Техника - молодёжи 1946-08-09, страница 28

На границе раздела пресной и соленой води возникают большие волны. На образование этих волн тратится почти вся энергия судна.

Нансен. — В тот же момент, когда «Фрам» прорезал ледяную корку, он сделал рывок вперед и с этого момента начал двигаться с обычной скоростью».

Так закончилась первая встреча ученого с мертвой водой.

Сведения, собранные Нансеном, не внесли ничего нового по сравнению с имевшимися ранее. Но это были действительно надежные данные. Мифы о мертвой воде уступили место научному описанию, А авторитет Нансена и широкая популярность его экспедиции ривлеклн внимание ученых к тайне (ертвой воды.

Нансен сам чувствовал недостаточность своего объяснения, предполагавшего, что судно увлекает за собой слой пресной воды. Поэтому, возвратившись иэ экспедиции, он в ноябре 1898 года написал профессору Бьерк-несу, спрашивая его мнение о природе этого явления.

Профессор пришел к выводу, что торможение судна на мертвой воде вызывается огромной потерей энергии на образование невидимых подводных волн на границе раздела пресноЦ и соленой воды. Эти волны легко достигают колоссальных размеров и поглощают всю энергию судовой машины или ветра .в случае парусных судов.

Это явление воспроизвели искусственно в лаборатории. В специальный бассейн осторожно наливали • поверх морской воды слой пресной воды. Затем протягивали в этом бассейне модели судов и измеряли силу сопротивления.

При движении модели судна в бассейне с искусственной мертвой водой оказалось, что сопротивление движению очень быстро растет с возрастанием скорости. При этом на границе раздела пресной н соленой воды возникают большие волны» Вся приложенная к модели энергия тратится на образование этих волн.

Но если тянуть модель с очень большой силой, так, чтобы она развала скорость, превышающую скорость этих подводных волн, то волны на границе раздела не будут образовываться и сопротивление движению модели сразу резко упадет.

После этих} опытов стало понятно, почему именно средние суда, обладающие небольшой скоростью, возбуждают огромные невидимые подводные волны.

Одновременно с проведением этих работ при содействии норвежского министерства иностранных дел и через газеты была распространена по всему свету специальная анкета.

Были получены многочисленные ответы от адмиралов, капитанов н штурманов военных и торговых судов и других лиц, встречавшихся с мертвой водой.

Оказалось, что мертвая вода наблюдается не только в Скандинавии и

проливе Каттегат, но и в Средиземном море, устье Конго, Ориноко, Мексиканском заливе, в устьях рек Луары, Гаронны, св. Лаврентия и большинства больших рек Южной Америки.

Несколько позже блестящий знаток гидродинамики Лэмб дал полную математическую теорию мертвой воды.

Лэмб доказал, что главную роль играет разность плотностей обоих слоев воды. Он установил также зависимость критической скорости (скорость, которую должно превысить судно, чтобы не подвергаться действию мертвой воды) от глубины слоя более легкой пресной воды.

Таким образом, только в начале XX века, почти через две тысячи лет после первых письменных записей р мертвой воде, она перестала быть таинственным и грозным явлением, оставшись одним из самых необычайных и удивительных явлений природы.

Еще одна тайна

С развитием парового флота, задолго до объяснения явления мертвой воды, во всех морских справочниках начали появляться указания на то, что в некоторых вполне определенных местах невозможно быстрое движение судов.

Это явление часто смешивалось с мертвой водой, несмотр» на то, что оно существенно от нее отличалось. Ведь мертвая вода то появлялась,- то исчезала в каком-нибудь фиорде или лимане, а таинственное торможение больших^ глу0ок/Ьсидящих быстроходных судов постоянно наблюдалось в одному н том же месте. Это явление никогда не исчезало. Но оно имело резко очерченные границы, у которых судно всегда резко тормозилось и затем вновь освобождалось. Торможение наблюдалось только на небольших глубинах, когда, однако, под килем оставалось еще очень много воды.

Никакой пресной воды в этих случаях на поверхности моря не была

При прохождении через такое место судно всегда . возбуждало необычно большую волну.

В 1915 году был, например, такой случай на Черном море. На так называемой Лукулльской мерной миле — точно измеренном участке длиной в одну милю—производились приемные испытания миноносцев типа «Быстрый» с проектной скоростью в 35 узлов. По условиям приемки миноносцы должны были в течение 10 часов давать скорость в 30 узлов. Несмотря на то, что машины развивали не 20 тысяч сил, которые необходимы для тридцатиузлового хода, а 30 тысяч сил, ход корабля оставался равным 29 узлам и дальше не возрастал. При этом за кормой бежала огромная волна. Несмотря на все усилия, увеличить ход миноносца не удавалось.

Еще в 1905 году блестящими опыта

ми инженера Ярроу было установлено, что на мелководье при движении корабля с определенной, зависящей от глубины воды скоростью он образует так называемую сопутную волну.

Сопутной она называется потому, что скорость ее как раз равна этой определенной .скорости корабля, которую называют «критической» скоростью. Вся мощность, развиваемая машинами корабля сверх мощности, необходимой для достижения критической скорости, затрачивается не ва увеличение хода, как было бы на глубокой воде, а на поддержание сопутной волны. Это явление очень близко по своей природе к явлению, обнаруженному в канале лошадью Хьюстона.

Глубина, на которой проводились испытания миноносца, равнялась примерно 14 саженям. Этой глубине соответствует критическая скорость как раз в 29 узлов. Поэтому-то машины миноносца не могли обеспечить ему на этом участке тридцатиузлового хода.

Необходимо заметить, что при испытаниях» ва 100-саженной глубине миноносец легко развивал скорость в 30 узлов при мощности около 20 тысяч сил.

Гигантские сопутные волны, которые» образуются быстроходными судами на критических глубинах, преодолевают большие расстояния и могут причинить вред береговым сооружениям.

Академик А. Н. Крылов в связи с этим приводит следующее трагическое происшествие:

«В 1912 году миноносец! «Новик» проходил 20-узловым ходом на расстоянии около 6 миль мимо маяка. У этого маяка была построена на сваях пристань высотой в 9 футов над водой. Был мертвый штиль. На пристани лежала вверх килем шлюпка, а около нее играли два мальчика—одив 10 лет, другой" б лет. Старший заметил, что по морю к пристани идет высокая волна, и бросился бежать к берегу. Младший остался на пристани. Волна вкатилась на пристань, смьш. шлюпку и все, что было на пристани, в том числе и мальчика, который к утонул. Само собой разумеется, что с «Новика» ничего этого видно не было и лишь по приходе в порт командиру была доставлена телеграмма о несчастье.

Следствие установило, что на открытом плесе по пути «Новика» была короткая банка с глубиной воды в 35 футов. Эта глубина как раз является «критической» для скорости в 20 узлов. На ней и образовалась громадная волна, которая побежала дальше и натворила беду.

Если бы «Новик» имел ход меньше 16 узлов или больше 25 узлов, то глубина в 35 футов была бы много больше или соответственно много меньше критической и никакой сопутной волны бы не образовалось. Знай это капитан миноносца, он легко мор бы предупредить несчастье».

Так тридцать лет назад было во всех деталях объяснено явление, которое очень долго казалось! людям таинственным.

Этот пример прекрасно иллюстрирует происхождение чудесных и таинственных происшествий.

Все' они кажутся странными поверхностному наблюдателю. Но внимательный глаз исследователе всегда обнаруживает за ними могучие законы природы.

26