Лев Скрягин - Якоря

Для установки понтонов бурильных снарядов и плавучих нефтяных вышек на неустойчивых илистых грунтах неплохо зарекомендовали себя мертвые якоря, показанные на рис. 268, 269, 270. Первый известен под названием «воздушный змей», по величине держащей силы ему нет равных. Второй запатентован в 1954 г. американским инженером Воренкампом, а третий — чуть позже американцем Бауманом. Эти якоря получили распространение в США при бурении нефтяных скважин на дне Мексиканского залива близ побережья штатов Техас и Луизиана. Они просты, прочны и обладают колоссальной держащей силой. Например, якорь Воренкампа массой 250 кг выдерживает тяговое усилие 70 тс. При этом он зарывается в ил на 15 м. Однако без буйрепа его вытащить невозможно. Размывание же грунта для его подъема дороже самого якоря. Поэтому, когда бурильный снаряд ставят на новую скважину, такие якоря оставляют в грунте.

266. Такие грибовидные якоря обычно используют как мертвые

267. Грибовидный якорь плавучего маяка

268. Мертвый якорь типа «воздушный змей»

269. Мертвый якорь Веренкампа

270. Мертвый якорь Баумана

Ни один из изобретенных в мире якорей не принес столь большого материального вознаграждения автору, как якорь-винт, запатентованный английским гидротехником Митчеллом в 1848 г. За несколько недель до истечения срока действия патента управление порта Ньюкасл-апон-Тайн заплатило Митчеллу 2500 фунтов стерлингов за право воспользоваться его изобретением. По тому времени эта сумма — целое состояние.

Незадолго перед этим Митчелл выступил с докладом об изобретенном им винтовом якоре на заседании Общества гражданских инженеров в Лондоне. Он заявил, что если его якорь ввинтить с помощью рычага в грунт на несколько футов и попытаться вырвать его, то придется приложить силу, которая будет способна вытащить массу грунта, составляющую обращенный конус, с диаметром основания, равным диаметру винта. Продемонстрировав принцип устройства и действия винтового якоря на моделях (рис. 271), изобретатель доказал, что его якорю-винту по величине держащей силы нет равных. Присутствовавшим на заседании Общества это стало очевидным, ибо все понимали: в условиях рейдовых стоянок кораблей на бочке сила, вырывающая мертвый якорь из грунта, никогда не действует вертикально, и угол приложения этой силы и дуга, образуемая цепью от бочки (бриделем), значительно уменьшают усилие на якорь-винт.

Митчелл предлагал использовать разработанные им на базе винтового якоря якорь-сваи и винтовые якорные фундаменты для строительства маяков на зыбучих песчаных отмелях, которыми изобилует побережье Англии.

Купив у Митчелла патент, управление порта Ньюкасл-апон-Тайн соорудило с помощью винтовых якорей диаметром четыре фута систему якорных бочек для приема приходящих на рейд судов. По расчету каждый якорь Митчелла должен был удерживать одну бочку, за которую могли швартоваться одновременно четыре судна. Винтовые якоря вполне себя оправдали. В зиму, когда постройка системы рейдовых бочек завершилась, над Ньюкаслом промчался сильный ураган. И на каждой бочке благополучно отстоялось по восемь судов. Застигнутые этим же ураганом другие корабли нашли убежище в порту Сандерленд, где якорные бочки удерживались бетонными массивами. Эти мертвые якоря не смогли противостоять силе стихии: на берег выбросило около десяти судов. Принесенный ущерб оценивался в 30 тысяч фунтов стерлингов. Управление порта Ньюкасл-апон-Тайн с удовлетворением констатировало, что оно отделалось сравнительно небольшой суммой. После этого Митчелл предложил построить на винтовых сваях маяк на песчаной банке Маплин- Сандз в устье Темзы. В песок ввинтили девять свай с диаметром винта четыре фута на глубину 22 фута. Сооруженный на них маяк простоял более тридцати лет.

271. Типы винтовых якорей

Таким же образом построили маяк на реке Вайр при входе в порт Флитвуд. В песчаную косу в двух милях от берега ввинтили семь свай с винтами диаметром три фута на глубину 18 футов.

Винтовой якорь Митчелла дал возможность английскому маячному и лоцмейстерскому обществу «Тринити Хауз» («Дом Троицы») дешево и надежно строить маяки в тех местах, где до этого обходились временными плавучими сооружениями, которые нередко срывали штормы.

Англичане утверждают: некоторые маяки на сваях Митчелла стоят до сих пор!

В 1947 г. советский академик Ю. А. Шиманский увеличил держащую силу винтового якоря, снабдив его щитками, шарнирно смонтированными на его верхней части. При ввинчивании якоря в грунт щитки занимают вертикальное положение, а при действии на якорь вырывающей силы откидываются в стороны, оказывая дополнительное сопротивление. Для более надежного откидывания их в горизонтальное положение верхние края щитков слегка отогнуты наружу (рис. 272).

Якорь Митчелла находит применение и в наши дни, на море и на суше. Его используют в строительстве для временного закрепления и монтажа подъемных мачт, колонн, опор и пр. На принципе винтового якоря разработаны временные безбетонные фундаменты и переносные фундаменты, на которых монтируется шарнирно-поворотное устройство. Это устройство, вращаясь по горизонтали и вертикали, позволяет прикладывать нагрузки в любых направлениях от 0 до 360° по горизонтали и от 0 до 90° по вертикали.

272. Винтовой якорь Шимакского

273. Якорные фундаменты

Сейчас для увеличения держащей силы винтового якоря и его устойчивости применяют шарнирно-опорное устройство. Оно крепится к скобе стержня якоря и состоит из плечевого рычага и опорной подушки, которые соединены шарнирно. Горизонтальная составляющая усилия, приложенного к якорю, воспринимается подушкой шарнирно-опорного устройства, а вертикальная составляющая направлена по оси стержня вверх (рис. 273).