После средневековья.

XV век вошел в историю как век Великих географических открытий. За каких-нибудь 30–40 лет мореходы открыли более двух третей неизвестных земель. И как только основные торговые пути пролегли через Атлантический и Индийский океаны, Ганза, Венеция и Генуя перестали быть мировыми морскими державами.

Эпоха Великих географических открытий повлекла за собой быстрое развитие кораблестроения не только Португалии и Испании, первыми вышедших в океан, но и других западноевропейских стран, в особенности Голландии, Франции и Англии.

Размеры кораблей продолжали увеличиваться. Основным ядром военных флотов великих морских держав стали'галеоны, каракки и галеасы.

Водоизмещение испанских галеонов в среднем составляло 700 т, длина — 50 м, ширина — 15, осадка — 5 м. Однако среди них были и гиганты, как, например, знаменитый «Мадре де Диос» водоизмещением 1600 т и «Сантисима Тринидат», водоизмещение которого превысило 2000 т.

Венецианцы тоже строили гигантские по размерам корабли. Вот что писал об одном из них в 1570 г. итальянский историк Ноэль Конти:

«В Венеции во время сильного шторма, к глубокому сожалению всей нации, затонул красивейший громаднейший корабль, о котором можно сказать, что он походил на плавучий город, выросший из морской пучины. 500 солдат могли свободно на нем защищаться во время боя. Он вооружен был без малого 300 орудиями различных калибров и наименований, имел множество бочонков с порохом, ядер и других метательных снарядов».

К началу XVII в. на первое место в судостроении среди европейских стран вышла Голландия. Достаточно сказать, что ее торговый флот насчитывал почти 10000 судов — галиотов, кофов, фильв, флейтов, гукоров, буеров и других парусников. На юге Европы распространение получили трехмачтовые полякры и шебеки, воплотившие в своей конструкции элементы португальской каравеллы и генуэзской галеры.

Корабелы Европы научились строить надежные мореходные суда. Хроники XVII–XVIII вв. пестрят романтическими названиями типов судов, которым воистину нет числа: венецианские трабаколлы и буссы, греческие скаффы и сакалевы, турецкие кочермы, маковны и феллуки, английские бертоны, французские беленеры, сарацинские гебары, бесчисленные маоны, тариды, парамуссалы, биландеры, тартаны, доггеры, шнявы, паландры, марсильяны и т. д. и т. п.

Но вот с якорями для этой армады кораблей дело обстояло плохо…

Кузнецы не умели ковать надежные, прочные якоря для больших кораблей. Для их изготовления понадобились молоты потяжелее тех, которыми могли орудовать самые могучие молотобойцы Европы. В те годы такие молоты могла приводить в движение лишь сила падающей воды. Там, где ее не было, применялись рычажные молоты, приводимые в действие силой нескольких рабочих или лошади. Устройство их было весьма примитивно: баба молота крепилась к канату, перекинутому через блок, закрепленный у потолка кузницы. Люди или лошадь тянули за канат. Подняв бабу молота на определенную высоту, по команде отпускали канат, и баба падала на поковку на наковальне.

Начавшееся в середине XV в. использование энергии текущей и падающей воды посредством водяных колесных двигателей имело для развития металлургии такое же значение, как триста лет спустя применение силы пара. Человек наконец научился применять водяные мельницы для приведения в действие кузнечных молотов и использовать водяную энергию для движения мехов, рычаги которых он соединил с колесами водяных мельниц. Благодаря более мощным воздуходувным приспособлениям в плавильных печах одновременно с вязкой крицей стали получать жидкий металл — чугун. Кузнецы, поняв, наконец, пользу чугуна, додумались получать из него железо. Когда они освоили этот процесс, то оказалось, что он даже производительнее прямого восстановления руды. Для этого они приспособили горны и печи, получившие название «переделочных» или «кричных» печей. За горнами и печами, в которых по-прежнему железо получали из руд, установилось название «сыродутных». В, кричном способе переделки чугуна выжигается имеющийся в чугуне углерод кислородом воздуха с образованием шлака. Кричное железо было намного доброкачественнее пудлингового, оно лучше сваривалось. Пудлинговое же окислялось интенсивнее, что снижало качество сварки. Потом из кричного железа научились лить высокосортную сталь, а плавилы ные печи заменили более экономичными печами — полудоменными. Это позволило якорным мастерам улучшить их продукцию.

Хотя металлургия и кораблестроение к концу XVII в. сделали значительные сдвиги в своем развитии, якорь никаких изменений не претерпел. В принципе он остался таким, каким мы видим его на колонне Траяна в Риме. Правда, якоря, изготовлявшиеся в разных странах, отличались друг от друга.

Например, в таких морских державах XV–XVII вв., как Испания и Португалия, якоря изготавливались с рогами, изогнутыми в форме дуги окружности. Почти ничем не отличались от них якоря Голландии, которая к началу XVII в. вышла на первое место в судостроении среди европейских стран. Якоря английского производства XVII–XVIII вв. (рис. 61) отличались от испанских, португальских и голландских якорей (рис. 62, 63) тем, что их рога делались совершенно прямыми от стыка с веретеном до носка рога.

61. Английский якорь середины XVIII в.

62. Голландский якорь конца XVII в.

63. Голландский якорь середины XVIII в.

Миниатюрный образец такого якоря можно увидеть у нас в Ленинграде в Центральном военно-морском музее на модели 120-пушечного корабля, изготовленной в 1695–1697 гг. и подаренной королем Англии Вильгельмом III в 1698 г. Петру I во время его пребывания в Лондоне. Судя по этой изящной модели, английские якоря на рубеже XVII–XVIII вв. отличались от голландских более сложной формой рогов: они имеют значительный перепад толщины в месте перехода круглого сечения рога в прямоугольное (под прямой кромкой лапы).

Почти схожими с английскими якорями были якоря шведов и датчан. Практически единственным их отличием от якорей британцев являлся меньший угол отгиба рогов (рис. 64).

Французы в этот период времени (XVI–XVIII вв.) ковали якоря, рога которых были изогнуты в форме дуги окружности или имели излом под задней кромкой лап (рис. 65 и 66).

У якорей разных стран были и разные углы отгиба рогов от веретена, форма и площадь лап, сечение веретена и рогов. Некоторые якоря имели в середине наружного обвода рогов выступающее острое образование (заостренную пятку). В одних случаях шток якоря делался в сечении квадратным, в других — круглым или овальным. Короче, якорный мастер каждой страны, руководствуясь своим личным опытом или опытом своего учителя, вносил в конструкцию якоря что-нибудь свое, свою «изюминку» или просто «отсебятину».

64. Якоря датчан и шведов имели меньший угол отгиба рога.

65. Французский якорь с изломленными рогами (конец XVIII в.).

Но вот каковы наивыгоднейшие формы и пропорции отдельных частей якоря, толком никто не знал.

С начала XVIII по начало XIX в. европейские якорные мастера при выборе пропорций отдельных частей якоря следовали указаниям, приводимым в работах известных кораблестроителей той или иной страны.

Для наглядности совершим небольшой экскурс в старинные книги. Вот, например, хорошо иллюстрированный том, изданный на французском языке в 1719 г. в Амстердаме «Искусство строить корабли и усовершенствовать их конструкцию, все извлеченное из лучших голландских авторов, как-то Витсен, Ван-Эйк, Аллард и др.».

66. Французский якорь с овальными рогами (конец XVIII в.).

«Надо взять по циркулю двойную толщину веретена якоря, для того чтобы найти его длину; потом надо удвоить дюймы, которые дает толщина, и придать длине столько футов, сколько содержится дюймов в удвоенной толщине, и еще по 1 дюйму сверх каждого фута. Например: величинатолщиныпо циркулю равняется 6 дюймам, что дает 12 футов для веретена, прибавить к этому 12 дюймов, и в общем получится 13 футов. Иначе, взяв утроенную толщину и прибавив два нуля сзади, получаем также вес якоря. Ниже 1000 ливров (фунтов) надо, для длины веретена, прибавить 2 дюйма на каждый фут, вместо одного, как было отмечено выше, а при весе менее 500 фунтов надо взять утроенную толщину, чтобы получить длину. Таким образом, если толщина два дюйма с половиной, то длина должна быть семь футов с половиной, половина их составляет 3³/₄. Если брать за единицу 100 ливров, вес якоря составит 375 ливров». (В тексте первоисточников здесь и далее вместо массы якоря указывается «вес», т. е. параметр, употреблявшийся до принятия Международной системы единиц).

В 1737 г. Парижская Академия наук вопрос о наивыгоднейшей форме якоря предложила решить математикам. Лучше всех с поставленной задачей справился И. Бернулли: его так называемый «Мемуар о якорях» был удостоен высшей академической премии. Изданный в Париже «Мемуар» И. Бернулли, мизерным тиражом до якорных мастеров, видимо, не дошел.

А вот книга француза Бурде де Вильгета, которая называется «Наука морская, сиречь опыт о теории и практике управления кораблем и флотом военным, что с французской книги перевел с присовокуплением к тому многих потребных изъяснений и действ издал Николай Курганов, майор и математических и навигационных наук профессор. Печатано в С.-Петербурге при Императорской Академии наук. 1774 г.». В ней, в разделе «О величине якорей» говорится: «Длина большого якоря есть ²/₅ ширины корабля с обшивкою; дуговая длина рогов к длине якоря берется в футах, как 7:8; длина веретена к диаметру кольца берется токмо 6:1; кольцо втрое тоне ширины веретена; шток равен длине веретена с кольцом; от каждого фута длина штока берется по 1 дюйму на среднюю и по ¹/₂ дюйма на конечную толщину штока; лапы и кривизна рогов делаются по рассуждению якорного мастера».

О пропорциях частей якоря с прямыми рогами XVIII в. русского производства мы узнаем из замечательной книги известного знатока морского дела А. Я. Глотова «Изъяснение принадлежностей к вооружению корабля», изданной в Санкт-Петербурге в 1816 г.

«Якорь состоит из веретена, двух рогов, двух лап или лопастей, кольца и штока, которые имеют между собой следующие пропорции: длина рога от внутренней стороны толстого конца до носка равна расстоянию, взятому с той же внутренней стороны на веретене от толстого конца до тренда, или главного диаметра веретена. Сие же расстояние, взятое трижды, есть длина — веретена от самой верхушки якорной пятки; длина штока равна длине веретена от верхушки до центра кольца, коего внешний диаметр равен трижды взятому главному диаметру веретена, а толщина оного рыма почти в половину того же диаметра.

…Когда якорь сделан, то две лапы от внутренней стороны толстого конца до оконечности носка должны составлять дугу круга в 120 градусов, а толщина рыма (кольца) должна быть в половину диаметра малой окружности веретена».

В этой же книге автор дает «опробованные размеры и вес якорей в английском флоте» (якорь массой 81 центнер): длина веретена-19 футов и 8 дюймов; длина рогов — 6 футов 6 ⁵/₈ дюйма; ширина лап — 3 фута 2 ¹/₂ дюйма; толщина лап — 3 ⁵/₈ дюйма; величина главного диаметра — 10 дюймов; величина малой округлости- 8 ¹/₄ дюйма; внешний диаметр рыма — 3 фута 2 ¹/₂ дюйма; толщина рыма — 4 1/8 дюйма.

А вот еще один французский способ расчета якоря. В «Морском словаре» французского вице-адмирала Вилломэ, изданном в Париже в 1820 г., мы находим: «Два рога образуют род арки, центр которой соответствует 3/₈ длины веретена самых больших якорей с пяткой, т. е. 17 футов. Величина окружности веретена у самого толстого конца его у рогов составляет ¹/₅ его длины. Лапы имеют половину длины рогов, а ширина их ²/₅».

Как видим, пропорции якорей разных стран различны. Единственное, что оставалось неизменным — отношение длины рога к длине веретена — 1:3. Каждый рог якоря составлял с его веретеном угол от 40 до 60°. В сечении рога делали квадратными, овальными и круглыми. Иногда рога делались круглыми в сечении до половины длины, вторая половина, проходившая под лапой, была четырехгранной.

Некоторые якорные мастера для крепления деревянного штока рассекали верхнюю часть веретена надвое в плоскости, перпендикулярной плоскости рогов, при этом обе половины конца веретена как бы образовывали ромбовидное отверстие, куда и забивали шток. Такое крепление штока было вполне надежным. Якоря с ромбическим отверстием были известны еще в глубокой древности. Такой античный якорь можно видеть в экспозиции Херсонесского музея. Он мало чем отличается от адмиралтейских якорей, изображенных на рис. 116.

67. Шпильки.

68. Заплечики.

Как правило, лапам якорей придавали треугольную форму, иногда они делались овальными или сердцевидными. Носок рога обычно выступал немного за лапу. В большинстве случаев веретено делали круглым или овальным, но сечение верхней части (шеймы) всегда квадратное. На нее насаживался деревянный шток, для крепления которого на боковых гранях шеймы делали полки, шпильки (рис. 67), квадратные шипы — заплечики (рис. 68) или круглые шипы «орехи» (рис. 69).

До XVII в. штоки якорей, как правило, делали из одного, обычно дубового бруса круглого сечения, который в середине имел квадратное отверстие и насаживался до приварки рыма на шейму. Это было неудобно: якорь со штоком нельзя было положить плашмя в кузнице, чтобы продеть в ухо и сварить рым. С начала XVII в. штоки стали делать составными из двух брусьев, которые скреплялись между собой деревянными шпильками и железными бугелями (числом от 4 до 8). Заметим, что бугели для крепления двух брусьев штока якоря появились только к началу XVIII в.

69. «Орехи».

Полвека, помимо деревянных шпилек, стали применять крепление на железных болтах. Как правило, длина штока якоря равнялась длине веретена (от пятки до рыма). Толщина штока в его средней части принималась из расчета 1 дюйм на каждый фут длины веретена, а толщина штока на концах — из расчета ¹/₂ дюйма на каждый фут длины штока. Иногда толщину штока в середине брали равной ¹/₁₀-¹/₁₂ его длины. Верхняя грань штока обычно делалась ровной и шла строго перпендикулярно к веретену. Исключение составляли якоря французов, штоки которых слегка были задраны вверх. Нижние грани штока сбегали с ¹/₆ его длины от середины к его концам, где их толщина становилась вдвое меньше, чем в середине.

Как выглядел шток якоря русского военного корабля начала XIX в., подробно объясняет А. Глотов в упоминавшейся книге «Изъяснение принадлежностей к вооружению корабля».

«Якорный шток составляется из двух долгих дубовых брусьев, крепко соединенных болтами и четырьмя или шестью бугелями, по два или по три от середины на каждой стороне расположенными, и по одному близ каждого конца. Шток утверждают на верхнем конце веретена поперечно к якорным лапам; длина его равна длине веретена с половиной диаметра рыма; ширина и толщина в середине во столько же дюймов, сколько шток имеет футов в длину; концы у штоков делаются четырехугольные, толщиною в половину против середины: верхняя сторона подле рыма всегда делается прямою, равно как и нижняя сторона на расстоянии половины ширины на каждую сторону середины, а оттуда утоняется к каждому концу, в выше сказанной пропорции. За нужное почитают оставлять отверстие в середине между двумя штуками на 1 ¹/₂ дюйма, дабы можяо наколачивать бугели ближе к середине, на случай буде шток усохнет или ссядется».

Добавим, что в XVII–XIX вв. масса деревянного штока составляла 1/5 массы якоря.

Обычно шток якоря массой более 3 т крепился к шейме четырьмя железными болтами у шеймы, шестью — восемью деревянными шпильками и шестью железными бугелями, которые набивались в горячем виде.

На флотах некоторых стран (например, Франции) времен парусного флота существовало правило делать брусья лонга-салингов марса одного размера с брусьями для штоков якорей. В случае потери штока его сравнительно быстро можно было заменить на борту. Запасные лонга-салинги марсов хранили на рострах.

Многовековой опыт выработал целый ряд правил и формул, по которым можно было весьма точно установить необходимую массу якоря для строящегося корабля. В наши дни судостроители для выбора массы якоря пользуются таблицами классификационных обществ ¦- Регистра СССР, Регистра Ллойда, Бюро Веритас и т. д.

Советский кораблестроитель академик В. Л. Поздюнин в своей книге «Судовые устройства» рекомендовал определять массу становых якорей по формуле.

G = CD 2/3.

Где G-масса станового якоря, кг;

С-коэффициент, равный 8-12,5 в зависимости от водоизмещения судна. Для судов водоизмещением от 800 до 1500 т С= 10,0/12,5, а для судов водоизмещением от 15000 до 42000 т С = = 8/11,5;

D — водоизмещение судна, т.

Для интереса любознательного читателя приведем несколько способов определения нужной массы якоря, которыми пользовались кораблестроители в прошлом.

В XVII в. в английском военном флоте массу самого большого якоря корабля брали из расчета ²/₃ общей массы всех его якорей.

В упоминавшейся «Науке морской» Бурде де Вильгета читаем: «Надлежит взять ²/₃ ширины корабля и умножить кубично, а произведение разделить на 33, ибо сия пропорция голландская, а голландских фунтов в русском пуде 33. Частное от деления число есть вес плехт-якоря в пудах. Дагликс-якорь весом в ⁹/₁₀ плехта. Той-якорь в ⁹/₁₀ дагликса. Бухт или буг-якорь равен весу дагликса. Половина тяжести плехта и дагликса, взятых вместе, будет вес шварт-якоря. Большой верп в ²/₃ веса дагликса, средний — в ²/₃ или в ¹/₂, а малый в ¹/₂ веса большого верпа».

Французские кораблестроители в конце XVIII в. применяли и такое правило: «Расстояние от внешнего края форштевня до внешнего края ахтерштевня (на уровне первой батарейной палубы) умножить на ширину по миделю (без обшивки), затем умножить произведение на половину ширины. Все эти размерения берутся в футах. Разделив последний результат на 25, получим вес шварта в фунтах».

Платон Гамалея в своем «Опыте морской практики» (1804 г.) приводит голландское правило, которым пользовались в России: «Голландское правило: куб из двух пятых ширины корабля в футах, разделенный на 33, дает вес самого большого якоря плехта в пудах, полагая, что пуд содержит 33 голландских фунта. Дагликс бухт и запасной якорь шварт около 1/20 легче плехта, а той около ¹/₁₀ легче плехта: стоп-анкор равен 1/3 тоя, а вес верпов заключается между ²/₃ и ¹/₄ веса стоп- анкора».

Кроме этого правила, русские кораблестроители знали еще три:

1. «Вес якоря в пудах должен соответствовать ¹/₄ площади погруженной части миделя судна, выраженной в квадратных футах».

2. «Для установления веса якоря, соответствующего размерам корабля, надо площадь миделя умножить на 3 и, уменьшив полученное произведение на ¹/₆ часть его, результат принять за вес якоря в пудах».

3. «Вес плехта, выраженный в фунтах, должен превышать в цифровом выражении водоизмещение корабля, выраженное в тоннах».

В конце прошлого века в русском военном флоте для определения массы якоря использовали английское правило, по которому наибольшее рабочее напряжение, выдерживаемое якорем и его канатом, почти равно сопротивлению воды при 12-узловой скорости корабля. Пробное усилие, которое должен был выдерживать якорь, считалось равным двойному сопротивлению воды на судно при скорости в 12 уз или 1 тс на 800 квадратных футов поверхности трения.

Для определения массы якоря в России пользовались правилом Непира: пробное усилие якоря делится на 2,2; частное возводится в четвертую степень, кубический корень из которого даст массу якоря (без штока) в английских центнерах.

Для получения массы в пудах искомое умножали на 3,08. Например:

Где Р — масса якоря, пуды;

R — пробное усилие якоря, тс.

Масса штока определялась в ¹/₅ массы якоря.

По правилу Непира масса якоря определялась пропорционально кубу диаметра якорной цепи, т. е. куб диаметра цепи в дюймах нужно умножить на пять; произведение — масса якоря в английских центнерах. Чтобы получить массу якоря в пудах, искомое умножим на 3,08.

Так как при увеличении массы якорь полностью сохраняет геометрическое подобие, то размеры элементов якоря можно выразить при помощи постоянных коэффициентов и некоторого постоянного размера, называемого модулем якоря.

Модулем адмиралтейского якоря является диаметр веретена у тренда:

Где т — модуль якоря, мм;

Q — масса якоря, кг.

На военных линейных кораблях XVIII и середины XIX вв. было несколько якорей, и в зависимости от массы и назначения они носили определенные названия. Четыре из них — становые — в плавании хранились по-походному на русленях попарно. Пятый, примерно такой же массы, лежал без штока как запасной, в трюме за грот-мачтой. Кроме этого, на корабле было еще несколько малых якорей — верпов. Они служили для снятия корабля с мели, передвижения в безветрие и против течения на реках. До появления на флоте паровой машины верпам придавали огромное значение: для парусников это был единственный способ двигаться против течения без помощи ветра. Завозку верпов на шлюпках и выхаживание шпиля можно поистине назвать сизифовым трудом!

Массу верпов также определяли по эмпирическим правилам. Самый большой верп — стоп-анкер — делали обычно в ¹/₄ часть массы самого тяжелого станового якоря корабля. Если кораблю полагалось, в зависимости от его класса, нести на борту пять верпов, то их масса составляла от массы станового якоря ¹/₇, ¹/₈, ¹/₉, ¹/₁₀ и ¹/₄₁ часть. Если нужно было снабдить корабль четырьмя верпами, то их масса равнялась ¹/₆, ¹/₈, ¹/₁₀ и ¹/₁₂ части. Если на судне было всего два верпа, то их масса составляла ¹/₆ и ¹/₁₀ части. Если же получался лишь один верп, его масса принималась равной 1/₈ части массы самого тяжелого станового якоря.

Изучая старинные учебники морской практики, можно сделать вывод: величина держащей силы описанных выше якорей составляла 8-20 кгс на 1 кг массы якоря. В наши дни величину держащей силы якоря, который теперь мы называем адмиралтейским, принято считать в среднем 6-12 кгс на каждый килограмм его массы. Не так уж много…

Впрочем, это вполне устраивало моряков, ибо гораздо больше на протяжении четырнадцати столетий их беспокоила прочность этого якоря… Очень часто жизнь моряков зависела только от прочности соединения рога с веретеном. Большинство кораблекрушений близ берегов происходило именно из-за перелома рога в стыке с нижней частью веретена.

На протяжении столетий недостаточная прочность якоря являлась частой причиной морских катастроф. На рифах и мелях гибли не только отдельные первокласные корабли, но и целые эскадры.

Например, в конце ноября 1703 г. на юго-восточную часть Англии обрушился жестокий шторм. Его силу не выдержал ни один из якорей эскадры адмирала Бьюмонта. На Гудвинские пески вынесло тринадцать линейных кораблей британского королевского флота. В зыбучих отмелях погибли такие прославленные в то время корабли, как «Стирлинг Касл», «Мери», «Ресторейшн» и «Нортумберленд». Низкое качество якорей стоило жизни почти трем тысячам отборных моряков Великобритании.