Если вы когда-нибудь видели старый корабль или якорь в музее, то наверняка обращали внимание на массивные цепи с необычными овальными звеньями. И у каждого звена внутри — поперечная перемычка. Почему они не круглые, как обычные цепи? Моряки — народ практичный, и у них были веские причины выбрать именно овал.
До начала XIX века якоря держались на толстых пеньковых канатах. Канаты были лёгкими, удобными, но имели кучу недостатков: в шторм рвались, на больших кораблях не хватало прочности, в жарком климате мокрые канаты гнили, воняли и разносили заразу среди экипажа.
Нужно было что-то надёжное. В 1808 году британский инженер и морской офицер Самуэль Браун провёл дерзкий эксперимент: он оснастил корабль «Penelope» железными цепями вместо канатов и отправился в Вест-Индию. Эксперимент удался. Цепи выдержали, корабль не утонул, и началась новая эра.
К 1811–1813 годам в Англии отказались от первых примитивных витых цепей и перешли к прямым овальным звеньям. А в 1813 году появилось главное новшество — поперечная распорка внутри звена. В 1819 году Браун и Филип Томас запатентовали окончательную конструкцию, которая стала стандартом на два столетия.
Почему звенья не сделали круглыми? Казалось бы, круг — идеальная форма для равномерного распределения нагрузки. Но у морских цепей были особые требования.
1. Распорка должна помещаться внутри
Внутри каждого звена ставили поперечную распорку — перемычку, которая не давала звену скручиваться и деформироваться под нагрузкой. В овальном звене распорка размещалась по короткой оси, почти полностью её перекрывая, но при этом по длинной оси оставалось достаточно места, чтобы соседние звенья могли свободно проходить друг через друга. Без этого цепь потеряла бы подвижность, звенья заклинивало бы при движении через клюз (отверстие в борту) или при укладке в цепной ящик.
В круглом звене распорка либо слишком сильно перекрывала внутреннее пространство, либо сама выгибалась и ломалась под нагрузкой. Не вариант.
2. Защита от скручивания
Ранние цепи без распорок имели скверную привычку скручиваться и завязываться узлами. Представьте, вы травите якорь, а цепь вместо того, чтобы идти ровно, начинает петлять и заклинивает механизм. Овальная форма с распоркой практически исключала скручивание. Распорка работала как рёбра жёсткости, сохраняя геометрию звена даже при чудовищных нагрузках.
3. Лучшее распределение давления
Овальное звено, лежащее на дне, имеет меньшую склонность зарываться в ил или застревать между камнями. Оно устойчивее, предсказуемее. А при прохождении через механизмы (брашпиль, клюз) овальная форма меньше клинит и заедает.
4. Прочность при том же весе
При одинаковом диаметре прутка и одинаковом весе овальное звено с распоркой оказывалось прочнее круглого. Геометрия работала на увеличение разрывной нагрузки. Для тяжёлых кораблей это критично.
Поперечная перемычка внутри звена — это гениальное изобретение. Она: предотвращала деформацию звена под нагрузкой, не давала цепи скручиваться, увеличивала жёсткость конструкции, позволяла звену сохранять форму даже при ударах о камни или палубу.
Без распорки цепь быстро выходила из строя, звенья деформировались, и якорь мог потерять надёжность.
На малых судах или в декоративных целях иногда встречаются простые овальные звенья без распорок. Но для серьёзного корабля такая конструкция считалась недостаточно надёжной. Только с середины XX века на некоторых типах судов начали применять более лёгкие безраспорные цепи, но только там, где требования к прочности и устойчивости к запутыванию были ниже (например, на небольших яхтах или буксирах).
Так что выбор овальной формы для якорных цепей — это результат расчёта, учитывающего: необходимость разместить распорку, обеспечение подвижности звеньев, защиту от скручивания, устойчивость при движении через механизмы, оптимальное соотношение прочности и веса.
Круглое звено с распоркой было бы или слишком тесным, или слишком хрупким. Овал же идеально подошёл под все требования.
