опытами Ярроу еще в 1905 г., что при скорости
где ν – скорость; h – глубина воды; g – ускорение силы тяжести, образуется спутная волна, скорость бега которой равна скорости хода корабля, и добавочная мощность, развиваемая машиной корабля, затрачивается не на увеличение скорости хода, как было на глубокой воде, а на поддержание этой волны. Надо, чтобы машина развила мощность, соответствующую примерно скорости, на 5–6 узлов большей указанной «критической»; тогда корабль, как бы скачками, сразу достигнет этой повышенной скорости и далее пойдет нормально, подобно тому, как на глубокой воде.
Скорость 30 узлов составляет 51 фут в секунду; «критическая» глубина воды:
Это как раз та глубина, на которой производилось испытание на Лукулльской мерной миле, и надо было бы развить мощность не в 20 000 сил, соответствующую 30 узлам, а мощность, соответствующую 36 узлам, около 33 000 сил, т. е. большую, нежели предельная.
Стремление достигнуть скорости в 30 узлов на 10-часовом испытании было бы равносильно производству испытания самым полным ходом в течение 10 часов, что надорвало бы котлы.
В 1912 г. миноносец «Новик» под командованием капитана 2-го ранга Д. Н. Вердеревского проходил 20-узловым ходом в расстоянии около 6 миль мимо маяка, расположенного при входе в один из шхерных фарватеров, подобно тому как башня Грохара расположена при входе в Гельсингфорс. У этого маяка была построена на сваях деревянная пристань, помост которой возвышался над водой на 9 футов. Был мертвый штиль, на пристани лежала вверх килем шлюпка, и около нее играли два мальчика, один 10 лет, другой 6 лет. Старший заметил, что по морю к пристани идет высокая волна, и бросился бежать к берегу; младший остался на берегу. Волна вкатила на пристань, смыла шлюпку и все, что было на пристани, в том числе и мальчика, который и утонул. Само собой разумеется, что с «Новика» ничего этого видно не было, и лишь по приходе в Ганге командиру была доставлена телеграмма о происшедшем несчастии.
Было наряжено следствие, морской министр поручил мне доложить это дело. Оказалось, что на открытом плесе по пути «Новика» была короткая банка с глубиной воды в 35 футов. Эта глубина является как раз «критической» для скорости 20 узлов; на ней и образовалась громадная волна, которая затем побежала дальше и натворила беду. Это была воистину «непредвиденная на море случайность».
Случай с «Новиком» показывает, насколько опасно не для самого корабля, а для маяков, башен, знаков, построенных на низменных местах, для мимо идущих судов и пр. развитие на данной глубине «критической» и близких к ней скоростей (начиная примерно от скорости в 0,75 до 1,25 от критической).
Подвергнув заново исследованию волновое сопротивление «Кагула» и определив по формулам проф. Сретенского элементы спутной волны для типичных судов Краснознаменного Балтийского флота (эскадренного миноносца, лидера, крейсера, линейного корабля), можно было бы нанести на генеральные карты Балтийского моря изобаты, т. е. линии равных глубин, соответствующие критическим скоростям. Изучив такую карту и имея ее перед собой, командир или старший штурман корабля могли бы выбирать курсы и скорости своего корабля так, чтобы не причинять вреда береговым сооружениям. Вместе с тем им не пришлось бы удивляться внезапным падениям ходкости корабля и приписывать неведомым причинам это естественное и неизбежное явление.
Такая работа, выполненная в Военно-морской академии, была бы полезным упражнением для слушателей академии и в то же время могла бы с пользой послужить и для флота.
Одна из главных причин гибели дирижаблей
1. В начале августа 1921 г. погиб, маневрируя над Гуллем, английский дирижабль R-38. Мне пришлось быть в Гулле примерно через неделю после этого для осмотра предложенных для продажи пароходов. Пароходы эти стояли в Queen Alexandra Docks и при поездке как туда, так и обратно я имел случай беседовать с клерком брокерской конторы, продававшей пароходы.
Клерк оказался толковым молодым моряком, плававшим всю войну старшим штурманом на тральщиках и истребителях подводных лодок.
На мой вопрос, видел ли он гибель R-38 и как она произошла, он мне рассказал, что как раз в это время в конторе был перерыв для чая и он, стоя на улице, следил за маневрами воздушного корабля, пролетавшего почти прямо над конторой на высоте около 1500 фут., так что все было отчетливо видно. Корабль шел, как потом выяснилось, со скоростью около 50 англ. миль в час, и, положив руля, начал описывать циркуляцию в горизонтальной плоскости; циркуляция эта становилась все более и более крутой; вдруг дирижабль в горизонтальной плоскости сложился пополам, переломился на две части и рухнул в реку Гумбер.
На мой вопрос, каков примерно был диаметр циркуляции, я получил ответ: «Диаметр циркуляции был очень мал, едва ли более трех длин дирижабля».
Тогда мне стало совершенно ясно: с воздушным кораблем R-38 произошло то же самое, что происходило в 1903 г. при испытаниях броненосца «Александр III».
Этот броненосец производил на мерной миле близ Кронштадта ходовые испытания механизмов; одновременно испытывали и скорострельную артиллерию, так что пушечные порта батареи были открыты. Когда после первого пробега полным ходом положили руля, чтобы привести корабль на обратный курс, он стал описывать циркуляцию, которая становилась все более и более крутой, сильно кренясь вместе с тем. Крен достиг 12°, до нижнего косяка портов оставалось всего 172 дюйма, и лишь благодаря тому, что был мертвый штиль и вода в порта не захлестнула, корабль не опрокинулся.
Мне пришлось затем производить систематическое исследование этого корабля (понятно, имея порта батареи закрытыми, чтобы корабль никакой опасности не подвергался) для выяснения причины его рыскания на курсе и плохой управляемости.
Дело оказалось весьма простым. На кораблях этого типа, чтобы достигнуть лучшей поворотливости, в кормовом дейдвуде, было вырезано треугольное отверстие площадью около 150 кв. фут. (15 м²). Поворотливость оказалась чрезмерною, корабль не только стал рысклив, но, что еще гораздо хуже, на повороте при большом ходе перестал повиноваться рулю.
2. Чтобы дальнейшее стало ясным, необходимо в немногих словах указать, как происходит движение корабля на повороте. Для простоты я ограничусь лишь тем периодом, когда движение уже установилось (примерно после того, как корабль повернулся на 75–90° от первоначального своего курса). Центр тяжести корабля G описывает при этом круг, двигаясь по нему равномерно, и корабль равномерно вращается около вертикальной оси, проходящей через его центр тяжести, так что его диаметральная плоскость GD составляет постоянный угол DGT, с касательной GT к траектории центра тяжести корабля. Этот угол называется углом дрейфа, величина его обыкновенно около 5-10°.
При таком движении с дрейфом сопротивление воды не только не направлено по диаметральной плоскости, но имеет весьма большую поперечную слагающую R. На корабль действуют, кроме сопротивления воды, еще следующие силы: а) движущая сила винта или винтов, направленная по диаметральной плоскости; б) давление на руль. Так как центр тяжести корабля движется равномерно по кругу, то все эти силы приводятся к одной равнодействующей, направленной к центру О этого круга. По малости угла дрейфа эта сила практически равна боковой или поперечной слагающей сопротивления воды и весьма велика по сравнению с прочими силами, действующими на корабль, во много раз превышая как давление на руль, так и упорное давление винтов.
Возьмем описываемый случай броненосца «Александр III». Давление на руль, положенный на борт (35°) при полном ходе этого корабля (16 узлов на циркуляции), составляло 50 т. Машины корабля развивали около 12 000 инд. сил, практический валовой коэффициент полезного действия около 50 %, значит, упорное давление при скорости 16 узлов, т. е. 8 м в секунду, составит около 60 т. Вес корабля 14 000 т, радиус циркуляции 180 м, значит
Сопоставляя эти величины действующих на корабль во время поворота сил, видим, что если точка приложения К силы сопротивления воды, действующего на корабль при повороте, будет лежать далеко впереди центра тяжести корабля, то эта сила дает такой вращающий момент, что вначале он превышает момент сопротивления воды вращательному движению корабля и угол дрейфа будет увеличиваться; при этом будет увеличиваться и боковая слагающая R, точка же ее приложения К, при увеличении угла дрейфа, отходит к корме, приближаясь к точке G, – угол дрейфа будет увеличиваться, пока не наступит динамическое равновесие.
Таким образом, на таком корабле угол дрейфа будет происходить не только вследствие того,
