Конечно, не дух святой, диктовавший библию, был умный голубь, а подобно тому как Жюль Верн в своих фантастических романах предвидел то, что было осуществлено через 50 лет, так и Моисей в этих словах опередил свой век на 3000 лет.
Но здесь мало было целых тысячелетий, мало было гибели в бою корабля «Re d'Italia» от таранного удара, мало было гибели «Banguard», протараненного «Iron Duke», мало было гибели «Grosse Kurfürst», протараненного «Kaiser», нужна была крупная катастрофа с броненосцем «Victoria», протараненным «Camperodown», чтобы начали подвергать расчету подразделения трюма, но и то — задним числом. Недаром в 1898 г. на общем собрании членов английского Общества корабельных инженеров при обсуждении доклада сэра В. Уайта, бывшего тогда главным строителем флота, о вновь построенных морских кораблях типа «Majestic» адмирал лорд Чарльз Бересфорд, морским глазом оценив недостатки в расположении переборок, сказал: «Мы будем тонуть на этих кораблях, а сэр В. Уайт будет объяснять, почему мы потонули». Действительно, в первом же бою при попытке прорыва через Дарданеллы «Majestic», получив пробоину, потонул и опрокинулся.
Главный недостаток в подразделении кораблей на отсеки состоял в том, что трюм подразделялся на множество мелких отсеков, а надводная часть корабля имела лишь весьма малое число переборок; не обращалось достаточного внимания на водонепроницаемость палуб, прорезанных люками, которые часто оставлялись открытыми для выхода людей; наконец, заботились о водоотливной системе, забывая, что через пробоину в 0,1 м2, погруженную на 5 м, вливается в 1 час около 3200 т воды, т. е. больше, чем могут брать самые мощные водоотливные установки одного отсека на корабле. Забывали, что многие корабли после повреждения оставались на воде часами и гибли лишь потому, что нельзя было их выравнивать, затопляя другие неповрежденные отсеки, так как не было соответствующей системы труб и клапанов.
За три года до Цусимы в подробных докладах я писал об этом в тогдашний Морской технический комитет, но нужна была Цусима, чтобы на это было обращено внимание.
В теснейшей связи с этим стоит основной принцип, что плавучесть и остойчивость корабля обеспечиваются целостью и водонепроницаемостью его надводного борта. Нельзя перечислить даже малой доли судов, которые гибли от несоблюдения этого принципа, и не только десятки и сотни лет тому назад, а, можно сказать, на наших глазах, подобно тому как было с «Народовольцем».
Осознание этого принципа, в связи с развитием артиллерии и фугасных снарядов, повело к коренному изменению системы бронирования судов, заставив отказаться от прикрытия 45-сантиметровыми плитами весьма малой части борта, а перейти к прикрытию большей его части сравнительно тонкою бронею, чтобы обеспечить его боевую плавучесть и боевую остойчивость.
12. Стремление достигать больших скоростей хода заставляет увеличивать длину судов, уменьшая вместе с тем отношение ширины к длине, заботясь одновременно об обеспечении крепости корабля без излишней затраты материала. Таким образом, является необходимость расчета корабля как целого сооружения, причем теория корабля должна доставить строительной механике корабля величины тех усилий, которым корабль может подвергаться на волнении.
Общие приемы такого исследования были даны еще в 1759 г. Эйлером в его премированном мемуаре, представленном на конкурс Парижской академии наук. Лишь в 1820-х годах строители английского флота Сеппингс и после него Саймондс разработали рациональную систему постройки деревянных судов, сообразуясь с данным Эйлером представлением о действующих на корабль усилиях.
Затем в 1870 г. Рид, развив заново идеи Эйлера и придав им инженерную форму, указал, каким способом при разного рода упрощающих допущениях изучать напряжения связей в железных судах и рационально распределять материал.
Рид рассматривал вопрос статически, не учитывая качки корабля, но затем не трудно было обобщить его метод и принимать в расчет как качку корабля, так и те усилия, которые вызываются силами инерции при колебательном движении его.
С этим вопросом тесно связан и вопрос об изучении действительных напряжений, претерпеваемых связями корабля, при измерении их специальными приборами. Работы такого рода в последнее время производятся, но далеко еще не доведены до конца, несмотря на громадную их важность для кораблестроения.
Наконец, надо привести еще один вопрос, который возник в связи с увеличением длины судов и мощности устанавливаемых на них механизмов, в особенности поршневых, — это вопрос о вибрации или сотрясениях корабля, вызываемых работою машины. Здесь теория корабля, можно сказать, еще теснее сплетается с строительной механикой корабля, с математической физикой и теорией звука.
Корабль можно уподобить громадному упругому стержню или гигантской ножке камертона. Известно, что для поддержания колебаний камертона надо их возбуждать такою силою, которая сама постоянно меняет свою величину и направление столько же раз, сколько колебаний в секунду делает камертон, когда он колеблется свободно, без возбудителя. Это есть так называемое «явление резонанса».
Совершенно подобно и корабль имеет определенные периоды свободных собственных упругих колебаний — это его тоны и обертоны. Возбуждающие же силы суть неуравновешенные силы инерции движущихся частей машины, частота изменяемости которых пропорциональна числу оборотов ее, т. е. равна или этому числу оборотов, или утроенному, или удвоенному и т. д. Всякий раз, когда период этой изменяемости, или частота ее, будет близка к одному из периодов или частот свободных колебаний корабля, — имеет место резонанс и возникает вибрация корабля.
Зная причину этого явления, можно его предвычислить и — или устранить, или низвести до допустимых пределов.
Из этого беглого очерка видно, что развитие теории корабля шло не чисто умозрительным, отвлеченным путем. Вопросы теории корабля ставились практикою, обыкновенно какою-нибудь крупною катастрофою с кораблем, на котором не были соблюдены принципы теории; но и теория должна руководствоваться указаниями практики, согласовать свои допущения с действительностью, проверять свои выводы опытом и наблюдениями, доставляемыми практикой, работая и развиваясь с нею в полном единении. В этом единении лежит залог правильного развития как теории, так и практики и залог совершенствования корабля, что особенно важно теперь, когда идет столь деятельное создание мощного Военно-Морского Флота для нашего Союза ССР.
О волновом сопротивлении воды и о спутной волне
Осенью 1885 г. мне пришлось под руководством И. П. де Колонга уничтожать девиацию у кормовых путевых компасов минного крейсера «Лейтенант Ильин», который тогда вышел на приемные ходовые испытания. В то время это было самое быстроходное и самое большое из минных судов нашего флота. Его ход был равен 20–21 узлу, водоизмещение — 750 т.
Меня тогда же поразили почти полное отсутствие буруна у форштевня, незначительность носовой волны, сравнительно небольшие расходящиеся волны и система весьма больших (высотой около 2 м) поперечных волн за кормой, бежавших за кораблем, но со скоростью, меньшей скорости его хода, так что эта система волн отставала от корабля; однако при мертвом штиле она была ясно заметна на расстоянии более 2 миль, что было видно по вехам мерной мили. Волны на свое образование требуют затраты энергии; становилось ясным, что эта энергия доставлялась главными механизмами корабля и безвозвратно уносилась в море.
Это являлось весьма наглядным подтверждением теории, данной за 10 лет перед тем В. Фрудом, заключающейся в подразделении полного сопротивления воды на сопротивление от трения и волновое сопротивление и в раздельном определении того и другого по опытам над моделями, а затем определении потребной мощности для данной скорости хода корабля.