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.
11 Специальное — лучше универсального
Якоря для судов технического флота
Судами технического флота обычно называют дноуглубительные снаряды — землесосы, черпаковые, штанговые и грейферные земснаряды, скалодробильные снаряды, плавучие краны, буровые плавучие установки, золотодобывающие драги, снаряды по добыче строительных нерудных материалов и прочие плавучие сооружения, выполняющие определенные работы на дне акваторий или на береговой полосе. Все эти суда, как правило, снабжены обычными втяжными становыми якорями соответствующей массы. Однако для выполнения своих задач им приходится пользоваться специальными якорями, которые называются рабочими якорями. Иногда таким судам приходится становиться на якорь при минимальном отрезке вытравленной цепи при условиях, когда направление тяги якорь- цепи беспрестанно меняется. В таких случаях нужны так называемые быстрозахватывающие якоря. Из десятков запатентованных якорей этого типа покажем три их конструкции, которые находят наибольшее применение.
Удачное решение конструкции быстрозахватывающего якоря нашел в 1911 г. шотландский инженер Штахельбергер (рис. 235). Три лапы, насаженные на один соединительный болт, вращаются независимо одна от другой. Их разворот ограничивается тем, что основание захватов на каждой из трех лап упирается в нижнюю часть рамы веретена. При работе на разнородных грунтах и грунтах, засоренных камнями, у этого якоря неоспоримое преимущество перед двулапыми якорями. Он хорошо держит и на гальке.
На рис. 236 показан якорь, запатентованный в 1933 г. шведским инженером Лундином, он быстро забирает грунт, но конструкция якоря очень сложна.
Более удачен быстрозахватывающий якорь, изображенный на рис. 237. Его запатентовал советский инженер Н. Васильянов в 1928 г. Веретено якоря — овальной формы, с вырезами для двух пар поворотных рогов, насаженных на шток.
Для облегчения подъема на якоре сделан рым для буйрепа.
На судах технического флота широкое применение находит однорогий адмиралтейский якорь (рис. 238). Им пользуются при лесосплавных работах на реках для крепления концов запани. Особенно широко он используется как рабочий якорь на дноуглубительных снарядах. Когда земснаряд прорывает траншею, он передвигается с помощью своих лебедок и двух завезенных в разные стороны однорогих якорей, которые иногда называют папильонажными. Это название происходит от французского слова papillon — бабочка. Когда земснаряд, прорывая траншеи, передвигается влево и вправо, то говорят, что он работает папильонажным способом, т. е. его движение похоже на полет бабочки.
235. Якорь Штахельбергера
236. Якорь Лундина
По мере передвижения земснаряда вперед якоря все время приходится перекладывать на новое место. Это делают с помощью самоходных судов-завозней. Иногда приходится рабочие якоря переносить вручную: мотозавозня из-за мелководья не может их доставить на нужное место или якоря необходимо заложить на сухих песках. Поэтому к папильонажным якорям предъявляют два немаловажных требования: легкость и высокая удельная держащая сила на сыпучих грунтах. Особенно это важно, когда земснаряду приходится работать на тяжелых грунтах или при большом слое срезки. В таких случаях держащую силу однородного «инвалида» пытаются увеличить за счет увеличения площади его лапы. Но те, кто переделывает якорь, иногда забывают, что величина площади лапы связана строгой зависимостью с углом атаки, углом отгиба рога и его длиной.
Нередко случалось, что наварят большую пластину и якорь вообще перестает держать — при увеличении усилия папильонажного троса вырывается из грунта. Насколько указанная зависимость важна и требует внимания, видно из истории с якорем Гошева.
Лабораторные сравнительные испытания, проведенные в 1958–1962 гг. Горьковским институтом инженеров водного транспорта, позволили отобрать четыре различных однорогих якоря, давших наилучшие результаты по величине держащей силы. Лучшим из них оказался якорь конструкции командира-наставника Северного бассейнового управления пути МРФ В. Гошева (рис. 239).
Горьковский институт внес в конструкцию этого якоря некоторые изменения. В результате родился якорь, названный якорем Гошева-ГИИВТа, держащая сила которого в два раза больше соответствующего адмиралтейского якоря с одним рогом (рис. 240).
237. Якорь Васильянова
Если у обычных якорей, применявшихся на земснарядах, угол отгиба рога составлял 35–45°, а угол атаки- 55° и выше, то у якоря Гошева — ГИИВТа эти величины составили 11 и 37°. К тому же у него площадь лапы на 20–25 % больше соответствующей площади обычного якоря с одной лапой. Максимальное удельное усилие протаскивания нового якоря на песчаном грунте равнялось на испытаниях 12,3 кгс на 1 кгс веса якоря и на глинистом грунте — 10 кгс.
Изобретателя, видимо, не устраивали эти результаты, и он, продолжая свои опыты, изменил соотношения в геометрических размерах, форму рога и лапы своего якоря, которую усовершенствовал ГИИВТ.
Спроектированный ГИИВТом новый якорь Гошева массой 225 кг был изготовлен на заводе «Теплоход» (рис. 241) и испытан в июле 1965 г. на глинистом, песчаном и илистом грунтах Оки и Волги.
Устойчивое удельное усилие протаскивания нового якоря Гошева на глинистом грунте оказалось в 1,58, на песчаном в 2,01 и на илистом в 1,24 раза больше, чем у якоря Гошева-ГИИВТа массой 200 кг.
238. «Адмиралтейский инвалид»
240. Якорь Гсшева-ГИИВТа
239. Первый якорь Гошева
241. Третий якорь Гошева
По сравнению с обычным адмиралтейским однолапым якорем удельная держащая сила нового якоря Гошева увеличилась в 3,35 раза на глине, в 5,17 раза — на песке и в 1,21 раза — на илистом грунте.
По мнению специалистов, держащая сила якоря увеличилась за счет изменения соотношений размеров веретена и лапы, а главное, за счет изменения формы кривой образования лапы якоря.
Если у якоря Гошева-ГИИВТа угол атаки назначался только для носка лапы, то у нового якоря Гошева обеспечивалось вхождение в грунт всей лапы при одном и том же оптимальном угле атаки. При натяжении якорного троса выбранные углы способствуют лучшему и большему заглублению якоря в грунт до самого веретена без нарушения целостности грунта в месте входа якоря в него.
Большое внимание усовершенствованию однорогого адмиралтейского якоря уделяется и за рубежом. Англичане, например, бились над «однорогими инвалидами» не один год, тщетно-пытаясь повысить их держащую силу за счет простого увеличения площади лапы. После окончания второй мировой войны за это дело взялся известный в Англии адмирал X. Доув. В 1950 г. он прочитал на заседании Королевского Общества Кораблестроителей доклад «Исследования на моделях якорей». Говоря о принципах расчетов однорогих адмиралтейских якорей, он сделал четыре вывода:
242. Якорь AM-12
243. Якорь Брюса
1) держащая сила якоря во многом зависит от расстояния от внутренней кромки лапы до грани веретена;
2) сторона веретена, обращенная к лапе, должна быть утонченной для более легкого вхождения в грунт;
3) поперечное сечение лапы должно быть минимальным, насколько это позволяет прочность конструкции якоря;
4) угол наклона плоскости лапы должен быть оптимальным.
В результате дальнейших экспериментов, проведенных Британским Адмиралтейством, родились три одно^ рогих якоря АМ-7, АМ-11 и AM-12 (буква «А» обозначала слово «Адмиралтейство», а «М» — «mooring» мертвый). После сравнительных натурных испытаний тип якорей массой почти по 2 т AM-12 показал держащую силу на 25 % выше двух других. Этот якорь массой 2,13 т показал усилие, равное 25 тс, по мнению англичан, в семь раз больше, чем у обычного однорогого адмиралтейского якоря. С тех пор АМ-12 учрежден в Англии как государственный стандарт (рис. 242).
