В конструкциях литых якорей типа Холла цапфа или шар снизу поддерживается стопорным болтом или вкладышем. Американский инженер Тайер, проектируя свой якорь, приведенный на рис. 233, решил обойтись без них, считая, что ничего страшного не случится, если при отдаче якоря его веретено вдвинется в отверстие коробки до скобы и при натяжении якорь-цепи опять займет правильное положение. Устранив в конструкции поддерживающий болт, изобретатель придал якорю преимущество, которого не было у якорей других конструкций. Когда якорь зацепляется за какой-нибудь предмет на грунте и его нельзя вытащить, нужно лишь изменить направление тяги, чтобы веретено вошло в коробку до скобы.
Литая коробка якоря Тайера не ослаблена двумя отверстиями для болта. Конструкция предельно лаконична — всего две части.
166. Якорь Холла (ГОСТ 761-74)
Шпек-анкер
Несмотря на появление усовершенствованных конструкций, некоторые верфи продолжают снабжать свои суда якорями, изготовленными по чертежам Холла почти столетней давности. Глядя на прекрасные современные суда, построенные по последнему слову техники и с учетом эстетических требований, с неуклюже торчащими в клюзах старомодными холловскими якорями, невольно начинаешь думать о какой-то загадочной непоколебимости конструкции этого якоря. Создается впечатление, что люди, занимающиеся проектированием якорных устройств для строящихся кораблей, не располагают необходимыми сведениями о новых якорях. Получается так, что они находятся под гипнозом уже давно устаревших утверждений, будто якорь Холла — наилучший во всех отношениях.
167. «Шпек-анкер»
На рис. 166 дан чертеж последнего отечественного стандарта. Чем он отличается от якоря Холла 1888 г. (рис. 154)? Почти ничем. То же излишне длинное веретено квадратного сечения с острыми гранями, режущими при втягивании губу клюза. Та же небольшая рабочая площадь лап с никому не нужными лунками и выступами на их концах. Та же излишне громоздкая литая коробка, несущая очень широко расставленные лапы. Зачем-то добавили два выступа с отверстием для буйрепа, которым теперь никто и не пользуется из опасения намотать его на винт судна. Именно из-за них якорь Холла невозможно прижать вплотную к скуле судна, когда он втянут в клюз. Нередко на волне веретено якоря болтается в клюзе, а лапы бьются об обшивку судна. Из-за этого судостроителям приходится делать для холловских якорей клюз-ниши.
Что касается надежности якоря Холла, то это справедливо лишь для определенных условий якорной стоянки. В морской же практике нередки случаи, когда держащей силы 4 кгс на 1 кгс веса холловского якоря не хватает, чтобы удержать на ветре судно, машина которого вышла из строя близ опасного берега.
Теперь в отношении простоты изготовления холловских якорей. Едва ли можно спорить, что якорь, допустим, системы Данна или Болдта Сложнее по технологии.
Для якоря Холла в коробке нужно делать четыре отверстия и изготавливать два поддерживающих болта, а для тех — в два раза меньше.
При уборке якоря Холла в клюз он нередко «козлит»: лапы, отброшенные в сторону борта, упираясь в обшивку, не дают возможности втянуть его в клюз. Чтобы откинуть лапы в противоположную сторону, приходится ¦ вытравливать якорь-цепь до тех пор, пока якорь не выйдет из воды с лапами, откинутыми наружу. Высоко расположенный центр тяжести головной части якоря Холла относительно оси ее вращения требует для отбрасывания лап в другую сторону значительного усилия, и не всегда это удается сделать, даже набросив с бака на лапы якоря трос.
Этот серьезный просчет холловского якоря устранил в 1950 г. голландский инженер Шпекснийдер. Он разработал якорь, у которого центр тяжести головной части перенесен на ось ее вращения. От легкого прикосновения носков лап к борту судна уравновешенная головная часть якоря поворачивается и лапы легко отводятся от борта. Удаление центра, тяжести головной части от концов лап не снизило способности якоря зарываться в грунт. Опорная плита, которой заканчивается коробка якоря, расположена дальше от оси вращения, чем лопатообразные приливы у якоря Холла. Она лучше разворачивает лапы для вхождения в грунт.
Лапы нового якоря острее и длиннее. Две направляющие в виде ребер, идущие от концов лап к опорной плите коробки, способствуют плотной посадке якоря в клюзе, исключают заклинивание и увеличивают прочность головной части якоря и его лап (рис. 167). Сравнительные испытания, проведенные в Голландии, показали преимущество нового якоря перед обычными якорями Холла как по удобству его уборки на судно, так и по величине держащей силы. Якорь Шпекснийдера, получивший официальное название «шпек-анкер», широко применяется на судах голландской постройки.
Заканчивая разговор о якоре Холла, можно сказать, что принцип его конструкции продолжает оставаться классическим, хотя сам якорь уже давно устарел.
9 Увеличение держащей силы
Как «прописал» доктор Хейн
На первый взгляд изобретение капитана Холла — последний завершающий этап в многовековой истории якоря. Что еще можно придумать, если и так конструкция доведена почти до совершенства? Правда, держащая сила втяжных якорей меньше, чем у адмиралтейского якоря, но моряки уже давно свыклись с этим.
4 кгс на 1 кгс веса — вот предел держащей силы бесштокового якоря, который никто не сумел превзойти за полвека, кроме американского капитана Альберта Илла. Но якорь американца оказался неудобен для втягивания в клюз (см. рис. 172). Им больше пользовались спасатели для снятия севших на мель судов.
В начале 20-х гг. появилась более удачная конструкция. Выводы, к которым пришел немецкий инженер из Бремена Генрих Хейн после проведенных модельных и натурных исследований якоря Холла, можно назвать обескураживающими. Он установил: во многих случаях якоря с меньшей площадью лап держат лучше, нежели холловский якорь, и чем шире расставлены лапы якоря, тем меньше его держащая сила. Хейн понял, что на каждую из двух лап якоря могут действовать неодинаковые силы в зависимости от разницы в заглублений в грунт и от неоднородности грунта под якорем. Если одна из лап якоря попадает на камень, а другая уходит в мягкий грунт, неизбежно появление пары сил, стремящейся вырвать якорь из грунта. Хейн заметил, что обычно это происходит на песчано-каменистом и мелкокаменистом грунтах, на которых якорь перемещается резкими скачками, переворачиваясь с боку на бок. Пара сил появляется и при перемене направления ветра или течения, когда якорная цепь принимает различные направления относительно первоначального натяжения. При этом якорь раскачивается в грунте, вырывается из него и через некоторое время забирает опять.
Тщательные опыты в натурных условиях дали Хейну возможность понять, почему якоря Холла во время длительных стоянок при сильных ветрах «ползут», т. е. периодически выдергиваются и после некоторого протаскивания забирают снова. Моряки давно обратили внимание на это нежелательное, а порой и опасное, поведение втяжных якорей, но не могли понять его причину. А она, как это установил бременский инженер, крылась в самой форме якоря.
Оказывается, почти все создатели «патентованных якорей» стремились в первую очередь добиться того, чтобы лапы возможно быстрее входили в грунт. Однако никто из них не смог придумать ничего лучше, кроме захватов, выступающих в виде плит, лопат, крюков и всевозможной формы приливов в литых конструкциях якорей. В этих-то захватах, как говорится, и «была зарыта собака»! Их форму и размер конструкторы назначали «на глазок», и, как правило, опыты на моделях не проводились. Большие захваты самой различной формы достигали цели; якорь быстро забирал грунт и показывал при этом сравнительно большую держащую силу. Но никто не обратил внимания, что позднее всегда наступал момент, когда широкие захваты начинали играть отрицательную роль. Хейн доказал, что они, не давая якорю как следует углубиться в грунт, выдавливают и подгребают его под якорь, который в результате постепенно начинает влезать на образовавшийся перед его головной частью бугор. При этом якорь оказывается выше уровня грунта и при увеличении натяжения якорь-цепи выдергивается из бугра. Протаскиваемый снова по ровному грунту, якорь опять забирал, и все начиналось сызнова.
Интересно, что это явление не заметили ни на одном из официальных испытаний втяжных якорей: ни в Англии, ни во Франции, ни в Германии. Ведь якоря испытывали тогда каких-нибудь два-три часа, а не сутками во время шквалистых ветров на открытых рейдах. Больше того, раньше считали: чем больше якорь нагребает впереди себя грунта, тем лучше! Вспомним испытания якорей, проведенные Британским Адмиралтейством в сентябре 1891 г. на броненосце «Гироу». Ведь тогда после двадцати минут буксирования каждого из пяти якорей на грунт посылали водолазов измерить длину прорытой якорем борозды и зафиксировать форму и величину образовавшегося бугра. Никому и в голову не приходило, что именно этот бугор спустя некоторое время будет способствовать тому, что якорь окажется выдернутым из грунта. Наконец, стало ясно, почему на испытаниях в 1891 г. якорь Холла уступил первое место по величине держащей силы якорю Инглефильда. Тогда английские специалисты объясняли это более длинными лапами инглефильдовской конструкции. На самом же деле якорь Холла просто не мог зарыться в грунт так глубоко, как якорь Инглефильда, у которого вместо захватов был сравнительно узкий вкладыш в средней части рогов.
168. Якорь Хейна
Выявив в своем исследовании два промаха предшествующих изобретателей втяжных якорей — большой разнос лап и чрезмерно большие захваты, Генрих Хейн разработал принципиально новую конструкцию. На литой коробке его якоря нет каких-либо выступающих под прямым углом приливов и захватов. Коробку с лапами якоря можно даже назвать «обтекаемой». Лапы якоря максимально сближены. С одной стороны, это исключает появление пары сил, но с другой — якорь на грунте оказывается очень валким. Достаточно одного резкого отклонения якорь-цепи в сторону, и якорь опрокидывается на бок. Поэтому изобретатель сделал своего рода стабилизатор, отлитый вместе с коробкой. Расположенный в головной части, он не мешает втягиванию якоря в клюз. Держащая сила якоря Хейна на испытаниях оказалась в четыре раза выше, чем якоря Холла. Он глубже уходил в грунт, хотя забирал грунт позже, чем якоря с захватами.