Судьбы изобретений складываются по-разному. У одних изобретений век короткий, у других – долгий. Одни входят в жизнь шумно, помпезно, другие – тихо, незаметно. Изобретения возводят на пьедестал и низвергают, иногда на много десятилетий укладывают под сукно, чтобы потом снова извлечь и сделать достоянием человечества. Постоянные читатели «Чайки» помнят печальную судьбу замечательного парохода «Грейт Истерн», который появился на свет слишком рано («Чайка» 3 августа 2019 г) и не менее печальную участь великолепного клипера «Катти Сарк» («Чайка» 12 декабря 2019 г), который был построен слишком поздно. Но чаще всего изобретение рождается тогда и только тогда, когда оно становится жизненно необходимым, или, как гласит народная мудрость, необходимость – повивальная бабка изобретения.
Справедливость этого изречения очень хорошо иллюстрирует история ледокола «Ермак». Он появился как раз в тот момент, когда в нем нуждались особенно остро. И не удивительно, что идея ледокола зародилась не где-нибудь, а именно в России.
К концу XIX века в России сложилась критическая ситуация. Сибирь испытывала острую нужду в новых, современных путях сообщения, по которым она могла бы вывозить свою промышленную и сельскохозяйственную продукцию в западную часть страны и за границу. Построенная к тому времени транссибирская железная дорога не в состоянии была справиться со всевозрастающим грузопотоком, к тому же стоимость перевозок по железной дороге была заоблачной. Поэтому мысль о речных и морских трассах напрашивалась сама собой. Но тогда Россия располагала всего лишь одним северным портом – Архангельском, да и осуществлять через него морские перевозки можно было только в течение короткого северного лета. Задача, стало быть, сводилась к тому, чтобы как-то раздвинуть сроки навигации. Но каким образом?
И подобно тому, как в начале XIX века создание парохода дало возможность мореплавателям освободиться от вековой зависимости от капризов природы и создать регулярное судоходство, точно так же появление ледокола позволило людям в какой-то мере выйти из повиновения арктической природе и ограничить вмешательство стихии в людские дела, причем не только на севере, но и в других замерзающих портах России.
Сегодня, оглядываясь на более чем вековой путь развития ледокольного флота, можно сказать: ледокол как тип судна – чисто русское изобретение. На всех этапах его эволюции, начиная от парохода «Ермак» до современных атомоходов, решающее слово неизменно произносили русские ученые и конструкторы.
Какие только способы и средства ни пытался использовать человек для борьбы со льдами! Их пытались таранить, вспахивать, пилить, взрывать, растапливать и даже травить химикатами. Во времена Петра 1 для проводки затертых льдами кораблей на лед выходило несколько сот человек, вооруженных пешнями или топорами на длинных рукоятках, и пробивали канал. Иногда по льду стреляли из пушек или сами пушки сбрасывали на лед. В начале царствования Петра 1 появились ледовые сани – водонепроницаемый ящик длиной более 20 м с криволинейным днищем. Ящик загружали камнями или льдом, потом в него впрягали 200-250 человек или два десятка лошадей и тащили по заранее прорубленной борозде. С развитием пиротехники начали применять порох, а затем динамит.
В XIX веке в России на некоторых судах устанавливали носовой таран – металлический или деревянный. Судно с разбегу ударяло тараном лед и, если последний не был очень прочным, в нем появлялась трещина.
Были и другие не менее экзотические предложения – например, устанавливать на судне краны для подъема и сбрасывания на лед чугунных гирь, располагать по бортам циркулярные пилы или устанавливать перед судном раму с вращающимся цилиндром наподобие дорожного катка. Интересной была идея «карабкающегося» ледокола. Авторы проекта предлагали установить на судне гребные колеса с шипами на лопастях. Благодаря шипам судно смогло бы наползать на лед и своей тяжестью ломать его.
Большие надежды возлагали на пароструйные аппараты для растапливания льда и мощные мониторы, разрушающие лед струей воды под высоким напором. Даже великий Жюль Верн не устоял перед изобретательским соблазном и указал на возможность нагревать корпус судна и таким образом растоплять лед. Кстати, эта идея, как и многие другие фантазии этого удивительного человека, не пропала втуне: сегодня на современнейших атомных ледоколах есть специальное устройство для нагрева носовой части корпуса, позволяющее уменьшить трение корпуса о лед и таким образом снижающее сопротивление льда движению судна.
Словом, во все времена не было недостатка в идеях, как бороться со льдами, но даже наличие этого великого множества предложений и изобретений (а всего их в мире зарегистрировано около 400!) не позволило создать принципиально новое судно, способное эффективно преодолевать льды, хотя некоторые из этих идей впоследствии оказались полезными для оснащения ледоколов и других судов ледового плавания.
Главная причина, по которой до определённого времени человек не мог создать корабль, способный «на равных» сражаться со льдами — это отсутствие технической базы. Никакая даже самая остроумная инженерная идея не в состоянии заменить прочный стальной корпус и мощную энергетическую установку. Эту мысль хорошо подтверждает история парохода «Пайлот» - одного из ближайших прототипов первого ледокола «Ермак».
Во второй половине XIX века небольшая крепость Кронштадт, построенная Петром 1 на острове Котлин для защиты Петербурга, превратилась в мощную военно-морскую базу царского флота. Летом связь между Петербургом и Ораниенбаумом (ныне Ломоносов) с Кронштадтом осуществлялась на судах, зимой – на санях по льду Финского залива, а весной и осенью, когда лед был недостаточно крепким, связь вообще прерывалась. И можно представить себе, каким событием для жителей Кронштадта, которые периодически оказывались отрезанными от Большой земли, было объявление, опубликованное в местной газете «Кронштадтский вестник» 25 апреля 1864 года:
«Большое удобство для публики, желающих ехать в Петербург и для приезжающих оттуда, доставляет винтовой пароход «Пайлот» почетного гражданина Бритнева, который ходит ежедневно до настоящего открытия навигации три раза в день с пассажирами в Ораниенбаум в 8, 12 и 3 часа».
Михаил Осипович Бритнев был владельцем нескольких небольших пароходиков. Размышляя над тем, как продлить навигацию между Кронштадтом и Ораниенбаумом хотя бы на пару недель, он напал на счастливую идею и проверил ее опытным путем. Он срезал округлую часть носовой оконечности судна и придал ему привычную для настоящего времени ледокольную форму. За счет изменения формы носа пароход получил возможность наползать на лед и ломать его своей тяжестью. Конечно, речь шла об очень тонком, еще не окрепшем льде, но свою цель Бритнев достиг, и его «Пайлот», а затем и второй пароход «Бой» в течение 27 лет успешно работали на своей линии, не получив за это время ни одного серьезного повреждения. Помимо перевозки пассажиров, эти маленькие пароходики (длина «Пайлота» была всего 26 м, а мощность паровой машины 60 лошадиных сил) постоянно оказывали помощь другим судам во время весенне-осенней ледовой неурядицы, вызволяя их из ледового плена, причем за эти услуги Бритнев ни разу не потребовал вознаграждения.
Значение этого изобретения было огромно: оно сразу открыло путь превращения судов в активные средства борьбы со льдами. «Пайлот» стал прототипом будущих ледоколов. Тем не менее, поскольку тогда еще не было мощных двигателей и форсирование льдов не давало большого эффекта, идею Бритнева в России не оценили. Зато иностранцы очень быстро ухватились за русское изобретение. Зимой 1871 г в результате сильных морозов льды сковали Эльбу и акваторию крупнейшего германского порта Гамбург. Нужно было срочно восстановить жизнедеятельность порта, и тогда в Россию откомандировали специалистов, которые осмотрели «Пайлот» и за 300 рублей купили его чертежи. По этим чертежам был построен ледокол, получивший название «Eisbrecher 1». Даже само слово Eisbrecher, а впоследствии английское аналогичное Icebreaker – это точная калька русского слова «ледокол», так что иностранцы заимствовали в России не только техническую идею, но и сам термин.
Очень довольное работой своего первого ледокола, управление Гамбургского порта заказало еще два аналогичных судна, а затем такие же пароходы появились в Любеке, Ревеле (Таллинне) и других балтийских портах.
Затем ледоколы стали строить в Дании, Швеции, США и Канаде. Несколько ледоколов появилось и в России: в Николаевском порту, во Владивостокском порту, паромы - ледоколы на Волге и Байкале. Но это были маломощные ледоколы, рассчитанные для ломки льдов только в умеренных широтах и совершенно не пригодные для работы в арктических морях. И только когда металлурги научились выплавлять добротную сталь, кораблестроители овладели искусством делать из этой стали достаточно совершенные, прочные суда, а механики создали мощные паровые машины, появилась реальная техническая база для постройки настоящего ледокола.
Но история учит: для того, чтобы сделать исключительно важное изобретение, мало иметь необходимые технические и экономические предпосылки. Еще нужен человек, который по широте кругозора, уровню научно-технической подготовки, оригинальности мышления, организаторским способностям может совершить переворот в сознании людей, преодолеть инертность мышления и создать принципиально новое инженерное сооружение. Таким человеком стал создатель первого в мире арктического ледокола Степан Осипович Макаров.
Знакомясь с его жизнью, невольно поражаешься, насколько счастливо в нем сочетались замечательные качества ученого, инженера, государственного деятеля и военного стратега, и трудно отделаться от мысли, что Макаров, будто бы зная о своей великой миссии, всю жизнь планомерно готовил себя к тому, чтобы в течение последнего десятилетия своей жизни свершить то главное, ради чего он родился на свет – дать человечеству ледокол.
В 1870 г Макарову не было еще 22 лет, когда его имя получило известность в научных кругах после того, как он опубликовал статью, положившую начало совершенно новой корабельной науке – теории непотопляемости. На молодого офицера обратил внимание известный кораблестроитель вице-адмирал А. А. Попов и пригласил его работать в Петербург. Там, работая под руководством Попова, одного из ведущих корабельных инженеров России, Макаров получил громадный практический опыт в области судостроения, что впоследствии сыграло решающую роль при создании ледокола.
Во время русско-турецкой войны 1877-78 гг. Макаров изобрел мину-крылатку и оригинальный способ применения этого оружия - с борта паровых катеров, которые во время сражения спускались на воду с палубы большого парохода. Предложение было принято, и переоборудованный по проекту Макарова пароход «Великий князь Константин» с десантируемыми катерами на борту стал грозным кораблем в боевых операциях против неприятельской эскадры. А «заодно» с легкой руки Макарова на флоте появился новый тип суда: корабль-кораблевоз, получивший значительное развитие в последующие десятилетия. В частности, на таком судне автор этого очерка совершил свой первый рейс: это была тунцеловная база с 6 ботами на борту, которые база доставляла в район промысла. Там боты спускали на воду, и они, разбегаясь в разные стороны, ловили тунца и доставляли свой улов на базу.
Став командиром корабля, Макаров успешно сочетал свои командирские обязанности с огромной научной работой. Одно из его исследований было удостоено премии Санкт-Петербургской академии наук, а капитальный труд «Витязь» и Тихий океан» - сразу двух наград: премии Академии наук и золотой медали Географического общества. Так состоялось рождение Макарова как крупного ученого-океанолога. Военная карьера тоже шла не менее успешно: он получил звание вице-адмирала и назначен командующим практической эскадрой Балтийского флота. В результате Макаров обрел широкие возможности активного участия в развитии военно-морского флота, решать вопросы в государственном масштабе. Он пишет ряд важных работ по стратегии и тактике флота, анализирует роль флота в системе вооруженных сил.
Таким образом, к тому времени, когда Макаров приступил к созданию ледокола, он уже был непререкаемым авторитетом как крупный флотоводец, государственный деятель, видный кораблестроитель и блестящий ученый.
Впервые мысль о создании полярного ледокола Макаров высказал своему другу, профессору Морской академии Ф. Ф. Врангелю, в 1892 г, когда Нансен энергично готовился к своему историческому плаванию в направлении к полюсу. Как государственный деятель, Макаров понимал, что корабль, способный не пассивно дрейфовать со льдами, как это собирался Нансен на своем легендарном «Фраме», а активно работать во льдах, что для России жизненно необходимо – ведь удлинение сроков арктической навигации неизмеримо расширит торговые возможности и экономические связи огромной северной державы.
«Ни одна нация не заинтересована в ледоколах столько, сколько Россия – писал Макаров. - Природа заковала наши моря льдами, но техника даст теперь огромные средства, и надо признать, что в настоящее время ледяной покров не представляет более непреодолимого препятствия к судоходству»
Как военный руководитель и флотоводец адмирал хорошо представлял, насколько важно для России иметь морской путь, связывающий восточную часть страны с западной и при этом полностью лежащий в пределах территориальных вод Российской империи. В своей записке в морское министерство адмирал отметил: «Полагаю, что содержание большого ледокола на Ледовитом океане может иметь и стратегическое значение, дав возможность при нужде передвинуть флот в Тихий океан кратчайшим и безопаснейшим в военном отношении путем».
Справедливость этих слов подтвердилась очень скоро. Сколько кораблей, сколько человеческих жизней было бы сохранено, если бы к началу русско-японской войны 1904 -1905 гг. был открыт и освоен Северный морской путь! Не было бы кровавой Цусимы, не было бы этой страшной и позорной страницы в истории царского флота, если бы корабли Балтийской эскадры шли на Дальний Восток не вокруг света, а вдоль северных берегов России.
Но высокопоставленных царских чиновников не могла убедить никакая аргументация. Резолюция управляющего морским министерством П.П. Тыртова была немногословна, но выразительна: «Морское министерство никоем образом не может оказать содействие адмиралу ни денежными средствами, ни тем более готовыми судами, которыми русский военный флот вовсе не так богат, чтобы жертвовать их для ученых, к тому же проблематичных задач».
Трудность реализации проекта Макарова объяснялась еще ожесточенной конкуренцией капиталистов европейской части России с сибирскими промышленниками. «Европейцы» хорошо понимали, что как только сибирские товары мощным потоком наводнят европейский рынок, произойдет резкое падение цен. Поэтому капиталисты, жившие к западу от Уральских гор, делали все от них зависящее, чтобы держать сибирских купцов взаперти и не выпускать их на мировой рынок. И естественно, создание полярного ледокола, который бы сокрушил перемычку между Востоком и Западом, нанес бы европейским предпринимателям серьезный ущерб.
Но Макаров было не тот человек, чтобы сразу отказаться от своей идеи. Он выступил с лекцией в Академии наук, предварительно издав текст лекции отдельной брошюрой. Чтобы не отпугнуть неверующих дерзостью своих замыслов, Макаров в своей лекции говорил только об обеспечении зимней навигации в Финском заливе, об установлении пароходного сообщения между иностранными портами и устьями рек Обь и Енисей. И такая тактика оказалась правильной: он нейтрализовал недоброжелателей скоромностью поставленных задач, и поэтому первый тур битвы за ледокол он выиграл.
Тогда Макаров делает второй шаг. Ему теперь нужно было, чтобы о ледоколе заговорила вся Россия. Совместно с Врангелем он организует публичную лекцию с броским, кричащим названием «К Северному полюсу напролом!». Лекция прошла с огромным успехом и сразу получила широкую огласку.
И все-таки Макарову вряд ли удалось бы справиться с царской бюрократией, если бы в ряды сторонников ледокола не встал великий русский ученый Д.И. Менделеев. Он горячо поддержал предложение адмирала и взял на себя нелегкую миссию убедить российских правителей в реальности и полезности предлагаемого проекта. Пользуясь в высших правительственных кругах непререкаемым авторитетом, Менделеев обратился за помощью к всесильному министру финансов С. Ю. Витте. Тот быстро понял, насколько проект адмирала будет способствовать экономическому развитию России и энергично включился в кампанию за создание ледокола.
В октябре 1897 г по распоряжению Витте была создана специальная комиссия, в состав которой вошел С. О. Макаров (председатель), Д. И. Менделеев, Ф. Ф. Врангель и ряд других крупных специалистов, ученых и предпринимателей. Со временем министр Витте настолько увлечется идеей ледокола, что впоследствии в своих мемуарах напишет об этом судне как о своем детище:
«В 1897 г, а именно в конце этого года, по моей инициативе заказан ледокол «Ермак». Ближайшей целью сооружения этого громадного парохода была у меня та мысль, чтобы, с одной стороны, сделать возможным судоходство в Петербурге и других важных портах Балтийского моря в течение всей зимы, но главным соображением попытаться, нельзя ли пройти на Дальний Восток через северные моря по северному побережью Сибири». Впрочем, министр тут же спохватывается и делает реверанс в сторону подлинного творца нового корабля: «Ледокол был сооружен при ближайшем участии адмирала Макарова».
14 ноября 1897 г Витте вручил царю докладную записку, и тот поставил на ней резолюцию: «С-ъ» (Согласен), а уже через месяц Макаров поехал в Англию, в город Ньюкасл заключить с фирмой «Армстронг» контракт на строительство уникального судна.
Во время переговоров Макаров показал себя отличным дипломатом и поразил договаривающуюся сторону непреклонностью своих позиций. Пожалуй, за всю историю своего существования фирма не подписывала контракт на столь жестких условиях.
Непоколебимый адмирал выговорил заказчику право контролировать постройку ледокола на всех этапах, проверять водонепроницаемость отсеков наливом (то есть путем наполнения их водой). Окончательный расчет фирмой заказчик намеревался произвести только после того, как ледокол пройдет полный цикл испытаний сначала в Финском заливе, а потом в полярных льдах, причем во время испытаний разрешалось ударять носом в лед любой толщины на полной скорости, и если при этом корпус получит какие-либо повреждения, фирма обязуется устранить их без увеличения контрактной стоимости – полтора миллиона рублей.
Макаров наблюдал за постройкой судна, демонстрируя колоссальную эрудицию. Штурман Николаев, наблюдавший за постройкой корабля в Ньюкасле, вспоминал: «На заводе Армстронга, где строился «Ермак», все - от инженера до мальчишки, подававший заклепки, относились к адмиралу с большим уважением, высоко ценили знания адмирала в области судостроения и механики и удивлялись, каким образом адмирал, строевой офицер, мог так прекрасно изучить это дело».
17 октября 1898 г судно было спущено на воду и по повелению царя названо «Ермак» - в честь первооткрывателя Сибири. Смысл этого имени заключался в том, чтобы показать: подобно тому, как в XVI веке первопроходец Ермак открыл Сибирь для Европы, так и сейчас благодаря ледоколу, носящему то же имя, произойдет второе открытие Сибири.
Что представлял собой этот первый в мире полярный ледокол? Это было довольно большое по тем временам судно длиной около 100 м. Корпус имел яйцевидную форму, так что при сжатии во льдах он как бы выжимался кверху и не испытывал чудовищных нагрузок. Надводная и подводная части корпуса были наклонены к вертикали, что позволяло пароходу наползать на лед и крушить его своей тяжестью. Для обеспечения непотопляемости корпус был разделен продольными и поперечными переборками на 44 водонепроницаемых отсека. Судно имело двойное дно и двойные борта. В районе ватерлинии предусматривался ледовый пояс шириной 8 м, толщиной 24 мм. Технической новинкой были креновые и дифферентные цистерны .* Перекачиванием воды из носовых цистерн в кормовые и из левобортных в правобортные предоставлялась возможность раскачивать судно, и таким образом освобождать его от застревания во льдах. На ледоколе были установлены четыре паровых машины общей мощностью 10 000 лошадиных сил. Судно принимало на борт 3000 т угля.
20 февраля 1899 г была завершена приемка судна, а 1 марта состоялась первая встреча ледокола с его грозным противником – льдами. Это произошло недалеко от порта Ревель. Один из очевидцев восторженно писал: «Ермак» резал лед так же, как нож режет масло». На пути к Кронштадту ледокол повстречали финские рыбаки. Их изумлению не было предела, и они бежали по льду за ледоколом, как некогда люди бежали по рельсам за первым паровозом.
4 марта 1899 г был днем триумфа адмирала Макарова. В этот день ледокол пришел в Кронштадт, и весь город высыпал на берег, чтобы увидеть необычное плавучее сооружение. Местная газета «Котлин» писала:
«Вот «Ермак» все ближе и ближе. Движение его в массе сплошного льда поразительно. Все мы знали, что лед на рейде доходит до полутора аршин (106 см – С.Б.), и не верилось своим глазам, как шел «Ермак», будто бы льду и не было. Не заметно ни малейшего усилия. «Ермак» шел с глухим треском, ломая лед и подбивая его под себя благодаря удивительно рассчитанным обводам, особенно в носу. Ясно было видно, как штевень** легко врезался в лед, после чего масса льда покорно уходила под мощный корпус судна. Кругом не образовывалось трещин, и «Ермак» шел, плотно прижимаясь бортами ко льду. У самого борта иногда показывались толстые льдины, но быстро прятались под корпус, за кормой оставался свободный канал, наполненный льдом, разбитым на куски мощными винтами «Ермака».
Встреча ледокола началась гораздо раньше, чем предполагал Макаров. Лишь только «Ермак» прошел Толбухин маяк, расположенный невдалеке от Кронштадта, к ледоколу бойко подбежали на лыжах солдаты и приветствовали его криками «ура». Еще более был удивлен Макаров, когда увидел, что навстречу «Ермаку» двигались по льду толпы народа, причем многие ехали на лошадях и даже на велосипедах. Люди торопились взглянуть на корабль, который смело и уверенно проложил себе дорогу через льды.
Пришлось уменьшить ход, чтобы людям, окружившим корабль, не пришлось бежать. «Ермак» ломал лед с глухим треском. Толпа все росла и ближе продвигалась к ледоколу. Всем хотелось рассмотреть самого творца «Ермака», стоявшего на верхнем мостике и отдававшего приказания. А Макаров в эту торжественную минуту больше всего опасался, как бы не произошло беды: а что если лед не выдержит тысячной толпы и обломится. Но все обошлось благополучно. Кронштадтская газета «Котлин» на другой день поместила статью своего корреспондента. Он писал: «Встречавшая толпа все более и более наэлектризовывалась. Я думаю, что мало кто в эту минуту отдавал себе ясный отчет обо всей важности события, но все единодушно приветствовали новый блестящий подвиг человеческого ума и энергии. В каждом из присутствующих невольно поднималось чувство гордости за нас, русских, что из нашей среды нашлись люди, не только способные делать теоретические выводы, но на деле доказывать и подтверждать идеи, открывающие новые горизонты. Многие скептически относились к «Ермаку», многие не верили в его силу, несмотря на легкость, с которою он преодолевал ледяной покров. Вселяется убеждение, что какой бы толщины ни был лед, он больше не будет прекращать торговли, не будет запирать Балтийский флот на 6 месяцев, и мы в Кронштадте будем так же близки к свободному морю, как и прочие государства. Теперь нет времени перечислять все случаи практического применения «Ермака», но мы были только свидетелями его победы и шлем свои пожелания счастливой и долгой работы «Ермаку» на пользу родного флота и на славу его инициатору и тем, которые способствовали его осуществлению. «Ермак» уже не мечта, а, совершившийся факт. Зрелище, увиденное нами вчера, было поистине грандиозное, о котором на всю жизнь сохранится воспоминание».
Вера в неограниченные возможности «Ермака» упрочилась, когда уже на третий день пребывания ледокола в Кронштадте начали поступать сообщения о затертых во льдах судах с просьбой о немедленной помощи. И «Ермак» оказался на высоте. Он легко освободил все корабли, застрявшие в Кронштадтском, а затем в Ревельском портах.
В первых числах апреля 1899 года «Ермак» вскрыл устье Невы и позволил таким образом необычайно рано начать навигацию в Петербургском порту. 4 апреля при огромном стечении народа ледокол ошвартовался около Горного института. Восторг, изумление людей можно сопоставить только с событием, происшедшим полвека спустя, когда был запущен первый искусственный спутник Земли. Макаров стал героем дня. В его честь и в честь ледокола «Ермак» устраивали банкеты, собрания и даже служили молебны. Так начал свою службу первый в мире полярный ледокол, которому было суждено прожить долгую и славную жизнь, о чем мы расскажем во второй части нашего очерка.
--------
*Дифферент – наклон судна на нос или на корму; крен – наклон на левый или правый борт
** Штевень - прочный брус в носовой и кормовой оконечностях корабля
Комментарии
Напролом к полюсу
Очень информативный и увлекательно написанный очерк. Автору удалось сделать его интересным как людям, не чуждым техники, так и (как мне представляется) от неё далёким, а это совсем непросто - знаю не понаслышке. Насколько помню, автор написал много статей по этой либо близкой тематике, и все они обладали такой универсальностью - качеством достаточно редким. Желаю автору продолжать доставлять удовольствие читателям, рассказывая хорошим языком об интересных инженерных объектах, изобретениях, фактах, людях, характерах, событиях. Спасибо Семёну Белкину, буду ждать его публикаций.
Добавить комментарий