Якоря
Шрифт:
Тщательные опыты в натурных условиях дали Хейну возможность понять, почему якоря Холла во время длительных стоянок при сильных ветрах «ползут», т. е. периодически выдергиваются и после некоторого протаскивания забирают снова. Моряки давно обратили внимание на это нежелательное, а порой и опасное, поведение втяжных якорей, но не могли понять его причину. А она, как это установил бременский инженер, крылась в самой форме якоря.
Оказывается, почти все создатели «патентованных якорей» стремились в первую очередь добиться того, чтобы лапы возможно быстрее входили в грунт. Однако никто из них не смог придумать ничего лучше, кроме захватов, выступающих в виде плит, лопат, крюков и всевозможной формы приливов в литых конструкциях якорей. В этих-то захватах, как говорится, и «была зарыта собака»! Их форму и размер конструкторы назначали «на глазок», и, как правило, опыты на моделях не проводились. Большие захваты самой
Интересно, что это явление не заметили ни на одном из официальных испытаний втяжных якорей: ни в Англии, ни во Франции, ни в Германии. Ведь якоря испытывали тогда каких-нибудь два-три часа, а не сутками во время шквалистых ветров на открытых рейдах. Больше того, раньше считали: чем больше якорь нагребает впереди себя грунта, тем лучше! Вспомним испытания якорей, проведенные Британским Адмиралтейством в сентябре 1891 г. на броненосце «Гироу». Ведь тогда после двадцати минут буксирования каждого из пяти якорей на грунт посылали водолазов измерить длину прорытой якорем борозды и зафиксировать форму и величину образовавшегося бугра. Никому и в голову не приходило, что именно этот бугор спустя некоторое время будет способствовать тому, что якорь окажется выдернутым из грунта. Наконец, стало ясно, почему на испытаниях в 1891 г. якорь Холла уступил первое место по величине держащей силы якорю Инглефильда. Тогда английские специалисты объясняли это более длинными лапами инглефильдовской конструкции. На самом же деле якорь Холла просто не мог зарыться в грунт так глубоко, как якорь Инглефильда, у которого вместо захватов был сравнительно узкий вкладыш в средней части рогов.
168. Якорь Хейна
Выявив в своем исследовании два промаха предшествующих изобретателей втяжных якорей — большой разнос лап и чрезмерно большие захваты, Генрих Хейн разработал принципиально новую конструкцию. На литой коробке его якоря нет каких-либо выступающих под прямым углом приливов и захватов. Коробку с лапами якоря можно даже назвать «обтекаемой». Лапы якоря максимально сближены. С одной стороны, это исключает появление пары сил, но с другой — якорь на грунте оказывается очень валким. Достаточно одного резкого отклонения якорь-цепи в сторону, и якорь опрокидывается на бок. Поэтому изобретатель сделал своего рода стабилизатор, отлитый вместе с коробкой. Расположенный в головной части, он не мешает втягиванию якоря в клюз. Держащая сила якоря Хейна на испытаниях оказалась в четыре раза выше, чем якоря Холла. Он глубже уходил в грунт, хотя забирал грунт позже, чем якоря с захватами.
А как же вообще этот якорь забирает грунт? — вправе спросить читатель. — Почему разворачиваются его лапы, если им нечем зацепиться за ровный грунт?
Оказывается, скосы на коробке якоря и на стабилизаторах служат как бы направляющими плоскостями для лап упавшего на грунт якоря. Под действием веса лапы лежащего на дне якоря «смотрят» вниз, они уже ниже оси вращения коробки. Конструкция сбалансирована так, что при протаскивании якоря по грунту развернуться вверх лапы не могут. Достаточно им зацепиться носками за грунт, как они без особого сопротивления начинают зарываться.
169. Якорь Грюзона-Хейна
Хейн считал: лучше потерять немного времени на зарывание якоря, но выиграть в величине держащей силы. И действительно, его якорь держал лучше всех втяжных якорей, изобретенных до него. Исследования бременского инженера не остались незамеченными. За работу «Исследование по держащей силе якоря и принцип работы якорей различных конструкций» автор в 1930 г. был удостоен в Германии ученой степени доктора технических наук. На предложенную конструкцию своего якоря Хейн получил патент (рис. 168). В промышленное производство якорь Хейна пошел в видоизмененном
Работа Хейна — четвертый крупный переворот в эволюции конструкции якорей. Фактически с него началось появление так называемых якорей повышенной держащей силы. Наиболее дальновидные конструкторы, поняв ценность сделанного открытия, пошли по пути немецкого инженера из Бремена.
Расчет Ричарда Дэнфорта
Солнечным апрельским утром 1948 г. от причала американской военно-морской базы в Сан-Франциско отошел небольшой буксир. На его кормовой палубе толпились морские офицеры, члены Американской лоцманской ассоциации, представители Регистра Ллойда и Американского Бюро Судоходства. Выйдя на траверз острова-тюрьмы Алкатраз, буксир развернулся носом на приливное течение и остановил машину. Через кормовую киповую планку в воду на цепи отдали пятидесятифунтовый якорь Болдта.
Когда вытравили около пяти глубин якорной цепи и буксир дал малый ход вперед, стрелка на фунтовой шкале включенного в цепь динамометра дошла до цифры 100 и якорь «пополз».
После этого к цепи прикрепили обычный адмиралтейский якорь массой 75 фунтов и, вытравив в воду такую же длину цепи, стали протаскивать его по грунту. Перед тем как якорь сдвинулся с места, стрелка динамометра показала 187 фунт-сил. Потом таким же образом испытали «патентованный» адмиралтейский якорь из литой стали, весивший 28 фунтов. По держащей силе он немного уступил предыдущему, показав натяжение якорь-цепи в 181 фунт-силу. Четвертым к цепи прикрепили складной якорь Нортхилла в 20 фунтов. Он показал цифру 288 фунт-сил.
Наконец за борт бросили якорь с двумя сближенными лапами, сквозь основания которых был пропущен круглый шток. Этот якорь весил 29 фунтов. Буксир дал малый ход вперед и через некоторое время остановился, хотя его машина показывала ту же самую частоту вращения. Стрелка динамометра медленно пошла по кругу… Якорь продолжал держать. Корабль увеличил частоту вращения машины, но якорь по-прежнему его не пускал.
«Дайте машине полный вперед!» — скомандовал контр-адмирал Сомервил, возглавлявший комиссию. Взревели моторы, вздыбились за кормой струи от винтов, но судно не двигалось с места. Стрелка динамометра упиралась в ограничитель на цифре 6100 фунт- сил… «Какая-то чертовщина происходит! Якорь наверняка зацепился за камень», — послышались голоса членов испытательной комиссии. Судну дали малый задний ход. Оно прошло над якорем, таща за собой цепь, и развернулось на 180°. Якорная цепь сначала немного подалась, и стрелка динамометра вернулась к нулю. Но вот буксир опять потерял ход, и снова, по мере увеличения частоты вращения двигателя, стрелка динамометра стала приближаться к ограничителю за цифрой 6100 фунт-сил. Так повторялось несколько раз.
Никто не мог поверить, что якорь весом всего в 29 фунт-сил оказал сопротивление в 6100 фунт-сил, т. е. имел держащую силу, равную 210 фунт-сил на 1 фунт- силу своего веса. Это происходило на илистом грунте, под толщей которого в 3–6 футов была плотная глина. Решили испытать загадочную конструкцию на плотном песке средней зернистости. Буксир двинулся в глубь залива к берегу Окленда. Проба якорей проводилась здесь в той же последовательности. И опять вызвавший недоумение присутствовавших на буксире якорь вел себя точно так же: на предельной частоте вращения якорь-цепь, рассчитанная на усилие 8000 фунт-сил, лопнула. В момент обрыва стрелка динамометра показывала ровно 6000 фунт-сил.
Вот так выглядела таблица испытаний пяти якорей, проведенных в 1948 г. в заливе Сан-Франциско на песчаном грунте:
| Тип якоря | Вес якоря, фунт-силы | Натяжение динамометра, фунт-силы | Держащая сила, фунт-силы на 1 фунт-силу веса якоря |
| Болдта | 100 | 200 | 2,0 |
| Адмиралтейский обычный | 75. | 325 | 4,3 |
| Адмиралтейский патентованный | 28 | 500 | 17,9 |
| Нортхилла складной | 20 | 420 | 21,0 |
| «Марка-II» | 29 | 6000 | 206,9 |