Как работает якорь
Якорь — древний символ мореплавания, без которого невозможно представить эстетику кораблей, портов и далёких странствий. Но как он работает? Почему в одном случае хватает крюка на верёвке, а в другом нужно использовать жутковатые конструкции с раскрывающимися лепестками, многотонные цепи, а то и бетонные блоки?
Начнём с первого вопроса: как работает якорь? Интуитивный ответ — якорь цепляется за грунт и не даёт кораблю сместиться со стоянки. Это мнение одновременно и правильное, и неправильное. Чтобы разобраться в этом, обратимся к истории.
Судя по всему, первый якорь появился одновременно с первой лодкой. Тогда хватало камня, обвязанного верёвкой или лианой. Камень тонул, верёвка натягивалась, и древнее судёнышко никуда не плыло. Естественно, такой фокус может пройти только в спокойной воде и с малым судном. То есть, с плавучим объектом, у которого небольшая инертность. Что-то более серьёзное, чем примитивное каноэ, легко порвёт верёвку или потащит камень по дну. Особенно при попутном ветре, течении и волнах.
Тогда люди начали развивать якорь. В камне появились сквозные щели, в которые забивали деревянные колья. Колышек цеплялся за подводный грунт, но проблему с прочностью верёвки не решал.
Следующим этапом развития стал якорь, вырезанный из тонущей породы дерева. Он обеспечивал неплохое сцепление с грунтом, только вот не всегда мог воткнуться в ил. Этому помогали якорные ныряльщики: смелые ребята, которые прыгали в воду вслед за якорем и направляли рог в грунт. Естественно, такой фокус мог работать на небольших глубинах и в тёплой воде.
Следующим этапом стало появление рогов, веретена и штока на якоре. Следите за руками: якорь тонет. Канат начинает тянуть его по дну. Рога зарываются в грунт. Единственное, что отличало такой якорь от образцов XIX века — отсутствие лап, этих расширений на рогах, которые улучшают зарывание.
Так выглядит адмиралтейский якорь, ставший классическим архетипом. Если добавить к нему качающиеся лапы, то получится якорь Холла. Коснувшись грунта, он зарывается в него, как плуг.
Читатель мог заметить: тут мы не говорим об удержании корабля, а только о сцеплении. Дело в том, что корабль сам по себе держится на поверхности воды за счёт силы Архимеда. Даже многотонный якорь никак не может удержать на месте какой-нибудь танкер, авианосец или линкор. Ему это и не надо, ведь корабль вслед за якорем выпускает цепь.
Масса цепи во много раз превышает массу якоря. Когда корабль нужно поставить на стоянку, моряки сбрасывают якорь и начинают стравливать цепь. Она разматывается и спокойно лежит на дне. Именно её вес играет решающую роль.
«Почему бы не скидывать простую цепь?» — спросит читатель. Мы ответим. Первые сегменты цепи, что ложатся на дно, относительно короткие. Корабль, идущий по инерции, легко потянет их за собой. Именно поэтому цепь нуждается в «зацепке», которая обеспечит правильный процесс разматывания.
Если ветер потянет корабль вперёд, то ничего не случится: якорь уже зарыт. Во время поднятия он как бы «выскальзывает» из грунта, потому что вектор приложенной силы будет вертикальным.
Сейчас в мореплавании существует более 5000 видов якорей, адаптированных под разные условия. У каждого есть свои достоинства и недостатки. В общем и целом, их можно разделить на 3 глобальных типа:
1. Становые якоря располагают на носу. Они удерживают корабль при стоянке.
2. Вспомогательные якоря скидывают с кормы. Они предотвращают разворот корабля, мешая ему вертеться вокруг станового якоря.
3. Мёртвые якоря — это бетонные блоки, утопленные в море. Их никто не собирается поднимать. Такие штуковины удерживают маяки, буи и буровые суда. То есть, всякие малоподвижные устройства.
Большая часть современных якорей состоит из 4 важных блоков:
1. Веретено — основа конструкции, на котором «сидят» все остальные детали.
2. Кольцо (рым) обеспечивает соединение якоря с цепью или канатом.
3. Рога — те самые штуки, благодаря которым якорь закапывается в грунт. Рог переходит в лапу, а та заканчивается носком. Всё вместе это работает, как плуг.
4. Шток — опциональная деталь. Его задача — не дать якорю ложиться параллельно грунту и ползать по нему.
Говоря объективно, якорь нуждается в мягком грунте. По твёрдой поверхности он будет в лучшем случае волочиться. При худшем варианте он намертво застрянет в камне или коралловом рифе. Тогда незадачливый мореплаватель будет вынужден или вызывать водолазов для освобождения якоря, или рубить концы, бросая ценное имущество на дне.
Располагая корабль на стоянке, моряки пользуются целой системой растяжек. Главный якорь сбрасывается первым. Вспомогательные якоря идут следующими. Затем в ход идут всевозможные способы крепления корабля к суше: начиная от портовых тумб и заканчивая привязкой к камням на берегу.
#Дизайн@inbioreactor
#Заметка@inbioreactor
#Техника@inbioreactor
Автор: #Игнатенко@inbioreactor
#Наука #Научпоп