Академик корабельной науки

Вторая половина XIX века явилась для кораблестроения эпохой больших новшеств. На смену парусу пришел паровой двигатель, на смену дереву — железо и сталь.

Теперь можно было независимо от ветра распоряжаться ходом и курсом корабля. Исчезла также одна из причин, ведущих к потере остойчивости. Однако вместе с преимуществами появился ряд трудностей, возникли новые задачи.

Применение механического двигателя потребовало умения определить ту необходимую мощность, которую должен иметь двигатель для получения заданной скорости судна.

Работа машин вызывала нежелательную тряску, вибрацию судна, которая иногда достигала больших размеров. Надо было исследовать вопрос вибрации.

Применение нового материала все же не гарантировало суда от аварий. При посадке на подводные камни в корпусах судов образовывались вмятины, трещины и пробоины, судно быстро наполнялось водой и тонуло. В боях корабли тонули иногда даже от незначительных пробоин. Встал вопрос об обеспечении непотопляемости судов.

На прочность металлических кораблей большое влияние оказывала качка. Удары волн вызывали напряжения, то есть усилия в материале корпуса корабля, которые вели иногда к крупным авариям. Нужно было изучить действие качки на корабль.

Все эти вопросы были поставлены жизнью перед кораблестроителями, и их необходимо было решить. Однако сделать это было совсем нелегко. Русские кораблестроители внесли большой вклад в исследование и решение этих трудных задач.

Одним из самых сложных вопросов являлся вопрос качки. Здесь многое было неясно.

Какие напряжения возникают в корпусе корабля на волнении?

Почему на одной и той же волне одни корабли почти не испытывают качки, а другие бросает; как щепку? И даже разламывает пополам, как это произошло, например, в 1874 году с английским пароходом «Мэри».

Как влияет скорость хода корабля на качку?

Какие размеры и обводы нужно придавать кораблю, чтобы он наименьшим образом реагировал на качку?

Никто не мог ответить на эти вопросы. Ученые всего мира бродили в потемках. Одно было ясно: качка очень сильно влияет на корабль.

Так ведь с любым сооружением.

Если какая-либо сила действует на него с одной стороны, она, может быть, не производит на него почти никакого действия. Но стоит этой же силе начать все время изменять свое направление, то есть ударять сооружение то с одной, то с другой стороны, как она его быстро может расшатать и даже разрушить. Беспрерывные удары волн о корпус судна и есть эта быстро меняющаяся сила.

В 1861 году Фруд дал расчет боковой качки корабля, то есть качания корабля с борта на борт.

Но это было только частью решения поставленной задачи. Другая часть — килевая качка, то есть качания корабля с носа на корму и обратно, — оставалась невыясненной. А с некоторых пор именно килевая качка приобрела главное значение.

С применением нового материала, в погоне за увеличением скорости хода корабля, стали строить длинные корабли. В тот момент, когда на качке нос и корма такого корабля оказываются на вершинах двух соседних волн, середина его провисает. В другой раз корабль серединой попадает на гребень волны, — тогда нос и корма его провисают. И в том и в другом случае корабль испытывает большие напряжения.

Однако рассчитать напряжения, которые вызываются килевой качкой, а тем более одновременно и килевой и бортовой качкой, определить, какой нужно строить корабль, чтобы он минимально реагировал на качку, казалось по сложности невозможным.

«В попытках определить усилия, действующие на корабль на море, мы встречаемся с большими трудностями. Можно даже выразить сомнение в том, что весьма разнообразные и постоянно изменяющиеся усилия, действующие на корабль на волнении, когда-либо будут полностью выражены математическим языком и рассчитаны».

Это писал Рид — главный кораблестроитель Англии, прекрасный математик и инженер, тот, который в свое время предсказал гибель «Кэптена».

В 1870 году он, развивая идеи Эйлера, дал расчет корабля на тихой воде, без учета действия качки. И хотя Рид признавал, что влияние качки является наиболее важным, но, — писал он, — «в настоящее время ее решение выше наших сил».

Вопрос качки интересовал молодого Крылова. Еще в то время, когда он готовился к лекциям по теории корабля, вопрос этот волновал и мучил его, как географа «белое пятно».

Неужели Рид прав? Неужели невозможно выяснить влияние качки на корабль?

Конечно, Крылов уважал авторитеты. Но уважать — это не значит слепо верить.

Ведь решил же великий Лобачевский математическую задачу, которая до него казалась неразрешимой, хотя потратил на это немало времени.

В одном Рид прав, — что это очень трудная задача. Но на свете нет ничего невозможного. Есть только явления и вещи, уже познанные и еще не познанные. Но нет таких вещей, которые нельзя познать.