Как работает якорь

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).

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.

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.

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.

«Почему якорь держит корабль»

Все люди неоднократно видели изображение главного морского символа – якоря. Он присутствует на шевронах, фуражках, поясах, погонах моряков всех стран и наций, на гербах многих городов и некоторых государств. И большинство из нас хотя бы однажды видели его воочию, на морских судах или в музеях. Якорь — один из элементов любого судна, наиболее долго сохраняющийся в солёной морской воде даже после гибели корабля. Именно якоря чаще всего находят на месте древних кораблекрушений, что позволяет учёным отнести их к определённой эпохе и классифицировать. Ведь такой важный и хорошо сохраняющийся на дне предмет, как корабельные пушки, ввели в обиход только в четырнадцатом веке, а корабли бороздили моря задолго до появления артиллерии.

Читать еще:  Модернизация лодки пвх

А как часто вам приходилось задумываться, почему это устройство именно так выглядит, и самое главное, как он держит такой громадный корабль, на котором используется? Уверен, не все могут дать ответ на этот вопрос. Постараемся разобраться вместе.

Первые якоря были обычным камнем, который обвязывали плетёной веревкой, реже проделывая в них отверстия. В процессе эволюции мореходства и человечества в целом к камням стали приделывать всевозможные устройства, часто из рогов и костей животных, позволяющие цепляться ими за донный грунт. Прежде чем якорь приобрел современную форму, ему пришлось претерпеть множество изменений. В классическом понимании сегодняшний якорь представляется нам в том виде, как он изображён на кокардах морских офицеров. Такой вид якоря получил название «адмиралтейский». Он состоит из веретена (центрального стержня-основания), изогнутые элементы внизу называются рогами, а с противоположной рогам стороны перпендикулярно располагается шток. Этот стержень позволяет якорю при ударе об дно поворачиваться в нужном направлении и даёт возможность рогам зарываться лапами в грунт. Погружение якоря происходит вертикально рогами вниз, после чего он, опираясь на шток, поворачивается под действием якорной цепи или каната, и вонзается одним из рогов. Современные якоря насчитывают десятки типов, иногда имея совершенно иной вид, и вовсе не два рога, а до шести штук. При этом рога не обязательно располагаются по принципу «кошки», а часто с одной стороны, что обусловлено особенностью конструкции.

Кстати якоря-кошки с четырьмя изогнутыми кверху рогами, которые мы привыкли считать орудием ниндзя для карабканья по стенам, это именно якоря небольшого веса. Идея использовать их в качестве такого приспособления, а также для сцепления судов при абордажных боях, возникла позже, уже в процессе эксплуатации. Изначально такой якорь приспосабливался для лодок и маломерных судов. Современные якоря этого типа имеют небольшую массу и очень любимы рыбаками. Их используют не только по прямому назначению, но и для поиска утопленных снастей, траления дня. Рога часто делаются складными, либо гнущимися, так что при приложении максимальной силы они освобождаются от зацепа, не вынуждая рубить якорный трос. Потом достаточно просто выпрямить погнутый рог.

Но не только сцепление с грунтом удерживает корабль на месте. Ведь есть огромные военные корабли, туристические круизные лайнеры, которые одним вонзанием якоря в грунт на месте не удержать. Их якоря являются впечатляющими монстрами, иногда весом до 35 тонн, и таких приспособлений обычно устанавливается по нескольку штук для каждого судна. Сила, которую нужно приложить к якорю в момент отрыва от дна, когда его веретено расположено горизонтально, называется держащей силой. Коэффициентом держащей силы называют разницу между весом самого якоря и усилием, необходимым для его отрыва от дна. С учётом этого коэффициента проводят сравнение типов якорных приспособлений и их назначение для разных условий применения и различных грунтов. Ведь кроме дна якорная стоянка корабля обусловлена многими внешними факторами, как сила и направление ветра, морское течение, волны, расположение относительно берега, наличие бухты. На удерживающую силу любого якоря дополнительно влияет вес того участка цепи или троса, который располагается непосредственно на грунте. И вес этот зачастую больше самого якоря. Обычно длина этого участка может быть от 20 до 75 метров. Хотя и цепь, и якорь всё равно не составляют даже десятой доли от массы корабля.

Читать еще:  Рейтинг эхолотов для рыбалки

Описанный выше якорь адмиралтейского типа обладал весьма впечатляющим коэффициентом и был популярен вплоть до середины 19 века. Но при всех положительных качествах из-за поперечного штока он не мог компактно помещаться в корпусе судна. Ему на смену вскоре пришёл якорь Холла, который имел две поворотные лапы с одной стороны и техническую возможность вонзаться ими в грунт одновременно, при условии, что якорь отдавали прямо на ходу. Он обладал худшими показателями якорной стоянки, но был гораздо компактнее и удобнее во всех отношениях. Впоследствии и этот якорь перестал быть стандартным, но многие последующие усовершенствованные изделия брали за основу именно его конструкцию. Например, очень популярен, особенно в речном флоте, якорь Матросова, имеющий схожий внешний вид, но превышающий держащую силу классического адмиралтейского якоря равного веса в четыре с половиной раза. Он способен держать корабль даже в условиях мощных течений и мягких грунтов.

К статье прилагается подборка фотоматериалов с разными типами якорей и схема классического якоря.

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.

Читать еще:  Самодельный якорь для лодки пвх чертеж

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector