Это была поистине блестящая идея: превратить корабль в дрейфующую научную станцию и, используя в качестве движущей силы саму природу, попытаться вместе со льдами проникнуть в сердце Арктики.
Продолжая традиции Норденшельда и других полярных путешественников, Нансен разрабатывал план экспедиции в мельчайших подробностях. Он твердо придерживался правила: в таком ответственном деле не может быть мелочей. При этом он особо отмечал:
«Мы отправляемся не для отыскания математической точки, составляющей северный конец земной оси, так как достижение этого пункта само по себе малоценно, а для исследования большой неизвестной части земного шара, окружающей полюс, и значение этих исследований будет одно и то же, достигнем ли мы самой точки полюса или же пройдем от него в некотором отдалении».
Проект Нансена вызвал бурю протестов, как любая другая идея, которая взрывает сложившиеся воззрения. В прессе было опубликовано свыше 200 статей, осуждавших Нансена. Его называли безумцем, а предлагаемый проект штурма полюса — проектом бессмысленного самоубийства.
Зато в России к планам норвежского исследователя отнеслись с пониманием и благожелательством. Географическое общество предоставило Нансену карты северных русских морей, записку о населенных пунктах северного побережья Сибири; адмирал С. О. Макаров отправил молодому ученому географические сведения по Северному Ледовитому океану, а известный полярный путешественник Э. В. Толль совершил труднейший поход на Новосибирские острова для того, чтобы устроить там склады на случай гибели корабля норвежской экспедиции.
Внешне проект Нансена действительно выглядел фантастическим, за пределами здравого смысла: ведь ученый предлагал добровольно отдать себя и своих спутников на милость стихии в такой точке планеты, где можно рассчитывать только на крепость своего корабля и твердость характера участников экспедиции. Но за этим, казалось бы, безумным планом стоял глубокий и трезвый расчет, безукоризненная подготовка всей экспедиции в целом и особенно судна, на котором Нансен намеревался осуществить свой необыкновенный замысел.
Исследователь понимал, что основным залогом успеха намеченного предприятия является судно, от которого прежде всего будет зависить жизнь ее участников и научные результаты. Поэтому с самого начала главное внимание Нансен уделил проблеме создания такого плавучего сооружения, которое в наилучшей степени удовлетворяло бы задачам предстоящего путешествия.
И Нансен добился своего. Вместе с известным норвежским кораблестроителем Коллином Арчером ученый построил удивительное судно «Фрам», о котором мы подробно расскажем в следующей главе. «Фрам» вполне соответствовал своему имени[3]. Он оказался почти идеальным для выполнения поставленной перед экспедицией задачи.
Более того, после блистательного возвращения Нансена и его спутников на родину этим судном еще неоднократно пользовались другие прославленные полярные путешественники: Отто Свердруп и Руал Амундсен, и в каждом из этих плаваний оно неизменно оказывалось на высоте.
«Фрам» стал национальной гордостью норвежского народа; для него в норвежской столице построили специальный музей, в котором неизменно можно увидеть много народу: жители и гости Осло в любое время года, в любую погоду спешат в дом «Фрама», чтобы отдать дань восхищения этому замечательному кораблю-памятнику.
В первый же год плавания Нансену удалось пройти до мыса Челюскин. Судно достигло Новосибирских островов и 22 сентября 1893 года пришвартовалось к большой льдине, находившейся в точке с координатами 78°50′ северной широты и 133°30′ восточной долготы. Отсюда начался исторический дрейф, длившийся 3 года.
Первый натиск льда «Фрам» испытал 8 октября и превосходно его выдержал. Нансен по этому поводу писал:
«Давление начинается легким треском и стоном у боков судна. Усиливаясь, оно переходит через все роды тонов: то плачет, то стонет, то грохочет, то ревет, и судно начинает подниматься. Шум постепенно возрастает и становится подобно звуку всех труб органа вместе, судно дрожит и трясется и поднимается то толчками, то потихоньку. Приятно сидеть в уютных каютах, слушать весь этот шум и сознавать, что судно крепко — другие суда давно были бы раздавлены».
Читатель видит, насколько записи Нансена, пронизанные спокойствием и уверенностью, отличаются ог дневников Де-Лонга, уже в первых схватках со льдами понявшего безнадежность своего предприятия. А Нансен верит в свое судно, в благополучный исход экспедиции. Дух оптимизма, уверенности в победе в сочетании с блестящей всесторонней подготовкой к необычному рейсу в значительной степени предопределил успех похода.
7 августа 1894 года в размеренной жизни путешественников произошло важное событие: промеры показали глубину 3850 метров. Значит, Северный Ледовитый океан вовсе не такой уж мелководный, как это считали специалисты!
Дрейф происходил очень медленно. За первый год было пройдено всего 189 миль[4]. Мы помним, как Де-Лонг, попав в аналогичную ситуацию, пришел в отчаяние: расчеты показали, что при движении с такой скоростью путь к полюсу займет шесть лет.
Нансен был сделан из другого материала. Он не сетовал на свою участь, а неустанно работал, показывая блестящий пример, вдохновляя и ободряя своих спутников. Замеры и наблюдения, обработка собранных материалов, дневниковые записи — непрерывный, непрекращавшийся труд не только позволил получить богатейшие материалы по совершенно неисследованному району Арктики, но и не давал людям впадать в уныние, не оставлял им времени для грустных размышлений.
Когда Нансен убедился, что дрейф проходит на значительном удалении от полюса, он принимает дерзкое решение: оставить судно и вместе с товарищем попытаться дойти до полюса на собачьих упряжках. И снова Нансен поразил окружающих тщательностью подготовки. До мелочей он продумал конструкцию саней, произвел кропотливый расчет потребного количества припасов, состав научного оборудования, до минут рассчитал график движения маленького отряда.
Своим спутником Нансен выбрал Фредерика Ялмара Иохансена (иногда его фамилию пишут Юхансен) — великолепного спортсмена, чемпиона Европы по гимнастике, отличного лыжника, волевого и выносливого человека.
Тяжело было начальнику экспедиции расставаться со своим судном (впоследствии недоброжелатели злобно упрекали Нансена за этот поступок), но оснований для беспокойства не было: «Фрам» оставался в надежных руках капитана Отто Свердрупа, который за несколько лет до описываемых событий вместе с Нансеном совершил лыжный переход через всю Гренландию.
14 марта 1895 года Нансен и Иохансен стартовали в направлении полюса. Переход был изнурительным. В первые дни похода температура не поднималась выше минус 40 °C, постоянно дул резкий северо-восточный ьетер. Путешественники жестоко страдали от сырости, физической перегрузки. Постепенно состояние льда стало настолько плохим, что идти вперед стало практически невозможно. И тут Нансен принимает решение, свидетельствующее, что, несмотря на молодость, он прежде всего был настоящим исследователем, а не безрассудным авантюристом. Поняв, что дальнейшее продвижение на север неминуемо приведет к бессмысленной гибели, Нансен прекратил поход, не дойдя до цели всего 230 миль. Так близко к полюсу не подходил ни один человек в мире (после 23 дней санного перехода они находились в точке, лежащей на 86°14′ северной широты), но ученый нашел в себе мужество не поддаваться сомнительному соблазну с огромным риском для жизни продолжить путь на север.
С невероятными усилиями мужественные норвежцы добрались до безжизненных берегов одного из островов Земли Франца Иосифа. Приближалась новая зима, и путешественникам ничего не оставалось, как провести на этом необитаемом острове долгую полярную ночь. Они построили примитивную хижину, а точнее — нору размерами 3×1.8 метра, в которой провели целых девять месяцев.
Наступило новое полярное лето, и Нансен с Иохансеном отправились дальше, каждую минуту рискуя жизнью И неизвестно, как бы кончился поход, если бы не случайная, неправдоподобная в этом безлюдном краю встреча с полярным путешественником Ф. Джексоном. На судне Джексона Нансен с товарищем благополучно были доставлены домой, в Норвегию.
Тем временем «Фрам» продолжал свой дрейф и установил рекорд, достигнув 85°56′ северной широты. А по случайному совпадению в день, когда Нансен и Иохансен ступили на родную землю, «Фрам» освободился ото льдов и вышел в открытое море.
Так блистательно закончилось это путешествие. «Безумный алан» Нансена был осуществлен в полном объеме без единой жертвы, без единого заболевания. Экспедиция Нансена опровергла теорию открытого полярного моря, подтвердило мнение, что Северный Ледовитый океан вовсе не мелководен, провела многочисленные океанографические исследования, получила ценнейшие данные о движении льдов и течений в районе полюса.
И, конечно, «Фрам» оказал огромное влияние на последующее развитие арктического судостроения, включая строительство ледоколов.
После исторического дрейфа в Северном Ледовитом океане «Фрам» участвовал в ряде других замечательных экспедиций. В 1898–1902 годах капитан Отто Свердруп возглавил поход «Фрама» к Канадскому архипелагу. Здесь были проведены интересные исследования и нанесены на карту ранее неизвестные острова — той группы, которая впоследствии получила название — острова Свердрупа. Прошло еще несколько лет, и «Фрам» доставил к берегам Антарктиды другого великого норвежца — Руала Амундсена, который 15 декабря 1911 года водрузил государственный флаг своей страны над Южным полюсом. Во всех плаваниях «Фрам» проявил себя с наилучшей стороны.
В следующей главе читатель увидит, что многие идеи и технические решения, воплощенные Нансеном и Арчером в «Фраме», получили дальнейшее развитие при создании первого полярного ледокола «Ермак». А мысль Нансена о дрейфующей научной станции оказалась перспективной и плодотворной. Об этом говорит вся история советских станций «Северный полюс», ведущих свою родословную от знаменитого папанинского дрейфа на льдине в 1937 году.
Трудно даже перечислить всех отважных путешественников, которые пытались добраться до Северного полюса, пройти Северным морским путем, отыскать Северо-Западный морской проход. Они шли в Арктику на кораблях, собачьих упряжках, на лыжах, а потом, с развитием техники, — на дирижаблях, аэропланах, воздушных шарах и на подводных лодках.
Мы не ставили своей задачей перелистать все страницы летописи освоения Арктики. Достаточно лишь отметить, что только к Северному полюсу начиная с XVII века было организовано не меньше 35 экспедиций, многие из них окончились трагически. Напомним только некоторые попытки добраться до полюса уже в нашем столетии.
Это прежде всего русский офицер Г. Я. Седов, который на собственный страх и риск и на скудные «доброхотные пожертвования» разночинцев, студентов, артистов снарядил видавшую виды шхуну «Святой Мученик Фока» и отправился на ней на север. Шхуна достигла только Земли Франца-Иосифа, откуда тяжело больной руководитель экспедиции с двумя спутниками на собачьих упряжках вышел на штурм полюса, но не дошел до цели. Умирая, он сжимал холодеющими руками древко российского флага, который мечтал водрузить на полюсе.
В 1928 году к полюсу отправилась воздушная экспедиция итальянского конструктора и путешественника Умберто Нобиле на дирижабле «Италия». Нобиле был всемирно известным дирижаблестроителем. В 1923 году он построил большой трехмоторный дирижабль «Норвегия», на котором в 1926 году норвежско-американо-итальянская экспедиция в составе 16 человек под руководством Р. Амундсена, Л. Элсуорта и самого У. Нобиле совершила трансарктический беспосадочный перелет со Шпицбергена через Северный полюс на Аляску. И вот теперь, два года спустя, честолюбивый итальянец, ставший после полета на «Норвегии» генералом, вновь решил поразить мир.
Вначале все было хорошо — «Италия» достигла Северного полюса. Однако на обратном пути дирижабль разбился, значительная часть экипажа погибла. О том, как были спасены оставшиеся в живых, нам еще предстоит рассказать.
Среди тех, кто включился в поиски и спасение экипажа «Италия», был Амундсен. Самолет «Латам», на котором он вылетел на север, упал в море…
А сколько экспедиций навеки затерялись на трассе Северного морского пути! Вспомним только трагическую гибель замечательного исследователя Арктики Э. В. Толля, исчезнувшие экспедиции В. А. Русанова и Г. Л. Брусилова, гибель парохода «Челюскин»… И этот скорбный список людей и кораблей, самолетов и дирижаблей можно продолжать очень долго.
И невольно хочется задать вопрос: а к чему было столько усилий и человеческих жертв в борьбе за освоение Севера? Зачем она нужна людям, эта безжизненная и негостеприимная Арктика?
На протяжении веков люди не самым рачительным образом распоряжались своими природными богатствами. Только за 100 лет — с 1860 по 1960 год — потребление энергии на нашей планете возросло в 9 раз, и сегодня ежегодный расход топлива органического происхождения (нефти, угля, природных газов) составляет свыше 10 миллиардов тонн. Запасы топлива на земле велики, но не безграничны: каменного угля — 7500 миллиардов тонн, бурого угля — 2000 миллиардов, нефти — 41,5 миллиарда тонн. И если рост потребления топлива будет идти столь же бурными темпами, то к середине XXI века оно будет полностью израсходовано. Уже видно дно в кладовых некоторых других полезных ископаемых, которыми некогда изобиловали недра земли.
И в то же время есть на земле край, где природные ресурсы практически сохранились нетронутыми. И не потому, что там их больше, чем в других районах, а потому что на протяжении веков люди никак не могли до них добраться. Это — Крайний Север. Уголь и нефть, олово и никель, золото и фосфаты — все, без чего не может существовать и нормально развиваться современное общество, есть в заполярной зоне.
На Кольском полуострове находятся Хибины, знаменитые своими месторождениями апатито-нефелиновых руд; в бассейне Печоры есть уголь, центры добычи — Воркута и Инта; на территории Коми АССР и Ненецкого автономного округа раскинулся обширный Тимано-Печорский нефтегазоносный бассейн; давно привлек внимание разведчиков подземных кладовых нефти и газа полуостров Ямал; обнаружен уголь в низовьях Енисея, здесь же, на севере Красноярского края, — Норильский медно-никелевый район; на Чукотке — цветные металлы и уголь…
На одном лишь Кольском полуострове уже обнаружено 50 элементов таблицы Менделеева, и 36 из них добывается в промышленных масштабах.
Немалые запасы полезных ископаемых хранят месторождения и в «заграничной» Арктике. Так, в канадском Заполярье есть нефть; подсчитано, что ее там порядка 6 миллиардов тонн да еще природного газа 3–106 миллионов кубических метров. На Аляске примерно 10 миллиардов тонн нефти, 120 миллиардов тонн каменного угля, есть также золото, медь, олово, никель, фосфаты и железо. Значительные месторождения железной руды, меди, цинка разведаны в Гренландии.
На Шпицбергене норвежские и советские шахтеры добывают каменный уголь, запасы которого оцениваются в 8 миллиардов тонн.
Издавна славился Север своими рыбными и звериными промыслами. В полярных морях обитают треска, семга, морской окунь, камбала, северная креветка, а всего в Арктике — 3 тысячи видов фауны, включая около 150 видов рыб и 17 видов морских млекопитающих. В большинстве северных государств рыболовство — одна из ведущих отраслей хозяйства, а зверобойный промысел до сих пор остается главным источником существования коренного населения Гренландии, полярной Каняды, Аляски.
На севере нашей Родины «прописано» более 30 видов ценных пушных зверей: соболь, белка, ондатра, песец. Только в 1971–1975 годах в северных районах Советского Союза было заготовлено 386,4 тысячи песцовых и 8,2 миллиона беличьих шкурок.
Но, пожалуй, главная причина, почему Арктика вообще и арктическое мореплавание в частности привлекает сейчас всеобщее внимание, — это исключительная значимость Северного Ледовитого океана как транспортной артерии. Если посмотреть на глобус, то даже невооруженным взглядом видно, насколько арктические трассы сокращают путь между Западом и Востоком, между Европой и Азией, Европой и Америкой.
И действительно, Северный морской путь, пролегающий через Карское море, море Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское моря, вдвое сокращает расстояние от Мурманска до Петропавловска-Камчатского по сравнению с обычной трассой через Панамский канал, причем, что особенно важно, он полностью лежит в пределах наших территориальных вод.
Путь Ленинград — Владивосток по арктическим морям составляет 14 280 километров, через Суэцкий канал 23 200 километров, через Панамский 29 400 километров.
Читатель спросит: а не постигнет ли Северный морской путь судьба, скажем, Магелланова пролива, который после открытия Панамского канала утратил былое значение. Категорического ответа на этот вопрос никто, разумеется, дать не может, поскольку трудно предугадать, как пойдет развитие транспортной техники. Однако обозримая перспектива ясна: значение Северного морского пути как транспортной артерии будет возрастать, а не убывать.
Судите сами. Когда построили транссибирскую железнодорожную магистраль, она не заменила морской путь, а наоборот, резко увеличила его значение, потому что благодаря этой железной дороге начался подъем экономической жизни Сибири и Дальнего Востока. Это привело к значительному увеличению грузопотоков, и роль Северного морского пути заметно возросла. Завершится строительство БАМа — потребность в арктической морской линии увеличится еще в большей степени. Проложил атомный ледокол «Сибирь» короткую высокоширотную морскую трассу — в ближайшее время по ней мощным потоком пойдут народнохозяйственные грузы.
Можно не сомневаться, что в обозримом будущем по мере развития научно-технического прогресса Советский Союз, его многоотраслевое народное хозяйство все острее будут испытывать потребность в непрерывном совершенствовании морской полярной магистрали, которая обеспечивает самую быструю и дешевую переброску грузов между труднодоступными районами Крайнего Севера и Дальнего Востока нашей страны.
И в этой связи все большее значение приобретает ледокол — судно, сокрушающее льды, судно, специально спроектированное и построенное, чтобы поддерживать на трудных, полных опасностей полярных линиях круглогодичное плавание, проводить во льдах транспортные суда.
Каждая сотня миль, на которую с помощью ледоколов можно «срезать» расстояние между полярными портами, каждая дополнительная неделя навигации, отвоеванная у природы, — это тысячи тонн дополнительных грузов, жизненно необходимых для строительства заполярных городов, заводов, шахт, для пробуждения края вечной мерзлоты от вековой спячки.
«Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981–1985 годы и на период до 1990 года» предусмотрено пополнить морской флот специализированными судами-контейнеровозами, лихтеровозами, железнодорожными паромами, судами арктического плавания и ледоколами. Поставлена задача обеспечить круглогодичную навигацию в западной части Северного морского пути и своевременную доставку необходимых грузов в районы Крайнего Севера и Дальнего Востока.
Это позволит увеличить долю участия этих районов в нашем едином народнохозяйственном комплексе, создать там такие условия, чтобы люди стремились туда не на год — два, а на всю жизнь. Но опять-таки эта мечта может стать явью только при условии создания Устойчивой транспортной связи с Большой землей, обеспечения непрерывных грузопотоков, а на сегодняшний день и ближайшее будущее это осуществимо только при помощи ледоколов.
Поэтому не удивительно, что сегодня к такому типу судна приковано самое пристальное внимание не только ученых и конструкторов, но и государственных деятелей, экономистов и социологов. В настоящее время ледокол — одно из самых технически совершенных плавучих сооружений, и роль его в народном хозяйстве непрерывно растет. Пока лишь он способен открыть людям путь в Арктику, обжить и освоить ее бескрайние просторы.
На пути к ледоколу
В предыдущей главе мы познакомились с некоторыми эпизодами из истории исследования Арктики и увидели, как все попытки активного проникновения в центральные районы Северного Ледовитого океана разбивались из-за отсутствия подходящего технического средства, которое позволило бы человеку преодолеть сопротивление льдов.
Как известно, необходимость порождает открытия, и в конце XIX века был построен качественно новый тип судна — ледокол, впитавший в себя весь предшествующий опыт борьбы человека со льдами, все достижения, которыми располагала наука и техника того времени.
В этой и последующих главах мы расскажем, как развивалась идея ледокола, какими путями шел человек к своему великому изобретению.
У каждой технической идеи есть своя жизнь, своя история и, если хотите, — своя философия. С самого начала ледокол был задуман как орудие, которое бы позволило раздвинуть границы — географические и сезонные — эксплуатации транспортных судов. Так уже по своему первоначальному замыслу ледокол представлял собой чисто вспомогательное судно — такое же, как, скажем, буксир, созданный для обслуживания транспортного флота, с той лишь разницей, что ледокол всегда должен находиться на переднем крае борьбы человека с силами природы.
Собственно говоря, любой корабль создан для преодоления сил стихии. Когда-то Архимед сформулировал ставший знаменитым закон о том, что на погруженное в жидкость тело действует выталкивающая сила, равная по величине вытесненной этим телом жидкости. С грустной улыбкой цитируют этот закон кораблестроители и моряки. Как хорошо бы жилось им, если бы на погруженное в жидкость тело, именуемое кораблем, действовала бы только эта одна-единственная сила. К сожалению, на корпус судна действует более десятка самых различных сил, которые стремятся опрокинуть корабль, переломить его пополам, скрутить, воспрепятствовать его движению вперед.
Но даже эти грозные силы выглядят смирными овечками по сравнению с теми, что встречают ледокол в арктических морях, потому что ко всем силам здесь добавляется еще самая могучая и неукротимая — сопротивление льдов.
Льды… Унылое однообразие плит разных форм и размеров на площади в несколько миллионов квадратных километров. Но льды кажутся одинаковыми только новичкам. Профессионалы различают десятки разновидностей льда: по возрасту, прочности, геометрическим, физическим, химическим и прочим характеристикам. Льды тертые, битые, обломки поля, гигантские поля, льды разной степени торосистости, разрушенности, однолетние, многолетние…
Вот «канадец» — многолетний лед голубоватого оттенка. Место его рождения — высокоширотные районы, к северу от Канады. Сильнейшие морозы настолько спрессовали ледяные глыбы «канадца», что перед ними подчас пасуют самые могучие ледоколы. А вот «сибиряк» — зеленоватый лед, образовавшийся значительно южнее, в сибирских морях, где морозы более мягкие, и поэтому сибирские льды более податливые.
Тут ледяное поле, простирающееся на десятки километров, а там льдина, имеющая в поперечнике от силы один метр.
Льды… сомкнутыми рядами наступают они на корабль, осмелившийся нарушить их вековой покой. И с тех пор, как люди начали выходить в северные студеные моря, они старались создать корабль, который бы смог противостоять слепому и яростному натиску полярных льдов. Неравной была эта борьба. Мы видели, сколько жертв — людей и кораблей — полегло на пустынном и безмолвном поле боя, где неоткуда было ждать помощи, где можно было надеяться только на себя и свой корабль. Не случайно великий Амундсен, посвятивший всего себя полярным исследованиям и нашедший вечный покой в пучине арктических морей, обратился к Арктике с такими словами:
«Белое пространство! Что ты сделало со многими гордыми судами, которые держали путь прямо в твое сердце, чтобы никогда больше не вернуться домой? Куда ты их девало? — спрашиваю я. Никаких следов, никаких знаков, — одна лишь белая пустыня».
Но люди упорно боролись. В этой бескомпромиссной борьбе со стихией, которая, кстати, не прекратилась и по сей день, кораблестроители стали применять все более крепкие материалы, более надежные конструкции: сначала деревянные, потом железные и, наконец, из высокопрочной стали. Сказочно возросла мощность двигателей, на борьбу со льдами были брошены самые современные виды энергии, включая атомную.
Казалось бы, человек победил: ведь сегодня мы способны изготавливать такие металлы, такие сплавы, которые выдерживают космические перегрузки, чудовищный жар и холод. Мы можем создавать судовые двигатели мощностью в сотни тысяч лошадиных сил. Да и вообще какие могут быть сомнения в могуществе человека после того, как ледокол своим ходом пробился к полюсу?
И все-таки мы должны признаться, что до полной победы над полярными льдами еще далеко. Мы пока не в состоянии идти сквозь ледовые поля, не разбирая дороги, а вынуждены искать самые слабые места, выбирать очень сложные трассы, разрабатывать маршруты арктических рейсов как сложную военную операцию, в которой подчас можно победить не грубой силой, а хитростью, умением, высокой маневренностью, хорошо поставленной службой разведки.
Любое судно имеет свою генеральную идею, главную цель, которой подчинено все остальное. Так, для пассажирского лайнера главное — это комфорт и безопасность пассажиров. Поэтому в центре внимания проектировщиков и строителей находится надстройка судна с ее удобными каютами, танцевальными залами, дискотеками, салонами и плавательными бассейнами. Не меньше внимания уделяется вопросам деления корпуса на водонепроницаемые отсеки, обеспечению судна противопожарными, спасательными средствами и прочим мерам безопасности.
Для грузовых судов главное — это предусмотреть вместительные трюмы, поэтому усилия конструкторов направлены на распределение подпалубных объемов, создание максимально больших грузовых помещений, вооружение судна необходимыми грузовыми средствами.
Для ледокола же главная задача — это сокрушать лед, расчищать путь караванам транспортных судов, и этой генеральной цели подчинено все, что есть на судне: и сам корпус, и его машины, системы, устройства, механизмы.
Механика разрушения льда специальным кораблем состоит в том, что он своим корпусом наползает на лед и раскалывает его своей тяжестью. При этом ледокол действует как громадный рычаг: чем большая часть корпуса наползает на лед, тем больше плечо рычага, тем эффективнее его работа, тем более толстый лед он способен проломить.
От чего же зависит степень наползания корпуса на лед? Во-первых, от формы носа, во-вторых, от мощности силовой установки, точнее, от упора гребных винтов и, в-третьих, от инерционных свойств судна, а точнее, от его массы (при работе ледокола набегами).
Чтобы помочь носовой оконечности ледокола проломить толстый лед, очень важно иметь возможность временного увеличения ее тяжести при помощи дополнительного груза, особенно если этот дополнительный груз прикладывается не постепенно, а динамически, мощным ударом.
Так мы с вами выявили основные особенности ледокола, арсенал его активных, наступательных средств. Рассмотрим каждый из этих элементов в отдельности.
Форма корпуса ледокола необычная, особенно форма носовой оконечности. Обводы корпуса в носовой части образуют скос под углом 20–30 градусов.
Впервые эту форму применил изобретатель ледокола кронштадский предприниматель М. О. Бритнев, который своим изобретением, по существу, создал новый тип судна (об этом изобретении у нас будет еще возможность поговорить более подробно). Окончательно «ледокольную» форму носа развил и усовершенствовал С. О. Макаров — создатель «Ермака», вошедшего в историю судостроения как «дедушка ледокольного флота».
Поскольку при работе ледоколу приходится двигаться не только вперед, но и назад, ахтерштевню так же, как и форштевню, придают уклон около 30 градусов.
В сечении корпус имеет форму бочонка, чтобы сжимающим его льдам не за что было зацепиться. Тогда зажатое судно не подвергается разрушительным воздействиям (сжатиям) льда, а выжимается вверх, однако при этом должно быть соблюдено условие, чтобы ватерлиния проходила ниже самой широкой части судна.
Одна из важнейших характеристик ледокола — ширина корпуса, так как от нее зависит ширина канала, который ледокол прокладывает в ледовом поле для проводки судов.
Длину ледокола, напротив, стараются уменьшить, потому что отношение длины корпуса к ширине определяет маневренные качества судна: чем меньше это отношение, тем выше его маневренность, тем быстрее оно может вовремя уклониться от столкновения с большой льдиной, войти в просвет между двумя льдинами, быстрее осуществить околку своих подопечных судов.
Для ледокола характерна исключительно высокая прочность корпуса, что достигается применением особо прочных сталей, мощных конструкций. Если снять с корпуса наружную обшивку, значительно более толстую, чем обшивка других судов, то мы увидим целую систему взаимно переплетающихся балок: шпангоутов, стрингеров, флоров, бимсов, которые воспринимают огромные нагрузки, действующие на корпус.
В районе переменной ватерлинии, то есть там, где корпус подвержен наиболее интенсивному воздействию льдин, предусмотрен так называемый ледовый пояс: усиленная обшивка толщиной в несколько десятков миллиметров.
Самое уязвимое место у ледокола — винто-рулевой комплекс, он больше всего страдает при столкновении со льдинами. Поэтому форму кормовой оконечности выбирают такую, чтобы руль и гребные винты были по возможности защищены от ледовой агрессии.
Повышенные требования предъявляются к непотопляемости ледокола. Его корпус разделяют водонепроницаемыми переборками таким образом, чтобы при затоплении двух смежных отсеков корабль оставался на плаву.
На ледоколах предусматривается так называемая дифферентная система, которой нет ни на одном типе надводных судов. В состав дифферентной системы входят две большие цистерны: носовая и кормовая. На первых ледоколах эти цистерны соединяли между собой трубой большого диаметра, а теперь непосредственно около цистерны ставят мощный насос. Когда ледокол начинает наползать на льдину, в носовую цистерну из кормовой перекачивается мощными насосами забортная вода. Таким образом, к массе носовой оконечности добавляется несколько десятков тонн воды, причем эта дополнительная масса действует, как уже отмечалось, не статически, а динамически, подобно удару могучего молота. Под таким совместным напором металла и значительной массы воды очень трудно устоять даже самой толстой льдине.
На тот случай, когда ледокол застревает во льдах, весьма действенным средством является энергичное раскачивание корабля с носа на корму и с борта на борт. Поэтому на ледоколах, помимо дифферентной, есть еще и специальная креновая система. Она устроена так же, как и дифферентная, только цистерны расположены по левому и правому бортам.
В нашем житейском представлении лед кажется таким скользким. На самом деле это не так. При движении ледокола значительная часть мощности двигателей расходуется на преодоление сопротивления трения корпуса о лед. Чтобы свести к минимуму действие этой силы, на ряде ледокольных судов применяют специальное пневмоомывающее устройство: через маленькие отверстия, расположенные в носу и по бортам, в пространство между наружной обшивкой корпуса и льдом подаются пузырьки воздуха. Образуется своеобразная водяная прослойка, то есть «сухое трение» заменяется «смоченным трением», сопротивление льда существенно уменьшается.
Финские конструкторы разработали для судов ледового плавания краски, служащие той же цели — уменьшению ледового сопротивления.
Но главная наступательная сила ледокола, его основная характеристика, определяющая действенность, эффективность, пробивную способность, — это его мощность. Можно без преувеличения сказать, что корпус ледокола представляет собой бронированный сейф, служащий прежде всего для размещения сложного энергетического хозяйства, а оно на ледоколе занимает такой объем, что для других нужд остается довольно мало места.
На ледоколах доатомной эры почти все внутрикорпусное пространство занимали энергетическая установка и огромные запасы топлива: угля или нефти. На атомных ледоколах запасы топлива минимальны, но все равно энергетическому оборудованию приходится отводить львиную долю подпалубных объемов.
Поэтому до настоящего времени ни один ледокол не может рассматриваться как транспортное судно, хотя на нем есть небольшие трюмы. Видимо, одна из главных задач, стоящих перед проектировщиками ледокольных кораблей будущего, сводится к созданию такого судна, у которого транспортная функция не уступала бы ледокольной.
Поскольку мощность ледокола всегда имела особо важное значение, на всех этапах развития ледокольного флота на этих судах применялись, как правило, самые мощные и самые прогрессивные для своего временя энергетические установки: в начале нашего века — паровая машина, в начале 30-х годов — дизель-электрическая, которая и сегодня не утратила своей былой роли, а с конца 50-х годов — атомная установка. За 80 лет существования ледокола его мощность возросла в 7 с половиной раз. Ни один из существующих типов судов не может похвастаться столь стремительным ростом мощности.
Конечно, успешно бороться с арктическими льдами механическим наращиванием лошадиных сил невозможно. На фронте преимущество боевого подразделения определяется не только его силой, а возможностью оперативного маневрирования, быстрой концентрации на нужном участке всей огневой мощи, живой силы и техники. Точно так же успешное преодоление льдов, поведение которых подчас трудно предугадать, может быть обеспечено только в том случае, если энергетическая установка предоставляет ледоколу возможности маневрирования в самом широком смысле этого слова: производить быструю смену ходов и режимов и осуществлять концентрацию энергетической мощи там, где в этом возникает необходимость. Эти качества в полной мере присущи дизель-электрическим силовым установкам, поэтому-то они и получили такое распространение на ледоколах. Даже современные атомоходы — это, по существу, те же суда с электродвижением, на которых пар вырабатывается при помощи ядерной энергии, а дальнейшая схема передачи энергии на гребные винты практически не отличается от схемы, принятой на любом дизель- или турбоэлектроходе.
Ни один тип энергетической установки не обладает такой гибкостью, быстротой переключения, приспособляемостью к резким изменениям условий эксплуатации, какие присущи установкам, используемым на судах с электродвижением.
Таким образом, ледокол можно с полным правом сравнить с современным боевым подразделением. У него есть свои наступательные средства: мощный корпус с необычной формой носа и кормы, тяжелые, многотонные штевни для наползания на лед, дифферентная система, позволяющая быстро наращивать силу давления на лед, необычно мощная энергетическая установка, средства для уменьшения сопротивления льда движению.
В то же время у ледокола есть свои оборонительные средства: толстая обшивка корпуса с ледовым поясом, мощные и часто расставленные балки, подпирающие корпус изнутри, специальная конструкция ахтерштевня, защищающая винто-рулевой комплекс от повреждений, водонепроницаемые переборки, обеспечивающие высокую степень непотопляемости, необходимый арсенал спасательных средств.
И конечно, как на фронте, во льдах нужна хорошо поставленная служба разведки. Мы еще не достигли и, видимо, никогда не достигнем такого уровня развития техники, чтобы можно было форсировать льды напролом, идти сквозь ледовые поля не разбирая дороги. Поэтому для ледокола необходимы разведчики — самолеты или вертолеты. Раньше впередсмотрящий располагался в рубке или на мачте, в «вороньем гнезде», теперь его подняли на высоту в буквальном смысле этого слова.