НЫРЯЮЩАЯ ЗВЕЗДА

 

При сильной болтанке утлых суденышек огонь, хаотично появляясь и исчезая в провалах обрушавшихся на маяк волн, только вводил в заблуждение, не давая шкиперу четкого представления, где находится его судно относительно навигационной опасности, а часто и вообще гас.

 

Не лучше обстояло и со звуковым оповещением. Звон корабельного колокола и удары колотушки в металлические доски и в тихую-то погоду были слышны не далее 1–1,5 миль, а в ненастье их напрочь глушили накатывающиеся на палубу волны и порывы штормового ветра, превращая маяк в беспомощного немого, над которым жестоко потешалась распоясавшаяся стихия. Это отчетливо понимали устроители плавучих маяков и делали все для повышения как надежности маячного освещения, так и эффективности звуковых динамических оповещательных устройств.

Осветительный аппарат, Уилкинс, плавающий маяк
Осветительный аппарат Уилкинса

Первый совершенный для своего времени осветительный аппарат, специально созданный для плавучих маяков, предложил в 1857 г. английский инженер Роберт Уилкинс (Robert Wilkins). Он представлял собой восьмигранный застекленный фонарь диаметром 5¼ фута, накрытый сверху восьмигранным пирамидальным колпаком, из центра каждой грани которого выходила вытяжная труба, тоже накрытая колпаком. Колпак крепился к опорному кольцу, охватывающему судовую мачту.

 

С наступлением сумерек фонарь с зажженными фотофорами малого диаметра (не более 1 фута) поднимали палубной лебедкой, установленной возле мачты, на высоту от 25 до 38 футов. С восходом солнца его опускали в устроенное на палубе вокруг мачты круглое помещение, где лампы гасили, затем чистили фотофоры, заполняли резервуары ламп свежим маслом и протирали фонарные стекла. Для стабилизации фотофоров каждый из них размещался в кардановом подвесе. Благодаря этому при качке лампы оставались в вертикальном положении. На первых плавучих маяках огни светили постоянным светом. Это ограничивало возможности световых характеристик маяков.

 

 

Изобретение Уилкинса впервые позволило получать проблесковые вращающиеся огни. Для этого после подъема на мачту катоптрическому аппарату механической вращательной машиной, аналогичной применявшимся на стационарных маяках, придавали круговое движение с определенной скоростью и в зависимости от числа граней осветителя получали проблески различной интенсивности. Чтобы отличить один плавучий маяк от другого, варьировали число огней, — как правило, от одного до трех. Их размещали один над другим, по разным концам ноков рей или вокруг мачты, со смещением на 120º один относительно другого. Средняя дальность видимости катоптрических огней плавучих маяков не превышала 4–8 миль.

 

Это вполне удовлетворяло мореплавателей, поскольку корабли и суда старались следовать мимо маяка на небольшом удалении, чтобы гарантированно избежать встречи с морской опасностью. Катоптрический способ освещения просуществовал на плавучих маяках до 1872 г., когда французский фабрикант маячных аппаратов Лепот предложил заменить его диоптрическими аппаратами Френеля.

аппарат Френеля, огонь, устройство
План диоптрического аппарата Френеля. Постоянный огонь для плавающих маяков

Для постоянного огня его фирма разработала аппарат из трех фонарей с внутренним диаметром 300 мм. В фокусе каждого из них горела всего одна лампа, работавшая на растительном масле или керосине. Фонари, установленные в карданных подвесах, располагались вокруг мачты на разных друг от друга расстояниях, из расчета, что два из них одновременно должны быть хорошо наблюдаемы при подходе судов к маяку с любых румбов. Огни поднимались на требуемую высоту посредством цепной лебедки. Как отмечали специалисты, такие фонари, стоившие значительно дешевле катоптрических приборов, было просто и удобно поднимать и опускать, а сами фонари, небольшие по размерам и весу, даже при сильной качке легко и безопасно снимать и относить в помещение для чистки и приготовления к действию на следующую ночь29.

 

Для аппаратов, показывающих проблесковый огонь, или для больших аппаратов, дающих постоянный огонь, Лепот предложил вместо корабельной мачты устраивать на палубе ажурную вышку или цилиндрическую железную трубу большого диаметра, внутри которой имелся скоб-трап для доступа в фонарный отсек. На горизонтальной площадке опоры в остекленном фонарном отсеке он разместил светооптический аппарат Френеля, а если маяк имел проблесковую характеристику, то, как и на стационарном маяке, механическую вращательную машину. Предложение оказалось востребованным, и вскоре все маячные суда оснастили такими устройствами, техническое решение которых имело множество вариантов.

Маятник, механизм, линза, устройство
Маятниковый механизм с диоптрической линзой

Чтобы свет плавучего маяка всегда распространялся в горизонтальной плоскости, диоптрический аппарат стали соединять с особым маятниковым механизмом, поддерживаемым кардановым подвесом на шаровых подшипниках. Металлический стержень, выполнявший роль маятника и закрепленный в кардановом подвесе, вверху имел форму конуса, на который насаживалась диоптрическая линза Френеля.

Заключенная в каркас из четырех вертикальных металлических ребер, соединенных внизу с конической муфтой, линза одевалась на верхнюю оконечность стрежня. На вершине ее устанавливался металлический круг с закраинами, куда укладывался балансировочный груз. К нижнему концу стержня крепился груз из наборных чугунных дисков. Центр тяжести полученной таким образом качающейся системы располагался несколько ниже точки подвеса кардана. Это позволяло короткому плечу иметь очень большой период колебания, а тяжелый груз на длинном плече обеспечивал системе большой момент инерции. Находясь в равновесии, близком к неустойчивому, такая система во время боковой качки судна, когда точка подвеса описывала дугу большой кривизны, сохраняла почти полную неподвижность маятника относительно среднего положения и обеспечивала горизонтальное направление выходящего из фонаря светового луча. При накренениях судна свыше 50° во избежение сильных ударов груза о стенки трубы, способных повредить оптический аппарат, срабатывали буферные компенсаторы удара. При необходимости обслуживающий персонал производил «согласование» периода качания маятника с амплитудой колебания судна, подбирая верхние и нижние грузы. Выпуск подобных маятниковых аппаратов для плавучих маяков в начале XX в. освоила шведская фирма «Газоаккумулятор» известного изобретателя, нобелевского лауреата Нильса Густава Далена.

 

Масляное и керосиновое освещение на плавучих маяках просуществовало до начала 50-х гг. XX в., затем его заменили либо ацетиленовыми горелками, либо электрическими лампами накаливания, а вот распространенные в ту пору на стационарных маяках керосинокалильные установки, в силу повышенной хрупкости калильных сеток и чувствительности Ауэровских колпачков к морской влаге, на плавучих маяках не прижились.

 

 

Все плавучие маяки, помимо осветительных аппаратов, в обязательном порядке имели средства звуковой сигнализации. Сначала это были паровые свистки с максимальной дальностью действия до 2 миль, затем пневматические сирены, слышимые за 3–5 миль, позже появились наутофоны или диафоны с дальностью действия от 5 до 15 миль и, наконец, подводные колокола с дальностью действия лучших образцов до 20–40 миль. Мы не останавливаемся на их устройстве и принципах действия, поскольку по этим вопросам имеется обширная как научно-популярная, так и узкоспециальная литература.

 

 

 

(Окончание следует)

 

Статья была опубликована в декабрьском номере журнала "Наука и техника" за  2017 год

 

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!