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 «Thèorie du Navire». 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 á supporter pendant le roulis et le tangage».[74]
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 (в 1820-х годах системы Сэпингса 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 Arvhitects. 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, consenties ventu, gubernaculo parents», 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: «ходок» 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 á supporter», премированного Парижской академией наук.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
