Русские инженеры
Шрифт:
Классические работы Крылова создали ему мировую славу, и до конца дней своих Алексей Николаевич считался виднейшим теоретиком кораблестроения. Но если теоретик Крылов мог удовлетвориться блестящим решением проблемы, то для инженера Крылова только начиналась пора беспокойства.
Дело в том, что все механические процессы протекают на качающемся корабле совершенно иначе, чем на суше. Не только компас или маятник ведут себя на качающемся корабле по-другому, но качка дает себя знать и на многих других аппаратах, обслуживающих корабль.
Техника артиллерийской стрельбы по цели, например, на корабле при качке значительно сложнее,
Наконец после внимательного изучения действия «цистерн Фрама», предназначавшихся для успокоения колебаний корабля на волнении, Алексей Николаевич предлагает свой собственный успокоитель в виде гироскопического прибора. Теорию его он разработал вполне, и она вошла нынче во все учебные курсы. Но Морское министерство не пожелало отпустить средств на постройку такого гироскопического успокоителя, и они впервые появились за границей.
Если аналитический ум Алексея Николаевича оказывал ему помощь как инженеру, то, в свою очередь, инженерно-техническая мысль Алексея Николаевича нередко вела его как теоретика, к постижению таких явлений, перед которыми оказывались бессильными математические построения.
Весьма загадочной, например, представлялась судостроителям внезапно наступавшая вибрация корабля. Как будто без всяких причин некоторые суда при какой-то скорости хода в некоторых своих частях начинают недопустимо сильно вибрировать. Известен, например, в этом отношении огромный океанский пароход «Нормандия», построенный незадолго до второй мировой войны. Вибрация достигала на нем такой силы, что он весь дрожал, раскачивались, звенели люстры, посуда в буфете, и на корабле стоял нестерпимый шум.
Пароход после нескольких рейсов был отправлен в док для исправлений, однако полностью вибрацию судна не уничтоживших.
В русском флоте впервые вибрация наблюдалась в значительных размерах на крейсерах «Громобой» и «Баян», вышедших на испытания в 1900 году. Вибрация делала невозможной артиллерийскую стрельбу. Опыт показывал, что при уменьшении числа оборотов машины уменьшалась и вибрация, но в чем заключалась связь между тем и другим, никто не понимал, и никаких действительных средств для борьбы с вибрацией не находилось.
Алексей Николаевич задумался над загадочным явлением и пришел к выводу, что вибрация кораблей относится к разряду резонансных явлений.
Вот примеры таких явлений. Известно, что раскачать тяжелый колокол может и ребенок, если он станет тянуть веревку не как попало, а приноравливаясь к темпу качаний самого колокола, потому что при этом складываются вместе действия отдельных толчков. Так же хорошо известно, что камертон, настроенный на определенный тон, соответствующий определенному числу колебаний в секунду, по этой же причине особенно сильно отзывается на сторонний звук такой же высоты.
При наступлении резонанса действие силы может иметь разрушительные последствия. Были случаи, когда прочные мосты рушились под влиянием ритмичного шага проходящей воинской части. Так разрушился в Петербурге Египетский мост через Фонтанку, причем во время катастрофы погибло около сорока солдат. Сейчас при вступлении воинской части на мост обязательно
Алексей Николаевич доказал, что и вибрация корабля является следствием наступления резонанса. Сильная вибрация судна наступает тогда, когда период толчков работающего механизма, большей частью поршневого, начинает совпадать с периодом колебаний самого корабля или отдельных его частей. Корабль ведет себя в этом отношении подобно колоссальному камертону, отзывающемуся на звук струны.
Разработанной Алексеем Николаевичем теории посвящена его монография «Вибрация судов». Он не только дает полную и ясную картину сущности явления, но и указывает способ борьбы с ним, вошедший в практику судостроения во всем мире.
И еще одна большая работа Крылова получила огромное практическое значение в судостроении — это учение Алексея Николаевича об устойчивости, или, как говорят моряки, об остойчивости, корабля. Исследования Крылова, в результате которых было дано чрезвычайно простое решение проблемы непотопляемости корабля, наложили отпечаток на все мировое судостроение в настоящее время.
Дело сводится к следующему.
Чтобы предохранить корабль от гибели при аварии подводной части, строители издавна делят подводную часть судна на «отсеки», герметически изолированные друг от друга. Вода, при аварии корабля, затопляя один или два смежных отсека, не проникает дальше, и корабль продолжает держаться на воде. Из затопленного отсека воду выкачивают, и судно так или иначе продолжает плавание. Однако повреждения, наносимые минами, так велики, что об удалении воды насосами не может быть и речи. В этих случаях обычно корабль накреняется и зачерпывает воду надводной частью, теряет управляемость и остойчивость, а в конце концов опрокидывается и погибает.
Схема искусственного затопления отсеков морского судна по А. Н. Крылову.
Подобным образом погибло не мало кораблей. Одним из самых ярких примеров такой катастрофы может служить гибель огромного океанского парохода «Титаник», налетевшего на айсберг — ледяную глыбу — в ночь с 14 на 15 апреля 1912 года. При катастрофе корабль потерял остойчивость и затонул. Погибло около двух тысяч человек. Причина этой катастрофы лежала в неумении команды парохода использовать запас плавучести судна для его спасения.
Надо, впрочем, оговориться, что решение такого рода задач стало легким и доступным лишь после того, как Алексей Николаевич Крылов нашел для них простое решение.
В 1900 году он начал работать в «Опытовом бассейне», где производились всякого рода опыты с моделями судов. С самого начала работы Алексей Николаевич придавал особенное значение «натурным испытаниям» судов, чтобы проверять, в какой мере «модельные испытания» им соответствуют. Для этих «натурных испытаний» в 1902 году он построил прибор, определяющий удлинения того или иного участка судовой связи при воздействии на корабль тех или иных сил. Испытывая прибор на крейсере «Аскольд», плававшем у берегов Франции, Крылов получил тревожную телеграмму, призывавшую его в Тулон, где проходил заводские испытания крейсер «Баян». У корабля обнаружилась сильная вибрация, и приемщики корабля обратились к Крылову за помощью.