Пахари льда: Как работают ледоколы

На заснеженной глади замерзшей реки копошились сотни людей. Издалека то, что там творилось, можно было принять за странный праздник или кулачный бой стенка на стенку. Однако приблизившись и присмотревшись, наблюдатель заметил бы, что в движениях людей присутствует упорядоченность, свойственная совместной работе. Несколько десятков мужиков долбили пешнями борозду во льду, а потом, присоединившись к сотням других, впрягались в необычный механизм — длинный, метров двадцати, заостренный ящик, нагруженный в задней части чугунными чушками. Снаряд, прозванный ледовыми санями, вползал на лед, продавливал его и подминал под себя отколовшиеся глыбы, оставляя за собой пересекающую реку длинную полынью шириной более двух метров.

Так в петровские времена были устроены ледовые паромы, которые иногда оснащались еще и пушками. Их ядра дробили лед по ходу парома.

Русская зима, длящаяся в северных районах по девять месяцев в году, подстегивала пытливый ум искать необычные способы плавания. А то, что фасадом наша страна выходит в Северный Ледовитый океан, представляющий собой кратчайшую дорогу из европейской части страны к богатствам Восточной Сибири и Дальнего Востока, заставляло идти через льды с риском для жизни.

В погоне за прибылью

Морское дело, привезенное при Петре I из Голландии и Англии, принесло в русский язык множество новых слов. Однако и Россия обогатила иностранные языки морским термином: ведь и немецкое Eisbreher, и английское icebreaker суть кальки с русского слова «ледокол». И обязаны мы этим кронштадтскому городскому голове Михаилу Бритневу.

Понятно, что двигали русским заводчиком, державшим на линии Петербург-Ораниенбаум-Кронштадт небольшой флот, не лингвистический интерес и не чистое честолюбие. Путь в Кронштадт пролегает по Финскому заливу, покрытому льдом 120 дней в году. Зимой туда добирались по замерзшему морю на санях, однако пока лед тонок, сообщение почти прекращалось.

Пытливый предприниматель, знакомый с опытом жителей русского Севера — поморов, которые более пятисот лет ходили по арктическим морям на своих деревянных суденышках, решил перенять их опыт. Обводы корпуса поморских кочей образовывали в носовой части острый угол приблизительно в 20−30 градусов. Вот и Бритнев приказал так же переделать носовую часть своего 60-сильного парохода «Пайлот». И 25 апреля 1864 года, значительно раньше обычного начала навигации, «Пайлот», ломая подтаявший лед, прошел из Кронштадта в Ораниенбаум, принеся своему владельцу немалый дополнительный доход. Подобно древним «ледяным саням», судно взбиралось на ледовое поле и своим весом ломало его. Позже судовладелец приспособил для ледового плавания и другой свой пароход — «Бой». Оба корабля прослужили в питерских водах около 25 лет, отработав способ прохождения ледовых полей, который и сегодня используют все ледоколы, включая суперсовременные атомные.

В 1871 году, когда небывалые морозы сковали европейские северные порты, к Бритневу обратились гамбургские промышленники, и он продал им чертежи переоборудованного «Пайлота» за 300 рублей. По этим чертежам был построен первый заграничный ледокол Eisbreher I, и конструкция корабля получила широкое распространение в мире.

Именно успех бритневской затеи подал известному русскому флотоводцу и океанологу адмиралу Макарову идею строительства первого линейного ледокола «Ермак», сыгравшего серьезную роль в освоении Арктики.

«Орех» среди льдов

В своей публичной лекции 1897 года «К Северному полюсу — напролом» адмирал Макаров заявил: «Ни одна нация не заинтересована в ледоколах, сколько Россия. Природа заковала наши моря льдами, но техника дает теперь огромные средства, и надо признать, что в настоящее время ледяной покров не представляет более непреодолимого препятствия судоходству».

Год спустя в английском Ньюкасле был спущен на воду «Ермак». Он был построен по техническому заданию, разработанному под руководством самого Степана Макарова и поддержавшего его рискованный проект знаменитого русского химика Дмитрия Менделеева.

Действительно, как показали испытания, «непреодолимого препятствия» северные льды не представляли, и все же сладить с ними оказалось непросто.

Архимед, конечно, был прав, утверждая, что на погруженное в жидкость тело действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости. Однако во льдах судно еще и подвергается чудовищному боковому давлению, которое может раздавить его, как скорлупку. Поэтому сечение корпуса ледокола делается в виде бочонка или ореха, причем ватерлиния должна находиться ниже самой широкой части. Тогда льды, стискивающие ледокол, как бы ни старались, будут выталкивать его и не смогут раздавить. Естественно, к ледоколам применяются повышенные требования прочности и непотопляемости. Если заглянуть под утолщенную по сравнению с обычным кораблем обшивку, можно увидеть систему усиленных балок: стрингеров, шпангоутов. — а весь корпус ледокола разделен водонепроницаемыми переборками на несколько герметичных отсеков. В районе ватерлинии обшивка усилена дополнительной полосой — так называемым ледовым поясом. А для преодоления сопротивления трения корпуса о лед применяется пневмоомывающее устройство, прокачивающее через мелкие отверстия в борту пузырьки воздуха.