Водонепроницаемые двери и переборки судов «Олимпик-класса».

«Непотопляемый Титаник», «Даже сам Бог не сможет потопить это судно», «Вершина технического прогресса – непотопляемое судно», «Самое комфортабельное и безопасное судно», — такими заголовками пестрили газеты. Здесь сложно не согласиться. Элегантность и эстетичность «Титаника», его утончённый силуэт не могли не завораживать. Но на что ещё следует обратить внимание, так это на его техническо-сложную особенность – водонепроницаемую конструкцию. Она в себя включала: двойное дно и водонепроницаемые перегородки. И это вместо того, что бы ограничиться обычными одной или двумя «таранными переборками» в носовой части, корпус «Титаника» был разделен на шестнадцать водонепроницаемых отсеков примерно одинаковой длины, образованных пятнадцатью водонепроницаемыми переборками, построенных поперек корабля. На эту конструкцию возлагали огромные надежды. Британский журнал «Shipbuilder» после спуска «Олимпика» напечатал: «Это судно практически непотопляемо». Вскоре все позабыли прилагательное, и «Титаник» ознаменовали, как «непотопляемый». Но как показывает история, это оказалось не так. Тогда за счёт чего же был рождён этот миф, каким образом судно могло быть непотопляемым?
Проектировщики представили разработку, согласно которой судно могло оставаться на плаву при любом происшествии на море. Проект предусматривал создание шестнадцати водонепроницаемых отсеков вдоль корпуса корабля, разделённых пятнадцатью переборками особой прочности — такой тип переборок еще не использовался ни в гражданском, ни в военном флоте. Томас Эндрюс уверял, что судно не получит сколько-нибудь серьезного крена при затоплении двух смежных отсеков, и даже останется на плаву при заполнении водой четырёх соседних отсеков. Но если честно, то эта идея не нова, но реализация её на судах «Олимпик-класса» в таких объёмах, действительно грандиозна. Хотя не все разделяли такую уверенность главного конструктора.
В 1909 году, в Англии в качестве ведущего российского инженера и руководителя группы слушателей кораблестроительного отделения Военно-морской академии находился Владимир Полиевктович Костенко. В своё время он участвовал в проектировании и постройке в Британии крейсера «Рюрик». На верфи «Харленд энд Вулф» русский инженер получил возможность ознакомиться с проектом «400-1» и сразу отметил недостатки в обеспечении непотопляемости судна: отсутствие продольной водонепроницаемой переборки, поперечные переборки не доведены до главной палубы. Их высота ненамного превышала ватерлинию, все палубы были прорезаны сходами в обеденные салоны, «которые не уступали парадной лестнице Зимнего дворца».
Посоветовавшись с А.Н. Крыловым, Костенко указал директору фирмы Карлейлю и распорядителю верфи Томасу Эндрюсу на недостатки конструкции, которые угрожают живучести судна. «Поймите, одна небольшая пробоина и «Титаника» не станет», — увещал он директора. Но тот высокомерно заявил, что все эти соображения – «требования военных теоретиков вроде вашего Крылова, не диктуемые практикой, но неимоверно осложняющие планировку пассажирского лайнера». Кроме того, Костенко отметил отсутствие перепускных клапанов, дабы равномерно распределять попавшую внутрь корпуса воду в результате полученных повреждений обшивки, чтобы судно не получало в случае аварии недопустимого крена или дифферента, а оставалось на ровном киле.
Потребность в водонепроницаемых переборках возникла тотчас же после введения металлических корпусов судов; металл плавучестью не обладает, и, кроме того, при той толщине листов, которая бывает на практике, металлическая обшивка легче пробивается, чем деревянное судно. Единственным средством предохранить металлическое судно от потопления в случае пробоины является ограничение доступа воды в корабль посредством разделения его водонепроницаемыми переборками на несколько отделений, достаточно малых для того, чтобы заполнение одного или нескольких из них водой не грозило безопасности всего корабля, как вследствие погружения его в воду, так и вследствие сильного крена, или дифферента. Этим и обусловливается число водонепроницаемых переборок, причем часто применяется правило, предложенное в 1867 г. советом английского Института корабельных инженеров (Institution of Naval Architects) — а именно, что число непроницаемых переборок должно быть такое, чтобы при одновременном заполнении водой двух непроницаемых отделений, образованных ими, судно не затонуло. На коммерческих судах не так строго смотрят на их непотопляемость; так, «Bureau Veritas» признает в своих правилах постройки судов достаточным, если судно не потонет при заполнении одного из непроницаемых отделений. По правилам Bureau Veritas и Lloyd’s Register ( два общества, занимающихся наблюдением за исправностью постройки коммерческих судов, классифицирующих их по степени годности и т. д.) каждый коммерческий пароход должен иметь по крайней мере следующие переборки:
1) таранную — недалеко от носа судна — для предохранения судна от потопления при повреждении носа;
2) котельную — впереди котельного отделения;
3) машинную — позади машинного отделения;
4) кормовую — у внутреннего конца дейдвудной трубы (Дейдвуд — нижняя узкая часть корпуса судна в на носу и корме. Вал винта в дейдвуде окружен трубой, доходящей до места выхода вала наружу корпуса парохода.);
Все эти переборки поперечные, т. е. расположены параллельно шпангоутам. Из продольных переборок на коммерческих судах непроницаемыми делаются переборки угольных ям. Все главные поперечные переборки согласно правилам упомянутых обществ должны проходить до верхней палубы.
Вернёмся к «Титанику». Как я уже писала выше, судно было разделено 15 водонепроницаемыми переборками на 16 отдельных отсеков. Машинное отделение было самым большим отсеком, длиной в 21 метр длиной и шириной в 29м.

Расположение водонепроницаемых переборок на судах «Олимпик-класса».

Для удобства переборки обозначили латинскими буквами начиная с носа от А до Р (исключая I) из них А, В, К, L, M, N, O, P начинались от второго дна и достигали палубы D, остальные же до палубы Е.
(Формально переборка А достигала палубы С, но непроницаемой была только до палубы D) .
Хотя поперечные переборки и были герметичны, но перекрытия самих палуб нет, что не исключало перелива через верх. Исключение составляла нижняя палуба Orlop deck, которая была сплошной, формируя герметичные отсеки от переборок М до Р и от форштевня до переборки А. В любом случае верхушки переборок были выше ватерлинии и соответствовали всем правилам и нормам пассажирского флота того времени.
Переборки E, F, G, H и J из-за своей структуры не имели водонепроницаемых дверей в котельных, т.к. располагались между угольными бункерами. Герметичные двери здесь устанавливались на усиленной стенке переднего угольного бункера в каждой котельной (см.схему ниже).
Водонепроницаемы переборки, так же придают поперечную прочность корпусу. Они соединяются с обшивкой при помощи двойных уголков, между которыми вставляется лист металла переборки. Эти уголки были того же размера, что и шпангоут. К настилу второго дна и палубам крепление было аналогичное.
До палубы G, переборку возводили горизонтальными рядами (страйками), а выше G – вертикальными. Ширина листа была до 2 метров, высота с пролёт палуб. Между собой листы и страйки соединяются внахлёст при помощи заклёпок. По всем техническим данным переборка должна выдерживать большой напор воды, поэтому толщина металла больше в её нижней части (до палубы G), чем у верха.
Например, возьмём водонепроницаемую перегородку D. Между палубами F и Е толщина её вертикальных страйков равна 76 см, 86 см уже между F и G, а ниже палубы G толщина горизонтальных страйков увеличивается с 101 у палубы, до 142 см у основания.
Стыки листов металла переборок были заделаны смолой для обеспечения максимальной герметичности. Все перегородки, швы тщательно осматривались представителями министерства торговли. Те перегородки, которые образовывали часть герметичных отсеков под орлоп-деком, тестировали ещё во время строительства на верфи. Для уверенности в действительной водонепроницаемости переборок их испытывали водой. Каждое отсек на судне наполняли водой, причем переборки не должны давать ни малейшей течи в соседние отделения; испытания производились также и посредством сильной струи воды из брандспойта, которую направляют на пазы, стыки и т. п. соединения, причем на противоположной стороне не должно появляться ни течи, ни просачивания воды. В водонепроницаемых конструкциях корпуса имеется много отверстий различного назначения (двери, горловины, сходные люки, лацпорты, иллюминаторы и т. п.). Для обеспечения непотопляемости судна все эти отверстия должны иметь специальные водонепроницаемые закрытия. Рассмотрим более детально некоторые из них.

Водонепроницаемые двери.

На судах применяют двери двух типов: распашные (навесные) и клинкетные (скользящие). Последние устанавливаются ниже ватерлинии, и в свою очередь делятся на вертикальные и горизонтальные (латеральные).
Распашная дверь крепится к переборке на петлях и по периметру имеет резиновую прокладку. Вырез для двери в переборке окаймляется приварной полосой (комингсом). При закрытой двери резиновая прокладка прижимается к комингсу, чем обеспечивается водонепроницаемость. Двери плотно закрывают при помощи четырех — восьми задраек, которые при повороте рукоятки надвигаются на клиновые наделки и плотно прижимают двери к переборке. Чтобы можно было открывать и закрывать дверь с любой стороны, рукоятки задраек выходят на обе стороны двери.
Распашные двери обеспечивают водонепроницаемость только при небольшом давлении воды, поэтому их устанавливают на переборках в твиндеках, а также на наружных стенках надстроек и рубок. На трюмных переборках, где при получении пробоины может действовать значительное давление воды, устанавливают водонепроницаемые двери клинкетного типа.
На лайнерах «Олимпик-класса» подобные двери располагались в надстройках колодезных палуб (Well Decks) и базах кранов. Две подобные двери располагались в конце коридора для кочегаров при входе в герметичный вестибюль, а далее в котельную №6. Они всегда держались закрытыми и открывались только во время пересменки у кочегаров.

Клинкетные двери надстройки передней колодезной палубы

В клинкетной двери массивная литая дверная плита перемещается в вертикальных или горизонтальных пазах, закрепленных на переборке. Пазы и дверь имеют клиновидную форму, благодаря чему при закрывании двери она плотно заклинивается в пазах. Дверь в направляющих пазах перемещалась вручную, или от электродвигателя через винтовую, или зубчатую передачу.
Все клинкетные двери могут закрываться как непосредственно с места установки двери, так и с верхней палубы, для чего они имеют дистанционный привод. Двери с механическим приводом можно также закрывать с ходового мостика.
В редко посещаемых помещениях (отсеки двойного дна, диптанки и др.) вместо сходных люков устраивают горловины (лазы), которые обычно не имеют комингсов и закрываются съемными металлическими крышками с прокладками из резины. Крышки крепились при помощи болтов и гаек.
Вертикальные скользящие двери на Титанике (12 штук) служили проходом между отсеками на настиле второго дна (Tank Top). Они были специально разработаны проектировочным отделом «Харленд энд Вульф» для лайнеров «Олимпик-класса». Эти двери устанавливались двух размеров. В переборках от D и до J, дверной проём был высотой 1,7м, шириной 1,2м. А начиная с переборки К ширина уменьшалась до 85 см, высота оставалась прежней. Это было обусловлено тем, что в бойлерных кочегарам во время вахты или пересменки необходимо быстро передвигаться между отсеками, не создавая «толкатни» в дверях, а так же это облегчало провоз тележек с углём.
При включении механизма опускания, полуторатонная дверь не падала подобно гильотине, а опускалась постепенно, чтоб исключить возможность травмировать человека. Для этого использовалась система гидравлических тормозных цилиндров, расположенных над дверью. Для полного закрытия двери требовалось 25-30 секунд.
Каждая водонепроницаемая дверь удерживалась в открытом положении при помощи горизонтального поддерживающего вала с подшипниками на концах и дверной шестернёй в центре, которая плотно сцеплялась с зубчатой рейкой на самой двери. Один конец вала при помощи фрикционный муфты вставлялся в привод с электромагнитом, которым можно было управлять с рулевой рубки капитанского мостика или вручную. Вал удерживался в неподвижном состоянии при помощи защелок, не давая тем самым опускаться двери. В случае аварии вахтенный офицер одним поворотом рычага размыкал электрическую цепь, тем самым выключая электромагниты всех 12 дверей на настиле второго дна (Tank Top deck), те в свою очередь отжимали защёлки. Теперь двери ничего не удерживало и они под собственным весом опускались. Закрытию предшествовал предупредительный звонок. Вот небольшая выдержка из инструкции по использованию водонепроницаемых дверей.
«…В аварийной ситуации, для закрытия водонепроницаемых дверей на нижней палубе, сперва нажмите и удерживайте в течении 10 секунд кнопку аварийной сигнализации. Затем поверните и оставьте рычаг в положение ON. Примечание. Дверь нельзя будет поднять или управлять вручную, если рычаг находится в положении ON…».
Для ручного опускания двери использовали рычаг, который располагался рядом с дверью. Его рукоятку необходимо было поднять максимально вверх. С его же помощью можно было открыть (поднять) дверь.
Какого-либо способа управлять с мостика отдельно взятой дверью не было, как не было и индикаторной панели, показывающей статус двери (закрыта или открыта). На Олимпике такая панель была установлена уже после катастрофы Титаника, хотя заявку на её установку старший механик Джозеф Белл подал сразу после первого рейса Олимпика в 1911 году. Вот вам и очередной режиссерский полёт фантазии Дж. Кемерона в его «Титанике» 1997 года и Роя Бейкера в «Гибель «Титаника»» 1958 года.

В случае если не сработала система аварийного закрывания дверей с мостика, а рядом с дверью не оказалось человека, чтоб сделать это вручную, это не значит, что судно было обречено. На этот случай была предусмотрена система рычага с поплавком. Ниже уровня пола бойлерной, с левой стороны двери, был установлен поплавок, соединенным при помощи рычага с электромагнитом двери. Если забортная вода поступает в отсек, то поплавок поднимался, и рычагом размыкал электроцепь; дверь начинала закрываться. Если в изолированном отсеке остались люди, для их экстренной эвакуации в каждом отсеке имелась лестница. Из бойлерных, например, по котельным шахтам, они вели на палубу Е, с выходом на «Скотленд Роуд». Далее, при необходимости подняться на шлюпочную палубу, можно было воспользоваться лестницами, установленными в вентиляционных шахтах. Из машинного и турбинного отделения аналогичные лестницы имели выход на шлюпочную палубу. Поэтому не было такой необходимости бросаться под закрывающиеся двери, как это показано в фильме Дж. Кемерона, рискуя быть придавленным.
Водонепроницаемые двери на палубах Е и D были клинкетными горизонтальными и выполнены из кованной стали. На палубе F и ниже устанавливались аналогичне двери, но более мощные. Это двери реечного типа, благодаря чему легко закрывались при помощи ручного привода, расположенного рядом или палубой выше, непосроедственно над дверью. Поворт привода обеспечивался Т-образным ключом, длиной 75см. Обычно ключи находились в спецбоксах, недалеко от механизма закрытия. Доступ к ним имели старшие стюарды или члены экипажа. Всего на борту «Титаника» насчитывалось 21 дверь подобного типа. Были ли во время катастрофы закрыты все эти двери до сих пор неизвестно.

Одна из двух водонепроницаемых дверей, расположенных в столовой 3 класса.

К сожалению, весь технический прогресс начала 20 века не уберёг «Титаник» от гибели. Потребовалась такая «встряска», как гибель «Титаника», чтобы убедиться в том, что деление судна водонепроницаемыми переборками на изолированные отсеки должно основываться не на интуиции, а на достаточно строгих расчетах. Раньше этот вопрос решался в обстановке жарких споров между судовладельцем, требовавшим свести число водонепроницаемых переборок к минимуму (чем меньше величина отсеков – тем меньше грузовместимость судна и тем выше его стоимость), и проектировщикам, которые, стремясь обеспечить большую безопасность, увеличивали число переборок. В конечном счете, то или иное решение принималось в зависимости от степени влиятельности участников спора. Но не редко строители сводили на нет все старания проектировщиков: не видя в переборках ничего, кроме усложнения строительных работ, они иногда не доводили одну-две переборки до палубы переборок, и проникшая в корпус вода могла свободно переливаться из отсека в отсек. Эта трагедия послужила хорошим уроком и грозным предупреждением для проектировщиков, строителей, судовладельцев, капитанов и пассажиров. Она дала толчок развитию науки о непотопляемости судна. После гибели «Титаника» были созданы международные правила, в которых сформулированы четкие, строгие требования к непотопляемости пассажирских судов. В зависимости от длины судна и ряда других факторов, в этих правилах определено необходимое количество водонепроницаемых переборок, их высота, предельная длина каждого отсека и т.д. Благодаря новым правилам значительно снизилась аварийность судов.

Водонепроницаемая дверь на «Олимпике». Горизонтальная линия ниже двери обозначает уровень будущего пола котельной. Слева от двери внизу виден поплавок.

Приложение.

Схема расположения герметичных дверей на водонепроницаемой переборке К.
30 кормовой шпангоут.

Расположение водонепроницаемых дверей на Титанике.