Текст книги "Мои воспоминания"

Академики-кораблестроители

1. В 1920 г. я возбудил вопрос о необходимости учредить в составе академии наук Техническое отделение.[70]70
  Об этом пожертвовании А. Н. Крылова записано в протоколе заседания Физико-математического отделения Академии наук от 10 мая 1917 г.
  («Известия Академии наук», 1917, т. XI, № 13, с. 900); см. рассказ об этом академика А. Е. Ферсмана с статье «В. И. Ленин и изучение производительных сил СССР» («Вестник Академии наук СССР», 1940, № 4–5, с. 65).


[Закрыть]

В начале марта 1921 г. я выехал в заграничную командировку, которая вместо предполагавшихся трех или четырех месяцев продолжалась почти семь лет.

В течение этого срока я не только покупал книги и приборы для Академии наук и для Военно-морской академии, но я был назначен начальником морского отдела нашей железнодорожной миссии и покупал пароходы, приспособляя их для перевозки паровозов, по окончании перевозок продавал пароходы, затем наблюдал за постройкой пароходов-лесовозов в Норвегии и во Франции, проектировал нефтеналивные суда и наблюдал за их постройкой во Франции. Там же наблюдал за постройкой быстроходных катеров. Ездил в Бизерту во главе комиссии для подготовки нашего флота к буксировке в Севастополь.

После моего возвращения в ноябре 1927 г. в СССР Техническое отделение Академии наук было в январе 1929 г. фактически учреждено, причем в него были избраны три академика: С. А. Чаплыгин, М. Ф. Миткевич и Г. М. Кржижановский.

В 1932, 1935 и 1939 гг. Техническое отделение получило значительное пополнение, и ныне оно самое многочисленное, включая 29 академиков по специальностям: металлургия, энергетика, химия, механика и одного судостроителя. По проекту выборов этого (1945 г.) года Техническое отделение будет еще расширено.

2. В настоящее время советская инженерная общественность в лице Научного инженерно-технического общества (ВНИТОСС) выдвинула предложение об избрании двух корабельных инженеров – Ю. А. Шиманского и П. Ф. Папковича, состоящих уже 10 лет членами-корреспондентами Академии наук, в действительные члены Академии наук.

В прилагаемых представлениях указаны труды этих лиц за последние 10 лет, но есть формальные затруднения к их избранию – нет кафедры судостроения.

Таких вакансий не будет и в будущем, и необходимо возбудить ходатайство перед правительством об учреждении по крайней мере еще четырех кафедр по судостроению или, вообще говоря, по судостроительным наукам, а именно: теории корабля, строительной механике корабля, судовым артиллерийским установкам, судовым котельным установкам, главным судовым механизмам, турбинам и дизелям.

Таким образом, полное число академиков по судостроительным наукам должно быть нормально пять, из них в текущем году могло бы быть избрано два – тт. Шиманский и Папкович.

3. Обращаясь к истории Академии наук, мы увидим, что великий Эйлер в 1743 г. издал свою знаменитую «Scientia Navalis», т. е. «Корабельную науку». Одновременно Бугер издал «Theorie du Navir». Содержание обоих сочинений было близко между собой, но сочинение Эйлера было гораздо обширнее и обстоятельнее.

Затем в 1750–1780 гг. Парижская академия наук объявила премии за сочинения по теории корабля и по строительной механике корабля, и в 1770 г. Эйлер получил премию за свой знаменитый мемуар «Examen des efforts que toutes les pieces du navire ont a supporter pendant le roulis et le tangage».[71]71
  «Исследование усилий, которые должны выносить все члены корабля во время боковой и килевой качки» (франц.).


[Закрыть]

Эти премии способствовали развитию теории корабля: были разработаны правила нагрузки корабля, правила устройства связей корабля (так называемые раскосины и ридерсы) и выработана рациональная система конструкции деревянных судов (1820-х годах системы Сэпинга и Саймондса).

В 1870 г. мемуар Эйлера послужил Риду к разработке рациональной постройки железных судов. В 1871 г. Фруд на основании закона механического подобия Ньютона показал, как надо по испытанию моделей судов находить сопротивление воды на корабль и какова должна быть мощность машины для сообщения кораблю законной скорости хода.

В 1861 г. было учреждено английское общество корабельных инженеров (Institution of Naval Architects), выпускающее ежегодно том (около 400 стр. in 4°) Трудов. Эти Труды составляют истинную сокровищницу по теории и практике кораблестроения.

Лет 40 тому назад было учреждено германское общество Schiffbautechnische Gesellschaft и американское American Society of Naval Architects. Труды этих обществ также весьма замечательны.

4. Но вернемся несколько назад и рассмотрим, какие главные научные вопросы заключаются в теории корабля и в строительной механике корабля.

Еще Сенека, учитель Нерона, писал в одном из своих писем: «navis bona dicitur stabilis et firma, consentiens ventu, gubernaculo parens», т. е. «корабль хорошим именуется, когда он устойчив и непоколебим, уступчив ветру, послушен рулю».

Это и суть основные «мореходные качества корабля». Всего 135 лет тому назад к ним прибавилось еще одно качество: «худок» под парами.

Но можно ли считать, что все эти качества исследованы и обеспечиваются на современных судах? Окажется, что этого далеко еще нет.

Устойчивость, или, как ее зовут, остойчивость корабля и его непоколебимость далеко еще не может считаться исследованной полностью; а именно, остойчивость корабля на волнении и малость размахов его качки еще не могут быть вычислены в общем случае штормовой волны. Погашение качки еще не может считаться вполне разработанным, и здесь потребуется большая теоретическая и экспериментальная работа, в особенности для новейших громадных броненосцев. Надо помнить, что стоимость современного броненосного корабля составляет около 120 миллионов рублей золотом; эксперименты с таким кораблем требуют миллионных расходов, следовательно, надежная теоретическая разработка важна и может избавить от значительных затрат.

Обеспечение прочности такого корабля и его выносливость к повреждениям представляют также ряд вопросов строительной механики корабля не только в смысле правильного подразделения трюма и надводных частей поперечными и продольными переборками, устройством «булей», устройством перепускания и перекачивания воды, но и самой конструкции корпуса.

Здесь является вопрос о том, надо ли делать корпус двойной или тройной. Какова должна быть толщина металла в обшивке днища, борта, обшивки за бронею, подшивки палуб; как ставить такой корабль в док, чем будет восприниматься давление при залпе из орудий, как оно будет передаваться на связи корабля, и прочие вопросы такого рода.

Все эти вопросы требуют знания самого корабля, его устройства и конструкций и умения применять математику и строительную механику корабля для расчета этих конструкций.

Поворотливость корабля теоретически разработана весьма слабо. Практически ставят руль площадью в 2 % от погруженной части диаметральной плоскости корабля, иногда срезают кормовой дейдвуд, иногда также срезают носовой дейдвуд, но рассчитать, каков будет радиус циркуляции при данном рулевом угле и данной скорости хода на прямом курсе, совершенно невозможно даже для тихой воды. Будет ли корабль устойчив на курсе при ветре и волнении или будет рыскать, или уваливаться, также нельзя сказать; считают, что кораблем правит живой человек или гирокомпас, который и «одержит» корабль, как только заметит, что его сбило с курса. Для решения этих вопросов потребуется еще много систематических опытов и затем их истолкования, прежде чем может быть составлена надежная теория поворотливости корабля; здесь слишком много аргументов, от которых явление зависит, даже для составления эмпирических формул.

Ходкость корабля далеко еще не может считаться окончательно исследованной. Метод Фруда заключает некоторые предположения и дает надежные результаты, когда предварительно испытан корабль, близко подходящий по размерам к проектируемому; но когда, как, например, для громадных броненосцев, такого прототипа нет, то ошибка в скорости может доходить до 5–7 %, это значит около 10 000-14 000 лош. сил, что в стоимости механизма составит 1 500 000-2 000 000 рублей золотом.

Проектные организации сами исследовать подобные вопросы не могут, и здесь помощь Академии наук настоятельно необходима.

В тесной связи с ходкостью находится кавитация и быстрая (3–4 часа) порча винта при кавитации; вопрос этот теоретически далеко еще не разрешен.

Наконец, на многих легких судах замечается значительная вибрация корпуса или отдельных частей его. Здесь дело в резонансе, и в некоторых случаях («Normandie») потребовалось переделать корму для устранения вибрации. Полного и строгого теоретического решения вопрос о вибрации еще не получил.

5. Это беглое обозрение показывает, что целый ряд вопросов по судостроению требует теоретического решения; поэтому академики-кораблестроители будут иметь достаточно вопросов для разработки, и установление кафедр по судостроению принесет пользу и академии и судостроительной промышленности; но надо будет замещать эти кафедры с должной осторожностью – после смерти Чебышева его кафедра пустовала 9 лет, но зато была замещена А. М. Ляпуновым.

6. Резюмируя все изложенное выше, можно сказать.

1. Двести лет тому назад в нашей академии наук зародилась теория корабля в виде двухтомного сочинения Л. Эйлера «Scientia Navalis».

2. Через несколько лет появилось и первое сочинение по строительной механике корабля в виде мемуара того же Эйлера «Examen des efforts qu'ont a supporter», премированного парижской академией наук.

3. В течение всего XIX в. в числе действительных членов Академии наук были моряки, и лишь с 1917 г. это было оставлено.

4. В настоящее время настоятельно необходимо учреждение сперва двух кафедр, а затем еще двух по кораблестроительным наукам вдобавок к одной, которую случайно занимает корабельный инженер.

На эти две кафедры Всесоюзное научно-техническое общество судостроения (ВНИТОСС) выдвинуло кандидатами Ю. А. Шиманского и П. Ф. Папковича, которые 10 лет уже состоят членами-корреспондентами Академии наук.

Оба эти инженера за эти 10 лет обогатили кораблестроительную науку оригинальными трудами, о которых можно узнать из прилагаемых кратких копий моего представления их в кандидаты и действительные члены Академии наук.

5. Необходимо помнить, что современный большой броненосец стоит около 120 миллионов рублей золотом; при проектировании такого корабля возникает ряд вопросов, решение которых не под силу проектным организациям и требует как знания математики, так и самого корабля. Тт. Шиманский и Папкович как раз в своих последних трудах показали такие знания.

6. Экспериментальное исследование такого корабля требует весьма больших расходов, ибо содержание такого корабля на ходу в море требует около 30 000-60 000 руб. золотом в один день, т. е. гораздо больше, нежели годичная зарплата двух академиков в год.

Значение математики для кораблестроения[72]72
  См. «Очерки истории установления основных начал механики. Вступительная лекция к курсу теоретической механики в Морской академии» («Успехи физических наук», 1921, т. II, вып. 2); включено в книгу А. Н. Крылова «Мысли и материалы о преподавании механики» (1943, с. 5–21).


[Закрыть]

1. Обычно считают, что математика служит основою образования инженера и что всякий инженер должен знать математику.

Настоящий очерк посвящен рассмотрению вопроса о том, в какой мере такой взгляд правилен или неправилен, а вместе с тем и вопросу о том, кого и как учить математике.

Математика в современном своем состоянии настолько обширна и разнообразна, что можно смело сказать, что в полном объеме она уму человеческому непостижима, а следовательно, должен быть сделан строгий выбор того, что из математики нужно знать и зачем нужно знать инженеру данной специальности. В этом выборе нам может помочь и самое общее обозрение исторического хода развития математики и практических ее приложений.

2. Европейские народы унаследовали свою культуру от древних греков, населявших побережье восточной части Средиземного моря, главным образом теперешнюю Грецию.

Здесь, в особенности в Афинах, за 400 лет до нашей эры уже была популярна философия и как одна из ее отраслей, – логика, т. е. искусство делать правильные умозаключения из данных предпосылок. При знаменитых Платоне и Аристотеле образцовым примером логики служила геометрия, не в смысле промышленного землемерия и определения границ земельных участков, а как чисто отвлеченная наука, изучавшая идеальные образцы, ею самою созданные, по свойствам своим соответствующие реальным, имеющимся в природе.

Это изучение основывалось на небольшом числе аксиом, определений и на трех постулатах. Я не буду перечислять этих аксиом, вам известных, а приведу лишь постулаты, о которых в современных руководствах по геометрии часто не упоминается совсем. Вот они:

1) через две данные точки можно провести прямую и притом только одну;

2) ограниченная прямая линия может быть продолжена прямою же на любую длину;

3) когда дан радиус, один конец которого находится в данной точке, то этим радиусом может быть описан круг.

Затем все учение, составляющее, по теперешней терминологии, элементарную геометрию, приводится, сводя все доказательства чисто логическими рассуждениями к аксиомам и все построения к сказанным постулатам.

Таким образом возникла та геометрия, которая с неподражаемым совершенством изложена примерно за 250 лет до нашей эры Евклидом.

Само собой разумеется, что в то время геометрию изучали взрослые юноши, а вернее, в часы досуга зрелые бородатые мужи, искушенные в словопрениях перед судилищами и ареопагами, ибо лишь они могли оценить всю тонкость логики Евклида; теперь же в Англии в буквальных переводах мучают 12– и 13-летних мальчиков, и можно лишь удивляться, как общество «Защиты детей от жестокого обращения и покровительства животным» это допускает.

Попробуйте взять Евклида в переводе и посмотрите, какое умственное напряжение требуется, чтобы проследить ход его доказательств, но зато какова изумительная логичность и строгость их и какова их последовательность. Конечно, это изучение представляет, может быть, и превосходную умственную тренировку, но во всякой тренировке надо соблюдать должную меру.

В школе же Платона зародилось и учение о конических сечениях (по поводу знаменитой задачи об удвоении куба), которое впоследствии, также за 250 лет до нашей эры, было доведено Аполлонием до такой степени полноты и совершенства, что хотя вас и мучили в курсе аналитической геометрии изучением свойств этих кривых, но это составляет лишь малую долю того, что находится в сочинении Аполлония и что им самим создано. Если к этому присоединить еще сочинения Архимеда, величайшего из математиков всех времен и народов, то вы получите некоторое суждение о том, каков был гений древних греков.

Само собой разумеется, что все в этих сочинениях излагается чисто геометрически с полною «евклидовой» строгостью рассуждений, не прибегая к той алгебраической символистике, к которой мы так привыкли теперь.

Хотя от древних остались гигантские по размерам и изумительные по красоте и пропорциональности здания и сооружения, но совершенно не известно, каким образом они разрабатывали проекты этих сооружений и оказывала ли им в этом помощь геометрия. Многое заставляет думать, что эта помощь была ничтожна.

3. С завоеванием древнего мира римлянами отвлеченная, чисто логическая наука греков постепенно приходит в упадок, сменяясь практической архитектурой, гидравликой и землемерием, а в IV и V вв., можно сказать, всякая наука утрачивается и замирает на целое тысячелетие. Но практика и техника как искусство, независимо от утраты отвлеченной науки, продолжают развиваться, и создается как бы разрыв между отвлеченною наукою и практикой.

Мы теперь с понятием о математике связываем понятие о вычислениях в самом общем и обширном значении этого слова. В древности ограничивались лишь производством численных вычислений, причем оно входило главным образом лишь в астрономию, в которой было доведено до значительного совершенства, несмотря на неудобства письменной нумерации древних греков.

С XVI в. в Европе зарождается пришедшее от арабов искусство буквенного исчисления и формальная алгебра, которая, постепенно совершенствуясь, к середине XVII в. достигает значительного развития.

4. Здесь приходится упомянуть великого философа и математика Декарта; с одной стороны, он своим афоризмом «Cogito ergo sum» (Мыслю – значит существую) как бы вновь наложил на математику тот отпечаток отвлеченности, который она не только сохранила и доныне, но который особенно усилился за последние 70 лет. С другой стороны, Декарт преобразовал геометрию введением в нее алгебры и ее вычислительных методов, которые были совершенно чужды древним.

В 1670-х годах Ньютон создает «исчисление флюент и флюксий», т. е. текущих количеств, как он его называет. Независимо от него в 1680-х годах это же исчисление находится и опубликовывается философом Лейбницем и называется им «исчисление бесконечно малых».

Ньютон вместе с тем в изданном им в 1686 г. сочинении «Математические начала натуральной философии» развивает и как бы вновь создает динамику, первые начала которой были положены 50 лет перед этим Галилеем,[73]73
  Первая работа, названная в тексте, выпущена отдельным изданием в 1940 г. (Изд. Академии наук, с. 71), включена в т. II «Трудов А. Н. Крылова» (1943); вторая опубликована в «Известиях Академии наук, сер. геогр. и геоф.» (1940, № 4, с. 429–474), включена в «Труды», т. II; третья работа напечатана в «Известиях Академии наук, сер. геогр. и геоф.» (1938, № 5–6, с. 439–475) и в «Известиях Военно-морской академии» (1939, вып. II, с. 145–197). Сталинская премия 1-й степени присуждена А. Н. Крылову за эти работы в 1941 г. (см. «Вестник Академии наук», 1941, № 4, с. 2), в 1939 г. А. Н. Крылову присвоено звание заслуженного деятеля науки и техники. Тогда же он получил высшую награду СССР – орден Ленина. В 1943 г. ему присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и молот». В 1944 г. имя академика А. Н. Крылова присвоено Центральному научно-исследовательскому институту. В 1945 г. А. Н. Крылов снова награжден орденом Ленина.


[Закрыть] и доводит эту науку до высокой степени развития чисто геометрическим путем, по образцу древних, и прилагает созданное им учение к установлению системы мира и познанию и приложениям закона тяготения, им открытого, к изучению движения небесных тел.

В течение XVIII в. анализ бесконечно малых доводится до высокой степени совершенства; на его основе развивается теоретическая механика, которая сперва, по примеру Ньютона, прилагается главным образом к изучению движения небесных тел и отчасти к баллистике.

С середины XVIII в. механика начинает прилагаться к решению вопросов технических не только из области статики, которая была создана Архимедом, но и динамики.

С XIX в технические приложения механики как в области статики, так и динамики все более и более проникают в технику и все более и более ее охватывают.

5. Но и математика не стоит на месте, она продолжает развиваться в разных направлениях, которые можно характеризовать так:

а) развитие вычислительных, в обширном смысле этого слова, процессов;

б) изучение свойств функций, возникающих при вычислениях, установление строгости и строгое обоснование самих вычислительных процессов;

в) общее изучение свойств чисел;

г) изучение свойств пространства и обобщения их;

д) изучение специально алгебраических процессов и свойств алгебраических уравнений;

е) усовершенствование способов численных вычислений, приближенных методов их и приложения этих методов.

Каждая из этих областей разрослась так, что литература по каждой из них в отдельности составляет целую библиотеку из многих сотен, многих тысяч, а иногда и многих десятков тысяч журнальных статей, руководств и трактатов.

Теоретическая механика также разрослась не в меньшей степени; в нее входят:

а) чисто теоретическая или так называемая «рациональная механика»;

б) «небесная механика», т. е. приложение механики к изучению движения небесных тел;

в) так называемая «прикладная механика», т. е. приложение механики к вопросам изучения механизмов и построения их;

г) теория упругости и сопротивления материалов, изучающая вместе со «строительной механикой» свойства материалов, расчеты разного рода конструкций и возникающих в них напряжений;

д) наконец, сюда же надо отнести математическую физику с ее подразделениями, каждое из которых имеет обширные приложения в практике и технике.

Литература по каждому из этих отделов громадна и, можно сказать, практически необозрима.

6. При нашем беглом обзоре развития математики мы обратили внимание на то, что чистый математик, которого мы будем называть геометр, требует от своей науки – математики – прежде всего безукоризненной логичности и строгости суждений.

Одно время в конце XVIII в. математика как бы отчасти сбилась с этого пути, но уже в первой четверти XIX в. была на него вновь направлена Гауссом, Абелем и Коши; начиная же с последней четверти XIX в., по почину Вейерштрасса, в математику вновь вводится, можно сказать, «евклидова строгость», а с нею отвлеченность.

Математика сама создает те идеальные образы, над которыми она оперирует, не только не прибегая при этом к наглядности, но тщательно изгоняя из своих рассуждений и доказательств всякую наглядность, всякое свидетельство чувств. Геометр не только не верит своим чувствам, но не признает самого их существования, он есть декартово «мыслящее существо». Геометру нет дела до того, есть ли в природе такие предметы, к которым его образы относятся, для него важно, что он их создал в своем уме, приписал им определения, аксиомы и допущения, после чего он с полною логичностью и строгостью развивает следствия этих аксиом и допущений, не вводя при этом никаких других аксиом и никаких новых допущений, – до остального ему дела нет.

7. Ясно, что практик, техник, каковым и должен быть всякий инженер, смотрит на дело совершенно иначе. Он должен развивать не только свой ум, но и свои чувства так, чтобы они его не обманывали; он должен не только уметь смотреть, но и видеть; он должен уметь не только слушать, но и слышать, не только нюхать, но и чуять; свои же умозаключения он должен сводить не к робкому декартову «мыслю – значит существую», а к твердому, практическому: «я это вижу; слышу, осязаю, чую – значит это так и есть».

Для геометра математика сама по себе есть конечная цель, для инженера – это есть средство, это есть инструмент такой же, как штангель, зубило, ручник, напильник для слесаря или полусаженок, топор и пила для плотника.

Инженер должен по своей специальности уметь владеть своим инструментом, но он вовсе не должен уметь его делать; плотник не должен уметь выковать или наварить топор, он должен уметь отличить хороший топор от плохого; слесарь не должен уметь сам насекать напильник, но должен выбрать тот напильник, который ему надо.

Так вот геометра, который создает новые математические выводы, можно уподобить некоему воображаемому универсальному инструментальщику, который готовит на склад инструмент на всякую потребу; он делает все, начиная от кувалды и кончая тончайшим микроскопом и точнейшим хронометром. Геометр создает методы решения вопросов, не только возникающих вследствие современных надобностей, но и для будущих, которые возникнут, может быть, завтра, может быть, через тысячу лет.

Вообразите же теперь инженера, вошедшего в этот склад и желающего в нем найти нужный ему инструмент. Он прежде всего будет поражен огромным, подавляющим количеством всего накопленного за 2500 лет материала, его изумительным разнообразием. При более внимательном рассмотрении он заметит среди массы других вещей, кажущихся простыми, и некоторые сложнейшие аппараты непонятного ему назначения, но изумительные по отделке их многочисленных деталей, по тщательной их пригонке, да к тому же оправленные в серебро и золото.

Среди аппаратов новейшего изготовления он увидит множество приборов, служащих для самой точной, самой тщательной отделки изделий, т. е. множество разных шаберов и шлифовальных станков. Заметит он и много устарелого, вышедшего из употребления, местами будет попадаться и просто разный хлам.

Но ведь инженер пришел сюда не затем, чтобы любоваться неисчислимыми сокровищами: не золото и серебро ему нужны, а быстрорежущая сталь, ему нужен не столько шабер, сколько грубая обдирка, грубое надежное зубило, ведь не шабером же будет он выбирать шпунт у ахтерштевня. Присмотревшись еще ближе, он среди этого бесчисленного разнообразия заметит ряд, остающихся почти неизменными в течение 150 лет, к тому же кладовщик ему подскажет, что их так часто требуют, что и не напасешься, а за остальными заходят лишь знатоки – мастера и любители.

Не отнестись ли ему с доверием к этим, еще издавна великими мастерами подобранным ассортиментам, и не следует ли ему воспользоваться этими готовыми и десятилетиями, если не столетиями испытанными инструментами и научиться ими правильно и искусно владеть, а затем уже, когда он сам станет знатоком и мастером, порыться и в остальных сокровищах и попытаться извлечь из них именно то, что ему надо, не брезгуя и шаберами.

Так вот эти систематические ассортименты – это те курсы, которые вам читают, и те руководства, изучение которых вам рекомендуют, а кладовщики и инструментальщики – это те профессора и руководители, которые вас обучают. Может быть, они сами и не инженеры, но зато они хорошо знают и хорошо владеют вверенным им инструментом, склад свой они изучили и знают, где и что в нем можно найти.

8. Однако, чтобы правильно выбрать готовый или правильно подобрать свой ассортимент инструментов, надо ближе разобраться в том деле, для которого он нужен. Для этого опять-таки бегло и в общих чертах проследим развитие кораблестроения.

О судостроении древних культурных народов почти не сохранилось никаких данных, по которым инженер мог бы составить ясное представление о судах, их устройстве, способах их проектирования и постройки. Рассказы некоторых историков по большей части свидетельствуют об их технической безграмотности и легковерии. Между тем начало судостроения восходит задолго до всякой письменности и всякой истории. Чертежей тогда, по-видимому, не было, или они изготовлялись на покрытых воском дощечках или временных деревянных помостах вроде тех, которыми и теперь пользуются кустари при постройке речных барж; ясно, что от этого ничего не сохранилось, да и не могло сохраниться.

Здесь, видимо, все шло преимущественно чисто практически, передаваясь от отца к сыну, от мастера к ученику, а не как наука.

Даже основной закон о равновесии плавающих тел, данный Архимедом за 250 лет до нашей эры, был впервые применен к делу судостроения лишь в 1660-х годах Антонием Дином в Англии, когда в ней уже был Ньютон, математический гений которого почитается одинаковым с гением Архимеда.

Но здесь приходится заметить, что, судя по найденному около Туниса, вблизи того места, где был древний Карфаген, затонувшему судну, груженному вчерне отделанными статуями, на котором сохранилась, копия того документа, что теперь называют «чартер партией», видно, что и тогда, т. е. примерно 2000 лет тому назад, этот документ составлялся почти в тех же выражениях, как и теперь, также предусматривались случаи «непреодолимых сил», да притом еще и шкипер клялся «Зевсом и всеми богами Олимпа хранить условия чартера свято и нерушимо и добавочного груза на свое судно не принимать». Значит, практика мореплавания и тогда сознавала значение надводного борта, хотя едва ли знала закон Архимеда.

Первые руководства по «Теории корабля» появились в 1740-х годах. В них впервые было установлено учение о остойчивости корабля.

В начале 1800-х годов, по почину английских судостроителей Сеппингса и Саймондса, была усвоена польза и необходимость диагональных связей, придававших крепость и неизменяемость судовому борту; теория этого дела была обоснована физиком Юнгом.

В 1840-х годах началась постройка железных паровых судов; она стала быстро развиваться, но здесь довольно долгое время (около 30 лет) шли ощупью и сохраняли не только ненужное, но даже вредное наследие деревянного судостроения, вроде толстого, на ребро поставленного полосового киля.

Лишь в 1870 г. Рид дал до сих пор сохранившиеся практические приемы вычисления остойчивости корабля на больших наклонениях и расчеты напряжений, возникающих в связях корабля на волнении.

Сталь в судостроении введена с начала 1800-х годов.

Уточнение расчетов корабля как целого сооружения, а также его важнейших деталей создано трудами И. Г. Бубнова, П. Ф. Папковича, Ю. А. Шиманского, которых я почитаю за честь считать в числе моих учеников.

Отсюда вы видите, насколько молодо действительно научное изучение корабля, его конструкции, его мореходных качеств по сравнению с теми неисчислимыми столетиями, в течение которых существует судостроение и мореплавание, и насколько здесь практика предшествовала теории.

9. Постараемся теперь установить в общих чертах тот математический аппарат, которым должен располагать корабельный инженер, чтобы вполне сознательно рассчитать проектируемый им корабль, и притом военный, как наиболее сложный, причем инженер никакими правилами ни Ллойда, ни регистра не стеснен.

Под словом «сознательно» будем разуметь, что инженер хотя и будет применять готовые и давно разработанные методы, но он вполне овладеет теми отделами математики, на которых эти методы основаны, и, значит, может вполне ясно судить об их применимости и условиях ее.

Начнем с теории корабля.

Расчет плавучести и остойчивости требует применения начал интегрального исчисления для вычисления площадей и объемов, положения центра тяжести и прочее. Причем все это выражается простыми, а не кратными интегралами, исчисляемыми по приближенным формулам квадратур.

Вычисление остойчивости, кроме того, требует отчетливого понятия о кривизне и эволюте и связи между координатами точек эволюты и эвольвенты. Исследование влияния повреждений на посадку и остойчивость корабля требует для полной отчетливости знания свойств моментов инерции плоской фигуры и определения положения ее главных осей инерции.

Расчет качки на волнении требует знания основ гидродинамики и теории «малых» колебаний твердого тела как свободных, так и вынужденных, т. е. интегрирования совокупных линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами.

Если корабль предположено снабдить успокоителями качки в виде цистерн Фрама, то надо иметь еще некоторые сведения из гидродинамики, а если успокоитель должен быть гироскопическим, то требуется более углубленное знание динамики твердого тела.

При этом предполагается, что инженер не будет рассчитывать теоретически «приведенной массы» увлекаемой кораблем воды при качаниях его, а воспользуется имеющимися на этот счет опытными данными, ибо такой расчет потребовал бы таких сведений из гидродинамики, на сообщение которых в курсе не хватило бы времени, если не развивать этот отдел в ущерб другим, более простым, но зато более обиходным.

Ходкость или требует еще более углубленного знания гидродинамики и изучения системы волн, образуемых при движении корабля, или же надо ограничиться применением эмпирических формул и результатов испытания подобных судов и моделей.

Поворотливость плохо поддается учету, и суждение о ней основывают на существующей практике и результатах испытания судов, подходящих по типу к проектируемому.

Итак, положим, что элементы корабля и все, что относится к мореходным его качествам, установлено и рассчитано; тогда идет второй вопрос, где на первый план выступает строительная механика корабля, согласно основаниям которой надо произвести расчеты прочности корабля как целого сооружения и расчеты прочности всех деталей и отдельных устройств.

Здесь требуется гораздо более сложный математический аппарат, нежели для теории корабля, ибо приходится иметь дело с изгибом и сжатием пластин и устойчивостью их, а для этого требуются основательные познания теории упругости, а следовательно, и весь необходимый математический аппарат с бигармоническим уравнением учения о рядах, подобным рядам Фурье, и притом не только простых, но и двойных.