Рассказы о знаменитых кораблях

Значение Грейт Бритн велико еще и потому, что опыт проектирования и эксплуатации этого парохода Брунель учел при создании другого, еще более интересного судна — трансатлантического лайнера Грейт Истерн.

Когда Адмиралтейство Великобритании объявило конкурс, предложив его участникам найти лучшее решение дальневосточной транспортной проблемы, Брунель проявил к этой задаче большой интерес. В его записной книжке все чаще появляются расчеты и эскизы исполинского парохода, способного совершать рейсы вокруг Африки на восток. На этих эскизах Брунель рассматривал разные варианты судна: с разным количеством мачт и труб, с винтами, с гребными колесами, с двумя парами колес... Тут же встречались и записи типа: «Может ли судно вместить запас угля, достаточный, чтобы дойти до Австралии и вернуться? Или только в один конец? В оба конца — 15 тыс. т, в один конец — 8 тыс. т».

Есть в заметках Брунеля интересные цифры. Оказывается, уголь, закупленный в промежуточных портах на пути из Индии и Австралии, стоил в четыре-пять раз дороже, чем уголь, приобретенный в Англии.

Разумеется, Брунель не мог не интересоваться и состоянием грузопотоков. Так, мы находим заметку, что в 1853 г. стоимость грузов, намеченных к вывозу из Австралии в Европу, составит 14,5 млн. фунтов стерлингов, так что новый пароход мог рассчитывать не только на большое число пассажиров, отправлявшихся в далекие восточные страны, но и на грузы для обратного рейса.

Наконец, Брунель обратился в Адмиралтейство Великобритании с очень интересной запиской. Известный всему миру инженер предложил построить судно, которое смогло бы пройти из Европы вокруг мыса Доброй Надежды без пополнения запасов угля. При скорости около 15 узлов этот пароход совершал бы рейсы из Лондона до Бомбея за 30 суток, до Гонконга — за 40 суток, до Мельбурна — за 44 суток.

В строго обоснованных расчетах Брунель убедительно показал, что расходы на постройку и эксплуатацию нового судна будут значительно меньше расходов на постройку и эксплуатацию парохода обычных (для середины XIX в.) размерений, обслуживаемого сетью бункеровочных станций, т. е. эксплуатация нового парохода экономически выгодна.

Брунель выразил уверенность, что на огромном пароходе несравненно легче создать наилучшие комфортные условия для пассажиров, и по комфортным условиям предлагаемый лайнер будет вне всякой конкуренции. Убедительно звучал и аргумент, что к такому большому судну у пассажиров и грузоотправителей будет несравненно больше доверия, так как оно гораздо надежнее, и в этом отношении преимущества предлагаемого судна неоспоримы.

И наконец, весьма веским доводом в пользу огромного парохода было то обстоятельство, что на нем можно было перебрасывать с одного континента на другой целые армии, что представляло особый интерес для Англии — «владычицы морей», огромной колониальной державы, чьи колонии были разбросаны по всем странам света.

При всей своей необычности проект показался лордам Адмиралтейства Великобритании настолько многообещающим, что предложение Брунеля было принято.

За разработку проекта небывалого парохода взялись два талантливейших инженера своего времени — Брунель и владелец судостроительной верфи на реке Темзе Скотт Рассел. При проектировании им предстояло решить много задач, которые еще не возникали перед конструкторами-судостроителями.

Самая главная трудность состояла в том, что проектировать судно пришлось «на пустом месте», поскольку прототипа для создаваемого парохода не было, так что во многих случаях известные испокон веков, проверенные технические решения оказались совершенно неприемлемыми.

Новое судно Брунеля было в пять раз больше самого крупного судна, известного судостроителям той эпохи, и этот количественный скачок сразу поставил проектировщиков, строителей и будущих судовладельцев перед новыми проблемами: как обеспечить прочность гигантского парохода, безопасность его эксплуатации, где и как строить судно, каким способом спустить его на воду, где найти такую силу, которая бы сообщила колоссу приемлемую скорость. В какие порты сможет заходить пароход, имеющий огромную осадку, как ремонтировать подводную часть корпуса в случае получения пробоины? Таких вопросов возникало множество.

Трудность проектирования усугублялась еще и тем, что Брунелю и Скотту Расселу предстояло многое предугадать, потому что в истории мореплавания не было случаев эксплуатации таких огромных судов, и никто не знал, как они ведут себя в море.

Как известно, прочность любой конструкции назначается не на минимальном пределе, а с некоторым запасом. Чем меньше инженер знает истинные условия, в которых предстоит работать конструкции, тем выше «коэффициент запаса», который специалисты называют «коэффициентом нашего незнания».

Новый пароход пришлось проектировать с огромным «коэффициентом запаса», чтобы обеспечить его безопасность в условиях, которые ни Брунель, ни Скотт Рассел не были в состоянии предвидеть.

Что представляло собой это единственное в своем роде судно? Пароход был больше всех железных кораблей вместе взятых, построенных до него.

Главные размерения, м — 210,4×25,2×9,1

Валовая вместимость, регистровый тоннаж — 18 915

Мощность главных двигателей, л. с. — 11 500

Скорость, узлов — 13,1

Пассажировместимость, человек — 4000

Источник информации [67]

Мощности паровых машин нового судна хватило бы, как писали газеты, для работы всех суконных фабрик Манчестера. Пароход мог принять на борт 4000 пассажиров (столько, сколько сто лет спустя принимали вместе два самых крупных за всю историю пассажирского флота английских лайнера Куин Мэри и Куин Элизабет). Его запасов топлива (15 000 т) хватило бы, чтобы совершить кругосветное плавание без заходов в порты для бункеровки.

Над огромной палубой (о которой впоследствии скажут, что на ней можно муштровать целый полк) не было привычной для современных пассажирских лайнеров сильно развитой надстройки. Судно имело шесть мачт и пять труб.

На судне были предусмотрены все известные в то время движители: гребные колеса, винт, паруса (парусами, как тогда говорили, можно было укрыть от дождя целый поселок). В качестве главных двигателей были установлены две самые мощные по тем временам паровые машины: одна (максимальной мощностью 6500 л. с.) работала на гребной винт, другая (около 5000 л. с.) — на гребные колеса.

Гребной винт имел диаметр 7,3 м, т. е. был высотой с двухэтажный дом и весил 36 т. Если винт по какой-то причине не работал, то две специальные машины малой мощности вращали его с небольшой скоростью, чтобы он не увеличивал сопротивления воды движению судна. А гребные колеса были огромны: диаметром 17 м и массой по 185 т (при эксплуатации парохода их неоднократно переделывали).

Проектировщики предусмотрели 10 паровых котлов, из них четыре должны были вырабатывать пар для машины, вращающей колеса, а шесть — для машины, приводящей в действие гребной винт.

Огромное достоинство проекта — необычный для того времени уровень механизации работ на судне. Было установлено шесть вспомогательных паровых машин с котельными установками (самой мощной была машина носового шпиля), пять пароручных шпилей для подъема тяжестей.

Проектировщики позаботились о том, чтобы освободить рулевых от чрезвычайно тяжелого труда — ручной перекладки огромных штурвальных колес (хотя около штурвальных колес постоянно дежурили четыре самых сильных матроса) — была предусмотрена паровая рулевая машина, которая до этого времени практически никогда не применялась для такой работы. Паровая машина также предназначалась для подъема ботов, шлюпок и тяжелых 55-тонных якорей.

Приборов в рубке было гораздо больше, чем на обычном большом судне того времени: компасы, указатели числа оборотов гребного винта и колес, указатель положения руля и машинный телеграф (люди, работающие на судне, находились друг от друга на таком большом расстоянии, что приходилось применять технические средства для общения и сигнализации).

В качестве разъездных катеров было решено установить на судне два винтовых маленьких парохода. Количество шлюпок и специальных «раздувательных» лодок было рассчитано на спасение всех людей, находившихся на судне.

Интересным новшеством, примененном на этом судне, был лацпорт — большой вырез на уровне нижней палубы для погрузки железнодорожных вагонов, телег, больших кип груза.

Создавая новое судно, проектировщики столкнулись с одной из сложнейших проблем — с обеспечением продольной прочности. На этом вопросе следует остановиться несколько подробнее.

Плавающее судно напоминает огромную балку, которая согласно закону Архимеда испытывает действие двух противоположно направленных сил: силы веса, стремящейся погрузить балку на дно, и силы поддержания, стремящейся, наоборот, вытолкнуть балку на поверхность.

Однако из-за неравномерного распределения этих сил по длине «балки», т. е. судна, возникает явление прогиба (концы балки оказываются выше ее середины) или перегиба (концы балки опускаются ниже ее середины).

Так обстоит дело на тихой воде. При волнении картина ухудшается: если судно попало своими концами на гребни двух соседних волн, оно прогибается в средней части. Если судно попало своей серединой на гребень волны, возникает уже известное нам явление перегиба. В худшем случае прогиб (или перегиб судна) на тихой воде наложится на прогиб (или перегиб) на волнении. Если конструкция корпуса судна не выдержит этих нагрузок, т. е. если судно не обладает достаточной продольной прочностью, его корпус переломится.

Пока судостроители создавали сравнительно небольшие суда, проблема продольной прочности практически не возникала. Почему? На этот вопрос ответит сам читатель, проведя несложный опыт. Положите на два кирпича короткую доску и встаньте на нее. Доска даже не прогнется. А теперь положите на те же кирпичи доску длиной, скажем, два метра, — вы увидите, что даже под собственной тяжестью она прогнется до земли.

Вот почему создавая судно, которое было в несколько раз длиннее, чем все предшествующие суда, надо было тщательно изучить условия обеспечения его продольной прочности.

Брунель и Скотт Рассел спроектировали как бы корпус в корпусе, поскольку новое судно имело двойные борта, двойное днище и двойную верхнюю палубу. Пространство между внешним корпусом и внутренним было перевязано продольными и поперечными связями и разделено ими на небольшие ячейки, напоминающие пчелиные соты. Эта клетчатая система, несомненно заимствованная Брунелем из его опыта мостостроения, позволила обеспечить высокую прочность при сравнительно небольшой массе.

Предусмотрев конструкцию «корпус в корпусе», проектировщики решили сразу две проблемы: с одной стороны, дополнительные продольные связи (второй борт, двойное дно и двойная палуба) значительно увеличивали продольную прочность, а с другой стороны, это исключало возможность гибели судна при получении большой пробоины.

Кстати, обеспечению непотопляемости конструкторы уделили не меньше внимания, чем обеспечению продольной прочности. Если межкорпусное пространство было разделено на множество ячеек, то корпус в целом был разделен продольными и поперечными переборками на водонепроницаемые отсеки. Водонепроницаемые отсеки не давали возможности воде, если бы она влилась в корпус, распространиться по судну, что делало судно практически непотопляемым. Конструкторы предусмотрели десять поперечных переборок, доведенных до верхней палубы и три дополнительные поперечные переборки — до четвертой палубы (чтобы не разрезать ими огромный салон для пассажиров первого класса). Кроме того, машинно-котельное отделение было выгорожено двумя продольными переборками, доведенными до нижней палубы, и таким образом была обеспечена хорошая защита жизненно важного внутрикорпусного помещения.