Как работает якорь?

Вы когда-нибудь задумывались, как относительно небольшой по размеру якорь удерживает на месте огромный корабль? На самом деле, здесь нет никаких секретов.                                    





Якорь сейчас настолько незаменим на флоте, что выход в море даже без запасного (!), не говоря уже о тех, которым полагается быть в клюзах, по международным правилам, запрещен.
На сегодняшний день в мире известно более 5000 видов якорей.
Многие уверены, что якорь нужен для того, чтобы удерживать корабль на месте за счет сцепления с дном водоема. Если бы это было так, у любого корабля был бы якорь на веревке. Но даже у самых примитивных лодок якорь привязан не к веревке, а к металлической цепи.    


Первым якорем в истории был камень с привязанной к нему лианой (а позже - верёвкой). Со временем закономерно появился ряд усовершенствований:
1) Жёлоб в камне, чтобы не соскальзывала верёвка.
2) Отверстия в камне для этих же целей.
3) Плетёные корзины, сети, мешки, колоды, в которые нагружали нужное количество мелких камней в зависимости от силы ветра и течения.
4) Дополнительные отверстия в камне, сквозь которые пропускали деревянные колья, заостренные с двух сторон. Под действием веса камня эти колья зацеплялись за грунт, увеличивая держащую силу якорного камня.
Затем появились деревянные якоря. По сути, это были деревянные крюки, которые делали из твердых, тонущих в воде пород дерева. Такие якоря держали судна значительно надёжнее, чем все разновидности якорных камней. Но была одна проблема: однорогий якорь иногда ложился плашмя и не зацеплялся за грунт. Так появилась должность "якорный ныряльщик": он должен был нырнуть вслед за якорем и направить якорь рогом в грунт. Но "якорный ныряльщик" мог быть полезен лишь на небольшой глубине. Поэтому нужно было, чтобы якорь под действием силы тяги каната сам зацеплялся за грунт. Тогда якорь приобрёл конструкцию, которая считается классической до сих пор: веретено, 2 рога и шток. Также были распространены комбинированные якоря - деревянные с каменными штоками. С развитием кузнечного мастерства появились железные якоря, которые стали ещё надёжнее. Такой якорь сохранял классическую форму, достигнутую инженерной мыслью предыдущего исторического этапа. Якорь стал одним из базовых изделий мастеров кузнечного дела наряду с мечом, топором, плугом. Классический якорь с лапами. На этом этапе у якоря появились лапы, которые облегчали вхождение рогов в грунт. Так якорь приобрёл свой окончательный, классический, привычный нам вид, который не менялся на протяжении многих столетий. До середины XIX века глобальных изменений в эволюции якоря не произошло.
Классический якорь именуется "адмиралтейским". Своё название он получил в 1821 году, когда был одобрен Британским Адмиралтейством для использования во флоте. Он прочно удерживает судно на месте. Но очень громоздкий: его опасно подвешивать у борта, поэтому необходимо снимать шток и переваливать через борт. К тому же, если меняется направление течения или ветра, цепь может намотаться на лапу, а якорь - сорваться.    


Из-за несовершенства конструкции адмиралтейского якоря стали появляться всё новые модернизации этого важного устройства. Разработчики двигались в нескольких направлениях.
Одним из самых известных якорей альтернативной конструкции стал якорь Холла - с плоскими качающимися лапами. Он славится быстротой "забирания" грунта. Но при этом недостаточно прочно держит судно в разнородном грунте.    
Свой якорь Холла есть и в офисе World of Warships!


А якорь Дэнфорта имеет плоские лапы, которые находятся близко к веретену, а шток располагается в нижней части. С таким якорем судно надежно закрепляется в нетвёрдых грунтах, даже если его разворачивает на 360°.
Существуют даже плавучие якоря, которые удерживают судно носом к ветру, не давая стихии его развернуть лагом (боком) к волне и прибить к берегу.
Современные якоря в зависимости от назначения делятся на 4 типа:
Становые якоря нужны непосредственно для удержания судна на стоянке. Они располагаются в носовой части судна. Вес становых якорей может достигать 30 тонн: такими закрепляют огромные авианосцы.
Вспомогательные якоря располагаются на корме и предназначены для предотвращения разворота судна, которое стоит на становом якоре.
"Мёртвые" якоря закрепляют плавучие объеты для длительного удержания на одном месте (маяки, буи, буровые суда).
Завозы служат для удержания специализированных плавучих средств (например, судна технического флота для дноуглубительных работ или добычи ископаемых).
Условно всю конструкцию можно разделить на 4 функциональные части:
Веретено - основа всей конструкции.
Рым (кольцо) и скоба обеспечивают крепление якоря к якорной цепи или канату.
Рога отвечают за "зарывание" и удержание в грунте. Рога заканчиваются лапами. Острие лапы называется носок. Рога крепятся на веретене двумя способами: неподвижно (тренд) или на шарнире в коробке.
Шток присутствует в конструкции лишь некоторых видов якорей. Его роль - перевернуть якорь на дне сразу после погружения. Это нужно, чтобы рога якоря не легли на дно горизонтально: иначе они не смогут зацепиться за грунт. Шток расположен перпендикулярно веретену и рогам.    


Задача якоря - немного зацепиться за корягу или складку рельефа. Основную работу проделывает цепь. Ее задача - лечь грузом на дно. А веревка нужна только для того, чтобы начать поднимать/держаться за цепь.
Представьте себе традиционный якорь. У него есть цевье (вертикальный стержень) и лапы. Понятно, что если его просто бросить на дно, он так и будет лежать и корабль он своим весом удержать не может.
А теперь представьте, что он продолжает лежать на дне, на боку, а корабль в это время начинает двигаться назад (если якорь бросили с носа, то так и делают, кстати). Якорная цепь или канат будет постепенно ложиться все более полого, вплоть до того, что некоторая часть ее просто ляжет на дно.
Представьте теперь, что корабль начинает выбирать цепь. Другой ее конец начнет тянуть якорь за горизонтально лежащее цевье и одна из лап якоря (который теперь начинает выглядеть, как плуг) вопьется в грунт. Это-то и требуется. Якорь держит корабль на месте по принципу плуга и современные якоря так и сконструрованы, с плоскими поворотными лемехами, чтобы быстрее и эффективнее зарываться в грунт.
Для снятия с якоря процедура обратная: корабль включает двигатели или поднимает паруса, подходит ближе к точке крепления якоря, выбирая цепь, якорь становится в более вертикальное положение и его лапы освобождаются из грунта.
Если бы якорь держал корабль, то его приходилось бы каждый раз оставлять на морском дне, как это бывает, когда он реально за что-то зацепится намертво. Это худший день в жизни судовладельца, потому что тогда нужно рубить конец, прощаться со старым якорем и доставать запасной.