Несколько лет назад один из моих приятелей, человек сугубо сухопутный, собрался в путешествие на морском лайнере «Иван Франко». Новый лайнер только что пришел в один из портов Балтики, откуда, взяв туристов, должен был отправиться в рейс. Начинался декабрь, в Москве устанавливали елки, а наш путешественник обдумывал, в какой одежде отправляться в этот круиз: судно должно было посетить не только Англию, но побывать и в Италии, Египте, Греции, Турции, где, как известно, о снеге и морозе имеют представление самое приблизительное. За время рейса путешественники, обогнув Европу, прибудут в Одессу, чтобы оттуда успеть по домам для встречи Нового Года.
Бушующий, неспокойный Бискайский залив, туманные узкости Ла-Манша, приливы и отливы Атлантики,— ничто не волновало туриста. И это очень примечательно: человек собрался отдохнуть, а известно, ничто не позволяет отдохнуть лучше, чем смена впечатлений. И какое дело нашему путешественнику до разных тонкостей, до тех усилий, которые человечество проделало, чтобы белоснежный, со стремительными обводами корабль с комфортом и безо всяких происшествий доставил его, как говорится, из пункта А в пункт Б.
И может быть, только иногда, поглядывая на штормящий океан сквозь стеклянную стену прогулочной палубы, задумается наш путешественник о том, как же и почему плавает такая махина? Как и почему она выдерживает удары волн, с которых ветер срывает гребни, окутывая их пеной? И наверное, за те две недели, что проведет путешественник на корабле, привыкнет он к подрагиванию палубы под ногами, и лишь легкое позвякивание зубной щетки о края стакана будет его выводить из задумчивого покоя каюты.
А в самом деле, не пора ли и нам потолковать о том, как и почему плавает металлическая конструкция в десятки тысяч тонн весом, с сотнями пассажиров, командой, с топливом, машинами, запасами пищи, воды? Говорят, будто свой знаменитый закон Архимед открыл во время приема ванны. В действительности, это не более чем анекдот. До нашего времени дошли тома сочинений Архимеда, в которых достаточно подробно рассматриваются вопросы плавучести и остойчивости судна.
Все верно: на погруженное в жидкость тело (корабль) действует выталкивающая, вертикально направленная сила, приложенная в центре тяжести погруженного объема. Эта сила равна весу тела (корабля). Закон знают сейчас практически все люди. Открыт он Архимедом за два века до нашей эры, а практическое применение нашел всего около трех веков назад. Одним из первых, кто применил его, был английский корабельный инженер Антони Дин. Он рассчитал еще до спуска на воду осадку корабля и приказал заранее прорезать пушечные порты, что обычно делалось лишь на воде.
Если попытаемся совершить непродолжительную мысленную прогулку по одному из современных морских судов, такому, как, например, лайнер «Иван Франко», вряд ли мы обнаружим в его конструкции какие-то элементы, которые в принципе не были бы присущи кораблям различных эпох, в том-числе и отдаленных от нас внушительными временными интервалами.
Основным элементом корабля — плавающего инженерного сооружения — является корпус, состоящий из металлической обшивки и набора. Обшивка образует днище и борта. Обычно толщина стальной обшивки колеблется в довольно широких пределах. У речных судов она не превышает десяти миллиметров, у морских достигает толщины втрое-впятеро большей. Разумеется, здесь не говорится о специальных подкреплениях на ряде судов, например, у ледокола, а также о броневой защите, толщина которой достигала до 600 мм.
Палуба, закрывающая корпус сверху, носит название верхней. Кроме нее, бывает еще несколько палуб, расположенных как выше верхней, так и ниже ее. На верхней, палубе устанавливают надстройки и рубки. Рубкой в отличие от надстройки называют помещения, не занимающие всю палубу по ширине от борта до борта. Одна из палуб называется главной палубой, обычно это бывает верхняя палуба. Главная палуба принимает участие в общей продольной прочности корпуса корабля.
Внутри корпуса судна находится внутренний каркас, который является судовым набором. Поперечные ребра набора называются шпангоутами. На деревянных судах их чаще называли копанями, очевидно, потому, что они изготовлялись из выкопанных корней деревьев.
Шпангоут состоит из нескольких ветвей: днищевой, двух бортовых и подпалубной ветви, которой присвоено название бимс. Кроме шпангоутов, к поперечному судовому набору относятся поперечные водонепроницаемые переборки, которые делят корпус судна на ряд отсеков. Следует упомянуть и о том, что на большинстве современных судом существует второе дно. Оно устраивается внутри корпуса на некотором расстоянии от днища и создает систему междудонного пространства.
Поскольку судно имеет значительные размеры, по всей длине его идет конструкция продольного набора — стрингеры. В зависимости от места расположения стрингера добавляют соответственно определение: -бортовой, днищевый, подпалубный. Впрочем, днищевые еще называют кильсонами, а подпалубные—карлингсами. На ряде судов существуют водонепроницаемые продольные переборки, расположенные и в диаметральной плоскости, а также ближе к бортам.Целостность и прочность палубы неизбежно нарушаются различного рода люковыми вырезами. Чтобы соблюсти прочность, вокруг вырезов устанавливаются вертикальные металлические пороги — комингсы. Таковы в общих чертах основные элементы конструкции металлического корпуса судна, Для изучения технологии их изготовления, методики расчетов на прочность корабельные инженеры посвящают несколько лет учебы и институте. Существует специальная наука — строительная механика корабля, которая, пользуясь аппаратом высшей математики, позволяет с достаточной степенью надежности определить размеры судовых конструкций. Инженеров, которые занимаются расчетами прочности, называют в обиходе прочнистами. Основоположниками этой науки считают русских ученых И.Г. Бубнова, П.Ф. Папковича, Ю.А. Шиманского и других. Пока же мы ограничимся лишь упоминанием того, что, кроме строительной механики корабля, существует самостоятельный и очень важный раздел науки, который называется теорией корабля. У истоков этой науки стоят знаменитый ученый, член Санкт-Петербургской академии наук Леонард Эйлер и француз П. Бугер. В их трудах, созданных в позапрошлом веке, содержатся основополагающие теоретические исследования и математические формулировки мореходных качеств судна: плавучести, остойчивости, сопротивления воды движению судна. Базируясь на эти труды, англичанин Е. Рид в прошлом веке создал систему практических расчетов и проектирования судов. Некоторыми положениями Е. Рида судостроители всего мира пользуются и до сего дня.
Десятилетия понадобились для того, чтобы нынешний кораблестроитель воспринял как нечто само собой разумеющееся учение о трех замечательных точках теории корабля - метацентре, центре тяжести и центре величины, а также и о триедином судовом комплексе: корпусе, двигателе и движителе.
— Вы можете забыть все из того, чему вас учат в институте,—торжественно говаривал один на преподаватсми но если вы забудете три замечательные точки теории корабля, считайте, вы кончились как инженер-судостроитель!