Алексей Бочаров - Броненосные фрегаты “Минин” и “Пожарский”
4) Рассмотрен чертеж устройства железных мачт для фрегата “Князь Пожарский”, составленный мачтовым мастером штабс-капитаном Петровым, по образцу рангоута батарей “Первенец” и “Кремль”. Мачтовый мастер обещает: а) при подъеме на батарее “Кремль" железных мачт была замечена прогибь, вследствие слабости в соединениях листов, составляющих наружную оболочку мачты, б) На топах мачт сделать вентиляторы, которые бы свободно открывались и закрывались, а в шпоровых местах, под палубами, просверлить дыры, сообразно месту и назначению командира, по постановке мачт на судно, в) На концах бизань- мачты прибавить по одному обуху на сторону для гика топенантов.
Диаметр мачт у палубы и несколько выше должен быть в 36 д.. а в прочих местах справляться по чертежу мачт английского фрегата "Valianl”. копия с которого препровождена в Кронштадтскую контору над портом.
Приложение № 2 О ПЕРЕОБОРУДОВАНИИ БРОНЕНОСНОГО ФРЕГАТА “МИНИН” (Из отчета Кораблестроительного отделения Морского Технического комитета за 1871 г.)
Вследствие катастрофы, случившейся с английским броненосным фрегатом “Captain”, признано необходимым пересмотреть чертежи рангоута и других устройств на фрегате “Минин”, составленные прежде несчастья, постигнувшего “Captain". Поэтому для обстоятельного и правильного заключения о том, предстояла ли надобность сделать на фрегате как в рангоуте, так и в надводных его устройствах какие-либо изменения. положено было подвергнуть дело это точным теоретическим вычислениям элемен тов, составляющих неразрывную связь парусности с остойчивостью.
Результаты сделанных вычислений, как относительно фрегата “Минин”, так и английского фрегата “Captain”, с подробным объяснением обстоятельств. сопровождающих гибель последнего, изложены были в записке Кораблестроительного Отделения следующего содержания:
“Военно-Морской суд, производившийся в Англии по делу о крушении фрегата “Captain”, выяснил обстоятельства, сопровождавшие гибель этого судна. Теперь уже положительно известно. чго причины столь важного, не имеющего себе подобного в истории броненосных флотов события, заключались главнейше в двух различных элементах опасности: 1) в низком борте, имевшем непосредственное влияние на ослабление остойчивости в момент большого наклонения вследствие порыва ветра или удара большой волны; 2) в размере рангоута и парусов, которые он нес в минуту своей гибели и которые, от сильного напора ветра сделались злополучным фактором к довершению бедствия.
“Научное исследование причин гибели фрегата выяснило степень остойчивости, какую он мог иметь по своей конструкции. Из очертания этой кривой видно, каким образом изменилась остойчивость фрегата “Captain” при различных углах крена, момент которой, как оказывается, увеличился почти пропорционально углу крена только до наклонения в 15°(при этом положении планширь погружался в воду), затем остойчивость возрастала менее быстро и, достигнув при угле крена в 21 V,° наибольшей своей величины, стала уменьшаться по мере увеличения угла наклонения судна. которое совершенно лишилось остойчивости, прежде чем достигла угла крена в 53°. В этом положении фрегат оставался в неустойчивом равновесии, перейдя которое должен был опрокинуться. Видно, что остойчивость фрегата возрастала до 21° наклонения; но затем она прогрессивно стала убывать и совершенно исчезла при угле в 53°.
“Ослаблению остойчивости на фрегате "Captain” много способствовало, во-первых, то обстоятельство, что он углубился на 2 фута более, чем предполагалось при составлении чертежа, отчего увеличилось отношение между углублением и шириной, всегда вредно действующие на остойчивость. и. кроме того, увеличилось водоизмещение. значительно уронившее его метацентр (по опытам, проведенным в Портсмуте для исследования остойчивости фрегата, оказалось, что центр тяжести его, при увеличенном на 2 фута углублении, отстоял от грузовой вниз на 2,9 фута), во-вторых. при малой высоте борта над водой (всего только на 6 фут), когда палуба стала уходить в воду, тогда, по мере увеличивающихся углов наклонений. площади грузовых сечений, а следовательно, и момент инерции их. уменьшались весьма значительно в ущерб восстанавливающего момента; ибо от уменьшения площадей грузовых сечений быстро понижается метацентр, а следовательно. в той же мере уменьшается и момент выпрямляющей силы.”
'‘Остойчивость всякого плавающего тела выражает усилие, действием которого оно, на относительно спокойной воде, значительно сопротивляется выведению его из прямого положения и сильно побуждается возвратиться к этому состоянию; и при этом действие крепящей силы, как. например давление ветра на паруса, остается постоянным, то угол крена его может увеличиваться, пока момент статической остойчивости не сделается равным моменту парусности — в таком случае положение тела делается положением равновесия.
Но суда во время океанских плаваний подвергаются совершенно иным условиям положения; там всякая возмущающая сила, как. например, колебание волн,удары их или сильный порыв ветра на паруса заставляют судно накрениваться далее угла наибольшей статистической остойчивости. В таких обстоятельствах низкобортные суда. по причине уменьшающегося момента инерции грузовых сечений (когда вершина борта уйдет в воду), подвергаются большим наклонениям, нежели суда, имеющие сравнительно более возвышенный бор т, потому что у последних при каждом увеличивающемся наклонении прогрессивно увеличивается и момент инерции грузовых сечений, а следовательно, и момент выпрямляющей силы.
Или, другими словами, суда с высоким бортом имеют более динамические остойчивости нежели низкобортные, у которых восстанавливающий момент увеличивается только до известного угла крена, пока палуба нс погрузится в воду; но после того волны моря, не встречая уже сопротивление бортом, разливаясь свободно на палубе, своей тяжестью еще более содействуют наклонениям судна, и если при этом ветер продолжает действовать на паруса с равной силой,тогда судно неминуемо опрокинется.
“Таким образом, обеспечение судна, находящегося под парусами, от опрокинутия вследствие порыва ветра или удара большой волны, зависящее в большей степени от момента статической остойчивости (который увеличивается почти пропорционально углам наклонений), более безопасно в судах, имеющих высокий борт, нежели в тех. у которых верхняя палуба мало возвышена над водой — как в судах типа мониторов. Лучшим доказательством тому может служить английский же фрегат “Monarch” также башенного типа, гак каком носит свои орудия в башнях, но борт его возвышается на четырнадцать фут над водой, и он плавает по океану совершенно.
Подобное критическое положение вероятнее всего может случиться с низкобортными судами, носящими большие тяжести над своей палубой и не обладающими, по причине отсутствия высокого борта, достаточным запасом динамической остойчивости, которая, как оказывается на фрегате “Monarch”, при угле крена в 14°, в шестнадцать раз более против фрегата “Captain”, когда край верхней палубы последнего сравнялся с водой. Не имея большого запаса динамической остойчивости, фрегат “Captain” не мог уже преодолеть опрокидывающую силу, которая заключалась не в одном только напоре силы ветра на паруса, по и в наклонном положении башен, мачт и вообще всего тяжелого рангоута, так как, по мере увеличивающихся наклонений, общий центр тяжести всех этих грузов отходил далее на подветренную сторону. При всем этом тяжелая масса воды, покрывавшая палубу и своим давлением содействовавшая дальнейшим наклонениям, была, так сказать, заключительным актом в совершившемся бедствии.
Па основании всех вышеприведенных рассуждений и теоретических выводов, само собой слагается убеждение, что ни одно океанское судно. имеющее маловозвышенный борт над водой, не может безнаказанно носить паруса в море. Печальный опыт, допущенный английским правительством. окончившийся столь поразительным результатом, должен послужить уроком на будущее время, чтобы, ценя дорого честь флота и сохранение жизни людей, не допускать произвола в делах такой серьезной важности — игнорируя научные истины.
Броненосный фрегат “Кэптен”. 1870 г.
Одновременно с изложенным выше обозрением и вычислениями, относительно остойчивости парусности погибшего английского фрегата “Captain”, были проведены такие же вычисления остойчивости и парусности нашего башенного фрегата “Минин".
Центр тяжести фрегата дал возможность вычислить по чертежу его остойчивость при каждых 5 градусах крена, которая при назначенном на чертеже углублении оказалась весьма слабой и даже гораздо менее остойчивости погибшего фрегата “Captain".
Момент статической остойчивости фрегата “Минин”, при возрастающей силе ветра, слишком мал (даже при больших углах наклонений), чтобы противодействовать кренящей силе хотя бы при уменьшенной до возможности площади парусов. Главное условие, чтобы мореходное судно могло носить паруса, состоит в том, момент парусности во всякое время не превосходил maximum его статической остойчивости. Но тут не только не сохраняется это условие, а напротив, еще оказывается значительный избыток крепящей силы пред остойчивостью — только при слабом брамсельном ветре, в 5 баллов, имея все паруса поставленными, и при марсельном в 6 баллов (без бом-брамселей), момент статической остойчивости превосходит момент парусности. При этом фрегат будет иметь крен в первом случае до 15. а во втором до 20 градусов; далее же. при возрастающей силе ветра, даже при одних и тех же марселях в два рифа, maximum статической остойчивости далеко слабее момента. Поэтому можно допустить, чтобы такое судно мод парусами могло быть обеспечено от опрокидывания вследствие порыва ветра или удара большой волны.
