Из истории судостроения

ИЗ ИСТОРИИ СУДОСТРОЕНИЯ

Не сразу судостроители дошли до тех простых истин, которые нам теперь кажутся очевидными. Лишь после многих аварий и гибелей кораблей судостроители стали вычислять водоизмещение будущего судна, научились создавать водонепроницаемость корпуса, обеспечивать непотопляемость, придавать запас плавучести. Надо было не только найти меры, необходимые для безопасности судна, но и создать средства и способы их осуществления. Однако многие нововведения часто встречали противодействия.

Так, например, в начале XIX века, когда все суда строили из дерева, отверстия в бортах (например, пушечные порты) необходимо было окантовывать наличниками. Наличники крепили к обшивке корпуса металлическими болтами, лишние концы длинных болтов срубали при помощи зубил и тяжелых молотов. От сильных ударов стыки и пазы досок обшивки (поперечные и продольные кромки досок) расходились, и их нужно было повторно конопатить. Но эта вторичная операция обычно не давала необходимых результатов: через непродолжительное время службы корабля в обшивке образовывались щели, что сокращало срок годности корпуса. Надо было найти способ, заменяющий срубку болтов. Талантливый кораблестроитель Иван Петрович Амосов предложил спиливать болты сконструированной им пилой в виде диска. Испытания показали очевидное преимущество нового способа, но адмиралтейств-коллегия, рассматривавшая предложение Амосова, несмотря на лестный отзыв главного командира Кронштадтского порта, отклонила нововведение. Тем не менее на кораблях, постройка которых велась под  руководством Амосова, стали применять спиливание болтов. Последующие годы показали, что срок службы этих кораблей существенно продлен.

В 1697 году Петр I отправился с посольством в Голландию. Работая плотником на верфи, Петр хорошо изучил все практические приемы постройки судов. Однако голландские судостроители в то время не умели теоретически обосновывать свой опыт. Обнаружив это, Петр уехал в Англию, где теория судостроения стояла уже достаточно высоко. Пребывание в Англии позволило Петру научиться вникать в сущность основных вопросов, связанных с судостроением. Он понимал, что хорошим судостроителем может быть лишь тот, кто в состоянии освоить теоретические знания и применять их на практике. С тех пор для русских кораблестроителей характерным стало теоретическое осмысливание практического опыта. Большинство талантливых судостроителей были хорошими математиками; многие из них создали научные труды.

История кораблестроения в России знает имена талантливых строителей не только надводных, но и подводных судов. Первым русским изобретателем и строителем подводного судна был Ефим Прокофьевич Никонов. В двадцатых годах XVIII столетия молодой неграмотный крестьянин из Подмосковья Ефим Никонов осуществил первую в России попытку построить судно для подводного плавания. Петр I, которому Никонов подал «челобитную», повелел строить «потаенное судно», и в 1724 году состоялось его первое испытание.

При погружении судна в нем находился только Никонов. Лодка, погрузившись в воду слишком быстро, ударилась о грунт и потеряла свою водонепроницаемость. Лодку удалось быстро поднять и тем спасти ее изобретателя.

При втором испытании, уже после смерти Петра I, судно Никонова трижды опускалось под воду, но вынуждено было всплывать из-за потери водонепроницаемости. В третий раз судно испытывал ось в 1727 году, и, по-видимому, по той же причине испытания не дали ожидаемых результатов, после чего Никонов был фактически сослан в Астрахань. О дальнейшей судьбе Ефима Никонова ничего не известно. Таким образом, причиной неудачи Никонова явилось неумение создать водонепроницаемость корпуса лодки. Первейшее свойство судового корпуса — его водонепроницаемость всегда была очевидна судостроителям. Но как ее достичь? 

Еще в начале XIX века деревянные корабли гнили на глазах моряков, а средств предохранения от гнили не было. В 1825 году некоторые части корпуса русского корабля «Азов» покрыли известью. Осмотр корабля через пять лет показал, что части, окрашенные масляной краской, сгнили, а покрытые известью остались невредимыми.

В начале тридцатых годов XIX века русский изобретатель подводных лодок К. Г. Чарновский в своем проекте металлической подводной лодки предполагал обшивать внутреннюю поверхность корпуса двумя слоями сыромятной кожи, поверх которых укладывать настил из яловых кож.

Чертёж субмарины Чарновского.

В 1839 году в Петербурге был спущен на воду крупнейший в те времена 120-пушечный корабль «Россия». Чтобы обеспечить водонепроницаемость его деревянного корпуса, вся внутренняя поверхность подводной части корпуса была вручную покрыта мастикой из смолы и толченого мела. Это была очень трудоемкая, дорогостоящая работа.

В далекие времена, когда мореплаванием занимались только купцы — «торговые люди», тот, кто хотел плавать, должен был уметь сам строить суда. Каждый мореплаватель был одновременно и судостроителем. Суда строили не из заранее заготовленных специальных материалов, а из сырого, подручного леса. Никаких чертежей, никаких расчетов и тем более науки судостроения не было. Умение давалось тяжелым опытом, а приобретенные познания держались в секрете и изустно передавались сыновьям, внукам, правнукам. Знакомясь с устройством судов тех времен, поражаешься смелости мужественных мореходов, отправлявшихся в далекие плавания на таких судах.  В XIV—XV веках в России, в Холмогорах, у устья Северной Двины строились маленькие плоскодонные мореходные парусные суда, называвшиеся шитиками . Доски, из которых состояла их обшивка, вдоль пазов сшивались ремнями или мочалой. Для создания водонепроницаемости шитиков пазы конопатили мхом или пенькой. Шитик длиной до 15 м вмещал 10 человек и от 7 до 30 т груза. И на таких судах купцы уходили далеко в море.

Много времени прошло, пока перед постройкой судов стали составлять полноценные проекты. Еще в XVIII веке постройку даже крупных военных кораблей во всех странах вели на глаз.

Впервые практически использовал закон Архимеда в 1666 году английский судостроитель Антони Дин, у которого спустя 32 года учился Петр I. Он вычислил водоизмещение корабля «Руперт» и до его спуска на воду впервые в истории судостроения определил будущую грузовую ватерлинию. Это позволило Дину вырезать в бортах пушечные порты (отверстия для установки пушек), пока корабль стоял на стапеле. Тогда это казалось почти чудом, и на спуск корабля приехал сам король со свитой. Однако не сразу после этого прием, примененный Дином, получил распространение; еще долгие годы, прежде чем прорезать пушечные порты, корабль спускали на воду, нагружали его всеми грузами, какие ему положено было нести, и только после этого намечали и прорезали порты.

В те времена вычисления криволинейного объема судового корпуса представляло собой чрезвычайно трудоемкую работу. Лишь в середине XVIII века академики Л. Эйлер и Д. Бернулли дали метод вычисления плавучести судна по чертежу его обводов. Однако расчеты отнимали много времени даже у судостроителей XIX веда, так как тогда не было ни счетных машин, ни счетных (логарифмических) линеек. А все вычисления производились с точностью, которая была совершенно лишней. Поэтому большая часть труда тратилась впустую.

К середине XIX века в России было выпущено всего 34 книги по судостроению. Одна из первых книг по проектированию кораблей в России вышла в 1836 году. Ее автором был известный русский кораблестроитель, ученый М. М. Окунев. В 1865 году в большой научной работе «Теория и практика судостроения» М. М. Окунев упоминает о достижении «безопасности от потопления»,- т.е. о непотопляемости металлических судов путем разделения корпуса водонепроницаемыми переборками на отсеки. Четкое же определение непотопляемости в 1875 году впервые дал адмирал С. О. Макаров. Он настаивал на необходимости делить корпус корабля на отсеки. Однако вопросом непотопляемости судостроители серьезно занялись лишь после гибели в 1912 году лайнера «Титаник» от столкновения с айсбергом.

Установка на судне мощного водоотливного средства была осуществлена лишь в 1874 году на броненосце «Новгород». Строитель «Новгорода» вице-адмирал А. А. Попов впервые в истории кораблестроения установил на корабле водоотливную систему с паровым насосом.

Непотопляемость потребовалась боевым кораблям, когда для их постройки вместо дерева стали применять железо. Во времена парусного флота артиллерия стреляла главным образом по рангоуту (мачты, стеньги, реи и т. п.) и парусам, чтобы лишить неприятельский корабль хода или чтобы вызвать на нем пожар. Разрушительное действие артиллерии тех времен было невелико, и пробоины в подводной части корпуса редки и незначительны. Бороться с ними было нетрудно.

После Синопского сражения (18 ноября 1853 года), в котором адмирал Нахимов уничтожил турецкий флот, стали строить крупные паровые корабли из железа. В 1867 году появились артиллерийские орудия с винтовой нарезкой в стволе и удлиненные снаряды большой пробивной силы.

Целью артиллерии теперь стали не мачты и паруса, а подводная часть металлического корпуса. Размеры пробоин увеличились, борьба с ними осложнилась. Тогда-то и возникла острая необходимость обезопасить корабли от затопления, придав им непотопляемость.

Первым, поднявшим вопрос о непотопляемости кораблей, был 22-летний мичман русского флота Степан Осипович Макаров, впоследствии ставший вице-адмиралом, много сделавшим для поднятия мощи русского флота.

В 1869 году во время учебного плавания в Финском заливе броненосная лодка «Русалка» водоизмещением 1900 Т, только что спущенная на воду, маневрируя в шхерах, напоролась на риф, получив небольшую пробоину, стала наполняться водой. Команда, не имея необходимых средств и навыков, не могла прекратить доступ воды в лодку. Лодка затонула бы, если бы не села на мель.  {53} 

Этот случай заставил мичмана С. О. Макарова задуматься над непотопляемостью кораблей. В результате изучения этого вопроса С. О. Макаров внес серьезное предложение по совершенствованию конструкций кораблей и устройству водоотливной системы. Он предложил укладывать вдоль днища по всей длине корпуса два трубопровода с ответвлениями во все отсеки междудонного пространства, соединенные с водоотливной помпой и снабженные устройством, показывающим, сколько и в каком отсеке находится воды. Он указал также на необходимость иметь на кораблях пластыри, которыми можно было бы закрывать пробоины.

Основная же идея С. О. Макарова заключалась в том, чтобы выравнивать корабль, заполняя водой отсеки, противоположные поврежденным. Эта идея в те годы казалась несуразной и оставалась похороненной в пыльных архивах морского министерства.

Во время русско-японской войны С. О. Макаров командовал русским флотом в чине вице-адмирала. Он погиб на броненосце «Петропавловск», подорвавшемся в апреле 1904 года на японской мине. Лишь за год до этого подполковник Алексей Николаевич Крылов, впоследствии ставший академиком, представил в морской технический комитет «секретную записку» с первыми в мире составленными им таблицами непотопляемости.

То были таблицы непотопляемости для броненосца «Петропавловск». После русско-японской войны такие таблицы были введены на всех боевых кораблях русского флота.

"Петропавловск"