Предположим, это канат диаметром три дюйма, представленный рисунком 7. Если этот канат должен быть согнут вокруг угла A, очевидно, что либо часть треугольника, содержащаяся между буквами a, b, c, должна значительно растянуться, и те больше, которые ближе к поверхности, либо части между d, e, f должны быть сжаты, либо и то и другое, что, скорее всего, и происходит. В этом случае нижняя половина толщины не дает никакой прочности против рывка, не будучи натянутой, верхняя половина несет всю нагрузку, и пряди возле верхней поверхности, будучи первыми и наиболее натянутыми, рвутся первыми, а следующие пряди следуют за ними, ибо в этом согнутом положении они не могут выдержать нагрузку все вместе, и каждая вносит свою прочность в целое, как они делают, когда канат натянут по прямой линии.
Чтобы исправить это, мне кажется, было бы хорошо иметь своего рода большое шкивное колесо, закрепленное в клюзе, скажем, диаметром два фута, через которое мог бы проходить канат, и, будучи там постепенно согнутым по окружности колеса, он был бы тем самым более равномерно натянут и лучше способен выдержать рывок, что может спасти якорь и тем самым в ходе путешествия может случиться спасти корабль.
Еще одно морское наблюдение закончит это письмо. Я читаю газеты уже почти семьдесят лет, и я думаю, что мало проходит лет без сообщения о каком-либо судне, встреченном в море, без единой живой души на борту и с таким-то количеством футов воды в трюме, которое, тем не менее, было спасено и приведено в порт, и когда их не встречали в море, такие покинутые суда часто выбрасывало на какой-нибудь берег. Экипажи, которые пересели в свои лодки и таким образом покинули такие суда, иногда встречаются и подбираются в море другими кораблями, иногда достигают берега, а иногда о них никогда не слышат. Те, кто дает отчет о том, что покинули свои суда, обычно говорят, что она дала течь, что они откачивали воду некоторое время, что вода продолжала прибывать, и что, отчаявшись спасти ее, они покинули ее, чтобы не пойти ко дну вместе с ней. По результатам кажется, что этот страх не всегда был хорошо обоснован, и я попытался угадать причину слишком поспешного уныния людей.
Когда судно дает течь возле своего дна, вода входит со всей силой, придаваемой весом столба воды снаружи, которая пропорциональна разнице уровней между водой снаружи и внутри. Поэтому она входит с большей силой сначала и в большем количестве, чем может потом, когда вода внутри выше. Дно судна также уже, так что то же количество воды, входящее в эту узкую часть, поднимается быстрее, чем когда пространство для ее течения больше. Это помогает напугать. Но поскольку количество входящей воды становится все меньше и меньше по мере того, как поверхности снаружи и внутри становятся более близкими по высоте, насосы, которые не могли удержать воду от подъема сначала, могли бы впоследствии быть способны предотвратить ее дальнейший подъем, и люди могли бы оставаться на борту в безопасности, не подвергая себя риску в открытой лодке в широком океане. (Рис. 8.)
Помимо большей равенства в высоте двух поверхностей, иногда могут быть другие причины, которые замедляют дальнейшее погружение протекающего судна. Поднимающаяся вода внутри может достичь количества легких деревянных конструкций, пустых сундуков и, в частности, пустых бочек из-под воды, которые, если они закреплены так, чтобы не всплывать самим, могут помочь поддержать ее. Многие тела, составляющие груз судна, могут быть специфически легче воды, все они, когда находятся вне воды, являются дополнительным весом к весу судна, и она пропорционально вдавливается глубже в воду, но как только эти тела погружаются, они больше не давят на судно, а наоборот, если закреплены, они помогают поддерживать ее, пропорционально тому, насколько они специфически легче воды. И следует помнить, что самое большое тело корабля может быть так сбалансировано в воде, что унция меньше или больше веса может оставить ее на поверхности или утопить на дно. Есть также определенные тяжелые грузы, которые, когда вода добирается до них, постоянно растворяются, тем самым облегчая судно, такие как соль и сахар. А что касается бочек из-под воды, упомянутых выше, поскольку их количество должно быть большим на военных кораблях, где количество людей потребляет много воды каждый день, если бы было сделано постоянным правилом закупоривать их так быстро, как они были опорожнены, и располагать пустые бочки в надлежащих местах, я убежден, что многие корабли, которые были потоплены в сражениях или пошли ко дну впоследствии, могли бы вместе с несчастными людьми быть спасены, так же как и многие из тех, которые в последнюю войну затонули и о которых никогда не слышали. Находясь на этой теме потопления, нельзя не вспомнить хорошо известную практику китайцев делить трюм большого корабля на несколько отдельных камер перегородками, плотно проконопаченными (модель которой вы дали в своей лодке на Сене), так что если течь откроется в одной из них, другие не затрагиваются ею, и хотя эта камера заполнится до уровня моря, этого было бы недостаточно, чтобы потопить судно. Мы не подражали этой практике. Некоторое небольшое неудобство, которое это могло бы вызвать при укладке груза, возможно, является одной из причин, хотя я думаю, что это могло бы быть более чем компенсировано снижением страхового взноса, что было бы разумно, и более высокой ценой, взимаемой с пассажиров, которые предпочли бы отправиться на таком судне. Но наши мореплаватели храбры, презирают опасность и отвергают такие меры предосторожности, будучи трусами только в одном смысле — в смысле страха показаться трусливыми.
Я обещал закончить свое письмо последним наблюдением, но болтливость старика овладела мной, и поскольку у меня, возможно, никогда не будет другого случая писать на эту тему, я думаю, что могу сейчас, раз и навсегда, опустошить свой морской бюджет и дать вам все мысли, которые приходили мне в голову в моих различных долгих путешествиях, касающиеся навигации. Я уверен, что в вас они встретят беспристрастного судью, который извинит мои ошибки из-за моего доброго намерения.
Есть шесть несчастных случаев, которые могут вызвать потерю кораблей в море. Мы рассмотрели один из них — затопление из-за течи. Остальные пять: 1. Опрокидывание из-за внезапных порывов ветра или из-за несения парусов сверх допустимого. 2. Пожар из-за несчастного случая или неосторожности. 3. Сильный удар молнии, делающий пробоину в корабле или поджигающий порох. 4. Встреча и столкновение с другими кораблями ночью. 5. Встреча ночью с ледяными островами.
Что касается опрокидывания, то каперские суда в своем первом плавании, насколько мне известно или доводилось слышать, были более подвержены этому, чем любые другие типы судов. Двойное желание — иметь возможность догнать более слабого убегающего противника или скрыться при преследовании более сильным — побуждало владельцев ставить на свои крейсеры слишком высокие мачты и нести слишком много парусов; а большое количество людей, многие из которых не были моряками, при внезапном крене судна сбивались на подветренную сторону, увеличивая своим весом воздействие ветра. Поэтому на это следует обращать больше внимания и принимать меры предосторожности, тем более что преимущество высоких мачт сомнительно. Ведь верхние паруса обладают большей силой, чтобы сильнее накренить судно, что не является наиболее выгодным положением для быстрого хода через воду. Именно поэтому суда, лишившиеся своих высоких мачт и впоследствии способные нести лишь столько парусов, сколько позволяло идти с ровным килем, развивали такую скорость даже под временными мачтами, что удивляли самих моряков. Но, кроме того, в современной форме наших кораблей есть нечто такое, что, кажется, специально рассчитано на то, чтобы они легче опрокидывались. Борта корабля, вместо того чтобы расширяться, как это было принято раньше в надводной части, в последние годы загибаются внутрь, так что корпус становится почти круглым, напоминая бочку. Я не знаю, в чем преимущества такой конструкции, кроме того, что на такие корабли нелегко взять на абордаж. Мне это кажется ухищрением, позволяющим получить меньше места на корабле при почти тех же затратах. Ведь очевидно, что те же бревна и доски, затраченные на поднятие бортов от a до b и от d до c, рис. 9, подняли бы их от a до e и от d до f. В этой форме все пространство между e, a, b и c, d, f было бы выиграно, палуба стала бы больше, у людей было бы больше места для действий, и они не стояли бы так плотно под огнем противника; и чем больше судно кренилось бы на бок, тем большую остойчивость оно бы встречало, и тем эффективнее она поддерживала бы его, будучи дальше от центра. Тогда как при нынешней форме балласт составляет основную часть ее остойчивости, без которого она переворачивалась бы в море почти так же легко, как бочка. Из-за этого требуется больше балласта, а это, погружая судно глубже в воду, создает большее сопротивление ее движению. Бермудские шлюпы до сих пор с выгодой сохраняют старую расширяющуюся форму. Островитяне в великом Тихом океане, хотя у них нет больших кораблей, являются самыми искусными мореходами в мире, безопасно плавая по этому морю на своих проа, которые они предохраняют от опрокидывания различными способами. Их парусные проа для этой цели обычно имеют аутригеры с наветренной стороны, над водой, на которых размещается один или несколько человек, чтобы при необходимости перемещаться дальше от судна или ближе к нему по мере усиления или ослабления ветра. Но у некоторых аутригеры расположены с подветренной стороны, которые, опираясь на воду, поддерживают лодку, удерживая ее в вертикальном положении, когда ее прижимает ветром. Их лодки, приводимые в движение веслами или, скорее, гребками, для дальних плаваний скрепляются по две вместе поперечными деревянными брусьями, которые удерживают их на некотором расстоянии друг от друга, что делает их опрокидывание практически невозможным. Насколько это применимо к более крупным судам, у нас пока недостаточно опыта. Я знаю только об одном испытании, проведенном в Европе около ста лет назад сэром Уильямом Петти. Он построил двухкорпусное судно, чтобы использовать его в качестве пакетбота между Англией и Ирландией. Его модель до сих пор существует в музее Королевского общества, где я ее видел. Согласно имеющимся у нас сведениям, она хорошо отвечала цели своей конструкции, совершив несколько рейсов; и хотя в конце концов она потерпела крушение во время шторма, несчастье, по-видимому, не было связано с ее особой конструкцией, поскольку многие другие суда обычной формы потерпели крушение в то же время. Преимущество такого судна в том, что оно не нуждается в балласте, поэтому сидит в воде легче или может перевозить больше груза; и что пассажиры не так сильно страдают от ее бортовой качки: к этому можно добавить, что если ей придется защищаться своими пушками, они, вероятно, будут более эффективны, так как будут чаще находиться в горизонтальном положении, чем на обычных судах. Я думаю, однако, что улучшением этой модели было бы сделать борта, обращенные друг к другу, совершенно параллельными, хотя остальные стороны сформированы как обычно, таким образом, рисунок 10.
Строительство двухкорпусного корабля было бы, конечно, более дорогим по отношению к его грузоподъемности; и, возможно, этого достаточно, чтобы отговорить от такого метода.
От несчастных случаев, связанных с пожаром, обычно хорошо предохраняют строгие приказы благоразумного капитана, запрещающие курить между палубами или проносить туда свечу без фонаря. Но существует одна опасная практика, которую частые ужасные происшествия до сих пор не смогли искоренить: перевозка спиртных напитков в море в бочках. Два больших корабля, «Серапис» и «Герцог Атолл», один — ост-индский торговый корабль, другой — фрегат, сгорели за последние два года, и многие жизни были ужасно погублены из-за того, что спиртное набирали из бочки рядом со свечой. Давно пора сделать общим правилом, чтобы весь запас спиртного на корабле перевозился в бутылках.
От несчастья, вызванного ударом молнии, я в своих прежних трудах пытался показать метод защиты с помощью цепи и заостренного стержня, простирающегося в поднятом состоянии от верхушки мачты до моря. Эти инструменты теперь изготавливаются и продаются по разумной цене компанией Nairne & Co. в Лондоне, и есть несколько примеров успешного их использования. Они хранятся в ящике, и их можно поднять и закрепить примерно за пять минут при явном приближении грозы.
О столкновениях с другими кораблями в ночное время я знаю два случая во время плаваний между Лондоном и Америкой. В одном случае оба корабля прибыли в порт, хотя и сильно поврежденные, причем каждый сообщал о своей уверенности, что другой должен был пойти ко дну. В другом случае только один добрался до порта; о другом больше никогда не слышали. Эти случаи произошли много лет назад, когда торговля между Европой и Америкой составляла не десятую часть того, что есть сейчас, корабли, конечно, были рассеяны реже, и вероятность встречи была пропорционально меньше. Давно существует практика держать наблюдателя на носу в проливах, но в открытом море этим пренебрегали. Если в настоящее время не считают нужным принимать эту предосторожность, то со временем это станет более важным, поскольку количество кораблей в море постоянно увеличивается. Часто бьющий барабан или звон колокола в темную ночь могли бы помочь предотвратить такие несчастные случаи.
Ледяные острова часто встречаются у берегов Ньюфаундленда кораблями, идущими между Северной Америкой и Европой. Днем их легко избежать, если только не стоит очень густой туман. Я помню два случая, когда корабли натыкались на них ночью. Первый потерял бушприт, но других повреждений почти не получил. Другой ударился там, где тепло моря истончило лед у основания, и часть нависала сверху. Это, возможно, спасло его, так как он шел на большой скорости; но верхняя часть утеса, задев его фор-стеньгу, смягчила удар, хотя и снесла мачту. Он с трудом освободился и благополучно добрался до порта; но этот случай показывает возможность того, что другие корабли могут потерпеть крушение и затонуть, ударившись об эти огромные ледяные массы, одну из которых я видел, и мы оценили ее высоту в семьдесят футов над водой, следовательно, в восемь раз больше под водой; и это еще одна причина для того, чтобы держать хороший дозор на носу, даже находясь далеко от любого берега, который может угрожать опасностью.
Примечательно, что люди, которых мы считаем дикарями, усовершенствовали искусство парусного и гребного дела в нескольких отношениях сверх того, на что мы можем претендовать. У нас нет парусных лодок, равных летающим проа Южных морей, нет гребных или управляемых веслами лодок, равных лодкам гренландцев по быстроте и безопасности. Берестяные каноэ североамериканских индейцев также обладают некоторыми выгодными свойствами. Они настолько легки, что двое мужчин могут перенести одно из них по суше, при этом оно способно нести дюжину на воде; и при крене они не так подвержены заливанию водой, как наши лодки, борта которых ниже всего посередине, где вода скорее всего может проникнуть, тогда как у них борта выше всего в этой части, как на рисунке 11.
Китайцы — просвещенный народ, самый древний из существующих, и их искусства древни, что говорит в их пользу: их метод гребли на лодках отличается от нашего, весла работают либо два с кормы, как мы гребем одним веслом, либо по бокам с таким же движением, будучи подвешенными параллельно килю на рейке и всегда действуя в воде, а не перпендикулярно борту, как наши, и не вынимаясь при каждом гребке, что является потерей времени, и лодка в промежутке теряет ход. Они видят наш способ, а мы их, но ни те, ни другие не склонны учиться или копировать друг друга.
К нескольким упомянутым выше способам движения лодок можно добавить необычный, недавно продемонстрированный в Жавеле, на Сене ниже Парижа, где неуклюжая лодка была перемещена через реку за три минуты греблей не в воде, а в воздухе, то есть вращением набора ветряных лопастей, закрепленных на горизонтальной оси, параллельной килю и расположенной в носовой части лодки. Ось была изогнута в локоть на конце, с помощью которого ее поворачивал один человек за раз. Я видел эту операцию на расстоянии. Четыре лопасти, казалось, были около пяти футов в длину и, возможно, два с половиной в ширину. Погода была спокойная. Работа казалась тяжелой для одного человека, так как двое по очереди сменяли друг друга. Но воздействие на воздух наклонными поверхностями лопастей должно было быть значительным, так как движение лодки казалось довольно быстрым при движении туда и обратно; и она вернулась в то же место, откуда впервые отправилась, несмотря на течение. Эта машина с тех пор применяется для движения воздушных шаров: подобный инструмент можно придумать для движения лодки, вращая его под водой.
Несколько механических проектировщиков в разное время предлагали придавать движение лодкам и даже кораблям с помощью круговой гребли или лопастей, размещенных на окружности колес, которые должны постоянно вращаться с каждой стороны судна; но этот метод, хотя его часто пробовали, никогда не оказывался настолько эффективным, чтобы поощрять продолжение практики. Я не знаю, была ли названа причина до сих пор. Возможно, она заключается в том, что большая часть затрачиваемой силы мало способствует движению. Например, (рис. 12) из четырех лопастей a, b, c, d, все под водой, и вращающихся для перемещения лодки от X к Y, c имеет наибольшую силу, b почти такую же, хотя и не совсем, так как их движение почти горизонтально; но сила, затрачиваемая на движение a, расходуется на давление почти прямо вниз на воду, пока она не дойдет до места b; а сила, затрачиваемая на движение d, расходуется на поднятие воды, пока d не достигнет поверхности; таким образом, большая часть труда теряется. Это правда, что при размещении колес выше над водой эта бесполезная работа будет уменьшена в штиль, но когда идет волнение, колеса неизбежно часто будут глубоко погружаться в волны, и их вращение тем самым станет очень трудоемким и малоэффективным.
Среди различных способов придания движения лодке одним из самых необычных кажется способ г-на Бернулли, который заключался в том, чтобы закрепить в лодке трубку в форме буквы L, вертикальная часть которой имела бы воронкообразное отверстие сверху, удобное для наполнения трубки водой; которая, опускаясь и проходя через нижнюю горизонтальную часть и выходя посередине кормы, но под поверхностью реки, должна была толкать лодку вперед. Нет сомнения, что сила опускающейся воды имела бы значительный эффект, больший пропорционально высоте, с которой она опускалась; но тогда следует учесть, что каждое ведро воды, накачанное или зачерпнутое в лодку с борта или через дно, должно преодолеть свою инерцию, чтобы получить движение лодки, прежде чем оно сможет придать движение своим опусканием; и это будет вычетом из движущей силы. Чтобы исправить это, я бы предложил добавить еще одну такую же L-образную трубу, и чтобы они стояли спиной к спине в лодке, таким образом, рисунок 13, передняя из которых, работая как насос и всасывая воду в носовой части лодки, тянула бы ее вперед, в то время как она толкалась бы в том же направлении силой на корме. И в конце концов, следует рассчитать, будет ли труд по перекачке меньше, чем труд по гребле. Пожарная машина, возможно, в некоторых случаях могла бы быть применена в этой операции с выгодой.