О судне "Клеопатра" для перевозки обелиска в Лондон

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Когда начинаешь вносить правки в книгу, всегда хочется дополнить её множеством узнанных недавно деталей и расширить тот или иной материал. Так случилось у меня при внесении исправлений и дополнений в третий томик. В результате появились статьи про Самсона Суханова и его способ. Такое же происходит нынче, поскольку я углубилась в историю уникальных транспортных операций 19 века.

В издании The Engineering 16 марта 1877 г. была опубликована статья о судне, на котором из Александрии в Лондон был переправлен обелиск Игла Клеопатры. Доставка длинномерных каменных монолитов, отличающихся особо большим весом - всегда довольно сложная задача, которую решали, каждый раз по-разному. Одно дело - перевозка сушей, другое - водой которая ведёт себя довольно непредсказуемо - то штиль, то шторм, а то и загадочные течения. И перевозка монолитов морем - особо рисковое предприятие.

Я уже знакомила вас с тем, как доставил в Нью-Йорк вторую Иглу Клеопатры Генри Горринг. Но, оказывается, не менее увлекательной оказалась перевозка первой Иглы англичанами. Материалов и на эту тему оказалось много. Решила выкладывать частями (с чего-то же нужно начинать). Историю двух обелисков легко найти в интернете. А чтобы узнать детали транспортной операции, нужно потрудиться. Потому сразу перехожу к устройству судна (приключения с его придумкой, созданием и использованием - в других статьях).

ИГЛА КЛЕОПАТРЫ.

Этот известный и попеременно восхваляемый и ругаемый обелиск наконец-то будет вывезен и воздвигнут на набережной Темзы, чтобы бросить вызов критике миллионов лондонцев. Щедрый энтузиазм прессы по этому поводу может создать у публики преувеличенное представление о внушительности этого огромного монолита, и в дальнейшем может произойти последующее отвращение. Несомненно, удовольствие от его присутствия в Лондоне будет скорее интеллектуальным, чем чувственным, поскольку игла, несомненно, будет напоминать фабричную трубу – причём очень маленькую по сравнению с теми, что будут встречно ей на противоположном берегу реки. Однако мы можем с уверенностью предположить, что большинство наших соотечественников достаточно умны и образованы, чтобы оценить эту знаменитую реликвию прошлой цивилизации, а что касается сколотых краёв и других следов времени, то их будут воспринимать такими, какие они есть, с благодарностью за то, что в Египте нет «мистера Пять Процентов»*, который мог бы восстановить его памятники таким образом, каким были стёрты с лица земли наши соборы.

(*) Господин Пять процентов - реальная личность, об этом человеке можно малость прочитать здесь. Однако, на момент публикации переводимой статьи ему было всего 8 лет, поэтому, думается мне, что выражение возникло ещё до того, как Гюльбенкян приступил к ведению дел.

Всем инженерам будет приятно узнать, что перевозка Иглы Клеопатры в эту страну стала исключительно инициативой одного из них, мистера Джона Диксона. Конечно, этот вопрос обсуждался много лет, но для того, чтобы вывести дело за рамки дискуссий и превратить его в свершившийся факт, потребовались технические навыки инженера в сочетании с неустанной энергией и любовью к делу, характерными для английских подрядчиков старого типа. Г-н Диксон обладает как необходимой квалификацией, так и общественной деятельностью г-на Эразма Уилсона, предоставившего необходимые средства, что позволило г-ну Диксону и г-ну Б. Бейкеру, который был связан с ним в качестве инженера, немедленно приступить к работе. Г-н Фаулер, главный инженер хедива (наместника в Египте), всегда горячо сотрудничал в этом проекте и, как мы полагаем, одно время сам подумывал о возвращении «Иглы» на родину, но соображения, связанные с его официальным положением при египетском правительстве, сделали это нецелесообразным.

Предложение г-на Диксона, которое было представлено общественности несколько лет назад и теперь должно быть реализовано, заключается в том, чтобы поместить обелиск в цилиндрический сосуд достаточной плавучести, закатить его в Средиземное море, отбуксировать в Англию и закатить ещё раз, на этот раз через набережную Темзы к подножию Нортумберленд-авеню. Некоторые критики возражали против специального судна, считая его излишним расходом, поскольку, по их словам, для этой цели можно было бы приспособить многие суда, подвергнув их лишь незначительному изменению. Это возражение правдоподобно, но несостоятельно. При нынешнем состоянии рынка специальное судно означает всего лишь ссуду в 70 тонн железа – не слишком серьёзное обязательство, но оно обеспечивает, насколько это возможно с человеческой точки зрения, абсолютную безопасность «Иглы» (что немаловажно для мистера Диксона, поскольку он не получит ни пиастра за свои затраты и усилия, если не завершит работу*), и, кроме того, оно обеспечивает безопасное и эффективное средство транспортировки по суше и сводит к минимуму ответственность агента подрядчика и рабочих в Египте. Мы предлагаем в настоящее время сосредоточить наше внимание на судне, строящемся сейчас на Темзском железном заводе, двухстраничную гравюру с которым мы публикуем в настоящем выпуске, и отложить описание предлагаемого способа возведения и других интересных вопросов до тех пор, пока не представится возможность вернуться к этой теме.

(*) Эразм Уильям выделил свои деньги для доставки обелиска, но с тем условием, что Диксон должен будет возвратить их спонсору, если по любым причинам не сможет доставить обелиск в Лондон.

Требования к судну-игле «Клеопатра» заключаются в следующем: (1) оно должно быть максимально лёгким, но при этом обладать достаточной прочностью и жёсткостью, чтобы выдерживать нагрузки, возникающие при качении на суше или при работе в условиях сильного волнения, не подвергая риску целостность гранитного монолита внутри; (2) оно должно быть хорошим мореходным судном, не испытывать килевой и креновой качки, а также не допускать затруднений при буксировке на умеренных скоростях; (3) оно должно быть способно какое-то время самостоятельно передвигаться в случае непредвиденных обстоятельств, когда сопровождающему судну придётся отдать швартов в исключительно тяжёлую погоду и некоторое время находиться рядом с «Клеопатрой». Это подразумевает наличие на борту определённых помещений для управления судном, установки небольшого паруса, отдачи якоря, откачки трюмной воды при необходимости и наблюдения за огнями и сигналами, чтобы местонахождение судна было известно проходящим судам.

В предлагаемом проекте превосходно соблюдены все эти требования. Цилиндрическая форма – самая прочная из всех, которые можно получить из данного веса материала, поскольку жёсткость тонких пластин, как всем известно, значительно увеличивается при изгибе, или «прогибании». Действительно, Скотт Рассел в своём монументальном труде «Кораблестроение» замечает: «Корабль длиной 100 футов, шириной 14 футов, глубиной 10 футов (30.48, 4.27 и 3.0 м) и толщиной 1/4 дюйма (6 мм), если бы его пятью переборками разделить на шесть равных отсеков, был бы достаточно прочным, чтобы успешно служить мореходным судном без каких-либо рёбер или каких-либо внутренних усилений, и если бы только его борта и палубы были везде плавно изогнуты и нигде не были плоскими, никакое море никогда не смогло бы причинить ему вреда». «Клеопатра» имеет 92 фута в длину и 15 футов в диаметре (28.04 и 4.57 м), обшивка выполнена из листов толщиной 3/8 и 7/16 дюйма (9.5 мм и 5.5 мм). Она разделена на восемь отсеков семью переборками и имеет множество промежуточных железных шпангоутов с обратным углом, так что можно считать излишними любые расчёты её прочности как судна. Однако инженеры провели расчёты, и было установлено, что максимальная нагрузка на стальной корпус при волнении составит немногим более 3/4 тонны на квадратный дюйм, или примерно одну десятую от интенсивности деформаций в крупных судах, как определено г-ном Джоном, опытным главным инженером Ллойда.

Опять же, прогиб или изменение формы, которое может претерпеть корпус при волнении, составит менее 1/8 дюйма (3 мм), так что все опасения, что обелиск может быть сломан при транспортировке под действием корабельных сил, были бы совершенно беспочвенны, даже если бы монолит не был так плотно упакован, чтобы любая чрезмерная нагрузка просто сломала или согнула кусок древесины, оставив «Иглу» целой. Это достигается тем, что обелиск в месте его прохождения через переборки опирается на необходимой степени упругости «пружинные балки» из древесины. Перед тем, как цилиндр будет спущен в море, вокруг него с каждого конца временно установят два кольца из брусьев диаметром 9 дюймов (23 см) и длиной 12 футов (3,2 м), которые при качении фактически образуют два колеса диаметром 16 футов 6 дюймов (5.03 м) и шириной 12 футов (3,66 м), на которых судно будет катиться без риска локального повреждения какой-либо из пластин. Поэтому вряд ли нужно упоминать, что спроектированный инженерами корпус соответствует всем требованиям прочности и жёсткости как на плаву, так и на берегу. 

Теперь нам предстоит рассмотреть интересный вопрос о вероятном поведении «Клеопатры» в море. Поскольку её форма цилиндрическая, не будут обеспечены остойчивость или восстанавливающая сила в плечах судна, и, следовательно, его жёсткость будет полностью зависеть от балласта. Поскольку начальная остойчивость судна пропорциональна тому, что корабельные архитекторы называют метацентрической высотой (которую, как мы полагаем, мистер Брамвелл однажды перефразировал как «высоту центра колебаний над центром тяжести»), можно было бы предположить, что желаемым является достижение максимальной метацентрической высоты с последующей максимальной начальной остойчивостью, но это не так. К сожалению, тот же самый балласт, который заставляет судно устойчиво стоять на спокойной воде, заставляет его стоять более или менее перпендикулярно склонам волн, среди которых оно может качаться, другими словами, делает его сильно качающимся *. Именно по этой причине, а также для обеспечения устойчивой орудийной платформы, главные конструкторы наших и иностранных флотов постепенно уменьшали метацентрическую высоту больших броненосцев. Так, «Онандага», один из кораблей особого класса французского флота, чрезвычайно жёсткий, имея метацентрическую высоту не менее 14 футов 3 дюйма (4,35 м), в то время как у «Сольферино» она составляет 4 фута 6 дюймов (1,37 м), а у нашего корабля «Султан» — всего 2 фута 6 дюймов (0.76 м). Однако первый корабль расплачивается за это двойным креном с левого борта на правый и обратно за короткий период в 51 секунду, в то время как у «Сольферино» этот период составляет 111 секунд, а у «Султана» — 17,5 секунды.

(*) вероятно, здесь речь о бортовой качке, т.е. в поперечной плоскости. Частота этих колебаний-качаний судна может быть опасной, если она близка к частоте собственных колебаний судна, наложение частот грозит резонансом.

Инженеры предлагают загрузить корабль 30-ю тоннами балласта и разместить обелиск на 4 дюйма ниже центра, что даст метацентрическую высоту 10 дюймов и период, учитывающий влияние скуловых килей*, 6 секунд, или 10 двойных качаний в минуту. Качание судна будет медленнее, но по природе судна основная масса груза находится в центре, а радиус инерции, которому прямо пропорционален период вращения судна, неизбежно меньше, чем у обычного судна. Для уравновешивания эксцентрично расположенного обелиска при качении его по суше в нишу каюты на верхней части цилиндра временно поместят около 10 тонн старых рельсов, которые в конечном итоге будут смещены вниз цилиндра**, и таким образом «считайте 20 на делении»***.

(*) чтобы повысить остойчивость судна, по его бокам (на бортах) размещают скуловые кили. Они создают дополнительное сопротивление воды наклонению судна.

(**) Для качения судна по берегу предполагалось не монтировать "верхушки", а установить все эти верхние строения (каюту, мостик и парусное оснащение) только после спуска на воду. Поскольку обелиск разместили ниже центра тяжести цилиндра (с учётом веса верхних строений), то без "верхушки" судно вело бы себя подобно ваньке-встаньке. Чтобы устранить этот эффект, решили временно (для уравновешения) возместить вес "верхов" рельсами.

(***) это совсем не поняла...

Таким образом, «Клеопатра», благодаря своей малой метацентрической высоте и эффективным скуловым килям, в море будет устойчивым судном, а благодаря своей форме – абсолютно непереворачивающимся. Её остойчивость увеличивается по мере крена и исчезает только при 180 градусах, то есть, когда она перевёрнута, в то время как остойчивость злополучного «Капитана», напротив, увеличивалась лишь до 21 градуса и полностью исчезала при небольшом угле крена в 54,5 градуса.

Что касается килевой качки и опускания, само распределение веса к центру судна максимально благоприятно. Чтобы уменьшить работу носа при подъёме на волнах, толстый конец обелиска вынесен вперёд, как имеющий меньший момент инерции. Водоизмещение судна со 160-тонным гранитным блоком на борту составит около 270 тонн, а избыточная плавучесть — в полтора раза меньше, поэтому риска затопления не возникнет даже при заполнении одного или двух отсеков водой. Имея на борту надёжный корабль на конце буксирного троса и опытную команду, мы можем с уверенностью ожидать появления «Клеопатры» на Темзе в течение месяца после её спуска на воду в Александрии. 

---------

Забегая чуточку вперёд, сообщаю, что во время скатывания цилиндра в море случилась авария - оказавшийся под песком пляжа большой острый камень "вскрыл" стенку борта и стал для "Клеопатры" мощным якорем. Судно заполнилось водой и утратило плавучесть. Это событие оказалось неожиданным благом для обелиска и Джона Диксона. А почему - напишу в другой статье. В общем-то, кроме этой неприятности, судно показало и свою плавучесть, и способность защитить ценный груз в сложных условиях.

Поскольку я не специалист и, даже, не дилетант в кораблестроении, вынужденно полагаюсь на правильность перевода текста гуглем. Приветствую замечания и поправки от знатоков.

Благодарю Клима Баркинского! Его комментарий подвигнул меня проверить "точность" перевода гуглем одних единиц в другие и внести правки в статью.