.

Вы здесь

Патент капитана Холла

Патент капитана Холла

28.06.2015 Автор: 130

Патент капитана Холла

Ставший эталоном

В 80-х годах прошлого века произошло событие, которое спустя каких-нибудь 15—20 лет привело к тому, что 90 процентов запатентованных втяжных якорей оказалось забыто. О человеке, совершившем этот переворот, мы знаем очень немного. Известно, что он был англичанин, управляющий фирмой «Уильям Джессон и сыновья» в Шеффилде, бывший капитан. Фамилия его — Холл. В 1885 г. он изобрел якорь, конструкция которого подкосила ремесло якорных кузнецов. Он предложил заменить сложные фигурные поковки литой коробкой с лапами и захватами — приливами.

На рис. 153 показан общий вид первой конструкции якоря Холла. Сквозь литую «коробку» с лапами проходит сквозной болт, крепящий ее с веретеном. Первый якорь Холла сильно отличается от второй модификации якоря, предложенного через два года. Угол отгиба лап от веретена составлял 54°. Стоимость изготовления литого холловского якоря оказалась в два раза ниже по сравнению с коваными бесштоковыми якорями. Изобретение сразу же получило одобрение морского отдела Управления торговли и Комитета Регистра Ллойда.

Из рисунков и чертежей предыдущего раздела даже неспециалисту видно, что кованые конструкции патентованных якорей необычайно сложны. Это настоящие механизмы! Почти у всех этих якорей лапы крепятся

к веретену на стержне—болте или штифте. Во время плавания втянутый в клюз якорь беспрестанно омывался морской водой. Скрытый от глаз болт и другие трущиеся части с годами ржавели и теряли прочность. Конструкции всех этих якорей требовали от моряков тщательного ухода. Их приходилось разбирать, отбивать ржавчину, смазывать и снова собирать. Нередко случалось, что в критическую минуту, когда моряки возлагали на якорь последнюю надежду, болт ломался.

Капитан Холл изменил конструкцию и предложил легко разбирающийся якорь, которому было не сыскать равного по простоте изготовления и прочности (рис. 154). Головная часть его якоря — «коробка» — отливалась из стали заодно с лапами и захватами. В средней части коробки — отверстие квадратного сечения, куда продевается такого же сечения веретено якоря. В отверстие, сделанное в нижней части веретена, забивается круглый штифт. Когда веретено продето сквозь коробку до конца, выступающие концы этого штифта упираются на две полукруглые чашки внутри коробки. Чтобы веретено не проваливалось вниз, сквозь нижнюю часть коробки продеты два стопорных болта, поддерживающие снизу концы штифта, забитого в веретено. 

153. Первый литой якорь Холла
154. Второй якорь Холла

155. Якорь Холла со штоком

Большие зазоры в трущихся частях якоря исключают заклинивание этих частей. Состояние соединительного болта можно проверить, не разбирая якорь.

Холл очень просто решил устройство для ограничения поворота лап якоря: скошенные внутрь края верхней части квадратного отверстия упираются в веретено, не давая лапам поворачиваться больше чем на 45° в каждую сторону.

Первые якоря Холла были изготовлены в 1888 г. в Шеффилде. Их прочность была несравненно выше, а технология изготовления — намного проще. И при этом почти никакой машинной обработки.

Новый якорь оправдал расчеты изобретателя и по другим показателям.

В мае 1891 г. Британское Адмиралтейство решило провести сравнительные испытания лучших систем якорей, изготовлявшихся в то время в Англии. Английским якорным заводчикам было предложено доставить в Портсмут для испытания свои якоря с обязательным условием, чтобы они имели штоки. 9 из 14 доставленных якорей Армиралтейство забраковало. Оставшиеся пять якорей решили подвергнуть окончательному испытанию на Спитхэдеком рейде в сентябре 1891 г. на броненосце «Гироу».

156. Современный якорь Холла английской фирмы «Айсаа Престон, лтд.»

Испытание заключалось в том, что каждый якорь отдавали на рейде с привязанным том-буем для указания места, рядом с том-буем ставили шлюпку. После этого корабль в течение 20 минут работал машиной на задний ход в половину мощности. Затем измеряли расстояние протаскивания якоря на грунте до места, где он зарывался в грунт и держал.

Становые якоря броненосца «Гироу» весили по 96 центнеров (около 300 пудов), а для испытаний специально заказали якоря массой в 36 центнеров (около 112 пудов). Из пяти якорей четыре протащились по твердому грунту от 70 метров до 0,5 мили, прежде чем смогли задержать движение корабля. Исключение составил якорь Холла. Длина его протаскивания была всего несколько футов. Посланные на дно водолазы сообщили, что якорь нагреб перед собой 12 футов грунта.

157. Якорь Холла фирмы «Грюзон»

Войдя с первого раза в грунт, он уже не менял своего положения в течение всех 20 минут испытаний. Якорь Холла был признан лучшим, и в декабре того же года его изобретатель получил предложение Адмиралтейства изготовить подобный якорь для нового крейсера «Блэйк» — флагмана английской эскадры, которая несла службу у восточных берегов Северной Америки и в Вест-Индии. Этот корабль должен был войти в строй в январе 1892г. Холл изготовил якорь к сроку. После этого он получил заказы на поставку якорей для крейсеров «Фортэ» и «Чарайбдис», а также минных лодок «Язон», «Ясур», «Нигер», «Спиди» и многих других кораблей.

Хотя якорь Холла занял первое место по быстроте забирания грунта, по величине держащей силы он уступал якорю Инглефильда. Любопытно, что Холл не решился сразу отказаться от штока, и в Портсмуте испытывался именно штоковый холловский якорь (рис. 155). Специалисты приписали быстрое забирание грунта действию этого штока и широких лопатообразных приливов.

Но несмотря на мнение вроде бы компетентных людей, Холл в следующих моделях своего якоря шток убрал. Изобретатель, видимо, чувствовал, что шток хорош только на мягких грунтах. На каменистом грунте якорь Холла со штоком забирал хуже. Убрав шток, Холл сделал свой якорь втяжным. С этого момента изобретение английского капитана стало быстро внедряться на всех флотах мира (рис. 156). Созданная в Шеффилде сталелитейная фирма «Патентованные якоря Холла» не успевала удовлетворять заказы. Но случилось так, что имя изобретателя якоря вскоре оказалось забытым.

С развитием металлургии и изобретением новых способов получения относительно дешевой малоуглеродистой стали последняя примерно с 1880 г. стала вытеснять железо как строительный материал из всех областей техники и в том числе судостроения. Поэтому наибольший интерес якорь Холла вызвал в Германии, где в конце прошлого века будущие «стальные короли» Крупп и Грюзон наладили сталелитейное производство. Слегка изменив форму якоря, германская фирма «Отто Грюзон и Компания» в Магдебурге начала выпускать большими партиями холловские якоря под названием «Грюзон» (рис. 157). Другая крупная немецкая фирма «Юнион» в Дортмунде, наладив серийный выпуск литого якоря Холла, также дала ему свое название «Юнион».

То же самое с якорем Холла произошло в Японии, Италии, Франции и Голландии. Слегка изменив рисунок якоря, фирмы этих стран дали ему свои названия: «Ошима», «Паоли», FMA и «Лейден».

Более того, имя человека, изобретение которого стало своего рода международным стандартом, вскоре оказалось забытым на его родине. Не все современные моряки торгового флота Англии знают, что якорь Холла — изобретение их соотечественника. Возможно, это

объясняется тем, что в Англии якорь Холла после 1900 г. никогда широко не применялся, так как британские корабелы и моряки предпочитали другие системы литых якорей.

Пожалуй, только в нашей стране якорь этой конструкции сохранил фамилию своего создателя. Вряд ли среди советских кораблестроителей и моряков найдется такой, который бы не знал, что этот втяжной якорь называется якорем Холла. Правда, не каждому, может быть, известно, что до Великой Октябрьской социалистической революции его называли якорем Галля. Транскрипция, данная в России английской фамилии Hall, оказалась ошибочной. Позже моряки, знающие иностранные языки лучше, исправили эту ошибку: якорь Галля стал якорем Холла. А вот пластинчатая цепь — изобретение однофамильца, которым, видимо, тогда морские механики еще не пользовались, так и осталась цепью Галля.

Шар вместо болта

Обезличенный судьбой, но признанный классическим, якорь капитана Холла оказался доступным для усовершенствований. Так, в 1896 г. инженеры английской фирмы «Вуд и Компания» уменьшили размеры литой коробки и, считая, что ее прочность в конструкции холловского якоря снижена отверстиями для поддерживающих болтов, сделали стопорный винт на веретене над литой коробкой. Вместо соединительного болта, вставлявшегося в отверстие в нижней части веретена, сделали цапфу, а захваты перенесли в середину головной части якоря.

Соединение литой коробки с веретеном с помощью цапфы в дальнейшем стали широко применять в США.

158. Якорь Дана

160. Якорь типа «Нэшнл»

159. Английский якорь типа ASS (адмиралтейский стандартный бесштоковый)

161. Якорь Вейэ

162. Якорь Сайкса (типа «Британик»)

Хорошо зарекомендовали себя литые якоря Данна. Их изготавливают до сих пор большими партиями в тяжелых весовых категориях (рис. 158).

На военных кораблях Великобритании наиболее распространенным якорем долгие годы являлся якорь типа ASS (рис. 159), конструкция которого идентична холловскому якорю. Лет тридцать назад он был вытеснен более совершенными конструкциями якорей.

Для упрощения технологии и повышения надежности крепления литой коробки с лапами и веретена многие фирмы стали изготавливать якоря, у которых нижняя часть веретена имеет вид кувалды. Примером таких конструкций служит американский якорь типа «Нэшнл» (1902 г., рис. 160), а также современный французский якорь Вейэ (рис. 161).

Следующая ступень — применение шарового соединения для скрепления литой коробки с веретеном. Первым предложил эту идею английский инженер Ричард Сайке. В 1898 г. он получил патент и одобрение Регистра Ллойда на свой якорь «Британик». Веретено якоря круглого сечения заканчивалось шаром, на котором коробка с лапами могла свободно вращаться вокруг своей оси (рис. 162). 

163. Якорь Болдта

Якоря Сайкса не давали скручиваться якорной цепи без вертлюга, когда судно под действием ветра и течений «гуляет» вокруг отданного якоря. Кроме того, шаровое соединение позволяет плотнее прижать втянутый в клюз якорь к обшивке судна. Таким образом, конструктору удалось, не усложняя технологию, значительно улучшить якорь.

В том же 1898 году литой якорь с шаровым соединением был запатентован в США бостонцем Фредериком Болдтом. Испытав якорь, Американское Бюро Судоходства утвердило его конструкцию как типовую для всех военных кораблей, киль которых заложен после 1900 г. С тех пор судостроительные заводы США изготавливают якорь для военных кораблей в основном по этим чертежам (рис. 163).

Вот как выглядит якорь Болдта массой 27,2 т. Габаритная длина якоря 6,4 м, лапа имеет длину 3,6 м, ширину 76,2 см и толщину 30 см. Головная часть якоря литая, веретено и болт скобы кованые. Таких гигантов было изготовлено пять. Их отлили в марте 1954 г. на военно-морской верфи США в Норфолке для авианосцев «Саратога» и «Форрестол» по два на каждый корабль и один запасной на базу. Длина якорной цепи на авианосцах этого класса составляет 660 м, а масса 246 т. Длина каждого звена цепи 71, ширина 43 см. Одно звено с контрфорсом весит 163 кг.

164. Якорь фирмы «Юнион» (ФРГ)

Вот как улучшена конструкция холловского якоря, который выпускает якорный завод фирмы «Юнион» (ФРГ, рис. 164). По этому чертежу изготавливают якоря массой от 400 кг до 18 т. Лапы якоря немного удлинены, площадь их увеличена, веретено укорочено, и на нем нет острых граней. Соединение веретена с коробкой — шар. Веретено может отклоняться вправо и влево в плоскости лап на 10°. Это нужно, когда под действием ветра или течения судно начинает рыскать и направление якорь-цепи изменяется. Благодаря подвижности веретена якорь не раскачивается из стороны в сторону и не взламывает грунт. Все это позволило довести держащую силу якоря «Юнион», по заявлению фирмы, до величины, присущей адмиралтейскому якорю. 

165. Якорь братьев Феллоуз

Два ребра на каждой стороне коробки обеспечивают плотное прилегание якоря к обшивке судна после того, как он втянут в клюз.

Своеобразный способ соединения коробки якоря с веретеном предложили в 1902 г. англичане братья Феллоуз. Вместо одного шара они сделали два (рис. 165). Правда, это потребовало сверления дополнительных шпунтов и выемок. И стоимость якоря возросла. Он не получил широкого распространения, хотя и был одобрен Регистром Ллойда.

В конструкциях литых якорей типа Холла цапфа или шар снизу поддерживается стопорным болтом или вкладышем. Американский инженер Тайер, проектируя свой якорь, приведенный на рис. 233, решил обойтись без них, считая, что ничего страшного не случится, если при отдаче якоря его веретено вдвинется в отверстие коробки до скобы и при натяжении якорь-цепи опять займет правильное положение. Устранив в конструкции поддерживающий болт, изобретатель придал якорю преимущество, которого не было у якорей других конструкций. Когда якорь зацепляется за какой-нибудь предмет на грунте и его нельзя вытащить, нужно лишь изменить направление тяги, чтобы веретено вошло в коробку до скобы.

166. Якорь Холла (ГОСТ 761—74)

 

Литая коробка якоря Тайера не ослаблена двумя отверстиями для болта. Конструкция предельно лаконична — всего две части.

Шпек-анкер

Несмотря на появление усовершенствованных конструкций, некоторые верфи продолжают снабжать свои суда якорями, изготовленными по чертежам Холла почти столетней давности. Глядя на прекрасные современные суда, построенные по последнему слову техники и с учетом эстетических требований, с неуклюже торчащими в клюзах старомодными холловскими якорями, невольно начинаешь думать о какой-то загадочной непоколебимости конструкции этого якоря. Создается впечатление, что люди, занимающиеся проектированием якорных устройств для строящихся кораблей, не располагают необходимыми сведениями о новых якорях. Получается так, что они находятся под гипнозом уже давно устаревших утверждений, будто якорь Холла — наилучший во всех отношениях.

167. «Шпек-анкер»

На рис. 166 дан чертеж последнего отечественного стандарта. Чем он отличается от якоря Холла 1888 г. (рис. 154)? Почти ничем. То же излишне длинное веретено квадратного сечения с острыми гранями, режущими при втягивании губу клюза. Та же небольшая рабочая площадь лап с никому не нужными лунками и выступами на их концах. Та же излишне громоздкая литая коробка, несущая очень широко расставленные лапы. Зачем-то добавили два выступа с отверстием для буйрепа, которым теперь никто и не пользуется из опасения намотать его на винт судна. Именно из-за них якорь Холла невозможно прижать вплотную к скуле судна, когда он втянут в клюз. Нередко на волне веретено якоря болтается в клюзе, а лапы бьются об обшивку судна. Из-за этого судостроителям приходится делать для холловских якорей клюз-ниши.

Что касается надежности якоря Холла, то это справедливо лишь для определенных условий якорной стоянки. В морской же практике нередки случаи, когда держащей силы 4 кгс на 1 кгс веса холловского якоря не хватает, чтобы удержать на ветре судно, машина которого вышла из строя близ опасного берега.

Теперь в отношении простоты изготовления холловских якорей. Едва ли можно спорить, что якорь, допустим, системы Данна или Болдта Сложнее по технологии.

Для якоря Холла в коробке нужно делать четыре отверстия и изготавливать два поддерживающих болта, а для тех — в два раза меньше.

При уборке якоря Холла в клюз он нередко «козлит»: лапы, отброшенные в сторону борта, упираясь в обшивку, не дают возможности втянуть его в клюз. Чтобы откинуть лапы в противоположную сторону, приходится вытравливать якорь-цепь до тех пор, пока якорь не выйдет из воды с лапами, откинутыми наружу. Высоко расположенный центр тяжести головной части якоря Холла относительно оси ее вращения требует для отбрасывания лап в другую сторону значительного усилия, и не всегда это удается сделать, даже набросив с бака на лапы якоря трос.

Этот серьезный просчет холловского якоря устранил в 1950 г. голландский инженер Шпекснийдер. Он разработал якорь, у которого центр тяжести головной части перенесен на ось ее вращения. От легкого прикосновения носков лап к борту судна уравновешенная головная часть якоря поворачивается и лапы легко отводятся от борта. Удаление центра тяжести головной части от концов лап не снизило способности якоря зарываться в грунт. Опорная плита, которой заканчивается коробка якоря, расположена дальше от оси вращения, чем лопатообразные приливы у якоря Холла. Она лучше разворачивает лапы для вхождения в грунт.

Лапы нового якоря острее и длиннее. Две направляющие в виде ребер, идущие от концов лап к опорной плите коробки, способствуют плотной посадке якоря в клюзе, исключают заклинивание и увеличивают прочность головной части якоря и его лап (рис. 167). Сравнительные испытания, проведенные в Голландии, показали преимущество нового якоря перед обычными якорями Холла как по удобству его уборки на судно, так и по величине держащей силы. Якорь Шпекснийдера, получивший официальное название «шпек-анкер», широко применяется на судах голландской постройки.

Заканчивая разговор о якоре Холла, можно сказать, что принцип его конструкции продолжает оставаться классическим, хотя сам якорь уже давно устарел.

Boatportal.ru

logo