Втяжные якоря малых весовых категорий

Кораблестроители, проектирующие судовые, якорные устройства, и моряки, ими пользующиеся, давно заметили, что держащая сила якорей одной и той же конструкции сильно изменяется в зависимости от их весовой категории. Например, если взять якорь Холла весом 3 тс и по его чертежам изготовить подобный же якорь, скажем, в 3 кгс, то держащая сила этой «малютки» по отношению к его весу будет намного ниже, чем у большого холловского якоря по отношению к 3 тс его веса. Это объясняется масштабным эффектом. Именно поэтому почти все применяемые конструкции становых якорей выпускаются в определенных (больших) весовых категориях и не изготавливаются в малых.

Бывает и наоборот: держащая сила становых якорей падает по мере увеличения их весовой категории. Здесь причина та же — масштабный эффект, и объяснить это можно тем, что отношение площади якоря, которая оказывает сопротивление при вхождении его в грунт, к его весу будет с точки зрения величины держащей силы лучше у якоря в 3 кгс, чем у якоря в 3 тс, поскольку вес увеличивается пропорционально кубу, а площадь — пропорционально квадрату линейных величин. Вот почему проектировщикам всегда следует иметь в виду, что одни конструкции становых якорей хорошо работают только в тяжелых весовых модификациях, другие — только в легких. В самой меньшей степени это относится к классическому якорю — адмиралтейскому, и доказательством этому служит тот факт, что уменьшенная его копия в 5 кг считается надежным якорем для яхты, шлюпки или катера.

Вышеупомянутое свойство якорей побудило многих изобретателей заняться поисками новых решений в создании конструкций втяжных якорей для таких относительно малых судов, как буксиры, траулеры, прогулочные катера, лоцботы и пр.

190. «Клип-анкер»

Правильный выбор того или иного типа якоря для проектируемого судна небольшого тоннажа — очень важный вопрос. Нередко проектировщик, выполняя в своих расчетах все нормативы Регистра СССР, оказывается не в состоянии сделать якорное устройство судна достаточно легким. И не всякому корабелу приходит на ум отказаться от традиционного и, по мнению многих, универсального якоря Холла и принять более новую конструкцию якоря повышенной держащей силы, что иногда позволяет уменьшить массу (вес) якоря вдвое.

191. Так называемый «американский якорь»

Когда проектировали судно на подводных крыльях «Спутник», подсчитали, что суммарная масса его двух традиционных холловских становых якорей составляет 630 кг. В результате замены типа якоря удалось обойтись всего одним якорем повышенной держащей силы массой 125 кг, а вместо 200 м якорной цепи калибром 20 мм и массой 1760 кг применяли стальной трос длиной 125 м, диаметром 14 мм и массой всего 85 кг. Этого, как показала практика, оказалось вполне достаточно.

Корабелы Западной Европы, проектируя буксиры, небольшие транспортные и промысловые суда, избегают применять якорь Холла, когда нужен якорь массой менее полутонны. В этих случаях они отдают предпочтение так называемому «клип-анкеру» — якорю облегченной конструкции, предложенному еще в начале нашего века английским инженером Гриффином (рис. 190).

В настоящее время за рубежом применяется не менее десятка модификаций «клип-анкера» в 50-500 кг. Они с успехом используются и на речных судах.

192. Американский якорь типа «Нэйви»

193. Якорь Виллиса

195. Якорь типа «Суивел» (с шаровым соединением)

196. Якорь типа «Темза»

194. Якорь «морские клешни»

197. Якорь «Антей» Малиновокого

Почти все самоходные баржи ФРГ, Нидерландов, Бельгии и Франции снабжены «клип-анкерами».

К числу облегченных втяжных якорей, получивших наиболее широкое, распространение на Западе, следует отнести так называемый «американский якорь» (рис. 191), якорь типа «Нэйви» («Военно-морской») (рис. 192), якорь Виллиса (рис. 193), якорь, получивший название «морские клешни» (рис. 194), и якорь с шаровым соединением веретена типа «Суивел» (рис. 195). Все эти якоря отличаются от якорей большой массы более сложными формами и тщательной отделкой деталей, что, конечно, увеличивает стоимость их изготовления. Одним из самых распространенных якорей этого типа является якорь типа «Темза», запатентованный еще в 1903 г. (рис. 196).

Заслуживает внимания конструкция якоря «Антей», разработанная в 1970 г. мастером спорта СССР Г. Малиновским (рис. 197).

Якорь состоит из двух основных частей: веретена и лап, составляющих одно целое. Отливки для якоря весьма просты и не требуют для обработки квалифицированной рабочей силы. Практически якорь можно собрать сразу же после зачистки облоя с отлитых деталей. Эксплуатация опытной партии якорей Малиновского на малых судах показала их полную практическую пригодность.

 

Якоря для яхт, катеров и лодок

Любовь к водной стихии, лодкам, веслам и парусу присуща людям с первобытных времен. Человек издревле стал корабелом, моряком, рыбаком и остается им поныне. Если сегодня количество военных, торговых и промысловых судов, находящихся в эксплуатации, исчисляется сотнями тысяч, то число единиц «москитного флота» — яхт, катеров и лодок всевозможных типов составляет миллионы. И на всех них, может быть за исключением самых маленьких, есть якоря… Миллионы якорей! Сотни конструкций!

Якорное устройство для малых судов — это та область судостроения, которая привлекла внимание многих тысяч изобретателей разных стран. Желание обеспечить небольшое судно легким, удобным и надежным якорем толкнуло на путь изобретательства людей самых разных профессий. В этом убеждает нас просмотр патентов на малые якоря, выданные в СССР, Великобритании, Франции, Италии, США, Японии и других странах. Число «якорных патентов» огромно!

Но чертеж якоря, помещенный на карточке патента или в авторском свидетельстве, это еще не якорь, эта всего лишь заявка на ту или иную идею, принцип действия или конструкцию. А конструкция такого ответственного приспособления, как якорь, должна быть, проверена опытом, испытана на практике. Именно поэтому автор не берет на себя смелость вести в этой книге разговор о якорях, которые не прошли «боевого крещения» и еще не заслужили доверия тех, кто ими пользуется.

Расскажем лишь о тех конструкциях малых якорей, используемых на судах, чертежи и фотографии которых фигурируют на страницах зарубежных каталогов и журналов по парусному и водно-моторному спорту.

198. Адмиралтейские якоря для малых судов

Прежде всего отметим, что на таких судах, как крейсерские яхты и морские катера, в подавляющем большинстве используется якорь, надежность принципа действия которого проверена тысячелетиями, — адмиралтейский. Поскольку на конструкцию этих якорей в малых весовых категориях почти не влияет масштабный эффект, масса некоторых из них не превышает 2 кг. Такие адмиралтейские якоря имеют железные выдвижные штоки, что делает их хранение на борту небольшого судна вполне удобным (рис. 198). Однако такие якоря перед их отдачей приходится вооружать: продевать в веретено выдвижной шток и крепить его чекой. Стремление ускорить эту операцию привело к созданию адмиралтейских якорей со штоками, которые ¦сами становятся в нужное положение на веретене, когда якорь летит в воду.

На рис. 199 показан якорь, запатентованный в 1955 г. американским инженером Вильямом Эбботом. Шток этого якоря, представляющий швеллер небольшого сечения, приварен к направляющей коробке, которая свободно перемещается по винтообразному веретену, состоящему из двух стальных полос. Скоба якоря прикреплена к направляющей коробке у штока. При отдаче' якоря под действием веса рогов шток скользит по двум полосам веретена и, дойдя до ограничителя на его конце, принимает положение, перпендикулярное к плоскости рогов.

199. Якорь Эббота

200. Якорь типа «Рекс»

У конструкции этого якоря есть один существенный ^недостаток: если одна из полос веретена при падении на твердый грунт погнется, то шток будет заклинен и якорь не заберет. Из-за сложности изготовления и высокой стоимости якорь Эббота широкого распространения не получил, хотя он и оригинален. Более прочным и надежным якорем с винтообразным веретеном является якорь типа «Рекс», запатентованный в Англии еще в конце прошлого века. Его устройство не требует объяснения: оно понятно из рисунка. Такие якоря (рис. 200) автору довелось видеть на английских крейсерских яхтах. Их конструкции оригинальны, просты и надежны.

Стремление изобретателей сохранить в конструкции принцип адмиралтейского якоря и в то же время обеспечить максимальное удобство его хранения на судне, когда он не требуется, привело к появлению якорей со складывающимися рогами и штоком. У обычного складного якоря шарнирные рога и выдвижной шток. Этот якорь довольно часто встречается на иностранных яхтах и катерах (рис. 201).

201. Складной адмиралтейский якорь

203. Якорь типа «Дериго»

202. Якорь Хотелла

204. Схема якоря Брука

205. Складной якорь-кошка (США)

У второго складного якоря конструкции американца Хотелла короткий шток сделан неподвижным, складываются только рога (рис. 202). Якорь типа «Дериго» имеет шарнирное устройство как рогов, так и штока. Эти якоря весьма компактны в сложенном состоянии, однако их конструкция сложна, а наличие болтов и шарниров требует пристального внимания и ухода из- за вероятности ржавления (рис. 203). Ввиду высокой стоимости они изготавливаются по особым заказам, как говорится, на любителя. Профессиональные моряки- и рыбаки относятся к таким якорям скептически. Великий знаток моря и кораблей писатель Джозеф Конрад в своей книге «Зеркало морей» назвал такие якоря «хитроумными игрушками».

Тем не менее отдельные зарубежные фирмы выпускают подобные якоря и в наши дни.

На судах, меньших по размерам, чем крейсерские яхты и катера, чаще всего можно встретить небольшие трех- и четырехрогие якоря-кошки. Они просты, легки и надежны, но неудобны для хранения на судне. Якорь- кошка с торчащими в разные стороны острыми лапами не создает комфорта в тесной лодке и особенно опасен в темноте, когда случайно на него можно наткнуться или даже сесть. Это неудобство якорей-кошек привело к созданию складных многолапых якорей, от самых легких и простых до тяжелых с шарнирными лапами.

206. Английский складной якорь- кошка

Одна из самых первых «механических кошек» была запатентована в начале нашего века датским инженером Бруком (рис. 204). В нижней части винтообразного веретена намертво насажена пара рогов. Вторая пара точно таких же рогов свободно перемещается по спирали веретена. Перемещенная к скобе якоря, она оказывается в той же плоскости, что и неподвижная нижняя пара рогов. Когда такой якорь падал на дно и начинал протаскиваться по грунту, верхняя подвижная пара рогов, зацепляясь за неровности дна, смещалась к противоположному концу веретена, пока не упиралась в неподвижную пару рогов и не разворачивалась перпендикулярно ей.

Три варианта современных конструкций складных якорей-кошек показаны на рис. 205, 206, 207.

Якорь-кошку можно использовать на любом маленьком судне, кроме надувного, где возникает опасность прокола. На резиновых лодках лучшую службу сослужит небольшой массы якорь-гриб (рис. 208). На жидком иле лучше использовать грибовидный якорь с отверстиями в «шапке». Они способствуют засасыванию якоря в грунт. Минимальная масса изображенного па рис. 210 грибовидного якоря с тремя отверстиями — 3 кг.

207. Складной якорь-кошка (Франция)

208. Обычный грибовидный якорь для малых судов

209. Якорь-зонт

211. Якорь-колокол Левина

212. Якорь Тайзака (однолапый)

213. Якорь Мацюка

210. Грибовидный якорь с отверстиями для присоса на иле

214. Якорь Пономарева

Для плотного песчаного грунта лучше подойдет другой тип грибовидного якоря, которому больше подходит название «якорь-зонт» (рис, 209). Он легок, быстро забирает и отлично держит на песке. Третьей разновидностью грибовидного якоря является «якорь-колокол», предложенный в 1965 г. советским инженером Е. Левиным. Он прост в изготовлении и пригоден для использования на твердых грунтах (рис. 211).

В области создания новых конструкций якорей для «москитного флота» перед изобретателями открывается широкое поле деятельности. Причем задача их облегчается двумя обстоятельствами, а именно: 1) малое спортивное судно обычно плавает в одном определенном районе (в отличие от океанского грузового судна, которому приходится бывать в разных морях). Это позволяет изобретателю точно узнать характер грунта, на котором будет использован его будущий якорь; 2) малая весовая категория проектируемой конструкции якоря позволяет без особых затрат сделать ее модель максимально приближенной к оригиналу и проверить ее работу в натурных условиях. Это исключает сложные расчеты, связанные с масштабным эффектом и с разницей грунта в лабораторном лотке и в натуре.

215. Якорь Курбатова

216. Якорь типа «Трезубец»

217. Якорь Нурса

Теперь коротко остановимся на основных тенденциях в проектировании малых якорей.

Опасение возникновения явления пары сил в работе якоря с двумя широко расставленными лапами толкнуло многих изобретателей на разработку конструкций якорей с одной рабочей лапой.

Сейчас уже трудно утверждать, кто первый предложил эту идею. Англичане говорят, что однолапый якорь изобрел их соотечественник по фамилии Пайпер, когда якобы обгладывал курицу. В Англии, как и в других странах, есть такая игра-шутка — тянуть в разные стороны куриную грудную косточку, пока она не переломится. При этом выигрывает тот, у кого в руке останется стык. Именно эта косточка якобы и натолкнула Пайпера на мысль о V-образном веретене якоря с одной лапой. Известно, что на такой якорь Пайперу в 1821 г. выдали патент.

Кроме якоря Пайпера, весьма распространенной в прошлом веке была вполне оправдавшая себя конструкция якоря, изображенного на рис. 212. Это однолапый якорь уже упомянутого нами шотландца Тайзака.

В наш век запатентовано и разработано много конструкций однолапых якорей. Вот наиболее удачные из них. Советский инженер В. Мацюк (1935 г.) разработал конструкцию якоря облегченного типа. Веретено якоря (рис. 213) сделано в виде рамы, несущей на одной стороне широкую лапу, имеющую с каждой стороны по два ребра жесткости. Конструкция рамы и лапы сварная из стали. При небольшой массе якорь имеет на мягком грунте значительную держащую силу. Он был задуман для использования гидросамолетами и глиссерами в районах с песчаным грунтом.

Оригинален якорь советского инженера В. Пономарева, изобретенный им в 1953 г. (рис. 214). Он состоит из рамы в форме равнобедренного треугольника, основанием которого является ось лапы. Для стабильности якоря на грунте его лапа имеет боковые рога с фланцами. Для обеспечения втягивания рамы в клюз центр тяжести лапы расположен ниже оси ее вращения.

218. Якорь Дуерра

219. Якорь Колина

220. «Якорь-обруч»

Прост, легок и удобен для использования на малых судах появившийся сравнительно недавно однолапый якорь советского изобретателя Курбатова. На рис. 215 дан чертеж этого якоря массой 2,5 кг.

Спустя год после появления якоря Мацюка за рубежом было создано несколько аналогичных конструкций, самыми надежными из которых оказались «Трайдент», что на русский язык переводится как «трезубец» (рис. 216), якоря американцев Нурса (рис. 217), Дуерра (рис. 218) и якорь, запатентованный французом А. Колином (рис. 219).

Необычен по принципу действия якорь-обруч, изображенный на рис. 220. Его запатентовал в 1947 г. американец Томпсон. Конструкция предельно проста. Стальной прут изогнут в виде восьмерки и сварен в стыке. Это как бы веретено и одновременно шток якоря. По диаметру большого кольца укреплен стальной стержень, к которому приварена согнутая под углом примерно 75° стальная полоса. Это лапы якоря. Трос крепится к малому кольцу «восьмерки». Обруч может упасть на любую из двух сторон. При протаскивании под действием натяжения троса нижняя лапа зарывается в грунт, а верхняя, упираясь в край обруча, ограничивает ее разворот. Такой якорь прост в изготовлении. Он неплохо держит, и его можно использовать для зачаливания за врытый на берегу кол.

Оригинален так называемый «плоский якорь», рассчитанный на использование на песке и иле (рис. 221). Одно время он применялся на английских гидросамолетах.

На американских спортивных судах чаще других конструкций якорей можно встретить упомянутый нами ранее якорь-плуг Тейлора (CQR), якорь Нортхилла, модификации которого бывают складными (рис. 222), и десяток модификаций легких якорей Дэнфорта (рис. 223.).

221. Так называемый «плоский якорь»

222. Складной якорь Нортхилла

Вошедшие в 50-е гг. в мир катеров и яхт, как говорится, с триумфом и разрекламированные многими фирмами-изготовителями якоря Дэнфорта за тридцать лет их применения на больших и малых судах показали, помимо своих хороших свойств, и ряд плохих. Например, они почти непригодны для использования на крупной гальке. На этом грунте они перемещаются скачками, забирая в очень редких случаях. На «плывущих» грунтах, как, например, жидкий ил, якорь Дэнфорта погружается в него головной частью с лапами, отклоненными вверх (из-за отсутствия захватов), и не забирает. На глине и твердом иле у этих якорей при изменении направления тяги каната в горизонтальной плоскости гнутся веретено и шток. На всех видах твердого грунта якорь Дэнфорта малой массы долго скользит на носке одной из лап и конце штока, не забирая. Но если уж якорь забрал на плотном грунте и тяга каната значительна, то якорь настолько глубоко зарывается в грунт, что одному человеку вручную его невозможно вытащить. Усилие выламывания якоря Дэнфорта из грунта доходит до 40 % его держащей силы.

223. Модификации легких якорей Дэнфорта

225. Якорь Хейса (две модификации)

224. «Катерный якорь»

И, наконец, очень легкий якорь этой конструкции, отданный на сильном течении, долго дрейфует в воде и ложится на грунт совсем не в том месте, где этого ожидали.

К числу сравнительно недавно появившихся и хорошо зарекомендовавших себя якорей для малых судов можно отнести созданный в нашей стране так называемый «катерный якорь» (рис. 224), запатентованный во Франции якорь Хейса (рис. 225), якорь типа «Стато» (рис. 226) и складной якорь типа «Дельта- мини TS», который является модификацией якоря типа «Дельта» с неподвижной треугольной лапой, приваренной к одному плоскому веретену (о нем мы расскажем позже).

Изображенный на рис. 227 складной якорь «Дельта- мини TS» весит 2,5 кг.

За последние годы, с возросшими эстетическими требованиями владельцев малых судов появились якоря, изготовленные из нержавеющих сплавов, и якоря, металлическая конструкция которых имеет синтетические (типа хлорвиниловых) покрытия. Последнее усовершенствование исключает ржавление якоря и позволяет значительно уменьшить шум при подготовке якоря к отдаче или во время укладки его на металлической палубе (рис. 228).

226. Якорь типа «Стато»

227. Якорь «Дельта-мини TS»

228. Якорь с синтетическим покрытием

 

Якоря, которые нельзя потерять

Каждый якорь, будь то адмиралтейский, Холла или какой-либо другой, обладает одним свойством, которое роднит его с рыболовным крючком, — на дне он нередко зацепляется не за грунт, а за предметы, совсем нежелательные: чужие якорь-цепи, электрические и телеграфные кабели, трубопроводы, корчи, камни, топляки, корпуса затонувших судов, куски металлолома и пр. Как правило, такие зацепы приводят к неприятностям, хлопотам, иногда даже к авариям и нередко кончаются потерей якоря. А потерять якорь, по старому морскому поверью, — плохая примета!

Акватории портов, вообще говоря, — своего рода подводные свалки металлолома. Поэтому каждую гавань с оживленным судоходством можно образно назвать «кладбищем якорей». Иногда даже на небольшом участке морского дна площадью в 200–300 м² насчитывается два-три десятка якорей, отданных навечно, «канувших в Лету». Вот два примера.

В 1961 г. шведы поднимали со дна гавани старинный военный корабль «Ваза», который перевернулся вверх килем и затонул почти со всем экипажем на виду у Стокгольма в 1628 г. Поднятый корабль решили превратить в своеобразный музей. Во время реставрации из его корпуса извлекли 29 якорей различных эпох и конструкций!

Поистине огромное кладбище якорей находится под Варной, у мыса Галата. Здесь болгарские водолазы обнаружили римские якоря со свинцовыми штоками, множество железных двурогих якорей времен средневековья и массу современных яйорей с поворотными лапами- Причина образования этого кладбища — господствующий в этом районе норд-ост. Когда он задувал, суда, бросившие якоря у мыса, вынуждены были оставлять их на дне и уходить в море, чтобы не разбиться на подводных камнях. Многие якоря здесь были обнаружены застрявшими в трещинах скального грунта.

229. Якорь Шадрина

Такие свойства якорей заставили изобретателей поломать голову над созданием так называемых самоосвобождающихся конструкций. Число выданных патентов на «якоря, которые нельзя потерять», красноречиво говорит и о важности поставленной проблемы, и о том, что изобретатели неплохо потрудились. Сегодня число патентов на самоосвобождающиеся якоря превышает 300.

Расскажем о наиболее удачных из них, которые нашли применение на практике.

В 1946 г. советский инженер-гидротехник И. Шадрин получил авторское свидетельство на якорь, показанный на рис. 229. Если якорь на грунте за что-нибудь зацепится, то при рывке за буйреп срабатывает пружинный кулачок и одна из двух средних лап откидывается в сторону. При этом веретено свободно отклоняется вверх на угол 130°. Якорь, не встречая никакого сопротивления, легко вытаскивается.

А вот другой принцип самоосвобождающегося якоря (рис. 230) — Это конструкция американца Г. Дайла, предложенная им в 1953 г. Чтобы освободить якорь, зацепившийся за чужую якорь-цепь, нужно изменить направление тяги на 180°. При этом якорная скоба цепи передвинется по веретену и приблизится к головной части якоря. Он предназначен для использования на рейдовых стоянках со сменой приливо-отливных течений.

С изменением направления течения судно начинает действовать на якорный канат с противоположной стороны. В этом случае скользящая скоба передвигается к лапам якоря, они перекидываются и забирают снова уже в противоположном направлении тяги.

За рубежом по принципу «скользящей скобы» разработано несколько конструкций самоосвобождающихся якорей-кошек. В случае зацепления такого якоря за какой-нибудь предмет на грунте его всегда можно вытащить, лишь только изменив направления тяги якорь-цепи.

230. Принцип устройства якоря Дайла

231. Якорь-кошка с подвижным рымом

Такие «кошки» находят широкий спрос у владельцев малых судов, которым часто приходится отдавать якорь на коралловом грунте (рис. 231).

В некоторых конструкциях якорей для того, чтобы их можно было без особого труда освободить при зацепе, предусмотрены срезающиеся шпильки- Например, конструкция якоря Малиновского (см. рис. 197) предусматривает его использование на грунте, загрязненном корчами и топляками, без опасения оставить его на дне. Если якорь заберет «намертво» и при попытке вытащить его на судно буйреп оборвется, то следует, изменив направление тяги якорного каната, резко за него дернуть. При этом шпильки, являющиеся ограничителями угла отгиба лап, срежутся и веретено откинется на 150° по отношению к плоскости лап. После этого якорь легко вытащить. Срезное усилие шпилек, которые в корпусе лап держатся на резьбе, определяется их диаметром. К якорю прилагается комплект шпилек различного диаметра. Такой же принцип использован в некоторых модификациях якоря малой массы Дэнфорта (рис. 232). Но, пожалуй, самым оригинальным якорем, «который нельзя потерять», является тот, что лет тридцать назад предложил американский инженер Кларенс Тайер (рис. 233).

232. Якорь Дэнфорта со срезающейся шпилькой

233. Якорь Тайера

234. Принцип действия якоря Тайера

Вспомним, что в конструкциях литых якорей типа Холла цапфа или шар снизу поддерживается стопорным болтом или вкладышем. Тайер, проектируя свой якорь, решил обойтись без них. Якорь Тайера по своей конструкции считается самым простым из всех якорей, имеющих литую коробку с лапами (рис. 234).

Устранив в конструкции поддерживающий болт, изобретатель дал якорю преимущество, которого не было у якорей других конструкций.

Когда якорь зацепляет за какой-нибудь предмет на грунте и его невозможно вытащить, нужно лишь- изменить направление тяги, чтобы веретено вошло в коробку до скобы. При этом приложенная к якорю сила действует в противоположном направлении, и якорь освобождается.