С самых первых дней мореплавания человеку нужно было одно простое, но гениальное устройство — остановить судно посреди бескрайней воды. Древние мореходы использовали для этого банальные камни с веревкой. Но как сегодня, когда корабли достигают размеров небоскребов, с этой задачей справляется якорь, вес которого — лишь малая доля от массы самого судна?
Кажется, что это противоречит законам физики. Но секрет кроется не в тяжести, а в хитроумной инженерии и сотрудничестве с самой природой.
Главный секрет: Не якорь держит, а цепь работает
Многие представляют себе якорь как гигантский крюк, который впивается в дно и намертво держит корабль своим весом. Это самое большое заблуждение! На самом деле, основную работу выполняет не сам якорь, а массивная цепь, которую ему в помощь отдали за борт.
Представьте: чтобы якорь сработал правильно, его нельзя просто бросить вертикально вниз. Ему нужно «отползти» — то есть отдать подальше от судна и постепенно стравливать длинную-предлинную цепь.
Когда якорь ложится на дно, он лишь цепляется лапами за грунт. А вот десятки, а то и сотни метров тяжеленной цепи ложатся на дно горизонтально.
И вот тут вступает в силу магия физики. Когда ветер или течение начинают сносить корабль, он тянет за собой цепь. Но чтобы сдвинуть с места эту лежащую на дне гигантскую «гусеницу» из звеньев, нужны колоссальные усилия. Цепь оказывает огромное сопротивление, и именно оно и является основной «удерживающей силой». Сам якорь в это время лишь выполняет роль точки опоры, не давая цепи смещаться.
А как же вес корабля? Его просто нет!
Вот еще один парадокс, который все ставит на свои места. Якорю вообще не нужно удерживать чудовищный вес лайнера или танкера. Вспомним закон Архимеда: судно, погруженное в воду, «теряет» в весе. Его массу компенсирует выталкивающая сила. Проще говоря, корабль плавает именно потому, что он невесом в воде.
Поэтому якорю и цепи нужно противостоять лишь боковым силам, которые пытаются сдвинуть этот «невесомый» объект: ветру, течению и волнам. Задача сложная, но уже не невозможная.
Понятно, что с ростом кораблей росли и их якоря. Самые тяжелые из них сегодня весят до 40 тонн — это как несколько взрослых слонов!
А цепи и вовсе достигают длины в 200-300 метров. Поднять такой груз вручную немыслимо, поэтому на смену мускульной силе матросов пришли мощные механизмы — брашпили и шпили, работающие от электродвигателей или гидравлики.
Но даже у такой продуманной системы бывают сбои. Если тормоз механизма не выдерживает, якорная цепь с оглушительным грохотом и дымом летит за борт — якорь «потерян». Это аварийная ситуация, но моряки философски замечают: «Главное, что живы, а якорь — дело наживное».
Моряки — народ суеверный и практичный. Якорную цепь меряют не метрами, а смычками (по 25-27.5 метров). А чтобы видеть, сколько уже отдано, на специальные соединительные звенья (Кентеры) наносят цветную маркировку. Посмотрел за борт — и сразу понятно, насколько глубоко.
В истории якорных стоянок есть абсолютный чемпион. В 1959 году советское научно-исследовательское судно «Витязь» встало на якорь в Марианской впадине на невероятной глубине — 9600 метров! Для этого пришлось использовать не цепь (ее собственный вес на такой глубине был бы запредельным), а особый сверхпрочный трос, который к тому же был толще в верхней части, чтобы выдержать нагрузку.
