Алексей Широков - «Титаник». Рождение и гибель
По бокам от килевого бруса устанавливались первые балки (стрингеры), обеспечивающие продольную жесткость вдоль длины корпуса. На судах класса «Олимпик» устанавливали по четыре днищевых стрингера на каждой стороне между центральной балкой и крайним листом. Кроме них, под будущим машинным отделением для повышения жесткости установили дополнительные стрингеры. Стрингеры и киль скреплялись между собой поперечными балками (шпангоутами).
Образовавшееся двойное дно клетчатой системы с флором на каждом шпангоуте считалось главной составляющей безопасности — если листы днища будут повреждены, вода не пройдет дальше верхних пластин. Глубина двойного дна по центральной линии равнялась 1,6 м, кроме участка паровых машин, где глубина составляла 1,98 м. Для свободного перетока балластной воды поперечные флоры имели кольцевые каналы, создавая эффект медовых сот, но некоторые были сплошными, образуя перегородки между танками. Двойное дно было поделено так, что по ширине судна получилось четыре отдельных водонепроницаемых отсека. Перед машинным отделением и за ним водонепроницаемое деление имелось лишь по центральной линии, за исключением переднего и заднего танков, образуя по два водонепроницаемых отсека.
Между крайним листом и скуловым закруглением располагались бортовые или скуловые танки. Как и в танках двойного дна, в них размещался водяной балласт. Во время похода через Атлантику на «Титанике» сжигались сотни тонн угля в день, но нужно брать в расчет еще вес израсходованной пресной воды и пищи, которые необходимо было восполнять за счет балласта для сохранения остойчивости корпуса. Чтобы восполнять вес воды, балласт равномерно закачивали в танки по мере необходимости.
Но двойное дно имело вышеописанную конструкцию не везде. Внутри трюмов № 1,2 и 3 (перед переборкой «D») «второе» дно представляло собой непосредственно обшивку корпуса. Крайние листы в этих объемах были продлены вниз лишь под очень небольшим внешним углом к перпендикуляру. Настил второго дна не продлевался до стыка с листами обшивки. Фактически вместо двойного дна в передних трюмах имелись так называемые внутренние балластные танки. Ко времени строительства «Титаника» эта система давно уже устарела. Ключевой особенностью устройства корпуса «Титаника» под передними трюмами являлось отсутствие зашиты от поступления забортной воды при повреждении скулового закругления или борта корпуса.
За переборкой «D» начиналось современное ячеистое двойное дно. Крайние листы по-прежнему обрывались почти вертикально для стыка с горизонтальными листами обшивки днища. Однако флоры выдвигались наружу скуловыми кницами, формируя скуловое закругление. Эти бракеты были приклепаны к крайним листам поперечными настилами. Второе дно здесь было продлено горизонтально поверх книц, до обшивки корпуса на высоту 2,13 м над килем. Хотя чертежи и не говорят об этом, сформированные скуловым закруглением бортовые танки, по всей видимости, были непроницаемыми.
При строительстве «Олимпик» однажды сфотографировали как головное судно класса еще до установки скуловых книц, которые на этой исторической фотографии разбросаны по двору возле здания завода «Харланд & Вольф».
Поскольку бортовые танки продлевали второе дно до обшивки над скуловым закруглением, двойное дно за переборкой «D» обеспечивало защиту от поступления забортной воды через днище или скуловое закругление.
После завершения обшивки конструкция стала водонепроницаемой палубой второго дна, на которой позже установят котлы и двигатели. Над ней корпус строился по традиционной поперечной системе набора, усиленной рамными шпангоутами, которые шли до самых верхних палуб. Поперечная жесткость судна частично обеспечивалась 15 поперечными водонепроницаемыми переборками, специально укрепленными и усиленными на случай непредвиденных воздействий при столкновении и крепились к палубам, двойному дну и листам обшивки двойными углами.
Со второго дна по обоим бортам корпуса поднимались шпангоуты («ребра»), к которым крепилась наружная обшивка («кожа»). Если мы представим себе киль в виде позвоночника человека, то шпангоуты выполняют здесь функцию ребер, а именно — придают скелету жесткость. «Ребра» поднимались с уровня второго дна до палубы мостика («В»), которая была на восемь палуб выше. Шпангоуты высотой по 20 м отстояли друг от друга на расстоянии 91 см, но в носовой части это расстояние сокращалось до 60 см, а в кормовой — до 69 см
Шпангоуты представляли собой швеллер глубиной 25,4 см в средней части с угловыми и реверсивными балками на концах шпангоута под углом в 45е. Для повышения жесткости между ними с определенной частотой располагались рамные шпангоуты. В области расположения тяжелых машин и механизмов прочность повысили путем установки через небольшие расстояния рамных шпангоутов с особо прочными консолями, соединявшими шпангоуты с бортовыми танками, а также скуловые консоли для обеспечения максимальной жесткости корпуса при штормовой погоде.
На уровне каждой палубы, вплоть до нижней («G»), к рамным шпангоутам перпендикулярно крепились швеллерные концевые бимсы глубиной 25,4 см, а выше ее — менее глубокие бимсы для обеспечения стабильности. Каждый концевой бимс крепился к шпангоутам жесткими поддерживающими консолями большой толщины и уголками для повышения прочности. К концевым бимсам крепились карлингсы — основа для настила палуб.
Конструкцию завершали четыре дополнительных днищевых стрингера, проходящие вдоль всей длины корпуса. Они состояли из пластин, соединенных глубокими уголками сверху и снизу. Из-за того, что в машинных отделениях требовалась вся ширина корпуса, эти балки здесь прерывались. Чтобы компенсировать это, в машинном и турбинном отделениях установили особую коленчатую (уголковую) конструкцию. Каждая из них по структуре напоминала одну из четырех главных продольных балок.
Между продольными балками на определенном расстоянии друг от друга установили стойки (вертикальные колонны), которые по высоте заходили за уровень средней палубы («F», третья палуба от второго дна). Каждая стойка состояла из цельностальных колонн. Выше палубы «F» стойки заменяли цельностальные пиллерсы меньшего диаметра. Это необычное решение, предложенное Томасом Эндрюсом, позволило ставить пиллерсы чаще, превращая всю конструкцию в жесткую сеть соединенных между собой ячеек.
Вся эта технически аккуратная и методичная работа заняла больше года, а всю конструкцию целиком было видно уже с борта парохода, подходившего к порту Белфаст. Журналист Филсон Янг писал:
На самой плоской из плоских равнин вдруг возникал настоящий железный лес, сбросивший листву. Но стоило лишь подобраться ближе, как лес оживал. От корня до самых верхних ветвей его переполняли живые существа, иногда походившие на отряды муравьев, копошащихся в порах коры, а затем превращались в птиц на ветках леса. Но в конце концов они оказывались множеством карликов, роившихся среди стального каркаса размером с собор, но хилым на вид, как паутина.
В начале апреля 1910 г. набор корпуса был завершен и можно было приступить к его обшивке. Описание внутренней структуры «Олимпика» и «Титаника» указывает, что «Харланд & Вольф» сделала все возможное для обеспечения максимальной прочности корпусов будущих пароходов. Было жизненно важно обеспечить наивысший уровень жесткости корпуса для безопасности и комфорта в штормовом море. Поэтому к прочному внутреннему набору корпуса крепились стальные листы 9,14 x 1,82 м толщиной 2,54 см. Проклепанные вместе, они формировали настил палуб.
В верхней части корпуса толщина настила палуб «C» и «В» (шельтердек и мостика) возрастала до 3,81 см. Бортовая (или наружная) обшивка имела толщину 2,54 см и была необычно тяжелой для судов такого класса. Но, поскольку скорость парохода класса «Олимпик» не стояла на первом месте, повышение толщины обшивки роли не играло.
Листы наружной обшивки имели одинаковый размер с листами настила палуб и прямоугольную форму. Размеры были стандартными для сталелитейного производства того времени. Интересно, что химический состав современных стальных листов, употребляемых в судостроении, уже давно изменился, а их размеры по-прежнему те же, что использовались в начале XX в.
Существующий миф о низком качестве применяемой стали получил развитие благодаря чистой ретроспективе. Во второй половине XIX в. происходила замена прежнего способа производства стали — пудлингования — на новые, прогрессивные: мартеновский и конвертерный (сначала — бессемеровский). Действительно, сталь, поставлявшаяся на «Харланд & Вольф» фирмой «Далзелль & Д. Коллвилз и К°», была изготовлена кислым мартеновским способом. Хотя технология производства и позволяла четко и непрерывно контролировать химический состав получаемого металла, в нем все же оставался избыток примесей (такие, как сера и фосфор), ведь вплоть до начала XX в. в качестве руды, как правило, использовали железный колчедан — минерал из класса сульфидов. Эти примеси и вели к снижению прочности на разлом, особенно в условиях холодной воды, которая снижала вязкость (способность стали деформироваться в обычных условиях), вымывая марганец, связывавший остаточную серу. Без достаточного количества марганца сера в совокупности с чугуном формировала сульфид железа, из-за которого (особенно вдоль межзеренных границ) образовывались слабые места, приводившие к развитию микротрещин. Соотношение марганец — сера в образцах стали «Титаника», извлеченных со дна, были определены как 6,8 : 1 — ничтожно мало в сравнении с современной сталью, у которой это соотношение равно 200 : 1. Присутствие фосфора, даже в мельчайших количествах, также играло значительную роль при появлении начальных микротрещин.
