Книга о якорях

Отданный на троссе с носа судна плавучий якорь, встречая в воде значительное сопротивление, позволяет удерживаться носом к ветру, не давая стихии развернуть судно лагом к волне, и намного уменьшает его дрейф в сторону опасного берега.

Рис. 164. Плавучие якоря для малых судов

На больших судах, как правило, плавучих якорей нет. В случае необходимости их изготавливают судовыми средствами из бревен, парусины и троса (или цепей). Существует множество конструкций плавучих якорей. Наиболее распространенные из них показаны на рис. 164.

Рис. 165. «Плавающий якорь»

К числу необычных конструкций якорей следует отнести так называемый «плавающий якорь».

Иногда для проведения аварийно-спасательных работ по снятию судов с мели прибегают к завозке на шлюпках якорей большой держащей силы. Однако перевозка тяжелых якорей на гребных судах — дело, требующее огромного опыта и сноровки, — не всегда удается из-за состояния моря. Во время второй мировой войны советские специалисты разработали конструкцию, показанную на рис. 165. Конструкция якоря железобетонная пустотелая. В веретене сделаны два завинчивающихся отверстия. Когда они закрыты, якорь может плавать. После того как шлюпка отбуксировала его на место закладки, пробки вывинчивают. Заполненный водой якорь погружается на грунт лапой вниз. Шток не дает ему опрокинуться на бок.

По окончании операции водолаз подсоединяет к нижнему отверстию шланг воздушного компрессора. Затем изменением направления тяги рог якоря выламывают из грунта и начинают нагнетать воздух. Якорь всплывает, шланг отсоединяют и оба отверстия завинчивают пробками. Якорь снова готов к буксировке.

Для стоянки под водой и для движения над морским дном глубоководных технических средств обычные становые якоря надводных судов совершенно не пригодны. Если назначение обычного якоря — удерживать плавающее судно от перемещений только в горизонтальной плоскости, то подводный якорь, помимо этого. должен удерживать судно и от вертикальных перемещений.

При исследовании океанских глубин подводному техническому средству должна быть придана необходимая отрицательная плавучесть Р (при этом P‹G, где G — вес якоря в воде). Для удержания судна на месте под водой якорь должен быть положен на дно. При этом его удерживающая сила будет равна Q = G — Р и направлена вдоль якорного каната. Подводное техническое средство окажется в положении, когда его якорь будет на панере, т, е. якорь лежит на грунте, а якорный канат натянут вертикально усилием, равным удерживающей силе якоря, если не будут иметь место возмущающие силы Т, действующие в горизонтальной плоскости (например, подводные течения или упор движителей).

Конструкция подводных якорей довольно проста. По форме она может быть цилиндром, усеченным конусом, шаром и т. д.

На батискафах «FNRS», «Trieste» и «Archimedes» вместо подводных якорей на стальных тросах использовали чугунные якорь-цепи, которые, как гайдропные устройства дирижаблей, обеспечивают плавную покладку якорь-цепи на грунт, давая тем самым переменное значение силы Q, которое может быть неизвестно при приближении к грунту. По мере покладки цепи на грунт значение Q увеличивается, так как Q уменьшается, а P увеличивается. При этом, если Р = 0, то подводное техническое средство автоматически зависнет над грунтом, встав на этот своеобразный подводный якорь.

Как уже рассказывалось, самый тяжелый в мире становой якорь корабля весит 27,2 т. Такой вес якоря потребовался для американского авианосца типа «Саратога», стандартное водоизмещение которого 67000 т.

Сейчас тоннаж супертанкеров приближается к 500 тыс. г. Каков же должен быть вес якоря на таком левиафане, если его рассчитывать строго по сущест вующим нормативам? Вряд ли он даже весом 50 т сможет удержать на месте судно, осадка которого в грузу составляет около 20, ширина — более 50 и дли на — свыше 300 м.

Катастрофа с Панамским танкером «Торри Каньон» наглядно показала. какую угрозу представляют танкеры грузоподъемностью 200–300 тыс. т. Это заставило кораблестроителей начать поиски новых принципов действия якоря на грунте в целях увеличения его держащей силы.

В 1966 году в США было запатентовано оригинальное устройство, названное изобретателями «глубоководный якорь». Оно работает по принципу присоса к грунту и обладает при сравнительно небольшом весе огромной держащей силой. Фактически это не якорь, а полый внутри металлический цилиндр с острой нижней кромкой. Сверху он закрыт тяжелой бетонной крышкой. Помимо якорь-цепи, к цилиндру подведен с судна шланг для отсоса и нагнетания воды, заполняющей полость цилиндра через его нижнюю открытую часть, когда он ложится на грунт. По мере отсасывания воды цилиндр углубляется в грунт. Такой якорь держит, как говорится, мертво. Чтобы оторвать его от грунта, нужно устранить силу присоса. Это делается нагнетанием воды через шланг с помощью сжатого воздуха или насоса (рис. 166).

Рис. 166. Якорь-присос

Одно из самых последних достижений в области якорного устройства — изобретение ракетных якорей, работающих на твердом топливе. Их появление несколько лет назад вызвано необходимостью обеспечить супертанкеры надежным средством стоянки в случае выхода из строя главного двигателя вблизи берега. Первые эксперименты в этом направлении, проведенные в шестидесятых годах Корпусом военных инженеров США, оказались успешными.

Опытный образец реактивного якоря весом 102 кг на испытаниях показал держащую силу, превышавшую 22 т. Вставленная в корпус якоря ракета начинала действовать, когда он достигал грунта. Под действием этой реактивной силы якорь заглублялся в твердый грунт на 10 м.

Второй образец ракетного якоря весом 6,8 т показал на твердом грунте держащую силу в 135 т, то есть держащую силу обычного якоря весом 19 т.

Оба реактивных якоря рассчитаны на разовое действие: выдернуть их из грунта практически невозможно. Нажав кнопку, командир корабля подрывает патрон, разобщающий якорь и якорь-цепь. Если в мировом танкерном судостроении не прекратится гигантомания, такие якоря пойдут в массовое производство и вытеснят привычные нам конструкции.

Заключение

Прежде чем сделать заключение, кратко напомним основные этапы развития якоря.

Использование древними мореходами якорных камней, корзин, мешков и колод с камнями или кусками олова… Робкие попытки увеличить держащую силу якорного камня кольями и прикрепленными сучьями… Применение деревянных крюков. Наконец, изобретение штока, обеспечивающего переворачивание якоря на рога. Распространение деревянных конструкций якорей с каменными и свинцовыми штоками… Появление первых якорей из железа. Изобретение лап, и… никаких усовершенствований в течение 14 веков…

Потом открыли чугун и применили водяные мельницы для приведения в действие кузнечных молотов и горновых мехов, что во многом способствовало улучшению технологии якорного производства. В России и во Франции появились первые описания и инструкции по технологии производства якорей.

Заметим, что вплоть до начала XIX века форма якоря оставалась такой, какой ее изобразили римляне на колонне Траяна в 113 году до н. э.

Как уже говорилось, первое в истории научное обоснование наивыгоднейшей формы и пропорций отдельных частей якоря принадлежит выдающемуся математику своего времени И. Бернулли (не зря его знаменитый «Мемуар о якорях», написанный в 1737 году, был удостоен высшей премии Французской Академии наук). Потом появление печатных работ, которые коренным образом изменили технологию производства якорей (Перинг и Котселл).