Текст книги "Мои воспоминания"

Очерк развития теории корабля[92]92
  В СССР издано полное собрание сочинений Н. И. Лобачевского.


[Закрыть]

1. Начало искусства судостроения восходит до глубочайшей древности и теряется не только в недошедшей до нас истории исчезнувших культур, исчезнувших цивилизаций таких народов, как предшественники ассирийцев, вавилонян, финикийцев, древних египтян, но оно предшествовало даже самой культуре и цивилизации. У людоедов островов Фиджи и Новой Зеландии, когда их впервые открыли европейские мореплаватели, уже были целые флоты искусно сделанных пирог. Не нужно и ходить далеко – близ Новой Ладоги лет 50 тому назад наш знаменитый геолог А. А. Иностранцев нашел при своих раскопках рядом с орудиями каменного века обломки челнока.

Библия сохранила нам описание сказочного Ноева ковчега и даже обстоятельные технические задания на его постройку, к которым мы еще вернемся. Пришлось бы исписать целые тома, как это сделал Чарнок в своей истории кораблестроения, начинающейся от Ноева ковчега и доведенной до 1800 г. и тогдашнего трехдечного 120-пушечного корабля. Но этот корабль по материалу своей постройки, по роду двигателя ближе к Ноеву ковчегу и пироге новозеландца, нежели к современному дредноуту или трансатлантику, такому, как «Conte di Savoia» или «Queen Mary». Таким образом, можно сказать, что за последние сто лет в судостроении совершен больший переворот, сделан больший прогресс, нежели за неисчислимые века от челнока первобытного человека до 100-пушечных кораблей Нельсона.

2. Я не буду пытаться прослеживать последовательность развития изменений боевых судов от трехдечного корабля до современного броненосца или от чайного клипера, совершившего в 90 дней переход из Шанхая в Лондон кругом мыса Доброй Надежды всего 70 лет тому назад, до трансатлантика, а остановлюсь на рассмотрении того, что между ними есть общего, что всегда требовалось, требуется и будет требоваться от всякого судна.

Это общее – суть мореходные качества корабля: плавучесть, остойчивость, ходкость, плавность и малость размахов качки, поворотливость.

Практика всегда предъявляла вопросы о том, что и как надо делать, чтобы корабль был крепок и надежен и обладал надлежащими качествами; вместе с тем практика веками, как бы естественным подбором, подходила к решению и этих вопросов, часто весьма своеобразному, как, например, в катамаранах сингалезов и малайцев.

Исследование мореходных качеств корабля, их зависимости от его размеров и соотношений между ними, от формы обводов, распределения грузов и пр. составляет предмет теории корабля; изучение же его крепости, ее обеспечения правильным, без излишней затраты материала распределением судовых связей составляет предмет строительной механики корабля.

В нашем обзоре мы ограничимся лишь теорией корабля.

3. 2200 лет тому назад величайший математик всех времен и народов Архимед нашел и доказал тот основной закон, который решает все вопросы и плавучести корабля; в нем же заключаются и основания учения об остойчивости.

Это сочинение Архимеда состоит из двух книг, или глав, первая из которых содержит два основных положения, или постулата, и девять предложений, из которых в семи устанавливается общее учение о плавающих телах, а в последних двух прилагаются к определению положений равновесия сферического сегмента.

Книга вторая заключает учение об определении положений равновесия отрезка параболоида вращения и заключает десять предложений. Чтобы дать понятие об этом труднейшем для изучения из всех сочинений Архимеда, я приведу некоторые из этих предложений.

Постулат 1. Предполагается, что природа жидкости такова, что при равномерном и непрерывном расположении частей ее та часть, которая подвергается меньшему давлению, гонится тою, где давление больше. Всякая часть жидкости подвержена давлению жидкости, над нею находящейся по отвесному направлению, хотя бы жидкость где-либо опускалась или гналась из одного места в другое.

Предложение 1. Если сечение поверхности любою плоскостью, проведенной через данную точку, есть круг, то эта поверхность есть шар.

Предложение 2. Поверхность всякой покоящейся жидкости сферическая, центр которой совпадает с центром Земли.

Предложение 3. Если тело при равных объемах весит столько же, сколько данная жидкость, то, будучи в эту жидкость помещено, оно погрузится в нее настолько, что над поверхностью жидкости ничего от тела не останется, но оно не опустится глубже.

Предложение 4. Если более легкое, нежели жидкость, тело будет в нее помещено, то часть тела останется над поверхностью жидкости.

Предложение 5. Если более легкое, нежели жидкость, тело будет в нее помещено, то оно погрузится настолько, что объем жидкости, равный объему погруженной части, весит столько же, как и все тело.

Предложение 6. Если более легкой, нежели жидкость, тело будет в нее погружено, то оно с тем большею силою будет всплывать, чем больше вес жидкости при равном с телом объеме.

Предложение 7. Если более тяжелое, нежели жидкость, тело будет в нее помещено, то оно опустится на дно, и его вес в жидкости уменьшится настолько, сколько весит жидкость в объеме, равном объему тела.

Постулат 2. Мы предполагаем, что сила, которою плавающее в жидкости тело поддерживается, направлена вертикально вверх и проходит через его центр тяжести.

Предложение 8. Если более легкое, нежели жидкость, твердое тело имеет форму сегмента шара и погружено в жидкость так, что основание сегмента не касается жидкости, то этот сегмент займет такое положение, при котором его ось вертикальна. Если сегмент наклонить так, что его основание коснется жидкости, то, будучи предоставлен самому себе, этот сегмент займет такое положение, при котором его ось вертикальна.

Предложение 9. Если более легкий, нежели жидкость, шаровой сегмент погружен в жидкость так, что все его основание находится в жидкости, то, будучи предоставлен самому себе, он примет такое положение, при котором его ось вертикальна и основание внизу.

Во второй книге – одиннадцать предложений, в которых показываются возможные положения устойчивого равновесия такого сегмента параболоида вращения, у которого основание перпендикулярно к оси параболоида, при разных отношениях как плотности параболоида к плотности жидкости, так и высоты его к параметру производящей параболы.

При этом рассмотрение Архимеда исчерпывающее, т. е. он устанавливает точные границы для сказанных отношений, при которых параболоид будет плавать, находясь в равновесии, имея свою ось вертикальной, основание вверх или вниз, и точные границы для тех случаев, когда параболоид плавает не в прямом, а в наклонном положении на некоторый угол, и на какой именно.

Надо помнить, что все геометрические понятия, начиная от площади круга, площади параболы, объема цилиндра, шара, шарового сегмента, учения о центре тяжести тел, о их равновесии – все это создано самим Архимедом; тогда явится лишь малое представление о необыкновенной мощи его гения и о нелепости повторяемой историками, с легких слов Плутарха, басни, что Архимед, сидя в ванне в общественных банях, нашел свой закон и, выскочив из ванны голый, побежал домой по улицам сиракузским с криком «эврика, эврика!» (я нашел, я нашел!).

4. Несмотря на всю простоту и общность, закон Архимеда долго не находил применения в практике судостроения. Именно, протекло 1900 лет до того времени, когда в 1666 г. английский судостроитель Антони Дин, к удивлению короля и его свиты, при постройке корабля «Ruppert» предсказал его углубление ранее спуска на воду и прорезал пушечные порта, когда корабль был еще на стапеле. Став в 1684 г. серваером английского флота, т. е. инспектором кораблестроения, он сделал распоряжение для всех типов тогдашних кораблей о взвешивании всех частей их корпуса, а также и всех грузов, входящих в его оснастку, снабжение, боевое вооружение и пр.

Надо вспомнить, что в последнюю четверть XVII в. произошло необыкновенное развитие математических наук. В Англии это было время самого расцвета гения Исаака Ньютона, почитаемого равным Архимеду. Как раз в мае 1686 г. появилось в свет его сочинение «Математические начала натуральной философии», которое знаменитым математиком Лагранжем названо «величайшим произведением человеческого ума». На континенте в это время работали Лейбниц и его ученики братья Бернулли, развивая изобретенное, независимо один от другого, Ньютоном и Лейбницем исчисление бесконечно малых, дававшее возможность по общим простым правилам решать аналитически те задачи, которые с величайшим трудом поддавались синтезу древних. Сколь это ни странно, жители гористой Швейцарии Ив. Бернулли и его ученик Леонард Эйлер первые начали прилагать «новую математику» к решению вопросов, касающихся корабля.

В 1727 г., тогда двадцатилетний, Эйлер стал членом нашей Академии наук и оставался им до самой своей смерти в 1783 г. Одно время (в 1733 г.) возникло опасение, что Петербургская Академия будет упразднена, тогда Эйлер, по предложению графа Сиверса, в то время главного начальника русского флота, имел в виду поступить во флот лейтенантом. Почти в то же время из Парижа астрономы Бугер, Кондамин и Годен были командированы французским правительством в тогдашнее Перу, ныне Эквадор, произвести измерение длины одного градуса дуги меридиана. Бугер пробыл в Перу почти 10 лет. Дальнее плавание на тогдашних парусных судах дало ему возможность ознакомиться с морем и с кораблем.

Ясное дело, что Эйлер, едва не попавший на службу во флот, интересовался кораблем и его постройкою и, так как все судостроение тогда сосредоточивалось в Петербурге, имел к тому полную возможность. Как бы то ни было, в 1745 г. появилось в Париже сочинение Бугера «Theorie du Navire», а в 1749 г. вышло в Петербурге присланное Эйлером из Берлина за несколько лет перед тем сочинение «Scientia Navalis», в двух громадных томах in 4°.

Оба сочинения, написанные почти одновременно, одно – в Перу, другое – в Берлине, оказались по методу изучения вопросов и по результатам весьма близкими между собою. В них вполне устанавливается в применении именно к кораблю учение о плавучести, остойчивости и ее измерении, вводится понятие о метацентре, развивается данное еще Ньютоном учение о сопротивлении жидкостей в применении к кораблю и к действию ветра на паруса и решается целый ряд других вопросов, относящихся к кораблю и его мореходным качествам.

5. Сочинения Эйлера и Бугера показали, что исследование корабля доставляет обширный материал для приложений математики и новых ее методов, которые тогда разрабатывались.

С 1753 г. Парижская академия наук предлагает на премии целый ряд тем по теории корабля. В конкурсах принимают участие Эйлер, братья Бернулли, Бугер, аббат Боссю и другие математики того времени. Ими вырабатываются приемы вычисления по чертежу элементов корабля и его остойчивости, указывается способ практического определения положения центра тяжести, излагается учение о качке корабля на волнении, к сожалению, основанное на ложном допущении о свойствах самой волны, сделанное еще в 1714 г. Ив. Бернулли; разбираются вопросы о нагрузке и распределении грузов на корабле, намечается и дается общая теория напряжений связей корабля как на тихой воде, так и при качке на волнении.

Для изучения плавучести и остойчивости корабля приходилось применять лишь учение о равновесии плавающего тела, так сказать, обобщать и развивать сделанное Архимедом; не то было относительно качки, а в особенности относительно ходкости корабля; здесь уже требовалась не статика, а динамика и гидродинамика.

Особенно велики трудности в исследовании ходкости; здесь надо знать законы сопротивления воды на движущиеся в ней тела. Вывод этих законов не поддается анализу, и лишь в последние годы и в наше время кое-что сделано в этом направлении, но вопрос далеко еще не исчерпан. Не имея строго и общего вывода, приходилось делать разного рода гипотезы, следствия которых надо было затем проверить опытом, или же прямо, производя ряд испытаний, обобщать полученные результаты, стремясь свести их в одну формулу или вывести из них общий закон.

Так поступил еще Ньютон в своих «Началах», где он показал, что при определенных допущениях сопротивление жидкости движущемуся к ней телу должно быть пропорционально квадрату скорости движения и площади наибольшего поперечного сечения, перпендикулярного к направлению движения, завися при этом от обводов передней части движущегося тела. Он произвел вместе с тем и ряд опытов для проверки своего закона в применении к простейшему из тел – шару.

Кроме этих общих выводов, Ньютон главу о сопротивлении жидкостей начал с установления так называемого закона механического подобия, который через 184 года после издания Ньютонова труда послужил основанием для опытов над моделями судов в специальных бассейнах, чтобы по таким моделям определять сопротивление воды на самый корабль.

Исследования сопротивления воды даже на небольшие тела требует значительных затрат и могли быть осуществляемы или при содействии правительств, или людьми, обладавшими весьма большими средствами.

Первые обширные испытания были произведены во Франции в 1770 г. по следующему поводу. Предполагалось соорудить целую сеть внутренних водных сообщений, и наряду со шлюзованными каналами было предположено устройство судоходного туннеля, подобно тому, который построен между Марсельским портом и лиманом р. Роны (так называемым прудом Бэр) и закончен в 1922 г. Правительство предложило Парижской Академии наук исследовать зависимость сопротивления воды как от скорости движения судна по туннелю, так и от отношения площади поперечных сечений судна и канала. Была образована комиссия, в которую вошли математики Д'Аламбер, Кондорсе и аббат Боссю; ими были произведены в Париже в обширном мелководном бассейне Военной школы подробные, хорошо обставленные и точно описанные опыты. Этими опытами было обнаружено значительное увеличение сопротивления в тесном для судна канале, после чего проект туннеля был отвергнут.

Затем в 1795–1798 гг. в Англии производил опыты над сопротивлением воды полковник Марк Грегор Бофуа. Эти опыты были обставлены весьма тщательно, производились они в Гринокском доке, стоили свыше 50 000 ф. ст. и образцово изданы – Бофуа приводит все подлинные, непосредственно наблюденные величины. Главный результат, обнаруженный этими опытами, был тот, что при одинаковой площади поперечного сечения и одинаковых обводах передней части движущегося тела, скажем, доски, поставленной на ребро, сопротивление зависит от длины доски, т. е. здесь обнаружено существование трения воды о поверхность движущегося в ней тела.

После ряда робких опытов, продолжавшихся около тридцати лет, с сороковых годов прошлого столетия появляется морской паровой флот. К теории корабля предъявляются новые требования: явилась возможность распоряжаться ходом и курсом корабля независимо от ветра; при самом составлении проекта корабля стали назначать делаемую скорость хода и пространство, проходимое с этою скоростью; потребовали определения надлежащей мощности паровой машины, обеспечивающей эту скорость хода.

Вместе с тем явилась возможность производить испытания судов и определять мощность, потребную на их движение, что на парусных судах было совершенно невозможно. Испытание каждого корабля доставляло материал для суждения о следующем, явился ряд эмпирических формул, воспроизводящих результаты таких опытов. Из множества таких формул следует отметить данную в 1892 г. формулу В. И. Афанасьева, замечательную по своей простоте и хорошей точности для громадного числа случаев обычной практики.

В сороковых же годах шотландский битюг сделал по отношению к движению судов по каналам то открытие, которое ускользнуло от внимания французских академиков. Его впрягали в бечеву, которой по каналу тянули трешкоут, и заметили, что он проходил свою станцию ровной рысью быстрее других и приходил совершенно свежий, тогда как другие лошади в мыле. Об этом узнал знаменитый корабельный инженер Скот Россель и обратил внимание на то, что битюг вначале наддавал ходу, затем ход несколько сбавлял, и трешкоут шел с едва натянутой бечевой, – одним словом, было открыто явление так называемой переносной волны, получившее впоследствии столь важное значение.

7. В 1870 г. В. Фруд предложил воспользоваться для суждения о сопротивлении воды на корабль испытанием его модели, применяя Ньютонов закон механического подобия. Английское адмиралтейство поддержало начинание Фруда, в Торкей был построен специальный бассейн, послуживший затем образцом как для нашего, так и для других бассейнов. По закону Ньютона модель надо испытывать при скорости, составляющей от скорости корабля такую же долю, как корень квадратный из масштаба модели составляет от 1. Так, например, если модель в 1/25 натуры, то ее надо испытывать при скорости в 1/5 от скорости корабля, тогда сопротивление, ею претерпеваемое, составит такую долю от сопротивления корабля при его скорости, какую куб масштаба составляет от 1; в нашем примере это будет (1/25)³ ⁼ 1/15625. Зная же сопротивление и скорость, сейчас же получим и потребную мощность.

Однако на практике дело оказалось далеко не столь простым. Закон механического подобия, данный Ньютоном, столь же точен и неоспорим, как и всякий закон теоретической механики, но корабль и его модель при движении в воде не представляют собою двух подобных в механическом смысле систем, т. е. в смысле Ньютонова закона. Сопротивление воды состоит из двух частей: одной – зависящей от размеров и обводов корабля или его модели, другой – зависящей только от величины его смоченной поверхности и от длины ее. Эта вторая часть его как раз обнаруженное еще при опытах Бофуа трение, оно-то и не следует закону подобия. Фруд подробно изучил законы трения в воде и указал, как надо производить расчет в отдельности для каждой из составных частей сопротивления, чтобы от результатов испытания модели перейти к кораблю.

8. В тесной связи с сопротивлением воды находятся расчет и теория гребного винта. Хотя в последние годы в этой области сделано весьма многое покойным Н. Е. Жуковским и его учениками, начиная с академика С. А. Чаплыгина, но вопрос еще не получил окончательного разрешения. Все расчеты основаны на разного рода допущениях, более или менее соответствующих действительности.

Здесь во всяком случае надо иметь в виду воззрения Ранкина на все движители как на реактивные: движитель отбрасывает воду назад и сообщает кораблю такое же количество движения вперед, какое сообщено воде назад. Значит, работа, или мощность, затрачиваемая на вращение винта, частично идет на сообщение движения кораблю, преодолевая сопротивление воды, частично же идет на сообщение скорости отбрасываемой назад воде. Эта последняя часть составляет чистую потерю. Эта потеря будет тем меньше, чем больше отбрасываемое количество воды и чем меньше скорость, с которою это количество воды отброшено. Отсюда видно, что надо получить струю, отбрасываемую винтом или вообще движителем, возможно большей площади поперечного сечения. Всякое нарушение этого принципа приводит к невыгодным движителям, обладающим большими потерями.

Таким образом, водометные движители, где струя сравнительно малой площади сечения отбрасывалась с большою скоростью, оказались весьма невыгодными. Наперед можно было предвидеть невыгоду устройства на одном из наших больших крейсеров, построенном лет сорок тому назад, среднего винта малых размеров для экономического хода; такой винт по самому принципу его работы не мог быть экономичным, что и подтвердилось на практике.

9. Перед самой Крымской войной во Франции и отчасти в Англии некоторые парусные линейные корабли были снабжены паровыми машинами и винтовым движителем. Они принесли большую пользу союзникам, но тогда же обнаружилась слабость деревянных судов в борьбе с бомбическими орудиями, незадолго перед Крымской войной введенными на вооружение судов и береговых батарей. Явилась необходимость в судах броненосных, и уже к концу войны под Кинбурном действовали французские плавучие броненосные батареи, принудившие крепость к сдаче, так как ее круглые ядра и бомбы не наносили никакого вреда, разбиваясь о броню. Это было начало строения броненосцев и продолжающейся и поныне борьбы между артиллериею и бронею.

Паровые машины того времени, а в особенности котлы, были малоэкономичны, и расход в 2½ килограмма в час на силу почитался малым; поэтому на первых броненосцах сохраняли и полный корабельный рангоут. Вскоре с увеличением размеров судов, утолщением брони, переходом от бортовой артиллерии к башенной от рангоута пришлось отказаться, и появились чисто паровые броненосцы. Первые же их сравнительные испытания на море показали, что, вопреки удержавшимся полтораста лет воззрениям Ив. Бернулли, основанным на ошибочном допущении о строении волны, наиболее остойчивые суда обладали и наиболее стремительной, больших размахов качкою даже на сравнительно небольшой волне, стрельба с них была невозможна или не обладала никакой меткостью.

Здесь надо вспомнить того же В. Фруда, изложившего в 1861 г. в только что основанном Лондонском обществе корабельных инженеров теорию боковой качки корабля. Последняя была основана на данной еще в 1803 г. Герствером, а затем вновь открытой Ранкином, самим Фрудом и Бертеном теории так называемых трохоидальных волн, близко подходящей к действительности для правильной океанской зыби. Практика вскоре подтвердила справедливость теории Фруда в ее существенных чертах.

10. Боевые выгоды низкобортных башенных судов дали капитану Кользу идею соединить в одном корабле низкий борт, толстую броню, башни и корабельный рангоут. Это был несчастный «Captain».

Рид указал, что для полного суждения об остойчивости корабля, в особенности низкобортного, недостаточно знать метацентрическую высоту при прямом положении корабля, а надо исследовать ее изменения при крене, так как лишь только верхняя палуба начинает уходить под воду, метацентр понижается, и остойчивость начинает уменьшаться. Вместе с тем он обратил внимание на то, как принимать в расчет действие шквала, и указал его особенную опасность для судов низкобортных на ходу под парусами. Короче говоря, он указал, что на «Captain» рангоута ставить нельзя. Рид был в это время главным кораблестроителем английского флота. Отказавшись утвердить хотя бы один чертеж этого корабля, он весною 1869 г. сделал в Обществе корабельных инженеров свой знаменитый доклад «Об остойчивости мониторов под парусами».

Несмотря на предостережения Рида, корабль по приказанию лордов Адмиралтейства был построен и снабжен громадным рангоутом с железными трехногими мачтами.

7 сентября 1870 г. вблизи мыса Финистерре во время пробного плавания «Captain» был опрокинут налетевшим шквалом, который не нанес никакого вреда остальным десяти броненосным судам эскадры адмирала Мильна, в составе которой «Captain» плавал. Из 550 человек спаслось 17 на полубаркасе, сорвавшемся с ростр.

Замечательно, что ни на «Captain», ни на эскадре не придавали ни малейшего значения исследованиям Рида. «Captain» опрокинулся в полночь, а утром того дня адмирал устроил гонку под парусами между одиннадцатью кораблями своей эскадры, перенеся свой фланг на «Captain» и находясь сам на этом корабле. Он допустил форсировку парусами, так что кромка верхней палубы касалась воды, и было бы достаточно не то что шквала, а легкого порыва ветра, чтобы опрокинуть «Captain».

В память погибших на этом корабле в Лондоне в соборе св. Павла вделана в стену бронзовая доска, на которой крупными буквами выгравирован приговор суда, выражающий порицание «невежественному упрямству» тогдашних лордов Адмиралтейства.

Гибель «Captain» заставила обратить серьезное внимание на исследование остойчивости не только при малых, но и при больших углах крена и послужила к развитию приемов этого исследования и упрощению вычислений, сюда относящихся.

11. На железных судах, в особенности военных, стали с самого их возникновения заботиться об обеспечении их непотопляемости подразделением на отсеки системою переборок, поперечных и продольных.

Но и здесь не обошлось без крупных недостатков и ошибок, хотя вопрос о подразделении корабля восходит еще к сказочному Ноеву ковчегу, о котором в Библии сказано, что самим Богом было Ною указано: «Отделения сделай в ковчеге и осмоли его изнутри и снаружи; три жилья сделай в ковчеге: верхнее, среднее и нижнее жилье, и сделай его из дерев гоффер и нимотриклин».

Конечно, не дух святой, диктовавший Библию, был умный голубь, а подобно тому как Жюль Берн 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 со 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 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.