Часть третья КАК ПОСТРОИЛИ ПАРОХОД

ТАМ, ГДЕ СУДА ЗАРОЖДАЮТСЯ

С незапамятных времен человек бессознательно использовал законы плавучести.

Свыше 2200 лет прошло с тех пор, как стал известен закон Архимеда. Но только в последние двести — триста лет люди стали разумно подходить к постройке судна.

Долгое время судостроение было искусством, знакомым только небольшому числу мастеров-умельцев. Бывало, спросят такого бородатого умельца, обтесывающего топором брусья корабельного корпуса:

— Как ты, братец, выводишь такие ровные и плавные борта?

— Как? А вот станешь и поведешь вдоль борта глазом, оно и видно тотчас. Где неровно, — обстругаешь, а где заклад-

ку лишнюю положишь. Все так делают. И прадед мой так делал...

Поколениями накапливался драгоценный опыт. Тайны ремесла передавались, как самое дорогое в семье, — от отца к сыну. Так, в Англии около двухсот лет гремела фамилия Петтов — семьи, умевшей строить особенно удачные корабли. Ясно, что строились они «по старинке». Без всяких расчетов и мудрых проектов, а по «дедовским» секретным заветам.

Во Франции в середине XVII века было пятьсот корабельных мастеров. Но из них четыреста девяносто шесть даже плохо представляли себе, что и от чего зависит при выборе размеров и форм судна.

Кое-как подсчитать водоизмещение уже построенного судна они еще могли. Но предсказать заранее мореходные качества строящегося корабля не мог никто. Какая у него будет осадка, сколько пушек или груза он возьмет, можно было выяснить только после того, как корабль был спущен на воду и оснащен.

Но вот в 1666 году английский мастер Антони Дин во всеуслышание объявил осадку линейного корабля «Руперт», который еще стоял на стапеле. Это всех так заинтересовало, что на торжественную церемонию спуска приехал сам король со всеми адмиралами и свитой. Конечно, никто из них Дину не верил. И каково же было всеобщее удивление, когда спущенный корабль сел в воду именно на ту глубину осадки, которая была предсказана корабельным мастером! Его величество был в восторге.

Антони Дин был первым судостроителем, применившим математику при составлении точного проекта судна. А ведь составить проект — это и означает определить наиболее выгодные размеры и очертания корпуса и все качества судна до начала его постройки.

С тех пор далеко вперед ушли наука и техника судостроения. Теперь уже ничего не делается на глазок и «по старинке». Прошла пора потомственных мастеров, знающих секретные дедовские приемы. Теперь все подчинено единому, подтвержденному расчетами инженерному проекту.

Но при составлении проекта современного судна приходится иметь дело и со стальным корпусом, и с различными механизмами, и с электрооборудованием, и с приборами судовождения. Знать все эти разнообразные элементы судна одинаково хорошо не может никто. Вот почему судно проектируют не один, не несколько человек, а сотни конструкторов самых разнообразных специальностей, собранных в конструкторское бюро. Они работают в огромных чертежных залах. В их распоряжении богатые технические библиотеки, лаборатории, умные счетные машины, мастерские и бассейны для испытания моделей судов.

Разработка проекта—дело очень сложное и долгое. Бывает, что она тянется дольше, чем постройка судна. Вообразите себе такое гигантское сооружение, как современный двенадцатипалубный пароход длиною в 300 метров. Ведь это целый плавучий город, со множеством мощных механизмов и сложных приборов, электростанций, сотнями жилых и служебных помещений, — словом, со всем тем, что потребуют 4000—5000 его «жителей». Но этот город не стоит, а двигается по волнам океана, да еще со скоростью 60 километров в час! Такой пароход собран из десятков тысяч различных частей — от огромных, как дом, стальных конструкций корпуса до самых точных и мелких деталей аппаратуры.

От каждой из деталей, от того как они пригнаны друг к другу, зависит судьба судна, а значит, — жизнь сотен и тысяч людей. Исправить какой-либо изъян при шитье костюма легко. А попробуйте перекроить и переделать уже собранный узел механизма или корпуса судна, изготовленный из твердого металла! Вряд ли что из этого выйдет. А если и выйдет, то с большими трудностями и затратами денег.

Поэтому нужно все предусмотреть и распланировать заранее — на бумаге, на чертежах.

Чтобы строить судно, надо до мельчайших подробностей знать, как оно будет выглядеть и что потребуется для его оборудования и оснащения. Сколько и каких материалов для него понадобится.

Нужно быть уверенным заранее в его прочности, в том, что оно возьмет именно столько груза, сколько предполагается, в том, что плавание будет и безопасным и быстрым.

Мы уже знаем, что быстроходным можно сделать любое судно, если установить на нем соответствующей мощности двигатель. Но так делать нельзя. Ведь такой двигатель иногда будет весить и занимать места столько, что судну некуда будет и грузы брать.

А если увеличить размеры судна, чтобы груз все-таки взять, то увеличится сопротивление воды движению судна.

И придется, чтобы не уменьшать скорости. .. ставить двигатель еще мощнее прежнего!

Выход из этого «заколдованного круга» только один: нужно правильно сочетать все эти противоречащие друг другу стремления. Чтобы ни скорость не увеличивалась в ущерб грузоподъемности, ни наоборот.

Разумное решение этих вопросов во многом зависит и от того, насколько удачно выбраны размеры и форма корпуса парохода.

Сколько груза должно брать будущее судно и какую примерно скорость хода оно должно иметь, — конструкторы знают из задания. Поэтому разработка проекта и начинается с определения таких размеров судна, в которые уместились бы и нужное количество груза и двигатель.

После того как подобрали подходящую форму корпуса и начертили теоретический чертеж, подсчитывают водоизмещение. А одновременно по теоретическому чертежу изготавливают модель, которая испытывается в опытовом бассейне.

Как производятся испытания, — вы уже знаете. В результате испытаний уточняют, какую мощность должен иметь двигатель, чтобы судно двигалось с заданной скоростью, и улучшают форму корпуса.

Много изобретательности проявляют конструкторы, когда они составляют чертежи общего расположения. Нелегко разместить в ограниченном пространстве парохода множество механизмов, устройств и помещений. В просторных корпусах фабрики или завода это не вызвало бы никаких затруднений. Другое дело на пароходе, где приходится учитывать каждый квадратный метр площади.

Одновременно с составлением проектных чертежей производятся необходимые расчеты. По теоретическому чертежу определяют мореходные качества парохода: плавучесть, остойчивость, непотопляемость и управляемость. Если они окажутся плохими, то приходится снова переделывать проект.

При расчете непотопляемости находят необходимое число переборок. Ведь надо разделить корпус на отсеки так, чтобы при аварии и заполнении водой даже сразу двух соседних отсеков судно все-таки не тонуло.

Большую работу проделывают конструкторы для того, чтобы подобрать вид и проставить такие размеры деталей корпуса парохода, чтобы он был прочным.

Как же устроен этот корпус?
 

Он состоит из стальной оболочки, не пропускающей внутрь судна воду, и скелета, подкрепляющего оболочку. Стальная оболочка судна — это наружная обшивка, а также настил палубы. Плотно обтянуть скелет обшивкой нелегко. Ведь длина судов достигает 300 метров, а ширина — 35. Толщина же обшивки бывает 20 и более миллиметров. Поэтому наружную обшивку и настилы палуб изготовляют не из одного полотнища, а из многих отдельных листов. Каждый ряд листов по длине судна называют поясом или поясьем. У каждого пояса наружной обшивки свое название: горизонтальный киль, днищевой, скуловой, бортовой, а верхний пояс — у верхней палубы — называют ширстреком. Правда, выше ширстрека есть еще пояс — фальшборт, — но он гораздо тоньше остальных поясов обшивки, да и назначение его совсем другое: без фальшборта плохо пришлось бы и людям и предметам, находящимся на открытой палубе. Их бы смыло за борт набежавшей волной.

Настилы палуб, как и наружная обшивка, тянутся вдоль судна параллельными поясами. Иногда стальной настил покрывают сверху деревянным, чтобы не скользила нога.

Скелет судна образуется так называемым набором корпуса. Главная часть набора — вертикальный киль. Это длинная и высокая полоса, опирающаяся на горизонтальный киль. Она сварена из отдельных листов и идет вертикально по всей длине судна. В оконечностях судна к вертикальному килю присоединяют прочные наклонные брусья из литой и кованой стали. Носовой брус — форштевень, а кормовой — ахтерштевень. С обеих сторон вертикального киля идут несколько таких же продольных полос, но они меньшей толщины и длины. Это днищевые стрингеры. А поперек судна установлены флоры. Днищевые стрингеры, флоры и вертикальный киль несут на себе сплошной стальной настил — внутреннее дно. Этот настил, как и палуба, состоит из продольных поясов. А между ним и наружной обшивкой днища образуется междудонное пространство. Часть днищевых стрингеров и флоров имеет отверстия для облегчения веса и для того, чтобы мог пролезть человек. Другая часть — без отверстий. Таким образом, все междудонное пространство делится на множество изолированных отсеков. В этих отсеках хранятся топливо для котлов, смазочное масло, пресная вода, водяной балласт.

Продолжением флоров выше внутреннего дна являются часто расставленные поперечные ребра — шпангоуты. На них и накладывают листы бортовой обшивки. Шпангоуты по длине судна скрепляются мощными продольными балками, которые называют бортовыми стрингерами. По высоте борта ставят два, три и даже четыре бортовых стрингера. Верхние концы шпангоутов поперек судна — с борта на борт — соединяются горизонтальными балками — бимсами. На бимсы, как пол на междуэтажное перекрытие, ложатся стальные настилы палуб. А бимсы скрепляются продольными горизонтальными ребрами — карлингсами, которые в свою очередь подпираются вертикальными стойками — пиллерсами.

Важной частью корпуса судна являются поперечные переборки. Существуют правила, которые предусматривают определенное количество и порядок расположения переборок, смотря по тому, какого размера судно и для чего оно предназначено. Конструкция переборки довольно проста: это полотнище, подкрепленное вертикальными и горизонтальными ребрами — стойками.

Проектируя корпус, конструкторы следят за тем, чтобы прочность его не была излишней, а размеры частей слишком большими. Ведь в этом случае корпус будет утяжеленным и судну, чтобы сохранить то же водоизмещение, придется брать меньше полезного груза. Поэтому, наоборот, идет борьба за облегчение корпуса. Помочь в этом может применение самой высококачественной стали. Такая сталь повышает прочность конструкций корпуса без увеличения их размеров, а значит, — и веса.

После разработки проекта судна изготовляют рабочие чертежи. По этим чертежам в цехах разных заводов обрабатывают, а потом и собирают в одно целое части корпуса, механизмов и различных устройств судна.

Долгие месяцы, а то и годы напряженной работы над проектом остались позади. Стали известными точные размеры всех частей будущего судна, водоизмещение, мощность его механизмов, нужное количество материалов и оборудования. Расчетами нашли все качества будущего судна, необходимые ему для безопасного плавания. Проект готов.

Судно зародилось на бумаге в виде линий и цифр, в виде толстых книг математических расчетов и сотен, а то и тысяч чертежей. Пора начинать его постройку на заводе.