Читать интересную книгу Конструкции, или почему не ломаются вещи - Гордон Джеймс Эдвард

В ту пору военные корабли во время сражений таранили друг друга, поэтомуим необходимо было выдерживать большие и внезапные нагрузки. И гипосомабыла тут незаменима: без нее немыслимо было не только сражаться, но и простовыходить в открытое море. Если в современной практике при разоружении военныхкораблей вынимают замки из орудий, то в античные времена, чтобы обезоружитьтриремы, достаточно было просто снять гипосомы.

Совершенно очевидно, что афинские корабелы были хорошо знакомы с основамисооружения ферм, поэтому естественно напрашивается вопрос, почему же такиезнаменитые афинские архитекторы, как Мнесикл и Иктин, не подхватили туже идею при постройке своих храмов. Возможно, аналогия между провисаниеми выгибанием не приходила им в голову, а может быть, они просто никогдане сидели за одним столом с корабельными мастерами. В конце концов, сколькоархитекторов сегодня хоть раз беседовало о своих конструкциях с судостроителями?

Когда хрупкие весельные боевые галеры вышли из употребления, надолгоисчезли и выгибающие устройства. Однако американские речные пароходы XIXв. прогибались почти так же, как и греческие триремы или египетские судана Ниле. Их деревянные с небольшой осадкой корпуса рождали те же проблемы,и американцы разрешали их тем же способом, что и древние египтяне. Всеамериканские речные пароходы были снабжены "египетской" оснасткой. Отличиесостояло лишь в том, что растягиваемые части были выполнены из железныхстержней, а не из папирусных канатов, и натягивались они с помощью винтовыхпар, а не испанского ворота. Участвовавшие в гонках шкиперы утверждали,что могут "выжать" из своих пароходов лишние пол-узла, просто регулируянатяжение тросов и изменяя тем самым форму корпуса. Тот факт, что корпусау этих пароходов текли еще сильнее, чем у греческих трирем, не имел особогозначения, ибо все они были снабжены паровыми помпами.

Во множестве разновидностей фермы присутствуют и в оснастке любого парусногокорабля. Весьма вероятно, что парус - тоже египетское изобретение, ибона Ниле почти весь год ветры дуют против течения и грузовые суда моглиподниматься по реке с попутным ветром, а спускаться вниз по течению, какони это делают и сейчас.

Первая задача при сооружении парусного корабля - это воздвигнуть мачту,чтобы поднять на нее парус. Вторая и гораздо более трудная задача - удержатьэту мачту в вертикальном положении. Вообще мачты парусного корабля - этообыкновенные столбы или стойки, удерживаемые с разных сторон системой натянутыхканатов, которую моряки называют "стоячим такелажем" - вантами и штагами.Если жесткость корпуса позволяет в нужной мере натянуть ванты, то почтивсегда такая конструкция оказывается наилучшей. Расчет показывает (мы увидимэто в гл. 13), что она имеет наименьший вес и стоимость. Египтяне не делалиподобных расчетов; больше того, они о них и не задумывались. Их заботилотолько то, как найти какой-нибудь способ для поддержки этой новой штуки- паруса - над сделанным из тростника корпусом, чтобы не выбиваться изсил от гребли.

Потратив немало времени на разработку парусного оснащения надувных спасательныхлодок, которыми снабжались бомбардировщики[79], ямогу посочувствовать древним египтянам, занимавшимся этим делом.

Надувной корпус резиновой лодки почти так же гибок и податлив, как икорпус египетского тростникового судна. Трудно ожидать, что к предметувроде мокрого мяча или хлипкой вязанки тростника удастся прикрепить тугонатянутые канаты. При этих обстоятельствах сама идея стоячего такелажастановится довольно смехотворной. Поэтому египтяне весьма разумно помещалиповерх корпуса своей каракатицы нечто вроде треугольника, или фермы А-образнойформы (см. рис. 98). Эта конструкция прекрасно работала на Ниле; я завидовалдревним египтянам, нашедшим решение проблемы, но, к несчастью, оно не годилосьдля спасательных лодок. Египтянам не нужно было делать складной оснастки,упаковывать ее в небольшой ящик, который необходимо было еще втиснуть всамолет, и без того набитый сверх всякой меры.

Греческие и римские торговые суда имели уже достаточно прочные и жесткиекорпуса, которые могли выдержать создаваемую стоячим такелажем нагрузку.Мачты у них располагались посередине корабля и поддерживались обычнымивантами и штагами. Однако даже большие римские корабли редко несли большеодной мачты, на которой кренилась одна длинная рея с большим квадратнымпарусом. И так продолжалось вплоть до бурного расцвета мореплавания в эпохуВозрождения. Именно тогда стала усложняться оснастка больших кораблей,увеличилось число мачт и парусов. Примерно в это время одиночная мачтабыла заменена тремя мачтами, называемыми фок-, грот- и бизань-мачтами.Затем мачты стали подрастать в вышину и в дополнение к нижнему квадратному,курсовому, парусу над ним располагались квадратный марсель, затем брамсельи наконец бом-брамсель. (Еще более высокие "небесный" и "лунный" парусапоявились много позднее, в разгар эры клиперов.)

Традиционно каждый парус - курсовой, марсель, брамсель и бом-брамсель- крепится на отдельной секции мачты. Над нижней частью мачты идет стеньга,затем брам-стеньга и т. д. Каждая секция мачты делается из отдельного бревнаи удерживается в нужном положении сложной и хитроумной системой вант ирастяжек. Система устроена таким образом, что при необходимости все верхниечасти мачты и реи могут быть разобраны и спущены на палубу. Так как самыебольшие брусья весят по нескольку тонн, требуется не только мастерство,но и немалое присутствие духа, чтобы опускать и поднимать такие громоздкиепредметы на качающемся корабле. Большой корабль имел команду примерно из800 человек, большинство из них могло бы посрамить как верхолазов, таки тренированных атлетов.

Парусные учения британского флота на Средиземном море в 40-х годах прошлоговека стали легендой. Адмирал, закончив завтрак, мог подать сигнал: "Всемкораблям сменить стеньги. О затраченном времени и числе несчастных случаевдоложить". Очень возможно, что так оно и было. Известно, что парусноеснаряжение таких линкоров британского военно-морского флота, как "Марлборо",за считанные минуты могло быть снято вплоть до нижних мачт силами самогоэкипажа и столь же быстро поставлено снова. Такие учения не были пустойтратой сил. Корабли обычно были снабжены достаточным запасом брусьев, ибезопасность в случае аварии или повреждения в бою, как правило, зависелаот того, как быстро могут быть заменены поврежденные мачты. С некоторымчислом несчастных случаев на учениях и маневрах в мирное время приходилосьмириться, так же как мы миримся о несчастными случаями при занятиях верховойездой и альпинизмом.

Строительная механика, на которой все это зиждилось, в своем роде быласовершенной. Она заслуживает внимания и уважения современных инженеров,склонных задирать нос перед предками. Сложность оснастки последних парусныхкораблей вы оцените, посмотрев на "Викторию" (рис. 99) или "Катти Сарк".Общая высота грот-мачты "Виктории" была, например, около 67 м. Длина ееглавной реи составляла 30 м, но при необходимости ее можно было увеличитьдо 59 м с помощью выдвижных рей. Весь этот огромный механизм работал, иработал безотказно, годами, в тяжелых условиях бурного моря и ветра, будучикуда как надежнее большинства современных машин.

Рис. 99. Военный корабль "Виктория". Его мачты представляют собой прекрасныйпример консольной балочной конструкции очень больших размеров.

Среди всего обилия самых разных типов ферм мачты больших парусных кораблей- одна из самых прекрасных и совершенных конструкций, когда-либо созданныхчеловеком. Ценой значительных усложнений удалось довести вес всей устремленнойвверх конструкции до безопасных значений. Но когда около 1870 г. на парусныхвоенных судах были введены тяжелые орудия, устанавливаемые во вращающихсябашнях, то оказалось, что сеть вант и других канатов чересчур ограничиваетсектор стрельбы. Поэтому некоторые броненосцы, например знаменитый "Кэптэн",имели мачты в форме треноги, что позволяло несколько увеличить сектор обстрела.Если хотите, это было возвратом к египетскому методу сооружения мачт. Однакочрезмерный вес этих конструкций плохо влиял на и без того недостаточнуюостойчивость таких кораблей. Высокие тяжелые мачты, несомненно, сыгралисвою роль, когда штормовой ночью в Бискайском заливе перевернулся шедшийпод парусами "Кэптэн". Погибло почти пятьсот человек экипажа.