Почему якорь такой формы и как он удерживает корабли
Неотъемлемой частью любого судна является якорь. Со времен древних парусников моряки к нему относились с уважением, называя Якорем надежды или Священным. Их использовали не просто для удержания корабля на рейде, а для торможения, иногда перемещения. И в современном мире устройство незаменимо – выход в море без якоря невозможен.
Назначение
Якорь – конструкция, изготовленная методом ковки, литья или сварки, предназначенная удерживать судно на месте за счет крепления за грунт, соединенная с судном цепью или тросом. Удерживается корабль на месте за счет держащей силы (ДС) – это сила, не дающая якорю вырваться из морского грунта, переместиться. Эффективность конструкции оценивается коэффициентом этой силы, рассчитываемый, как отношение ДС к весу якоря, т.е во сколько раз сила превышает собственный якорный вес.
Конструкция
Первые конструкции представляли собой тяжелый камень, прикрепленный канатом к лодке и сбрасываемый на дно. Постепенно конструкция усовершенствовалась. Наиболее известный вариант состоит из нескольких частей.
Основа любой конструкции – стержень-веретено. В верхней его части есть скоба, кольцо, крепящие якорь к цепи, канату. Снизу – рога, отвечающие за заглубление в грунт и удерживание судна на одной точке. На конце рогов – лапы с острыми концами, называемыми носками. Рога закрепляются на веретене либо неподвижно (тренд), либо шарниром, тогда они подвижные. Еще одна деталь: шток — есть не во всех конструкциях. Он служит своего рода поворотным механизмом. В момент погружения якоря на дно шток его переворачивает и ложит горизонтально. Это помогает хорошо закрепиться за морской грунт. Расположен он перпендикулярно рогам.
Различия по видам
Якоря разделяются на несколько видов:
- ● По виду фиксации лап: фиксируются неподвижно или делаются поворотными;
- ● По способу закрепления на корабле после съёма его с якоря: со штоками (заваливающиеся) и без штоков (втяжные).
- ● По количеству рогов, лап: наиболее частые варианты — двурогие.
Помимо конструктивных особенностей для удерживания корабля на стоянке важна масса якоря. Обычный вес составляет несколько тонн, а на отдельных больших суднах, типа круизных лайнеров, авианосцев, где присутствует большая парусность, масса якоря достигает 30 тонн. Несмотря на такие впечатляющие массы – они составляют меньше процента от веса самого судна.
Принцип работы
Якорь, опускаясь на грунт, загружается одним из рогов в грунт. Падает он плашмя, поэтому без штока он не сможет закрепиться, и будет волочиться по морскому дну. Падая на шток, под действием натяжения цепи или каната он разворачивается на дне и зацепляется рогом за грунт.
Держится на месте судно за счет держащей силы всего устройства: якоря и цепи. Первый взаимодействует с морским дном, закрепляясь на нем. Цепь – ложится на дно. Длина участка для морских судов достигает 50 метров.
Однако обеспечивать стоянку якорными устройствами можно не в любых погодных условиях. Многое зависит от глубины акватории, скорости ветра, течения в местах стоянки. Максимальная ураганная скорость ветра составляет 12 баллов, по шкале Бофорта. Большинство судов может становиться на стоянку при ветрах, не превышающих 6,7 баллов. При более сильном ветре корабли поднимают якорь и ложатся в дрейф.
Самые известные модели
В мире множество моделей якорей, у многих стран есть свои предпочтения и веками сложившиеся традиции в кораблестроении, в том числе и якорестроении.
Адмиралтейский
Классическим вариантом в якорестроении служит якорь Адмиралтейский, одобренный к использованию на судах Адмиралтейством Британии в 1821 году. Он очень большой, громоздский. При втягивании на борт шток мешает, поэтому его необходимо снимать и затем перевалить через борт. Несмотря на эти неудобства он по прежнему один из самых используемых.
Холла
Позже, были запатентованы новые, более совершенные модели. Например, шток убрали, лапы сделали поворотными – вся конструкция изменилась и стала более удобной для использования. Типичным якорем с такими изменениями стал – якорь Холла. Ему не нужен шток для загружения в грунт – он входит туда сразу двумя плоскими качающимися лапами. Удерживающая сила Холла меньше Адмиралтейского, но удобство эксплуатации и быстрота заглубления позволяет мириться с этим недостатком на многих видах судов.
Дэнфорта
Идею якоря Мастросова изобретатель Денфонт довел до совершенства. Он сделал у якоря более прямые лапы, что даёт ощутимые преимущества в удержимающей силе, при чем делая якоря более легкие.
Конструкция Дэнфорта имеет плоские лапы, расположенные близко к веретену, шток есть, но он расположен в нижней части. Удобство его — в надежном закреплении даже при разворотах на 360 градусов на нетвердых грунтах.
Современная навигация и кораблестроение предлагает новые совершенные удерживающие механизмы кораблей, однако якоря еще долгие годы останутся простым и надежным устройством, удерживающим судно в месте стоянки.
Источник
Как якорь удерживает на месте огромный корабль?
На этот вопрос ответит инженер,старший преподаватель кафедры конструкции и технической эксплуатации судов факультета кораблестроения и океанотехники СПбГМТУ Кирилл Плотников.
Отношение к якорю моряков в эпоху парусного флота отражено в дошедших до нас выражениях французского языка: «ancre d’esperance» — якорь надежды, «ancre sacree» — священный якорь и даже «maitresse ancre» — госпожа якорь (во французском языке слово «якорь» женского рода).
Якоря (а их на судне обычно было несколько) использовали не только для удержания судна в заданном месте акватории, но и для торможения и даже перемещения судна.
Сегодня это устройство все еще незаменимо.
Держащая сила якорного устройства корабля складывается из двух составляющих:
первая создается якорем при взаимодействии с морским грунтом,
вторая — участком якорной цепи, который лежит на грунте (для морских судов длина этого участка обычно не менее 25–50 м).
Источник: www.moya-planeta.ru
Обычно они весят по несколько тонн, а на гигантских кораблях, имеющих большую парусность (авианосцах, океанских круизных лайнерах и т. д.), используют якоря, масса которых доходит до 30 т.
Впечатляющие цифры, но следует понимать, что общий вес якорей не составляет и десятой доли процента веса самого корабля.
Держащей силой якоря называют силу, которую необходимо приложить к нему, чтобы вырвать его из грунта в момент, когда веретено (массивный стержень, к которому крепятся рога якоря) расположено горизонтально.
Чтобы сравнивать разные модели, обычно говорят, во сколько раз держащая сила якоря превышает его собственный вес (так называемый «коэффициент держащей силы»).
Первое приспособление, которое использовали мореходы древности в качестве якоря, представляло собой обычный камень, обвязанный веревкой из жил животных, стеблей растений, лиан .
Коэффициент держащей силы такого «якоря» меньше единицы, то есть его держащая сила меньше его веса.
Позже в якорных камнях стали просверливать отверстия и устанавливать в них колья (рога).
Уже во времена древних римлян якорь стал похож на тот, который сегодня можно увидеть на фуражках и кокардах.
К массивному веретену в нижней части неподвижно крепились рога.
Одним из рогов якорь входил и зарывался в грунт. Так как на дно такой якорь падает «плашмя» (то есть рога располагаются в плоскости дна, и без дополнительных приспособлений якорь не войдет в зацепление и будет волочиться по грунту), на веретено перпендикулярно рогам надевался еще один стержень — шток.
При падении на шток, якорь под действием натяжения каната поворачивался на грунте и входил рогом в грунт.
На эмблемах, которые читатели много раз видели, шток — это поперечная «палочка» в верхней части якоря.
Источник: www.moya-planeta.ru
К 1852 году самым популярным стал адмиралтейский якорь.
В последующие годы в патентные бюро были поданы тысячи заявок на изобретения новых, более совершенных якорей.
Так, шток, мешающий втягивать якорь в нишу в борту судна (ее называют «клюз») был ликвидирован, а «лапы» стали поворотными.
Наиболее типичный якорь такого типа получил название по имени создателя — якорь Холла.
Он входит в грунт сразу двумя «лапами».
При этом его держащая способность меньше, чем у адмиралтейского, но с этим, благодаря удобству его использования, можно мириться.
Кладбище якорей в Португалии корабль, познавательно, удивительно, факты, якорь
Источник: www.moya-planeta.ru
Какими бы совершенными ни были якорные устройства, они не могут обеспечить стоянку в любых условиях, многое зависит от ветра.
Оценивать скорость ветра в морской практике принято по специальной 12-балльной шкале, называемой шкалой Бофорта, где ноль баллов соответствует полному штилю, а 12 баллов — урагану.
Для большинства судов якорная стоянка обычно целесообразна при ветре до 6–7 баллов.
Кроме того, учитывают скорость течения и глубину акватории.
Постановка и снятие с якоря
Источник: www.moya-planeta.ru
Несмотря на наличие в настоящее время более совершенных систем удержания корабля (например, систем динамического позиционирования, связанных со спутниковой навигацией), якоря еще многие десятилетия будут наиболее простым, дешевым и надежным приспособлением, впитавшим в себя романтику морского дела.
Источник
masterok
С самого начала кораблестроения якорь являлся неотъемлемой частью каждого судна. И если в древности, когда корабли не были слишком большими, вместо якоря использовался огромный камень, то сейчас это отдельная конструкция. Независимо от того, что именно и когда применялось, цель этого элемента одна – удержание на одном месте судна, чтобы его не унесло ветром, течением, приливом или отливом.
В чем же причина того, что сравнительно небольшой по размерам якорь, который имеет вес намного меньше самого судна, способен его удержать.
Так называемая держащая сила является усилием, выдерживаемым якорем, который находится в грунте. Отношение ее к якорной массе называют коэффициентом держащей силы.
Держащая сила обуславливается двумя факторами: силой, создаваемой якорем, находящемся в грунте, и цепью от якоря, которая находится на морском дне
Что касается непосредственно описываемой силы, то она обуславливается двумя факторами: силой, создаваемой якорем, находящемся в грунте, и цепью от якоря, которая находится на морском дне. Второй фактор является более значимым, чем первый. Полностью выполнять свою функцию якорь не сможет, если он будет опущен строго вертикально. Чтобы он работал, понадобится еще и очень тяжелая цепь, лежащая на дне. Ее длина нередко доходит до десятков метров. Удерживать корабль в требуемой точке дают возможность три составляющие: якорный зацеп, вес самого якоря и цепи.
Следует понимать и то, что удерживать массу корабля якорю нет необходимости. Вес полностью компенсирует хорошо известная сила Архимеда. В итоге данному удерживающему элементу нужно противостоять исключительно силе, что сносит судно (течение, ветер и прочее).
Чтобы вычислить вес якоря, как и его габариты, учитывают размеры самого судна, а также его тоннаж. Самые тяжелые из всех якорей могут иметь массу сорок тонн.
Со временем суда приобретали большие размеры, следовательно, стали делать и якоря более тяжелыми вместе с цепью. Чтобы поднимать этот элемент, требуется и спецмеханизм – шпиль с брашпилем, имеющие различное размещение вала. Современные якоря поднимают при помощи электродвигателей или гидравлических механизмов.
Иногда тормоза отказывают, что приводит к потере якоря и цели, и тут уже хорошо, что все остались живы. Длину якорной цепи считают в смычках, каждая из которых равна 25 или 27,5 м. В общем количество смычек бывает от пяти до двенадцати. В качестве соединительных элементов выступают звенья, именуемые Кентерами, а чтобы их было видно, они маркируются краской. Именно по этим элементам определяют ту часть якорной цепи, что опущена в воду.
Длина цепи может быть внушительной – до двухсот метров, а то и больше. В 1959 г. научно-исследовательский советский корабль «Витязь» поставил рекорд, который так и не был никем побит. Согласно ему, глубина стоянки была 9 600 м. Но тогда применялась не цепь, а специальный трос. В самом верху его толщина была двадцать пять миллиметров, а ниже – четырнадцать. Трос сделали толще сверху, так как нужно было выдержать большую массу.
Источник