«Доски обшивки он расположил вплотную одна к другой, а чтобы не ослабить этим прочность корпуса, усилил шпангоуты, на которые теперь приходилось значительно большее давление. Жюльен работал некоторое время в Хорне на Зюйдер-Зее на одной из голландских верфей, которая в дальнейшем и специализировалась на том способе постройки. Благодаря обшивке кравеель, такой тип судов и получил впоследствии название каравелла».
Как бы там ни было, но на парусниках именно такого типа Колумб впервые пересек Атлантику (легендарные подвиги викингов давным-давно лежали под спудом), а португалец Васко да Гама обогнул мыс Доброй Надежды и причалил к берегам полуострова Индостан. Флагманское судно-инвалид покойного Магеллана, бросившее якорь в устье шумного Гвадалквивира шестого сентября 1522 года, именовалось караккой и было, по сути дела, всего лишь усовершенствованным вариантом старой доброй каравеллы. Со временем на просторах Атлантики появились испанские галионы – внушительные трехмачтовые парусники, груженные перуанским золотом, с сотней орудий на борту и водоизмещением до полутора тысяч тонн. На стремительных голландских флейтах, первый из которых сошел со стапеля в 1595 году, уже в начале XVII века вместо неудобного румпеля (поперечного бруса, насаженного на верхнюю часть руля) стали применять штурвал со сложной системой передач из блоков и тросов. И хотя первые судовые штурвалы напоминали порой увесистые мельничные жернова, они все равно не шли ни в какое сравнение с неуклюжими румпелями. В первой половине XVII столетия Голландия была морской державой номер один, и государь император Петр Алексеевич, безусловно, понимал что к чему, когда подвизался на амстердамских верфях в качестве рядового плотника. За период с 1600 по 1660 год голландцы спустили на воду 15 000 судов, тогда как Франция – далеко не самая последняя морская держава – располагала к этому времени от силы пятью сотнями кораблей.
К началу XVIII столетия ядром военных флотов всех без исключения морских держав становятся линейные корабли – большие трехмачтовые суда с мощным артиллерийским вооружением. В морском сражении они шли гуськом, построившись в боевую линию – кильватерную колонну, – чтобы максимально эффективно использовать тяжелые орудия обоих бортов. Более поворотливым и ходким был фрегат, детище французских инженеров-судостроителей. Эти корабли водоизмещением от 500 до 1000 тонн отличались обтекаемой формой подводной части корпуса, отсутствием палубных надстроек и незначительной высотой борта над ватерлинией. За четыреста лет славной истории парусного флота – с XV по XIX век – европейские кораблестроители спустили на воду удивительный паноптикум разнокалиберных парусников – от маневренного иола с косым парусным вооружением до тяжелых четырехмачтовых барков и резвых морских конькобежцев – чайных клиперов, которые еще сто пятьдесят лет назад легко обгоняли неуклюжие чадящие пароходы. Многим наверняка памятна бригантина из песни Павла Когана – стремительное двухмачтовое судно с прямыми парусами на гроте и с косым бермудским вооружением на бизани.
Забвение каботажа и выход на океанские просторы требовали более совершенного навигационного обеспечения. Такие примитивные, но еще совсем недавно весьма популярные инструменты, как лот и морская карта прибрежной зоны, пришлось спровадить в архив. Уже в середине XV века на пузатых испанских каравеллах все чаще можно встретить магнитный компас и градшток (или квадрант) – прародитель секстана, – служивший для определения высоты небесных светил. Для отсчета географической долготы вскоре появляются довольно точные хронометры, а в XVII веке моряки получают подзорную трубу. Обыкновенные песочные часы, с незапамятных времен применявшиеся для отбивания склянок, тоже проделали своеобразную метаморфозу. Даже в эпоху точных хронометров этот нехитрый прибор остается незаменимым инструментом для измерения скорости судна. Ханке пишет: «Ручной лаг, честно прослуживший около двух столетий, представлял собой вертикально плывущий деревянный сектор, выпускаемый в воду на тонком тросе – лаглине, на котором через определенные промежутки были завязаны узлы. Утяжеленный железной оковкой сектор неподвижно стоял в воде, судно же уходило вперед. Отсчитывали, сколько узлов на лаглине успевало уйти за борт, пока песок в часах пересыпался из одной половинки в другую. Чем быстрее шел корабль, тем больше было таких узлов. Интервалы между ними выбирались таким образом, чтобы один узел соответствовал скорости, равной одной миле в час. Лаг позволял измерять скорость с весьма высокой точностью». Так что узел – мера скорости судна, популярная до сих пор, – обязан своим рождением чрезвычайно простому устройству.
Однако, несмотря на бесспорный прогресс в навигации, сколько-нибудь точное определение координат судна оставалось весьма непростой задачей вплоть до конца XVIII столетия. Чтобы правильно рассчитать местонахождение корабля, надо знать его географическую широту (то есть расстояние от экватора к северу или югу) и географическую долготу, то есть расстояние к востоку или западу от выбранного меридиана. Навыком вычисления широты владели, как мы помним, еще норманны, умевшие определять высоту небесных светил над горизонтом с помощью самых элементарных приспособлений вроде шеста с зарубками. Тем не менее даже в середине XVIII века капитаны европейских парусников редко вели астрономические наблюдения, больше полагаясь на так называемое корабельное счисление пути. Выбрасывая в море каждый час лаг, измеряли длину линя, который развертывался в течение минуты, и определяли таким образом скорость хода корабля и расстояние между двумя пунктами. Правда, следует иметь в виду, что лаг не остается в воде совершенно неподвижным, да и скорость судна на протяжении часа может измениться, поэтому в расчет скорости корабля могут вкрасться очень большие ошибки.
К числу первых угломерных инструментов относится астролябия, которой пользовались еще в античном мире. Во всяком случае, описание этого прибора можно найти у древнегреческих астрономов – Гиппарха и Птолемея. В X веке ее усовершенствовал (а фактически изобрел заново) механик и математик Герберт, долгое время изучавший арабскую науку в Испании, а впоследствии ставший папой Римским под именем Сильвестра II (999–1003). Европейцы начали применять астролябию в навигационных целях не позднее XIII века, а в эпоху Великих географических открытий она уже использовалась весьма широко (например, штурманы Магеллана имели при себе семь таких приборов). Морская астролябия представляла собой градуированное кольцо с угломерной линейкой (алидадой), вращавшейся вокруг центральной оси. С помощью алидады инструмент наводили на небесное светило, а со шкалы считывали его угловую высоту над горизонтом. Правда, на кораблях, которые в открытом море всегда подвержены сильной бортовой и килевой качке, астролябию не жаловали, поскольку она была капризным и неудобным в обращении инструментом. Например, Васко да Гама прибегал к услугам этого прибора только на суше.
В XV–XVI веках появился квадрант (в переводе «четверть круга»), который был надежнее астролябии, но и он при волнении на море сплошь и рядом давал неверные показания. Поэтому вскоре он уступил место так называемому посоху Иакова – градштоку, который вплоть до середины XVIII века был основным угломерным инструментом моряков. Пауль Вернер Ланге пишет: «Этот инструмент представлял собой четырехгранный стержень (палку), по которому передвигалась поперечная рейка. Наблюдатель подносил конец градштока к глазу и перемещал рейку до тех пор, пока она не закрывала поля зрения между горизонтом и небесным светилом. После этого с градштока можно было считывать угловую высоту светила. Когда прибор наводили на Солнце, перед глазом помещали затемненное стекло». Впрочем, и градшток, и сменивший его в конце XVI столетия английский квадрант – изобретение мореплавателя Джона Девиса – были весьма далеки от совершенства. И только когда в 1731 году Джон Хэдли сконструировал октан – прибор, имевший градуированную дугу в 1/8 часть окружности, снабженную зеркалами, стало возможным определять географическую широту с точностью до одной минуты, то есть до шестидесятой части градуса. Со временем его вытеснил секстан, который широко используется в морском деле до сих пор.
А что же компас, известный европейцам по крайней мере с XII века? – спросит иной читатель. Действительно, во времена Колумба и Магеллана компас был основой навигационного снаряжения европейских судов, но вся беда в том, что ему можно доверять с оглядкой, ибо магнитная стрелка далеко не всегда и не везде обращена строго на север. Первым это заметил Христофор Колумб в 1492 году, когда плыл из Европы в Америку. Сегодня мы знаем, что магнитные и географические полюса не совпадают, поэтому стрелка компаса в разных точках земного шара гуляет, отклоняется вправо или влево от полюса. Для Колумба сие было откровением, и он записал в бортовом журнале: «Магнитное поле не всегда верно указывает на север, нужны дополнительные измерения». Например, Южный магнитный полюс, определенный британским военным моряком Джеймсом Россом в 1841 году, находился примерно в 800 километрах от географического Южного полюса. В наши дни Северный магнитный полюс находится сравнительно недалеко от географического, но периодически меняет свое положение в направлении Канады. Поэтому моряки для расчета курса используют специальные поправки, которые наносятся на географические карты в виде изолиний магнитного склонения. В середине XVI века даже делались попытки применить этот феномен на практике – для определения долготы, но затея не удалась, поскольку кривые магнитных склонений сплошь и рядом не совпадают с направлением меридианов. Например, сегодня в южной части Тихого океана они почти совпадают с параллелями. И только в начале XVIII века английский астроном Эдмунд Галлей вычертил карту земного шара, на которой были четко показаны направления и величины магнитных склонений. Стоит ли после этого удивляться, что спутников Колумба охватил священный трепет, когда они увидели, что курсы, вычисленные по компасу и Полярной звезде, сильно разнятся?