Светлана Долгова - Ледокол «Ермак»

Чем отложе линии шпангоутов, тем нос корабля более приближается к ложкообразной форме, которая, по моему мнению, невыгодна для ломки льда. В Гангэ в 1898 г. я видел работу парохода «Муртайя» во льдах и лично наблюдал, как ложкообразный нос задерживает движение судна. Случалось несколько раз, что глыба льда попадала под носовую часть и там оставалась; затем к ней прилегала впереди нее другая глыба, к той – третья и т. д., пока перед носом не скапливалось этих глыб столько, что ледокол гнал перед собой целое поле разбитого льда, простиравшегося вперед на 100 и более футов, причем, однако, ширина его не превосходила ширины парохода. Это очень замедляло ход судна, так что оно наконец останавливалось; тогда давали задний ход, отступали немножко назад и с разбега перескакивали через поле, которое перед тем гнали перед собой. Такое явление можно объяснить лишь трением льда и снежного покрова о поверхность ледокола в носовой части. Это трение или в данном случае даже прилипание оказывалось достаточно, чтобы поглотить всю силу машины.

Совсем иная картина наблюдается при ломке льда судном, имеющим шпангоуты с меньшим наклоном. Глыба становится почти вертикально, и в этом положении она легче уступает путь. Трение не препятствует ей всплыть кверху, и если там нет места, то она уступает дорогу, входя на лед или вдвигаясь под лед.

«Муртайя» гонит лед перед носом

Чем более вертикальны линии шпангоутов, тем корпусу труднее, но с этим неудобством в Балтийском море легче считаться, чем с механическими трудностями преодоления трения. Носовая часть ледокола все равно недостаточно крепка для плавания в Ледовитом океане, и так как приходится ее перестраивать, то можно крепость довести до желаемой величины. Между тем, снимая передний винт, я лишаю ледокол одной четверти его силы, и надо чем-нибудь восполнить это. Полагаю, что отсутствие одной машины до некоторой степени уравновесится остротой обводов и большей вертикальностью шпангоутов.

Можно, однако, на дело смотреть иначе, и завод Шихау, конкурировавший вместе с другими, проектировал ложкообразный нос. Завод этот строил несколько ледоколов для Вислы, и, видимо, он совершенно не боится отлогих шпангоутов. Батоксы его ледоколов очень отлоги, но ватерлинии, в особенности нижние, совсем тупы. Ледоколы завода Шихау должны брать много льда подо дно. Работы этих ледоколов я не видел, и, может быть, в совершенно пресном речном льде обводы Шихау не худы, но по отношению к соленоводным ледоколам большинство авторитетных лиц высказывается против ложкообразного носа.

При составлении соображений о крепости проектируемой носовой части ледокола «Ермак», приходилось считаться с величинами очень крупными. Снятая нами кинематограмма показала, что нос ледокола, при набеге на тяжелый лед, восходит иногда на высоту 9 ½ фут. Быль сделан подсчет, какое вертикальное давление в этих условиях форштевень оказывает на ледяную поверхность. Прилагаемый график составлен в чертежной завода Армстронга, на основании данных кинематограммы и теоретических вычислений. В нем по оси ординат отложены расстояния, проходимые ледоколом при набеге на тяжелый лед. Масштаб 2,5 мм = 1 футу. При снятии кинематограммы лед обломился, когда ледокол прошел 22,4 фута. Завод считает, что если бы лед был достаточно крепок и носовая часть не имела уступа, то ледокол продвинулся бы до 35,8 фут.

Кривые зависимости сил и перемены дифферента при ломке льда набегом

Все то, что на графике показано правде линии 22,4 фута, можно отнести к наблюдениям, а что левее – дает данные предположительные при условии, что форштевень по всей своей длине имеет тот же наклон, и лед выдерживает тяжесть носа.

Каждая кривая имеет свой масштаб, который ниже сего обозначен. Кривая А дает задерживающую силу в масштабе 5 мм = 10 000 футо-тонн. В момент остановки задерживающая сила равнялась 10 000 футо-тонн. Кривая В показывает перемену дифферента в градусах. Масштаб 2,5 мм = 1°. В момент остановки ледокол имел 3° больше дифферента на корму, чем в момент прикосновения ко льду.

Кривая С дает возвышение верхней точки форштевня в футах. Масштаб 1,25 мм =1 футу. При остановке нос судна был на 9 ½ фута выше своего положения в момент прикосновения ко льду.

Кривая D дает разность дифферента в масштабе 1,25 мм = 1 футу. В момент остановки разность дифферента фор и ахтерштевня ледокола «Ермак» против того, что он имел в момент прикосновения ко льду, 15 ½ фута, и так как нос поднялся на 9 ½, то, следовательно, корма села на 6 футов. Данные кривых В, С и D сняты непосредственно с кинематограммы, а данные кривой А вычислены.

Кривая Е дает водоизмещение судна (8000 тонн) в масштабе 5 мм = 1000 тонн. Кривая F дает остаточное водоизмещение судна. Разность между этими двумя кривыми дает вес, который поддерживается льдом. Как видно из диаграммы, в момент наивысшего восхождения носовой части ледокола, лед поддерживал 800 тонн из полного водоизмещения судна, а вода – 7200.

Кривая G дает угол встречи форштевня с горизонтальной поверхностью льда, в масштабе 2,5 мм = 1°. Из этой кривой видно, что, в момент прикосновения ко льду, форштевень составлял угол с горизонтом, равный 20°, а в момент остановки – 22 ½ °.

Кривая Н показывает количество футо-тонн живой силы, которая нужна для остановки ледокола в зависимости от пройденного расстояния. Масштаб 5 мм = 10 000 футо-тонн. Эта кривая показывает, что для остановки ледокола на 10 футах требуется 54 000 футо-тонн задерживающей силы. Для остановки ледокола на 20 футах потребна задерживающая сила вдвое меньшая, а именно 27 000 футо-тонн.

Кривая S показывает ход в масштабе 2,5 мм = 1 футу в секунду. Из нее видно, что в момент удара ледокол имел ход 12 фут. в секунду или 7 узлов, а в тот момент, когда треснул лед, ход равнялся 4 ½ футам в секунду, что соответствует 3 узлам.

Для конструктивных соображений важнее всего разность между линиями Е и F. Мы видели, что в тот момент, когда лед обломился, форштевень давил на него тяжестью в 800 тонн; следовательно, форштевень и прилегающие к нему части корпуса должны быть достаточно прочны для того, чтобы выдерживать такое давление.

Если допустить, что соображения завода в левой половине диаграммы правильны, то в момент остановки ледокола на 35,8 футах давление форштевня на лед достигнет 1200 тонн.

Вышеприведенная цифра показывает лишь одно, что, проектируя крепость носовой части, нельзя впасть в ошибку, сделав корпус чрезмерно крепким, ибо воистину приходится считаться с величинами очень крупными. Никакая часть обыкновенного корабля не проектируется к принятию давления в 1200 тонн. Башня с броней и двумя 12-ти дюймовыми пушками весит лишь 600 тонн, которые притом же распределяются на большую поверхность, а тут мы имеем дело с 1200 тонн, давящими почти на точку.