимися рогами был один серьезный недостаток: они представляли большую опасность для команды корабля во время их уборки на палубе при волнении - подвижные рога могли покалечить людей. Но тем не менее изобретением Портера пользуются в наши дни.