Лев Скрягин - Якоря
Англичане утверждают: некоторые маяки на сваях Митчелла стоят до сих пор!
В 1947 г. советский академик Ю. А. Шиманский увеличил держащую силу винтового якоря, снабдив его щитками, шарнирно смонтированными на его верхней части. При ввинчивании якоря в грунт щитки занимают вертикальное положение, а при действии на якорь вырывающей силы откидываются в стороны, оказывая дополнительное сопротивление. Для более надежного откидывания их в горизонтальное положение верхние края щитков слегка отогнуты наружу (рис. 272).
Якорь Митчелла находит применение и в наши дни, на море и на суше. Его используют в строительстве для временного закрепления и монтажа подъемных мачт, колонн, опор и пр. На принципе винтового якоря разработаны временные безбетонные фундаменты и переносные фундаменты, на которых монтируется шарнирно-поворотное устройство. Это устройство, вращаясь по горизонтали и вертикали, позволяет прикладывать нагрузки в любых направлениях от 0 до 360° по горизонтали и от 0 до 90° по вертикали.
272. Винтовой якорь Шимакского
273. Якорные фундаменты
Сейчас для увеличения держащей силы винтового якоря и его устойчивости применяют шарнирно-опорное устройство. Оно крепится к скобе стержня якоря и состоит из плечевого рычага и опорной подушки, которые соединены шарнирно. Горизонтальная составляющая усилия, приложенного к якорю, воспринимается подушкой шарнирно-опорного устройства, а вертикальная составляющая направлена по оси стержня вверх (рис. 273).
Все конструкции якорных фундаментов могут использоваться пятьдесят раз и более. Стоимость их при многократной оборачиваемости в двести раз дешевле, чем обычных мертвых якорей и бетонных фундаментов.
Держащая сила винтовых якорей огромна. Обычно под полуметровым слоем грунт не нарушен, и чем он глубже, тем он плотнее. В плотных глинистых грунтах сцепление между частицами ненарушенного грунта достигает 3-б кгс/см², или 30–60 тс/м².
Еще раз о держащей силе и оптимальной конструкции якоря
Теперь, когда читатель ознакомился со всеми основными конструкциями якорей, созданных человеком в течение пяти тысяч лет, вернемся еще раз к главному требованию, предъявляемому к каждому якорю, — максимальная держащая сила при минимальном весе конструкции.
Мнения специалистов в отношении держащей силы якоря неодинаковы, и зачастую их формулировки, объясняющие это понятие, расходятся. Так например, в одном из последних отечественных изданий учебника по морской практике «Управление судном и его техническая эксплуатация» (М., «Транспорт», 1975) приводится такая формулировка: «Держащей силой якоря называется наименьшее усилие, которое нужно приложить в направлении веретена, чтобы сорвать его с грунта».
В «Справочнике по морской практике» (М., Оборонгиз, 1969) мы находим: «Держащая сила якоря — сила, которая приходится на единицу его веса и должна быть приложена для того, чтобы вырвать якорь из грунта в момент, когда веретено якоря расположено горизонтально».
По мнению автора книги, оба эти определения держащей силы якоря не могут быть применимы ко всем существующим якорям. Во-первых, есть конструкции якорей, у которых веретена фактически нет, а во-вторых, существуют такие типы якорей, которые на определенных видах грунта при увеличении тяги каната (или цепи) зарываются еще глубже. Конструкции таких якорей рассчитаны на их одноразовое использование, так как прочность крепления якорного каната или самого каната меньше по отношению к массе грунта, которую нужно сместить, чтобы вырвать якорь. Примером могут служить якоря, изображенные на рис. 268, 269 и 270 — типа «воздушный змей», Воренкампа и Баумана.
В этой связи более общим и, видимо, более точным определением формулировки держащей силы якоря можно считать то, которое дает один из изобретателей якорей, описанных в этой книге, советский инженер Д. И. Горбунов. В его учебнике «Водитель-моторист мотозавозни» (М., «Транспорт», 1976) сказано: «Величина держащей силы показывает, какое усилие можно приложить к данному якорю определенной массы (веса), чтобы якорь не полз».
Если говорить о формулировках этого понятия, которые фигурируют в зарубежной литературе, то определения разных авторов даже противоречивы. Некоторые западные авторы вместо выражения «держащая сила» пользуются понятием «удельная удерживающая способность», имея в виду усилие, приходящееся на каждую единицу (фунт или килограмм) его массы (веса). Английский инженер Марк Террелл в своей интересной статье «Якоря: новый подход к ним», опубликованной в журнале «Фэйрплэй» 6 апреля 1972 г., выступил вообще против использования выражения «держащая сила», заявив следующее: «Коммерческое жаргонное выражение «держащая сила» (Holding power) является дезориентирующим и бесполезным определением»…
В этой книге нет единой системы выражения величин держащей силы описываемых якорей. Читатель может встретить цифры, выраженные и в килограмм- силах на килограмм-силу веса якоря, и в фунт-силах, и в тонно-силах. Если в тексте говорится, что держащая сила якоря равна четырем, то это означает, что фактически его способность оказывать сопротивление силам, стремящимся сместить судно, равна его учетверенному весу. Такой разнобой объясняется тем, что автор, используя такие материалы, как описания конструкций якорей, акты испытаний якорей по держащей силе, каталоги фирм, иностранные патенты и пр., брал выражения величин, характеризующих держащую силу якоря в том виде, в каком они даны в оригиналах.
Читатель вправе упрекнуть автора и в том, что по мере повествования о создании конструкций якорей значения держащей силы якоря одной и той же конструкции в тексте не везде одинаковы. Это следует объяснить тем, что на разных испытаниях одного и того же якоря были получены разные величины, хотя характеристика грунта была вроде бы одинакова («на плотном песке», «на мягкой глине», «иле» и пр.). Все дело в том, что такие понятия, как, допустим, «плотный песок» или «твердый песок», в разных местах, где проводились испытания, не могут точно характеризовать свойства грунта, поскольку даже «плотный песок» песку твердому рознь, так же как и гравий или ил не везде одинаковы. Кроме того, разница (и иной раз довольно значительная) в величинах держащей силы якоря одинаковой конструкции может быть объяснима и различными методами испытаний, длиной якорной цепи (или каната), углом, под которым осуществлялась прилагавшаяся к якорю тяга, показаниями приборов и т. д.
Говоря о держащей силе якоря, как о главном его свойстве, необходимо сказать, что в зарубежной технической литературе, публикующей ту или иную конструкцию якоря, можно заметить определенную тенденциозность в констатации этой важнейшей характеристики. Зачастую ее завышают сами создатели того или иного якоря и фирмы, купившие патент и начинающие широкую рекламную кампанию для сбыта своей продукции.
Сейчас в мире насчитываются сотни крупных фирм и заводов, изготавливающих якоря и якорные цепи. Все они ведут между собой ожесточенную конкурентную борьбу. Рекламируя свои якоря, они в каталогах, приводя сравнения по держащей силе якорей, часто занижают цифры, характеризующие продукцию конкурентов. Причем на рекламу якорей и цепей денег не жалеют — массовыми тиражами издаются красочные каталоги, организуются большие выставки, тысячами раздаются посетителям сувениры — модели якорей и т. д. И это не удивительно: сегодня один якорь в 30 т стоит 30 ООО, а якорная цепь к нему длиной около 300 м, весящая 130 т, — 300 000 фунтов стерлингов.
За последние годы у нас и за рубежом в связи с появлением новых конструкций якорей вошло в обиход выражение «якоря с повышенной держащей силой» (по-английски НИР anchors или: Hign holding power anchors).
По определению Регистра Ллойда, якорем с повышенной держащей силой считается тот, который во время натурных испытаний показывает величину держащей силы не менее чем в два раза большую, чем обычные якоря при той же массе. Причем при использовании якорей с повышенной держащей силой многие классификационные общества допускают уменьшение их массы на 25 %.
Если вникнуть в суть выражения «якоря с повышенной держащей силой» и рассуждать логично, то получается абсурд: мол, заводы выпускают якоря с обычной держащей силой и якоря с повышенной держащей силой, хотя каждый проектировщик, создавая конструкцию якоря, всегда преследует цель — создать такой якорь, который при своей минимальной массе имел бы максимальную держащую силу. Спрашивается, зачем же продолжать выпуск якорей с неповышенной держащей силой?
Тем не менее как в нашей стране, так и в других странах на сегодняшний день якорные заводы продолжают выпускать наряду с якорями с повышенной держащей силой и обычные якоря.
