Когда обнаружилось, что ледокол сильно качается, постановка боковых килей была уже невозможна. Я решился прибегнуть к другому средству, которое было испытано на броненосце «Inflexible»[137] и оказалось удовлетворительным, но потом вышло из употребления потому, что стали ставить боковые кили. Средство это состоит из особой камеры, идущей поперек судна. Камера в средине судна суживается так, чтобы задерживать движение воды в ней, при перебегании ее с одного борта на другой. Половина камеры наливается водой, которая на качке перебегает с борта на борт, запаздывая настолько, что она поспевает к накрененному борту уже тогда, когда последний начинает подниматься кверху.
На «Ермаке» оказалось возможным сделать такую камеру при самой средине судна во всю ширину его, т. е. 71 фут. Высота цистерны 7 фут., ширина 6 фут. В средине пришлось, по местным условиям, уменьшить ширину до 3 фут, так что сечение в средине 21 кв. фут. В концах помещены дополнительные пространства в высоту 15 фут., так чтобы вода, сбегая на одну сторон, могла в них входить. Всего в противокачательную камеру может поместиться 80 тонн воды, но для того чтоб она успешно переходила со стороны на сторону, надо, чтобы в камере было не более половины, т. е. 40 тонн.
Для испытания, в какой мере проектированное средство могло быть действенно, сделан был качающийся на цапфах ящик, на котором устроена модель качающейся цистерны в размере 1:24 или ½ дюйма за фут. Вес ящика приведен был к весу судна по тому же масштабу 1:243. Период качания модели приведен был к периоду качания самого судна. Для записи приспособлена была подвижная доска, по которой перо чертило амплитуду качки. Опыты производил г-н Смирнов[138], служащий в Морском опытном бассейне в С.-Петербурге.
Сравнение приведенных рисунков показывает, что перебегание воды в камере убивает качку, но далеко не в той степени, в какой это было бы желательно. 40 тонн есть ½ % от водоизмещения, тогда как для успешного действия противокачающей камеры надо иметь в ней воды в количестве около 2 % от водоизмещения.
Диаграмма убыли размахов качающейся модели без воды в противокачательной камере
Диаграмма убыли размахов при 40 т воды
Кроме того, на «Ермаке» для камеры воспользовались таким помещением, которое могли найти у корабля уже готового, тогда как для успешного действия надо противокачающей камере дать форму, рассчитанную не только на перебегание воды, но и на своевременность удара воды в противоположный борт. Опыты инженера Бубнова[139] показали, что все дело в таком устройстве, при котором получился бы соответствующий удар.
Ввиду благоприятных результатов, которые дали опыты с противокачающей камерой, я решил тотчас же устроить ее на «Ермаке». Впоследствии обнаружилось, что вода переливается с таким замедлением, которое нужно, и что противокачающая цистерна задерживает размахи качки. На глаз кажется, что она очень облегчает качку, и мы ею впоследствии всегда пользовались. К сожалению, инструментально невозможно определить, в какой мере качка, вследствие переливания воды в цистерне, уменьшается.
VII. Описание ледокола «Ермак» и испытание его на открытой воде
4(16) февраля (1899 г.) ледокол был предъявлен к сдаче, а потому здесь уместно дать подробное описание его в том виде, в каком он вышел из рук строителя.
Размеры ледокола следующие:
Длина 305 футов.
Ширина 71 фут.
Глубина интрюма, т. е. высота от нижнего дна до верхней палубы, 42 фута 6 дюймов.
Ледокол в полном вооружении с комплектом запасных машинных частей, но без угля, провизии и смазочных материалов, сидит в воде 17 футов 8 дюймов на ровный киль.
С 300 тонн угля он сидит в воде 18 футов 6 дюймов, а с 3000 тонн 25 футов.
Для того чтобы ледокол, прикасаясь ко льду, обламывал его, наружным обводам придан следующий наклон, считая от вертикальной линии:
Форштевень 70°.
Ахтерштевень 65°.
Бока 20°.
Остальные места подводной обшивки имеют наклон, постепенно переходящий от 20° к 70°.
Кормовая часть сделана с таким фасоном, чтобы наилучшим образом прикрывать баллер руля.
Наклон бортов подымается выше ватерлинии, и линия наибольшей ширины судна находится в носу и корме на 30 футов от дна, а на миделе на 27 футов.
Фотография модели ледокола «Ермак»
Вид кормовых винтов и руля «Ермака»
В надводной части борт завален внутрь, но это не имеет прямого отношения к ледокольной способности судна и вызвано лишь желанием уменьшить вес корпуса.
Ледокол имеет четыре машины, в 2500 сил каждая. Три машины стоят в корме, а четвертая в носу. Для помещения носового винта форштевню придана специальная форма. Для валов боковых винтов сделаны открытые изнутри приливы, допускающие осмотр дейдвудных труб.
Ледяной пояс простирается на 18 футов, а именно: от 2 футов выше средней палубы до 2 футов ниже непроницаемого стрингера. На ледяном поясе наружная обшивка положена вгладь, а в остальных местах положены вгладь вертикальные швы и сделаны с высадками все горизонтальные.
Скосы ахтерштевней
Чертеж мидель-шпангоута ледокола «Ермак»
У ахтерштевня есть небольшая особенность, введенная по моей инициативе, а именно: передняя сторона ахтерштевня не представляет плоскости, нормальной к линии судна, а срезана на 45°. Выше оси винта срез идет в одну сторону, а ниже в другую и в таком направлении, что струя воды и лед, отбрасываемые лопастями винта, попадают на острый угол ахтерштевня. Задняя кромка переднего ахтерштевня срезана параллельно передней кромке заднего. Эта особенность уменьшает до некоторой степени сопротивление заднего ахтерштевня, а потому она даст полезные результаты, хотя прямым опытом трудно установить размер пользы.
На рисунке, представляющем мидель-шпангоут, видно, что второе дно продолжается вверх и составляет второй борт, имеющий аркообразную форму. Второе дно и борт идут без перерывов от задней переборки задней машины до задней переборки передней машины. Тут второй борт делает внизу уступ. Непрерывности второго борта, в особенности в средней части судна, придается важное значение для общей продольной крепости.
На том же чертеже миделя видно, что существуют две продольные переборки, отделяющие машинные и котельные кожухи от грузовых трюмов. Переборки эти также идут непрерывно по всей средней части судна и служат для придания общей продольной крепости.
При расчете размера поперечной крепости судна, потребной для противодействия сжатию напором льда, предполагалось прежде всего давление на общую поверхность борта, принимаемое главными частями судна, а именно: переборками, верхним и нижним дном, средней палубой и большими бимсами, которые заменяют нижнюю палубу, где такой нет. Между двух переборок давление принимается палубами, стрингерами и полупереборками, а затем шпангоутами, аркообразным вторым бортом и стрингерами. Между каждыми двумя шпангоутами обшивка сама должна быть достаточно крепка для выдерживания заданного давления. Шпангоуты по всему судну поставлены через 2 фута, а по ледяному поясу введены промежуточные шпангоуты, так что на каждый фут длины судна приходится по одному шпангоуту.
Для придания крепости всему судну оно имеет одну сплошную палубу на высоте 27 футов от киля. Палуба эта идет, не прерываясь, от носа до кормы и носит название средней палубы. Ниже ее идет нижняя палуба, пролегающая в отделениях между двумя бортами и лишь в носу и корме идущая во всю ширину судна. Эту палубу нельзя было продолжить во всю ширину, ибо тому мешают машины и котлы, но она продолжается в виде бимсов более или менее тяжелого профиля. Ниже этой палубы идет стрингер, разделяющий отделения боковых коридоров от междудонных пространств.
Выше средней палубы в оконечностях судна положена каютная палуба. В средней части судна она заменена стрингером и имеет несколько полупереборок, связывающих этот стрингер с верхнею и среднею палубами.
Если мы посмотрим на рисунок миделя, то увидим, что в каждой части судна имеется семь независимых отделений, а именно: одно главное в средине и шесть второстепенных вокруг – два междудонных, два междубортных и два верхних.
Система нумераций отделений принята следующая: на каждый отсек корабля назначен десяток номеров. Возьмем, для примера, передний котельный отсек. Ему даны номера от 30 до 40. Правое междудонное отделение в этом отсеке имеет № 31, левое – 32. Правое междубортное отделение называется № 33, левое – 34. Правое верхнее отделение называется № 35, левое – 36. Главное отделение, где помещаются котлы, называется № 39, и всякое отделение, кончающееся цифрой 9, есть главное отделение. Точно так же, если номер отделения кончается единицей, то это междудонное правое отделение. Отсюда №№ 21, 31, 41 и т. д. – междудонные правые отделения, №№ 22, 32, 42 и т. д. – между Для валов, боковых винтов донные отделения левые. Все они приспособлены заполняться водой и употребляться для водяного балласта. Самые кормовые междудонные отделения №№ 71, 72 приспособлены к наполнению пресною водою для котлов, и из них берут питательные помпы.
Отделения 23, 33, 53, 63 и 73, помещающиеся между двух бортов, есть угольные ямы правого борта, а 24, 34, 54, 64 и 74 – левого. Из них 23, 24, 33 и 34 дают уголь в переднюю кочегарную непосредственно, а 53 и 54 непосредственно в заднюю кочегарную. Уголь из №№ 63 и 64 приходится подавать через особые двери в отделения 53 и 54, а отделение 73 есть запасная угольная яма, из которой уголь приходится подавать на кране и переносить на руках по палубе. Обыкновенно до этого дело не доходит, ибо достаточно угля в более близком соседстве с кочегарными отделениями.
Междубортные отделения 43, 44 вмещают по 77 тонн воды каждое и назначаются специально для воды и служат для перемены крена. Впоследствии я нашел, что для этой цели одних отделений 43, 44 недостаточно, а потому поставил сообщительные клинкеты из отделения 43 в отделение 33, а из отделения 44 – в 34. Поэтому теперь на каждый борт можно влить по 212 тонн во