Самовосстанавливающаяся спасательная лодка

Никакая лодка не может быть почитаема спасительною, если она сама собою не приходит в естественное положение.


Первая самовосстанавливающаяся или, как прежде говорили, «самовыпрямляющаяся» спасательная шлюпка была построена в 1851 г. Появление 125 лет назад лодки, обладающей таким необычным качеством, как способность вставать на ровный киль после опрокидывания, — не случайность. Ведь для небольшого спасательного судна, которому приходится выходить в море при любой погоде, опрокидывание представляет серьезную и вполне реальную опасность. Эксплуатируют такие суда, как правило, в тяжелых погодных условиях и часто — вблизи побережья, а здесь, особенно на отмелях, даже при умеренном волнении нередко возникают крупные разрушающиеся волны, способные легко опрокинуть лодку или катер.

В прошлом веке кораблекрушения были не редкость: только у берегов Англии в некоторые годы число их переваливало за тысячу. Жители прибрежных селений стремились оказать помощь терпящим бедствие, Сначала это делалось стихийно, а затем в местах, где крушения происходили наиболее часто, стали устраивать спасательные станции, снабженные всегда готовыми к выходу в море непотопляемыми шлюпками. Однако несмотря на то, что команды спасателей набирались из числа опытных моряков-добровольцев, в бурную погоду попытки спасти попавших в беду людей подчас оканчивались опрокидыванием шлюпки и гибелью самих спасателей. Так, в декабре 1849 г. в устье реки Тайн погибло сразу 20 из 24 находившихся на шлюпке гребцов. Этот трагический случай, который отнюдь не был первым, заставил серьезно задуматься об улучшении конструкции и повышении надежности спасательных лодок.


Герцог Нортумберлендский — тогдашний президент Королевской национальной организации для спасения при кораблекрушениях — учредил премию (100 гиней) за лучший проект спасательной шлюпки, «которая в числе других необходимых ей качеств обладала бы свойством самовыпрямления в случае, если она опрокинется». На конкурс поступило 280 моделей и чертежей самых разных шлюпок, понтонов, катамаранов и плотов. Специальный технический комитет отобрал шесть наиболее удачных проектов, но долго не мог отдать предпочтение какому-то одному. В конце концов было принято решение премию выдать Джемсу Бичингу, строителю шлюпок из Ярмута, но одновременно поручить одному из членов комитета — Пику — «составить чертеж такой спасательной лодки, которая соединяла бы в себе лучшие качества разных моделей».

Спроектированная Пиком лодка оказалась удачной и успешно выдержала все испытания. Вот как, по описанию нашего «Морского сборника», производилась проверка самовосстановления: «Посредством крана опрокидывали лодку до тех пор, пока она не перевертывалась килем вверх. При моментальной отдаче цепи крана лодка немедленно приходила в обыкновенное свое положение, даже с поставленным парусом, натянутым и закрепленным шкотом. Повернуть же ее килем вверх требовало значительной силы».

Лодка Бичинга — Пика так понравилась герцогу, что он заказал за свой счет постройку еще трех образцов, а после пяти лет пробной эксплуатации она была принята в качестве типовой на всех английских спасательных станциях.

Устроена лодка Пика была следующим образом. Как и на всех спасательных шлюпках того времени, вдоль бортов для обеспечения непотопляемости устанавливались водонепроницаемые воздушные ящики; с той же целью часть отсеков под палубой заполнялась пробкой. Палубу настилали выше ГВЛ — она была водонепроницаемой, а для автоматического сливания попавшей в лодку воды ставились трубы с запорными клапанами (самоосушение, как и самовыпрямление, было непременным условием!). Способность лодки «самовыпрямляться» достигалась благодаря балластировке («толстой железной полосой около 6 пудов весом, положенной под обыкновенный деревянный киль, способствующей как увеличению остойчивости при обыкновенных обстоятельствах, так и уменьшению ее в положении опрокинутом») и наличию водонепроницаемых высоко поднятых объемов в носу и корме. Размеры и расположение этих объемов были выбраны с таким расчетом, чтобы опрокинутая лодка плавала на них, не касаясь поверхности воды обоими бортами одновременно. Поскольку центр тяжести оказывался поднятым достаточно высоко над «центром величины» — точкой приложения равнодействующей сил поддержания воды (шлюпка была при этом пустой, так как люди при опрокидывании оказывались в воде), возникал восстанавливающий момент сил, переворачивающий лодку в нормальное положение — килем вниз.


Скоро шлюпки Бичинга — Пика появились на спасательных станциях Франции, Голландии, Германии, Дании, а затем и России (когда на балтийском побережье стали устраивать спасательные станции, несколько таких лодок закупили в Англии). Самовосстанавливающиеся шлюпки завоевали репутацию настолько надежных, что их даже стали именовать «неопрокидываемыми». Но с течением времени появляющиеся в морской печати хвалебные статьи о лодках Пика стали перемежаться заметками критического характера.

Так, побывавший в Англии русский моряк — капитан ! ранга Небольсин писал («Морской сборник», № 2, 1873 г.): «Качество шлюпки английской системы — самовыпрямление— весьма опасно, потому что такая шлюпка есть вместе с тем и самоопрокидывающаяся». И далее сообщал, что за 20 лет в Англии зарегистрировали 32 случая опрокидывания самовыпрямляющихся спасательных шлюпок (при этом погибло 15 человек) и только 8 случаев опрокидывания несамовыпрямляю-щихся (погибло 87 человек).

Приводимые им цифры сами по себе вряд ли могли служить основанием для столь категорического заключения: к тому времени в Англии эксплуатировалось уже 211 самовыпрямляющихся шлюпок и только 4 обычных, причем на самовыпрямляющихся шлюпках спасали людей в такую погоду, когда обычные «по причине жестокого волнения оказывались не в состоянии выйти в море». Однако правда и то, что строгой регистрации случаев опрокидывания и их обстоятельств на спасательных станциях тогда не велось. И если уж опытные моряки стали утверждать, что самовосстанавливающиеся шлюпки опрокидываются чаще обычных, вероятно, так и было.

В принципе вероятность опрокидывания самовосстанавливающегося судна должна быть меньше, чем обычного. Если лодки Пика опрокидывались часто, это значит, что при их постройке была допущена какая-то ошибка. Попробуем разобраться в причинах опрокидывания лодок Пика.

Обратим внимание на то, что проверка самовосстановления их производилась на тихой воде и без гребцов, а опрокидывались они совсем в иных условиях — на сильном волнении. Появление в лодке спасенных в море людей повышало положение центра тяжести, и можно предположить, что она утрачивала при этом свое основное достоинство — положительную остойчивость при любом угле крена, в итоге вероятность опрокидывания возрастала.


Но главная причина заключалась в другом. В прошлом веке балластировка спасательных шлюпок считалась обязательной. Именно при помощи балласта превращали в спасательные те обычные шлюпки, которые в повседневной жизни зарекомендовали себя особенно хорошо, т. е. и без балласта имели достаточную начальную остойчивость (остойчивость на сравнительно небольших — до 20° — углах крена). Опрокидывание лодок в штормовую погоду могло происходить в результате воздействия многих факторов: качки и удара волны, качки и ветрового момента от внезапно налетевшего шквала, от смещения людей и т. п. Особую опасность представляет качка. А вызывает качку, как известно из теории корабля, тот же самый восстанавливающий момент, который на тихой воде заставляет судно возвращаться в положение равновесия. Это позволяет думать, что причиной частого опрокидывания лодок Пика был как раз слишком большой вес балласта: чрезмерное повышение начальной остойчивости¹ влекло увеличение вызывавшего качку возмущающего момента.

Видимо, отмеченный недостаток был одной из причин появления са-мовосстанавливающихся лодок, построенных по проектам других авторов: Форреста и Уайта, Френсиса и пр. Однако лодка Пика обладала рядом несомненных достоинств (хорошая ходкость и маневренность, отличная всхожесть на волну и т. п.), позволивших ей в течение долгого времени успешно выдерживать конкуренцию. Например, сохранились сведения о том, что две закрытые спасательные шлюпки Френсиса, изготовленные «из железа», были привезены в Кронштадт и «эксплуатировались» в Финском заливе: они оказались очень тяжелыми на ходу, выгрести на них против ветра и волнения было невозможно (поэтому остойчивость их в штормовых условиях осталась невыясненной). Достоинством шлюпок Френсиса была высокая прочность корпуса, позволявшая ходить среди битого льда.

В 1868 г. появился спасательный паровой катер Уайта. По своим ходовым и мореходным качествам он превосходил гребные шлюпки, но за время, которое требовалось, чтобы развести в его машине пар, гребная лодка успевала дойти до места аварии и возвратиться. Только появление в начале XX века двигателя внутреннего сгорания сделало катер достаточно надежным и мобильным спасательным средством и существенно сократило время спасательной операции. С рождением моторных катеров и ботов совершенствовать конструкцию открытой гребной шлюпки не имело никакого смысла. О самовыпрямляющихся лодках надолго забыли.

Однако, как бы ни были редки случаи опрокидывания современных моторных спасательных ботов, последствия их для обычных — несамовосстанавливающихся судов почти всегда трагичны. Так, в 1938 г. перевернулся и затонул английский спасательный катер; при этом погибли команда и 23 человека, только что снятых с тонущего судна. Стало очевидным: если спасательное судно должно быть всепогодным, сбрасывать со счетов возможность его опрокидывания нельзя, надо принимать все меры и к тому,, чтобы понизить вероятность опрокидывания, и к тому, чтобы избежать гибельных его последствий. Взоры судостроителей и моряков вновь обратились к самовосстанавливающимся судам.


Возрождение самовосстанавливающихся судов началось в 50-х годах, т. е. спустя сто лет после появления лодки Бичинга — Пика. Одним из первых таких судов был голландский спасательный бот «Королева Юлиана» водоизмещением 53 т (длина — 21 м, ширина — 4,6 м). Угол опрокидывания бота равнялся 150° (это значит, что он возвращался в прямое положение при любых наклонениях вплоть до угла крена 150°), но запас остойчивости перевернутого судна был намного меньше, чем в прямом положении; это позволяло рассчитывать, что те же внешние силы, которые опрокинули бот, вернут его снова в нормальное положение. Действительно, на испытаниях бот восстанавливался уже на 2-балльном волнении, но время, пока перевернутый бот плавал вверх килем, каждый раз оказывалось различным. А ведь время — важнейший фактор, от которого зачастую зависит успех спасательной операции! Даже хорошо обученная команда сможет продолжить ее только в том случае, если время возвращения в нормальное положение исчисляется несколькими секундами; в противном случае спасатели сами будут нуждаться в помощи.

Задачу стали ставить иначе: судно должно было восстанавливаться само — на тихой воде, без приложения каких-либо усилий извне. Такими были 12- и 27-тонный спасательные боты, спроектированные англичанином Окли. Восстановление их обеспечивалось переливом части водяного балласта из днищевой цистерны, при опрокидывании оказывавшейся наверху, в специальную бортовую цистерну. Для того чтобы опрокинутый бот сразу же получал крен на тот борт, на котором расположена бортовая цистерна, водонепроницаемая рубка (на 12-тонном варианте) сделана несимметричной относительно ДП: со стороны цистерны объем ее меньше, чем на противоположном борту. Восстановление ботов Окли происходило за 6—7 с.

Недостатки подобных схем восстановления при помощи искусственно создаваемого момента очевидны: возвращение судна на ровный киль возможно только через один борт, а в неблагоприятном случае действующие на перевернутое судно внешние силы могут этому воспрепятствовать, задержать восстановление. Специальные системы перелива воды и вентиляции цистерн, оборудованные автоматически действующими клапанами, усложнили конструкцию и снизили надежность; достаточно не сработать одному из клапанов — и самовосстанавливающееся судно ничем не будет отличаться от обычного. То же самое можно сказать о судах, которые восстанавливаются при помощи закрепленных на палубе специальных емкостей, автоматически надувающихся газом после опрокидывания (заполняются, естественно, емкости только одного борта).


Более надежный, по сравнению с примененным на ботах Окли, способ восстановления реализован на 15-тонном американском спасательном катере «CG-44300». Применяя легкие сплавы при изготовлении надстройки и балластируя тяжелый стальной корпус, конструкторы настолько понизили положение центра тяжести, что этот катер обладает положительной остойчивостью при любом угле крена. Практически это означает, что на тихой воде судно абсолютно остойчиво в нормальном положении и будет иметь отрицательную остойчивость, если его перевернуть. Действительно, перевернутый катер встает на ровный киль за 2—3 с.

Тот же принцип — обеспечение положительной остойчивости при углах крена вплоть до 180° — применен на судовой спасательной шлюпке, запатентованной французами Капера-ном и Жиньу (по существу это — цилиндр, закрытый по торцам полусферами).

Любопытно, что когда по мере накопления опыта конструкторы стали обращаться к более простым и надежным способам самовосстановления, идея, заложенная в конструкцию лодки Пика, снова нашла практическое воплощение. Английская закрытая спасательная шлюпка «Марк-II» (фирмы «Ватеркрафт»), предназначенная для установки на танкерах, восстанавливается благодаря тому, что надстройка, объем которой равен полному водоизмещению судна, сделана узкой и достаточно высокой: перевернутая шлюпка не может касаться воды двумя бортами одновременно, валится на бок и встает в нормальное положение. Спасательная шлюпка, построенная на верфи «Рехлин» (ГДР), отличается от нее только тем, что надстройка разделена кокпитом на две симметричные относительно миделя половины (этим она еще больше напоминает лодку Пика).
С появлением самовосстанавливающихся судов с развитой водонепроницаемой надстройкой вновь ожили и сомнения в целесообразности такого усложнения конструкции, которое приводит к увеличению веса корпуса и стоимости судна в целом. Опасаются иногда и того, что поскольку общая высота судна возрастает, то площадь парусности увеличится и, стало быть, увеличится вероятность опрокидывания судна внезапно налетевшим шквалом.

Сегодня можно сказать, что подобные опасения безосновательны. Расчеты показывают, что при правильном проектировании вес корпуса и стоимость самовосстанавливающегося судна возрастают всего на 3—5%, по сравнению с обычными судами аналогичного назначения. Площадь парусности тоже увеличивается незначительно, так как, увеличивая высоту надстройки, одновременно понижают высоту борта. Кроме того известно, что шквал тем опаснее, чем больше крен судна, а площадь парусности накрененного судна зависит не только от его общей высоты, но и от ширины (при крене 90° — только от ширины). Это значит, что вероятность опрокидывания судна шквалом практически не увеличивается. (Такого же Мнения известный английский конструктор катеров Питер дю Кейн, который пишет: «При удовлетворительных значениях расчетной метацентрической высоты и общей остойчивости, хорошей водонепроницаемости и достаточной высоте надводного борта некоторое увеличение высоты надстройки с точки зрения мореходности вреда не представляет».)

Накопленный опыт позволяет сделать вывод, что недостатки построенных самовосстанавливающихся судов не являются органически им присущими, а представляют, скорее, следствие выбранного конструктором способа самовосстановления либо даже обычные просчеты. В наши дни конструкторы уже хорошо знают, например, как избежать той же чрезмерной начальной остойчивости, которая ухудшала эксплуатационные качества лодки Пика: можно или совсем отказаться от приема балласта (как это и сделано на шлюпке «Марк-II») или, планируя прием балласта, заранее предусмотреть соот-вествующее уменьшение ширины судна.

В конце 50-х годов датский капитан Вальтер Вестборг успешно совершил самое настоящее кругосветное плавание на 9-тонном (длина — 7 м) спасательном катере «Дана Рескюер». спроектированном Т. Соренсеном. Сделал он это, чтобы продемонстрировать преимущества современного всепогодного самовосстанавливающегося судна. В 70-х годах в этом надобности уже нет: достоинства самовосстанавливающихся судов очевидны, потребность в них несомненна. В США спасательные катера для береговых станций проектируются уже только самовосстанавливающимися. Англичане предполагают к 1980 г. закончить оснащение всех береговых спасательных станций современными самовосстанавливающимися катерами.

В ФРГ, считая неэкономичным устраивать на побережье стационарные спасательные станции, предпочли построить несколько больших и быстроходных (со скоростью до 32 уз) спасательных крейсеров для постоянного патрулирования прибрежной зоны. Однако давно известно, что чем больше судно, тем хуже оно маневрирует на малом ходу, тем опаснее для него сближаться с другим судном, особенно на волнении, тем труднее подбирать людей с воды. Поэтому на корме каждого такого крейсера установлен небольшой самовосстанавливающийся, так называемый «дочерний» бот: когда судно-носитель приходит в район аварии, бот за считанные секунды скатывается в воду с наклонной его кормы и спасатели приступают к работе.

В последние годы наметилась четкая тенденция добиваться повышения безопасности мореплавания, в частности — повышая надежность судовых спасательных средств. Ведь и в наши дни нередки случаи, когда в районе гибели судна находят лишь перевернутые спасательные шлюпки! В Международной Конвенции по охране человеческой жизни на море 1960 г. уже записано требование обязательного самовосстановления спасательных шлюпок, устанавливаемых на нефтеналивных судах. Можно предположить, что в ближайшее время это требование будет распространено на все судовые спасательные шлюпки без исключения. Тогда самовосстанавливающиеся суда получат еще более широкое распространение, появятся, естественно, и более совершенные конструкции.

Подчеркнем еще раз — самовосстановление повышает мореходность и надежность малого судна. Когда западногерманский конструктор Ванкель взялся за разработку проекта трансокеанского катера на крыльях, чтобы обеспечить безопасность плавания, он применил рассмотренный выше принцип самовосстановления (см. сборник № 27). Непотопляемый самовосстанавливающийся катер закрыт сверху обтекаемым прозрачным колпаком. Предусмотрено надежное крепление всего оборудования и предметов снабжения; учтено, что при опрокидывании и спрямлении приборы и механизмы не должны выходить из строя, а двигатели должны отключаться и включаться автоматически. Люди при возникновении опасности опрокидывания пристегиваются ремнями.

Конечно, нет необходимости делать самовосстанавливающимися все прогулочные катера и лодки, но тому, кто задумал совершить длительный переход в открытом море на небольшом суденышке, скажем, планирует пересечь Атлантику на веслах, безусловно надо следовать примеру Джона Ферфекса (об устройстве его самовосстанавливающейся и непотопляемой «Британии» — см. сборник № 26).

Примечания

1. Вообще стремление повысить начальную остойчивость — довольно частая ошибка, которую допускают при проектировании малых судов и сегодня. Например, сравнительно недавно в ФРГ рекламировались как имеющие повышенную остойчивость судовые спасательные шлюпки «Николь». Действительно, благодаря увеличению ширины начальная остойчивость этой шлюпки вдвое превышала установленную правилами норму, зато угол опрокидывания ее был меньше 70° (в то время как у обычных закрытых судовых шлюпок он составлял не менее 110—130°). Вероятность опрокидывания шлюпки «Николь» на волнении — при больших размахах качки будет, конечно, выше, чем обычной.