Якорь позволяет удерживать судно в определенном положении, противодействуя в открытом море внешним силам, таким как ветер, морское волнение, течение и т. д. В основном суда стоят на якоре, когда они находятся на рейде и ждут входа в гавань, а также в аварийных ситуациях, когда, например, судну угрожает посадка на мель. К якорному устройству относятся: якорь, якорная цепь и якорный шпиль, или якорная лебедка. На рисунке ниже изображены различные типы якорей.
Типы якорей
а, b - шток-анкер; с - якорь Тротмана; d - якорь Холла; е - якорь Грузона; f - якорь Шпека; g - клипперский якорь со штоком и поворотными лапами (якорь Мартина); h - грибовидный «мертвый» якорь; i - дрек, кошка, верт; j - плавучий якорь; t - откидной шток; 2 - неподвижный шток; 3 - буй; 4 - шпрюйт; 5 - якорный трос; 6 - сорлинь.
Первые три типа относятся к группе так называемых штоковых якорей (шток-анкеров). Они применялись на судах в XIX в. В настоящее время их можно встретить, например, на спортивных и парусных учебных судах. На современных судах и боевых кораблях устанавливают якоря патентованной системы (рис. d-g). Они не имеют штока, и их лапы могут поворачиваться в обе стороны. Изображенный на рис. h якорь используют при длительной стоянке судна (например, на противопожарных судах и т. д.). Приведенный на рис. i якорь применяют на небольших судах. На рис. j показан так называемый плавучий якорь. Он представляет собой приспособление из парусины, которое в воде оказывает большое сопротивление. Якорь выбрасывается с носовой части корабля, когда корабль (например, из-за повреждений двигателя) теряет свою маневренность или когда он должен находиться носом к волне и ветру. Трос 5 соединяет плавучий якорь с судном, а трос 6 служит для выбирания плавучего якоря. На рисунке ниже показаны этапы постановки на якорь (отдачи) и поднятия якоря.
Постановка на якорь и снятие с якоря
а - якорь скользит по грунту; b - якорь зацепляется; с - якорь зарывается; d - якорная цепь натягивается; е - якорная цепь вырывает якорь из грунта; f - якорь поднимается
При отдаче якорь падает на дно (рис. а) и буксируется движущимся судном (рис. b). При этом за счет действия штока (шток-анкер) или за счет своей формы (якорь патентованной системы) якорь поворачивается лапами к морскому дну. Если он буксируется дальше, то его лапы зарываются в землю и якорь «зацепляется» (рис. с). При подъеме якоря сначала выбирают якорную цепь (рис. d), которая постепенно принимает вертикальное положение (рис. е). В этот момент якорь отрывается от грунта, а якорная цепь испытывает большую нагрузку. После того как якорь поднят с грунта, его начинают выбирать якорной лебедкой до тех пор, пока он не окажется в якорном клюзе. Якорная цепь соединяет погруженный на морское дно якорь с судном, поэтому она должна воспринимать все внешние силы (давление ветра, удары волн и т. д.), воздействующие на судно. Длина цепи зависит от типа и длины судна. Она намного больше глубины моря в месте стоянки, так как цепь должна так соединять судно с якорем, чтобы сила, воздействующая на якорь, имела горизонтальное направление. Благодаря этому лапы якоря зарываются в грунт.
Якорная цепь
а - смычка якорной цепи (с якорной скобой); b - промежуточная смычка; с - коренная смычка; d - вертлюг; е - длинное звено; f - большое звено; g - обыкновенное звено; h - звено с распоркой; i - концевая скоба.
Якорная цепь состоит из отдельных звеньев; несколько соединенных между собой звеньев образуют смычку. Отдельные смычки соединяются при помощи соединительных звеньев. Якорь и якорная цепь соединяются друг с другом якорной скобой с вертлюгом, позволяющей цепи вращаться вокруг своей оси. Цепь проходит через углубление в борту у клюза для якоря, через стопор, препятствующий самопроизвольному вытраливанию цепи, и наматывается на цепную звездочку якорной лебедки. Другой конец якорной цепи находится в цепном ящике и прикрепляется к судну посредством скобы.
Носовое якорное устройство
1 - якорная лебедка (брашпиль); 2 - стопор для якорной цепи; 3 - труба якорного клюза; 4 - якорь; 5 - якорная ниша; 6 - цепной ящик; 7 - устройство для крепления якорной цепи; 8 - цепная труба.
Якорное устройство, как правило, находится в носу судна. Там же устанавливается и якорная лебедка. Главной частью лебедки является цепная звездочка, позволяющая осуществлять поднятие якоря с цепью, причем при наматывании звенья цепи могут ложиться на цепную звездочку обеими сторонами. Кроме цепной звездочки якорная лебедка имеет еще швартовные барабаны (турачки) для наматывания швартовов. На судах старых типов якорные лебедки имели паровой привод. Сейчас применяют электрические или гидравлические приводы. К носовому якорному устройству относятся два якоря, расположенные по бортам судна. На некоторых судах монтируют также кормовые якорные устройства с одним или двумя якорями. Из-за ограниченной площади для размещения в качестве якорной лебедки используют в основном якорный шпиль. Онпредставляет собой возвышающийся над палубой барабан с вертикальной осью вращения. Барабан, служащий в качестве лебедки, имеет в нижней части цепную звездочку. Он приводится в движение электродвигателем, смонтированным в барабане или под палубой судна.
Наверняка многие из вас, кто так или иначе связал свою жизнь с миром водной стихи знают, что такое якорь. К тому же, опытные мореходы смогут без труда разложить по полочкам основные плюсы и минусы якорей, предназначенных для разных целей. И это совсем неудивительно, ведь данный вопрос – это вопрос сохранности судна и безопасности пассажиров на его борту. Сегодня мы хотели бы доступно и без лишней терминологии рассказать любителям морских путешествий о том, что такое якорь и какие они бывают. Даже если вы не планируете самостоятельно управлять яхтой и вставать на якорь, данная информация наверняка не будет для вас лишней.
Прежде чем уходить в дебри классификации якорей и обзора их конструкции, для начала неплохо было бы понять для чего в принципе нужен якорь? Ответ довольно простой – якорь призван обеспечить устойчивую стоянку судна на рейдах и в открытом море при доступных для него глубинах. Но это еще не все: якорное устройство также незаменимо во время швартовки в условиях крайне неблагоприятной погоды, например, шторма.
Конструкция
В конструкции классического якоря, например, адмиралтейского, присутствуют следующие элементы: продольный стержень (веретено), которое является основой якоря. В верхней части веретена есть скоба, предназначенная для крепления якоря к якорной цепи, а также рога в нижней части, которые переходят в лапы с остриями - носками. Рога неподвижно крепятся к основанию якоря, а сам узел крепления называется тренд. Нижняя грань тренда называется пяткой. В некоторых якорях для увеличения сцепления с грунтом присутствует шток - стержень, ориентированный поперёк веретена.
Основные типы якорей
Далее мы предлагаем ознакомиться с самыми распространенными типами якорных устройств на сегодня, а также кратко описать их плюсы, минусы и особенности.
Плюсы. Неплохо держится в песке и в иле.
Минусы. Плохо берет твердый грунт, может лечь на бок и ползти. Имеет маленький размер лап, что негативно сказывается на держащей силе по сравнению с более современными якорями.
Плюсы. Данный якорь представляет собой прямой аналог CQR, но с одним лишь отличием – в нем отсутствует шарнир, соединяющий веретено и лапы. Несмотря на отказ от шарнира, сравнительные показатели забора данного якоря стали существенно лучше на всех типах грунта.
Минусы. Такие же, как у CQR
Плюсы. Отлично справляется с задачей, для которой и был разработан. А именно - постановка на якорь больших нефтяных платформ в акваториях с песчаным или илистыми грунтами.
Минусы. Большинство тестов, в которых был задействован Bruce, зафиксировали относительно небольшую держащую силу.
Плюсы. Долгое время Danforth занимал лидирующие позиции среди якорей с подвижными лапами. Обладает хорошим забором в песчаном и илистом грунтах, а вот с более твердыми поверхностями справляется неважно.
Минусы. При раскачке судна, стоящего на данном якоре может произойти ситуация, при которой якорь может быть вырван из грунта якорным концом, попавшим между лап. Длинное веретено усложняет процедуру хранения Danforth на лодке.
Плюсы. За счёт зауженных и острых лап без труда проходит большой слой водорослей, добираясь до грунта, кроме того, отлично держит каменистое дно, с которым не справляются якоря с широкими лапами.
Минусы. Узкие лапы плохо держат в иле и песке. Длинный шток под углом 90 градусов по отношению к лапам создает неудобства в работе с ним на палубе. Необходима сборка и разборка данного якоря.
Плюсы. К основным преимуществам данного якоря можно отнести небольшой вес, поворотные лапы и высокую держащую силу для якорных устройств подобного класса. Он отлично подходит для непродолжительного нахождения в море в условиях благоприятной погоды.
Минусы. Как и у многих якорей с поворотными лапами, существует вероятность, что якорь может быть вывернут концом, когда судно будет раскачиваться.
Плюсы. Среди яхтсменов Rocna получил широкое признание за высокую держащую силу и почти мгновенный забор. Основной особенностью данной конструкции является развитый бугель, который выполняет роль штока.
Минусы. Большие габариты, за счет чего неудобно хранить.
Существует много легенд о необыкновенных свойствах разных конструкций якорей. Насколько они правдоподобны? Какой из известных якорей выбрать? Рассмотрим наиболее популярные виды якорей, их достоинства и недостатки, однако необходимо понимать, что универсальных рекомендаций быть не может.
Адмиралтейский якорь
Адмиралтейский якорь наиболее приспособлен ко всем видам грунта, хотя и не обладает самой большой удерживающей силой, поскольку, в отличие от других конструкций, цепляется за дно не двумя, а только одной лапой. Для любительских рыбацких лодок предназначены модели массой 5; 10 и 12 кг, которые могут быть установлены на суда водоизмещением более 1000 кг. Конструкция такого якоря предполагает отдачу, как правило, вручную. Он может быть установлен с использованием томбуя на тросе-буйрепе, отмечающем положение якоря. Если якорь застрял и поднять его за якорный канат не удается, достаточно потянуть за буйреп, чтобы он освободился. В качестве томбуя рыболовы часто используют кусок пенопласта или пустую пластиковую бутылку. Использование этого якоря на маломерных судах нецелесообразно из-за его громоздкости.
Якорь Холла
Якорь Холла — веками проверенная классика. Разработанный англичанином Холлом, он являлся лидером по скорости зацепа за грунт и был наиболее распространен в XX веке. Правда, сейчас его постепенно вытесняют более совершенные конструкции. Для надежной фиксации данный якорь отдают с ходу. При его движении на канате по дну лапы поворачиваются книзу, при этом происходит надежный захват грунта. Якорь Холла, как правило, бывает сделан из чугуна. По его принципу изготавливают множество аналогов, однако не все из них стоит использовать.
Якорь-плуг
Не слишком часто, но все же он встречается в продаже. Хорош тем, что имеет держащую силу до 25 кг на каждый килограмм собственной массы. Правильно подобранные геометрия, конструкция и масса якоря гарантируют хорошее заглубление при любом варианте падения на грунт, но лучшие результаты он показывает на мягких грунтах. Его геометрия подходит для размещения на больших катерах водоизмещением свыше 3000 кг, оснащенных электромеханической якорной лебедкой. Постановка такого якоря предполагает обязательное наличие буйрепа. Но с извлечением часто возникают проблемы. Использовать его на маломерных судах нецелесообразно.
Якорь-кошка
Еще одна распространенная категория якорей, которая, хотя и не относится к «признанному типу»», все же имеет право на существование. В маломерном флоте этот якорь получил весьма большое распространение, поскольку является самым компактным и подходит практически для любых грунтов. Он легко складывается и занимает мало места при транспортировке, но на этом его достоинства заканчиваются. Его можно рассматривать только в качестве вспомогательного из-за небольшой держащей силы. С ним удобно якориться за берег, заросший камышом, с успехом его можно использовать для траления при поиске утопленных снастей, но в качестве надежного основного якоря, тем более на течении, применять нельзя. Изготавливается из чугуна или стали и, как правило, бывает оцинкован. Складывающиеся лопасти легко раскладываются, однако этим якорем можно повредить надувную лодку. В торговой сети предлагаются якоря массой от 1,5 до 12 кг с дискретностью 0,5 кг. Для лодок водоизмещением 200-400 кг достаточно якоря-кошки массой 4-5 кг.
Бесштоковые якоря
Многих указанных недостатков лишены современные бесштоковые якоря. Они компактны, не имеют деталей, за которые на дне может зацепиться якорный трос, а главное — обладают большой держащей силой.
Якорь Дэнфорта обеспечивает до 50 кг держащей силы на каждый килограмм собственной массы. Это достигается благодаря его способности зарываться в грунт на глубину, в три-четыре раза превышающую длину лап. Но и такие якоря не лишены недостатков. Глубоко зарываясь в мягкий песчаный грунт, на галечном дне Дэнфорты низшей весовой группы движутся скачками. Из-за тонких лап большой площади эти якоря планируют в толще воды и ложатся в стороне от места отдачи. Даже легкий якорь так глубоко зарывается в грунт (забирает), что нередко его бывает трудно поднять вручную.
«Непотеряйка»
Недавно на рынке появились якоря «Непотеряйка» разработанные на основе патентов якорей Дэнфорта и Матросова. Благодаря продуманным расчету длины веретена и лап, расположению центров площадей лап от оси вращения веретена, расстоянию между центрами площадей лап, углу атаки, углу отворота и площади лап этот якорь обладает весьма внушительной держащей силой. Похожие якоря со скользящим элементом, закрепленным на цевье якоря фалом, известны уже много лет. Однако для их эффективной работы необходимо было подгружать цевье куском тяжелой цепи, что вело к увеличению массо-габаритных характеристик.
Производитель «Непотеряйки» при проектировании эти недостатки учел и выпускает линейку якорей массой 3; 4,2 и 6,5 кг.
Ноу-хау заключается в том, что на конце цевья установлен компактный груз, прижимающий его ко дну. При постановке якоря происходит зацепление за грунт лапами, отклоняющимися от оси веретена. При этом ограничители, установленные на втулке, не позволяют лапам отклониться более чем на заданный угол. При зацеплении лап за твердый предмет на дне водоема такая конструкция якоря всегда позволит извлечь его. Для этого необходимо маневрированием плавучего средства обеспечить заход со стороны, противоположной забросу якоря. Утяжелитель, установленный на верхнем конце веретена, удерживает якорь в максимально возможном горизонтальном положении. Под действием тягового усилия направленного противоположно тому, которое якорь испытывал при удержании плавучего средства, подвижный кольцевой элемент скользит вдоль веретена якоря к его нижнему концу; при этом точка приложения тягового усилия изменяется и лапы якоря выходят из зацепления. Отсутствие острых кромок позволяет использовать такой якорь, прежде всего, при эксплуатации надувных лодок, а складывание в плоскость обеспечивает легкую и удобную транспортировку и хранение.
Якорь-присоска
Еще одна интересная новинка — якорь-присоска. Глядя на него, трудно понять, что это такое, но, если прочитать соответствующую надпись на нем, становится ясным его предназначение.
Вы когда-нибудь пробовали поднять с песчаного дна тарелку, лежащую вверх дном, особенно если тарелка чугунная? Этот якорь состоит как бы из двух таких тарелок, соединенных донышками, а соотношение габаритных размеров всегда обеспечивает его приземление на одну из двух вогнутых сферических поверхностей. Поэтому на илистом или песчаном грунте удерживающая сила его возрастает в несколько раз.
Боковая вогнутая поверхность является дополнительным грунтозацепом при заиливании и служит местом для намотки якорного фала при хранении. Для различных условий эксплуатации предусмотрены резервные точки крепления фала: отверстия и перемычки со стороны присасывающих поверхностей.
Якорь обработан по современной технологии термополимерного покрытия, предотвращающего коррозию металла. Комплектуется фалом длиной 25 м российского производства и транспортной сумкой. Габаритные размеры якоря: 220x220x70 мм; масса — 4 и 5 кг. Таким якорем уж точно лодку не повредишь!
Почти в каждом портовом городе в качестве достопримечательности стоит на вечном приколе внушительный якорь. Эти черные гиганты излучают спокойную мощь, с которой торговые и военные корабли бороздили морские дали. Самый большой якорь в мире отлит по специальному заказу и весит 40 тонн. Узнайте все о тяжелых и сильных якорях, взгляните на фото этих скрытных тружеников моря.
Рекордсмен в тяжелом весе
Чтобы построить переправу через пролив или морскую буровую вышку, требуется плавучий кран, способный перемещать мостовые пролеты. Судно, на котором расположен плавучий кран, должно стоять на месте как влитое, иначе невозможно обеспечить точность перегрузочных работ. Задача удержать его на месте возложена на гигантские якоря.
В 1991 году голландская компания Ballast Nedam специально для строительства моста Большой Бельт в Дании заказала циклопический плавучий кран Svanen, инженерные особенности которого позволяют ему поднимать и перемещать грузы свыше 8 миллионов тонн. Сколько весит якорь подобного сооружения? Столько же, как современный танк или кит-горбач – 40 тонн.
Как выглядят якоря плавучего крана
Это непривычные по иллюстрациям в книгах о пиратах конструкции из веретена и плоских лап на раскидистых рогах. Якоря плавучих кранов, особенно тех, которые монтируют пролеты мостов, выглядят как полусферы, способные присосаться к грунту с помощью шлангов для удаления воды.
Похожие присосы ставит на плавучие краны и другая голландская фирма – Balder. Ее краны обладают меньшей грузоподъемностью – до 3 миллионов тонн, однако работают в условиях сильных течений и волнений.
Память о морском гиганте
Среди диковинных экспонатов во дворе Морского музея Гонконга хранится подобранный у берегов Индии якорь супертанкера Knock Nevis. Ржавеющий титан весит 36 тонн, имеет длину 10 м и на сегодня является первым в мире в классе конструкций Данфорта с их плоскими лапами в форме ножей. Этот якорь относится к числу становых – необходимых для удержания вне дрейфа судна с выключенными двигателями.
Его размеры связаны с габаритами танкера:
- длина – 458 м;
- ширина – 69 м;
- тормозной путь – 10 км;
- осадка при полной загруженности – 30 м.
Knock Nevis спустили со стапелей в 1976 году, несколько раз перепродали и перестроили: то вибрация владельцев не устраивала, то отсутствие двойного борта, то невозможность пройти Панамским каналом. Последние 6 лет жизни он провел в роли танкера-хранилища, а в 2010 году был пущен на металлолом. Исполинский якорь, державший гиганта на месте, – единственная память об этом выдающемся судне.
На чем держатся авианосцы
В 1982 году в состав надводного американского флота с приличествующим моменту пафосом ввели самый большой за всю историю кораблестроения авианосец. Не имеющий равных по размерам, численности экипажа и вложенным средствам, Carl Vinson владеет и соответствующими становыми якорями весом в 30 тонн каждый.
У них нет штоков, зато поворотные лапы надежно зарываются в грунт и плотно убираются в клюзы при подъеме. Инженер Фредерик Болдт, придумавший такое решение в далеком 1898 году, не мог и предположить, что им будут пользоваться плавучие авиабазы 21-го века. Американские авианосцы Saratoga и Forrestal, французский нефтеналивной танкер Batillus – суда, чьи якоря конструкции Болдта весят от 27 до 30 тонн.
Чемпионы российского флота
В Николаевске-на-Амуре всеобщему обозрению доступен старинный Царь-якорь кованого железа весом 6,1 тонны. Длина его от рыма до пятки составляет 4,8 м.
А в 2012 году при реконструкции судостроительного завода во Владивостоке обнаружили шеститонную махину из тех, что устанавливали на броненосцы времен русско-японской войны. Его длина – 6 м, а размах лап – 4 м.
Флиппер-дельта – соперник Болдта
Голландский изобретатель Петер Кларен в 1975 году предложил усилить якорь тремя треугольными плоскостями, которые придали конструкции вид дельтаплана.
Идея оказалась удачной, и компания, производившая новинку, в первый же год продала изделий общим весом в 0,5 миллиона тонн. Флиппер-дельта массой в 27,2 тонны по сей день держит плавучие краны, а моделями поменьше снабжают морские спасательные буксиры.
Мертвые якоря – нет равных в силе
При разработке нефтяных скважин в Мексиканском заливе инженеры столкнулись с проблемой илистых грунтов: якоря в них не держали понтоны. В 50-х годах прошлого века были предложены сразу три новых решения, объединенные названием "мертвые якоря". Они небольшие, в пределах тонны веса, но способны удержать бурильный снаряд.
Мертвые якоря: с усиленной лапой (слева) и воздушный змей (справа) Особенно сильна модель под названием "воздушный змей". Он погружается в ил на глубину 10-15 м. Правда, вытащить его оттуда невозможно. Учитывая небольшую стоимость, его просто оставляют в грунте.
Как удержать одновременно 4 судна
В 1848 году в голову английского инженера Митчелла пришла гениальная мысль: он придумал якорь, который с помощью рычага ввинчивают в донный грунт. Руководствуясь этой идеей, управление порта Ньюкасл построило на рейде ряд швартовых бочек, каждая из которых держалась на одном якоре-винте и принимала по 4 судна.
Ближайший шторм разметал корабли в других портах, а в Ньюкасле капитаны нашли суда там, где их оставили. На винтовые якоря и сейчас ставят плавучие портовые сооружения, например, маяки.
Новый принцип действия
Расчеты показывают, что при ураганном ветре даже якорь весом в 90-100 тонн не удержит нефтеналивной танкер длиной в 400 м. А если под килем окажутся кораллы, лапы якоря и вовсе будут беспомощно скользить по ним. Решение предложили американские военные инженеры. Их реактивный якорь весит 6,8 тонны, но при этом обладает такой удерживающей силой, будто весит 19 тонн. Он снабжен ракетой, которая взрывается при ударе о грунт и заглубляет якорь на 8-10 м. Чтобы танкер возобновил движение, якорную цепь размыкают, потому что выдернуть реактивную модель из грунта нереально.
Непревзойденный по площади
Возле берега несложно закрепиться на месте, а что делать, если небольшое судно застигнуто непогодой в открытом море? Главная задача капитана – держать плавсредство носом к волне, и помощник для этого – плавучий якорь, который бросают с носа. Это конус из парусины с металлической крестовиной в основании. Сооружение похоже на вытянутый в длину парашют, зонт или трал для донной рыбалки. Диаметр входного отверстия конуса – половина ширины судна. Выходное отверстие – 10 см, за счет чего создается приличная сила сопротивления.
Для увеличения силы плавучих якорей снизу к ним подвешивают балласт, а сверху прикрепляют буек. Вместе балласт и буек удерживают якорь на нужной глубине.
История якорей начинается с тех времен, когда впервые к лиане привязали тяжелый камень и бросили на дно. С тех пор эти приспособления становились все удобнее и тяжелее. Однако на 40 тоннах гигантомания закончилась. Винты, присоски, реактивные устройства приходят на смену привычным разлапистым великанам, украшающим скверы городов корабельной славы.