Николай Болгаров - По морям, по волнам

Какие же явления наблюдаются при качке судна? И как можно предотвратить последствия качки или хотя бы немного обезвредить ее?

Качка бывает трех видов: килевая, или продольная, когда судно качается вокруг поперечной оси, расположенной где-то в его средней части; бортовая, или боковая, когда судно качается вокруг продольной оси, и вертикальная, когда могучая сила волнующегося моря, как на огромном лифте, поднимает весь корпус судна вверх, чтобы затем опустить его так же прямо в бездну между волнами.

Все виды качки в условиях волнения на море дают себя знать одновременно.

Наиболее вредна для человеческого организма и для судна бортовая качка.

Что же требуется от всякого судна, чтобы оно успешно противостояло такой качке?

Еще древнеримский ученый Сенека говорил: «Чтобы корабль хорошим именовался, его надо сделать непоколебимым». Это значит — всеми средствами добиваться от корабля умеренности и плавности качки. А плавность и умеренность качания судна в первую очередь зависят от величины размаха и периода качки.

Положим, мы как-то раскачали судно на тихой воде. Оно будет крениться то на правый, то на левый борт. Размах качки — это угол наклонения судна от крайнего положения на один борт до крайнего положения на другой борт. А период качки — это время, в течение которого судно совершает двойной размах: с борта на борт и обратно.

Период качки — очень важная величина. По ней судят о характере качки. Чем меньше период, тем порывистее качка, тем сильнее она отражается на человеческом организме, на прочности корпуса судна и работе механизмов.

Наименьший период качки — до 12 секунд — обычно бывает у грузовых пароходов. Наибольший — до 30 секунд — у самых крупных пассажирских.

Поперечная качка судна.

Судно с малым периодом качки попадает в наихудшие условия даже при небольшом волнении. И наоборот, судно с большим периодом качки качается плавно и мало поддается влиянию волн. Качания судна на тихой воде называются свободными, или собственными колебаниями. В море во время волнения, кроме свободных, появляются еще вынужденные колебания судна от действия волн.

Вынужденные колебания судна имеют период, равный периоду волн, раскачивающих судно. Что это за период?

Легче всего определить этот период во время морской зыби, то есть волнения при стихшем ветре. Тогда волны движутся так, как это изображается в театрах: перемещают огромное полотно, а зрителям кажется, что волнуется море.

По всему морскому простору, ряд за рядом, бегут вдаль громадные, округлые, без пенных гребней волны. Это выведенное из покоя море никак не может еще утихомириться.

Морская зыбь дает возможность легко различить самое высокое место волны — ее гребень и самое низкое — подошву. Вот мы наблюдаем, как гребень одной волны прошел какую-то точку. Затем через эту же точку проскочил гребень следующей волны. Периодом волны и называют то время, за которое два гребня последовательно идущих волн пройдут одну и ту же точку.

Еще легче определить период волн, если проследить качание на мертвой зыби какого-либо буйка. Для этого надо, конечно, иметь секундомер. Начнет буек подниматься кверху, — нажмите кнопку. Опустится буек на прежнее место и опять начнет подниматься, — остановите стрелку. Секундомер как раз и отсчитает вам в секундах период волны Размеры волн и их период бывают очень большой величины. Зимою в океанах встречаются волны длиною до 300 метров и периодом больше 12 секунд. Их высота доходит до 12 метров, а иногда и до 20 метров.

Самым опасным для судна при качке является случай совпадения периода свободных колебаний судна с периодом волны. Размах качки сразу достигает 40–60°. Тут судне может даже опрокинуться. Чтобы избежать этого, опытные капитаны своевременно меняют курс. Они так направляю! судно относительно гребней волн, чтобы сразу же изменить соотношение между периодом свободных колебаний и периодом волны. Тогда судно будет качаться меньше и спокойнее.

Ученые давно уже добиваются того, чтобы качка не мучила людей и не мешала работать морякам. В результате было придумано много средств для успокоения качки, удачных и неудачных. О них мы теперь и расскажем.

Для уменьшения бортовой качки ставят боковые кили. Это широкие, наклонные книзу, стальные полосы шириной в 400–700 миллиметров. Их крепят к подводной части борта, поближе к днищу, — как говорят моряки — на скуле. Боковые кили сдерживают размахи судна, тормозят их, опираясь на воду. Опытом установлено, что боковые кили на одну треть уменьшают размахи качки. Они не избавляют людей от «морской болезни», но зато уменьшают вредное действие качки на прочность корпуса судна.

Боковые кили.

Первым, кто попытался избавить людей от мучений при качке, был английский инженер Бессемер. По профессии Бессемер был металлургом. Но непредвиденное обстоятельство заставило его стать кораблестроителем. Как-то, путешествуя по морю, Бессемер попал в сильный шторм. Много часов прокачался он на пароходе, насмотрелся на страдания людей от ужасной качки. И Бессемер решил создать такой пароход, где пассажиры чувствовали бы себя, как на твердой земле. Несколько лет добивался он своей цели.

И вот в 1875 году был спущен на воду невиданный пароход «Бессемер». Внешне он особенно не отличался от других пароходов. Зато его внутренность изумляла всех.

Судно Бессемера.

В средней части судна был выгорожен огромнейший «ящик». В нем размещались все пассажирские помещения. «Ящик» не составлял одного целого с корпусом парохода. Он как бы вставлялся внутрь судна и подвешивался на осях к раме, накрепко соединенной с корпусом. Рама была устроена так, что, как бы пароход ни качался, «ящик» всегда оставался в одном — горизонтальном положении.

По замыслу Бессемера, это должно было избавлять пассажиров от неприятностей при бортовой качке. Бессемер не забыл и о продольной качке парохода. Чтобы уменьшить ее влияние, он сделал пароход очень длинным.

Казалось, Бессемер все предусмотрел, чтобы люди не страдали при качке. Пусть на море бушует шторм, пускай пароход качается как угодно, пассажиров это не должно касаться.

Но все же Бессемер не был специалистом кораблестроения. Поэтому он не предусмотрел главного, — как будет плавать такой пароход. При первом же рейсе это и сказалось. Чересчур тяжелый «ящик», качаясь на раме, часто нарушал равновесие судна. «Бессемер» терял остойчивость. Много хлопот доставляла капитану и большая длина парохода. Такой пароход плохо слушался руля.