Глава XIV. Создание курса "Теория корабля"

Создание курса 'Теория корабля'

В этот первый год после окончания академии Крылов еще не читал лекций. Случилось так, что все курсы уже были распределены, и ему приходилось только замещать больных преподавателей.

Но он не привык терять времени даром. Когда любишь свою профессию, когда ясно видишь перед собой цель своей жизни, ни один день, ни один час не захочешь упустить зря.

Крылов стал посещать лекции известных профессоров в университете. Он снова усиленно занимался математикой и механикой. Продолжал бывать у своего учителя - Александра Николаевича Коркина. И готовился к самостоятельному ведению курса в будущем году в академии по теории корабля.

Еще Эйлер в своей работе "Морская наука" дал определение мореходных качеств корабля - его плавучести, остойчивости, ходкости, поворотливости - и способы их вычисления и исследования.

Плавучестью называется способность корабля плавать, держаться на воде, имея весь предназначенный ему груз. При этом он опускается в воду на определенную глубину, отмеченную обычно белой полосой вдоль бортов - грузовой ватерлинией. Если корабль нагружать сверх положенного, он будет все больше садиться в воду, утрачивая постепенно свой запас плавучести, и в конце концов может затонуть.

Однако иногда корабль тонет и не исчерпав запаса плавучести. Это происходит в том случае, когда он теряет остойчивость. Остойчивость для корабля на воде означает примерно то же, что устойчивость для предметов на суше - способность плавать в прямом положении и приходить обратно в это положение, спрямляться, как только перестанут действовать внешние силы, которые вывели его из прямого положения. Шлюпка идет под парусами. Подул ветер. Шлюпка наклонилась на бок. Но, как только уберут паруса или ветер стихнет, она опять станет прямо. Или, если неравномерно нагрузить судно, к одному борту положить больше груза, оно тоже может наклониться. Но стоит часть груза переложить к другому борту, как судно выпрямится. Вообще же чем ниже расположены грузы на судне, тем его остойчивость больше, поэтому помещение для грузов устраивают в нижней части корабля. Если корабль потеряет остойчивость, он будет плавать наклонившись или совсем перевернется.

Чем больше запас плавучести корабля и чем больше его остойчивость, тем больше обеспечена его непотопляемость в плавании, тем большей "живучестью" он обладает.

Однако прошло много лет с тех пор, как Эйлер дал основные положения по теории корабля, и произошло немало случаев аварий и гибели судов, прежде чем обратили внимание на эти, казалось, простые понятия.

В 1870 году в Англии по проекту капитана Кольза построили броненосец "Кэптен".

"Кэптен" был одет в толстую броню. Тяжелые орудийные башни стояли на палубе. Чтобы использовать ветер, на нем кроме паровой машины поставили паруса. При этом надводные борта броненосца были очень низкими.

Еще до постройки корабля проект его поступил на утверждение к главному кораблестроителю Англии, известному своими знаниями корабельному инженеру Эдуарду Риду. Рид отказался утвердить чертежи Кольза. Больше того, он сделал специальное сообщение в Обществе корабельных инженеров о недопустимости строить такой корабль.

- Броненосец будет обладать малой остойчивостью, - говорил Рид. - Все самые тяжелые его сооружения - броня и башни - сосредоточены наверху, в надводной части. Вместе с тем у него слишком невысокий борт и имеются паруса. Все это сильно уменьшает его остойчивость. Достаточно будет небольшого крена, чтобы корабль перевернулся и затонул.

Однако лорды адмиралтейства не обратили внимания на предостережение Рида. Не слишком ли большое значение он придает остойчивости? Все эти расчеты хороши в теории, практика же - совсем другое дело. К тому же Кольз достаточно опытный моряк, которому можно доверять.

Чертежи утвердили без изменений. По ним был построен броненосец.

7 сентября 1870 года одиннадцать броненосцев английской эскадры участвовали в маневрах около мыса Финистерре у северо-западной оконечности Испании. В числе судов эскадры был и броненосец "Кэптен".

С утра дул свежий ветер, и адмирал устроил гонки под парусами между кораблями своей эскадры. После захода солнца ветер усилился. На кораблях были убавлены паруса. Около двух часов ночи налетел шквал с дождем. Через час, когда все успокоилось, адмирал подал кораблям сигнал: "Показать свои места". Десять кораблей ответили. Одиннадцатого не было. Не ответил злополучный "Кэптен".

Наутро эскадра собралась к назначенному месту. "Кэптен" не пришел. Адмирал разослал по всем направлениям корабли искать пропавший броненосец. Один корабль поднял рею, другой - разбитую шлюпку. Не оставалось сомнений в том, что "Кэптен" погиб.

Адмирал отправил посыльное судно в ближайший порт сообщить адмиралтейству о гибели броненосца. В порту оказалась шлюпка с восемнадцатью людьми. Это было все, что осталось от корабля и его команды.

Спасшиеся с "Кэптена" люди рассказали, что броненосец все время шел с креном, и, так как надводная часть его была низкой, вода доходила почти до верхней кромки борта. Но ни капитан корабля, ни бывший на броненосце Кольз, видимо, не сознавали опасности. Когда налетел шквал, корабль еще больше накренился, потом лег совсем на бок, затем опрокинулся килем вверх и быстро затонул. При этом одна шлюпка сорвалась с корабля и плавала на воде. На ней и спаслись восемнадцать человек. Остальные погибли, в том числе капитан броненосца и его строитель Кольз.

Дело о гибели "Кэптена" разбиралось в английском морском суде. Лорды адмиралтейства были осуждены за "невежественное упрямство", и приговор суда был выгравирован на бронзовой доске, поставленной в память о гибели "Кэптена" в соборе св. Павла в Лондоне.

Но велика была рутина в Англии, да и в других странах. В последующие годы также немало случалось аварий и гибели судов по невежеству или пренебрежению к вопросам теории.

И, готовясь к лекциям по теории корабля, молодой Крылов снова и снова продумывал все основные положения науки о корабле и метод, каким нужно преподавать, чтобы слушатели овладели теорией и научились применять ее на практике.

Курс должен быть изложен с возможной ясностью, систематически.

Наряду с теоретическими выводами нужно рассматривать и практические примеры из морской жизни, которые подтверждали бы эти выводы. А еще - надо научить слушателей грамотно вести расчеты.

Просматривая руководства, различные справочники - русские и иностранные, - Крылов опять столкнулся с тем же, над чем задумывался уже, работая у Колонга, - вычисления производились с ненужной для практики точностью, они были очень громоздки.

В некоторых расчетах он обнаружил до 90 процентов лишней работы.

И свою первую лекцию по теории корабля Крылов посвятил приближенным вычислениям.

- Всякая неверная цифра составляет ошибку, - сказал Крылов.- Всякая лишняя цифра - половину ошибки.

Этот взгляд на метод вычислений учил смотреть в самую суть вещей, трезво оценивать, для чего производится данный расчет и из каких условий он исходит.

Перейдя дальше в своих лекциях к расчету основных элементов корабля, Крылов предложил новые схемы, основанные на формулах Пафнутия Львовича Чебышева. Чебышев вывел эти формулы для другого случая, но Крылов с успехом применил их к кораблестроению и доказал, что они значительно точнее и требуют в десять раз меньше затраты времени, чем формулы английского математика Симпсона, по которым велись расчеты до сих пор.

Свои соображения Крылов высказал в том же году на собрании корабельных инженеров в Петербургском техническом обществе. Ему пришлось здесь выдержать большую борьбу. Старые инженеры с высокими чинами упрямо отстаивали формулы английского математика. Они говорили, что по ним делают расчеты везде за границей, и не хотели слушать о каком-то новом методе.

Но Крылов, хотя был молод и имел совсем небольшой чин, не побоялся отстаивать свое мнение.

Вскоре после этого отец Крылова, Николай Александрович, встретил Пафнутия Львовича Чебышева. Они вместе ехали в конке. Когда конка спустилась с Николаевского моста на Васильевский остров, кучер остановил ее. Пассажиры вышли. Здесь перепрягали лошадей.

Николай Александрович был немного знаком с Чебышевым и подошел к нему.

Раскланявшись, он сказал:

- Вашему высокопревосходительству удобно, прямо к крыльцу подвезут.- Чебышев жил в доме Академии наук на углу 7-й линии и Университетской набережной.

- Да, да, я всегда пользуюсь этой конкой, - ответил Пафнутий Львович.

Завязался разговор.

- На прошлой неделе корабельные инженеры в Техническом обществе вели спор: старики стояли за Симпсона, а молодой академист-моряк- за ваш способ, - сказал Крылов, но фамилии моряка не назвал.

- Ну, что же - одинаково точно!

- Точность одинакова до четвертого знака, но они делали вычисления две недели, а моряк по вашему способу - шесть часов.

- Очень приятно слышать.

В это время в карете зазвонили, все стали садиться, и они распрощались. Чебышев, припадая на ногу - он с детства хромал,- поспешил к конке.

Позднее Крылов написал статью о новом методе расчета по способу Чебышева. В конце концов он победил. Формулы Чебышева получили всеобщее признание. По ним во всем мире стали производить вычисления элементов корабля. За границей метод Чебышева называли "чудом анализа".

Во всей своей дальнейшей научной деятельности Крылов являлся последователем и пропагандистом учения Пафнутия Львовича Чебышева. Так же, как и Чебышев, Крылов говорил о необходимости сближения теории и практики.

"Теория должна руководствоваться указаниями практики, согласовывать свои допущения с действительностью, проверять свои выводы опытом и наблюдениями, доставляемыми практикой, работая и развиваясь с нею в полном единении. В этом единении лежит залог правильного развития как теории, так и практики", - писал Крылов.

Таково было направление всей Петербургской математической школы.

Лекции по теории корабля, прочитанные в Морской академии, потом вышли отдельной книгой. Это был, систематический, оригинальный и полный курс по теории корабля, который переиздавался несколько раз и до сих пор является ценным пособием для кораблестроителей.

Один из разделов курса был посвящен важной проблеме мореплавания, которой безуспешно занимались кораблестроители разных стран. Крылов впервые в мире нашел решение, получившее название "теории Крылова".