Якорь — это устройство, обычно изготавливаемое из металла , используемое для закрепления судна на дне водоема , чтобы предотвратить его дрейф под действием ветра или течения . Слово происходит от латинского ancora , которое, в свою очередь, происходит от греческого ἄγκυρα ( ankȳra ). [2] [3 ]
Якоря могут быть временными или постоянными. Постоянные якоря используются при создании швартовки и редко перемещаются; для их перемещения или обслуживания обычно требуется специализированная служба. На судах имеется один или несколько временных якорей, которые могут иметь различную конструкцию и вес.
Морской якорь — это тяговое устройство, не контактирующее с морским дном, используемое для минимизации дрейфа судна относительно воды. Плавучий якорь — это тяговое устройство, используемое для замедления или помощи в управлении судном, идущим перед штормом в попутном или обгоняющем море, или при пересечении бара в бурном море.
Якоря достигают удерживающей силы либо за счет «зацепления» за морское дно , либо за счет веса, либо за счет комбинации этих двух факторов. Вес якорной цепи может быть больше веса якоря и имеет решающее значение для надлежащего удерживания. Постоянные швартовки используют большие массы (обычно блок или плиту бетона), покоящиеся на морском дне. Полупостоянные швартовные якоря (например, грибовидные якоря) и большие судовые якоря получают значительную часть своей удерживающей силы за счет своего веса, а также зацепления или заглубления в дно. Современные якоря для небольших судов имеют металлические лапы , которые цепляются за камни на дне или зарываются в мягкое морское дно.
Судно крепится к якорю с помощью троса (также называемого кабелем или варпом ). Он может быть сделан из каната, цепи или комбинации каната и цепи. Отношение длины троса к глубине воды известно как область (см. ниже).
Грунт удержания — это область морского дна, которая удерживает якорь, а значит, и прикрепленное к нему судно или лодку. [4] Различные типы якорей предназначены для удержания в различных типах грунта удержания. [5] Некоторые донные материалы удерживают лучше, чем другие; например, твердый песок удерживает хорошо, ракушка держит плохо. [6] Грунт удержания может быть загрязнен препятствиями. [6] Место якорной стоянки может быть выбрано для его грунта удержания. [7] В плохом грунте удержания имеет значение только вес якоря и цепи; в хорошем грунте удержания он может зарыться, и сила удержания может быть значительно выше. Слово «якорь» иногда используется как британское сленговое название тормозов автомобиля.
Самыми ранними якорями, вероятно, были камни, и было найдено много каменных якорей, датируемых по крайней мере бронзовым веком . [8] Доевропейские маори вака (каноэ) использовали один или несколько выдолбленных камней, связанных льняными веревками, в качестве якорей. Многие современные швартовки по-прежнему полагаются на большой камень как на основной элемент своей конструкции. Однако использование чистого веса для сопротивления силам шторма хорошо работает только в качестве постоянной швартовки; достаточно большой камень было бы почти невозможно переместить на новое место.
Древние греки использовали корзины с камнями, большие мешки, наполненные песком, и деревянные бревна, наполненные свинцом. Согласно Аполлонию Родосскому и Стефану Византийскому , якоря были сделаны из камня, а Афиней утверждает, что иногда их делали из дерева. Такие якоря удерживали судно только своим весом и трением о дно. [ необходима цитата ] [ необходима уточнение ]
Впоследствии для изготовления якорей стали использовать железо , и усовершенствование было сделано путем придания им зубцов или «лап», чтобы они крепились к дну. Это культовая форма якоря, наиболее знакомая неморякам.
Эта форма использовалась с античности. Римские корабли Неми 1-го века нашей эры использовали эту форму. Корабль викингов Ладби (вероятно, 10-й век) использовал якорь с лапами этого типа, сделанный из железа, который имел деревянный шток, установленный перпендикулярно хвостовику и лапам, чтобы лапы соприкасались с дном под подходящим углом для зацепа или проникновения. [9]
Якорь Адмиралтейского образца, или просто «Адмиралтейский», также известный как «Рыбак», состоит из центрального стержня с кольцом или скобой для крепления стержня (канат, цепь или кабель, соединяющий судно и якорь). На другом конце стержня находятся два рычага, несущие лапы, в то время как шток крепится к концу скобы под углом девяносто градусов к лапам. Когда якорь приземляется на дно, он обычно падает с лапами, параллельными морскому дну. Когда на канат накладывается натяжение, шток врезается в дно, наклоняя якорь до тех пор, пока один из лап не зацепится и не врежется в дно.
Адмиралтейский якорь — это полностью независимое переосмысление классического дизайна, как это видно на примере одного из корабельных якорей Неми. Этот базовый дизайн оставался неизменным на протяжении столетий, наиболее существенные изменения коснулись общих пропорций и перехода от деревянных к железным штокам в конце 1830-х и начале 1840-х годов. [ необходима цитата ]
Так как один из лап всегда выступает из установленного якоря, существует большая тенденция к зацеплению якоря стержнем, когда судно качается из-за ветра или изменений течения. Когда это происходит, якорь может быть вытащен из дна, и в некоторых случаях его может потребоваться поднять для повторной установки. В середине 19-го века были предприняты многочисленные попытки смягчить эти проблемы, а также улучшить держащую силу, включая однолучевые швартовные якоря. Самый успешный из этих патентованных якорей , якорь Тротмана, [10] представил шарнир в центре короны, где рычаги соединяются с хвостовиком, что позволяет «холостому» верхнему рычагу складываться против хвостовика. При развертывании нижняя часть лапы может складываться относительно хвостовика, наклоняя кончик лапы вверх, так что у основания каждой лапы имеется цепляющая ладонь, которая зацепляется за дно, когда сложенная часть лапы волочится по морскому дну, что разворачивает направленную вниз руку до тех пор, пока кончик лапы не сможет зацепиться за дно. [ необходима ссылка ]
Обработка и хранение этих якорей требуют специального оборудования и процедур. После того, как якорь поднят в клюз , конец кольца поднимается на конец бруса, выступающего из носа, известного как кат-балка . Затем коронка якоря поднимается с помощью тяжелой тали до тех пор, пока один из лап не будет зацеплен за поручень. Это известно как «зацепление и ловля» якоря. Перед тем, как сбросить якорь, процесс ловли происходит в обратном порядке, и якорь сбрасывается с конца кат-балки.
Якорь без штоков, запатентованный в Англии в 1821 году, [11] представлял собой первое значительное отклонение в конструкции якоря за последние столетия. Хотя их отношение удерживающей силы к весу значительно ниже, чем у якорей адмиралтейского образца, их простота в обращении и укладке на борту больших кораблей привела к почти всеобщему принятию. В отличие от сложных процедур укладки более ранних якорей, якоря без штоков просто поднимаются до тех пор, пока они не окажутся с веретеном внутри клюзовых труб, а лапами напротив корпуса (или внутри углубления в корпусе).
Хотя существует множество вариаций, якоря без штоков состоят из набора тяжелых лап, соединенных шарниром или шаровым шарниром с хвостовиком. В короне якоря отлит набор сцепляющих ладоней, выступов, которые тянутся по дну, заставляя основные лапы зарываться.
До середины 20 века якоря для небольших судов представляли собой либо уменьшенные версии адмиралтейских якорей, либо простые крюки . Поскольку велись поиски новых конструкций с большим отношением удерживающей силы к весу, появилось большое разнообразие конструкций якорей. Многие из этих конструкций все еще находятся под патентом, а другие типы лучше всего известны по своим оригинальным торговым наименованиям.
Традиционная конструкция, крюк представляет собой просто стержень (без штоков) с четырьмя или более зубцами, также известный как волок . Его преимущество в том, что независимо от того, как он достигает дна, один или несколько зубцов нацелены на установку. В кораллах или скалах он часто может быстро установиться, зацепившись за структуру, но его может быть сложнее извлечь. Крюк часто довольно легкий и может иметь дополнительное применение в качестве инструмента для извлечения снастей, утерянных за бортом. Его вес также делает его относительно легким для перемещения и переноски, однако его форма, как правило, не компактна, и его может быть неудобно укладывать, если только не используется складная модель.
У крюка редко бывает достаточно площади лапы, чтобы развить большую хватку в песке, глине или иле. Нередко якорь запутывается в собственном стержне или засоряет зубья мусором со дна, что не позволяет ему зарыться. С другой стороны, вполне возможно, что этот якорь найдет такой хороший крюк, что без расцепного каната с короны его будет невозможно вытащить. [12] [13]
Разработанный дизайнером яхт Л. Фрэнсисом Херрешоффом , это по сути тот же образец, что и адмиралтейский якорь, хотя и с небольшими ромбовидными лапами или ладонями. Новизна дизайна заключалась в способе, с помощью которого он мог быть разобран на три части для хранения. При использовании он по-прежнему представляет все проблемы адмиралтейского образца якоря.
Первоначально разработанный как легкий якорь для гидросамолетов, этот якорь состоит из двух плуговых лопастей, закрепленных на черенке, со складным штоком, проходящим через коронку якоря.
Многие производители выпускают якорь плугового типа, названный так из-за его сходства с сельскохозяйственным плугом . Все такие якоря скопированы с оригинального CQR ( Coastal Quick Release , или Clyde Quick Release , позже переименованного в «secure» компанией Lewmar), конструкции 1933 года, запатентованной в Великобритании математиком Джеффри Ингрэмом Тейлором . [14] [15]
Якоря-плуги удобно укладываются в ролик на носу и пользуются популярностью у крейсерских моряков и частных лодок. Якоря-плуги могут быть умеренно хороши на всех типах морского дна, хотя и не исключительны ни в одном. Вопреки распространенному мнению, шарнирный хвостовик CQR не позволяет якорю поворачиваться при изменении направления, а не выламываться, а на самом деле не позволяет весу хвостовика нарушать ориентацию лапы во время установки. [16] Шарнир может изнашиваться и может защемить пальцы моряка. Некоторые более поздние якоря-плуги имеют жесткий хвостовик, например, «Delta» компании Lewmar. [17]
У якоря-плуга есть фундаментальный недостаток: как и его тезка, сельскохозяйственный плуг, он закапывается, но затем имеет тенденцию вырываться обратно на поверхность. Якоря-плуги иногда вообще не могут установиться, и вместо этого они проскакивают по морскому дну. Напротив, современные эффективные якоря, как правило, являются «ковшовыми» типами, которые закапываются все глубже.
Якорь Delta произошел от CQR. Он был запатентован Филиппом Маккарроном, Джеймсом Стюартом и Гордоном Лайаллом из британского производителя морских судов Simpson-Lawrence Ltd в 1992 году. Он был разработан как усовершенствование по сравнению с якорями, используемыми для плавучих систем, таких как нефтяные вышки. Он сохраняет утяжеленный наконечник CQR, но имеет гораздо большее отношение площади лапы к весу, чем его предшественник. Конструкторы также устранили иногда проблемный шарнир. Это якорь-плуг с жестким, изогнутым хвостовиком. Он описывается как самоспускающийся, потому что его можно сбросить с носового ролика, просто вытравив трос, без ручной помощи. Это часто копируемая конструкция, причем европейский Brake и австралийский Sarca Excel являются двумя из наиболее известных. Хотя это якорь-плуг, он устанавливается и удерживается достаточно хорошо на твердом дне.
Американец Ричард Дэнфорт изобрел якорь Дэнфорта в 1940-х годах для использования на борту десантных судов . Он использует шток на макушке, к которому прикреплены два больших плоских треугольных лапы. Шток шарнирно закреплен, так что лапы могут ориентироваться по направлению ко дну (и в некоторых конструкциях может быть отрегулирован для оптимального угла в зависимости от типа дна). Опрокидывающиеся ладони на макушке действуют, чтобы наклонить лапы на морское дно. Конструкция представляет собой закапывающуюся разновидность, и после хорошей установки может развивать высокое сопротивление. Его легкая и компактная плоская конструкция позволяет легко извлекать его и относительно легко хранить; некоторые якорные ролики и клюзы могут вместить якорь в стиле лапы.
Якорь Дэнфорта обычно не проникает и не удерживается в гравии или водорослях. В валунах и кораллах он может удерживаться, действуя как крюк. Если течение сильное или судно движется при отдаче якоря, он может «кайтить» или «скользить» по дну из-за большой площади лапы, действующей как парус или крыло. [18]
Якорь FOB HP, разработанный в Бретани в 1970-х годах, представляет собой вариант якоря Дэнфорта, разработанный для обеспечения повышенной удерживающей способности за счет использования закругленных лап, установленных под углом 30°. [19]
Fortress — американский вариант якоря Danforth из алюминиевого сплава, который можно разобрать для хранения, и он имеет регулируемый угол наклона веретена/лапы 32° и 45° для улучшения удерживающей способности на обычных морских грунтах, таких как твердый песок и мягкий ил. [20] Этот якорь хорошо показал себя в испытаниях, проведенных Командованием военно-морских систем США (NAVSEA) в 1989 году [21] и в испытаниях на удерживающую способность в августе 2014 года, которые проводились на мягком илистом дне Чесапикского залива. [22]
Этот якорь в форме когтя был разработан Питером Брюсом из Шотландии в 1970-х годах. [23] Брюс получил свою раннюю известность благодаря производству крупногабаритных коммерческих якорей для судов и стационарных установок, таких как нефтяные вышки. Позже он был уменьшен для небольших лодок, и существует множество копий этой популярной конструкции. Якорь Брюса и его копии, известные в общем как «якоря типа когтя», были приняты на небольших лодках (отчасти потому, что они легко укладываются на носовой ролик), но они наиболее эффективны на больших размерах. Якоря-когти довольно популярны на чартерных флотах, поскольку у них есть высокая вероятность установиться с первой попытки во многих днах. Они имеют репутацию не вырывающихся при приливе или изменении ветра, вместо этого медленно поворачивающихся на дне, чтобы выровняться с силой.
Якоря Брюса могут испытывать трудности с проникновением в заросшее водорослями дно и траву. Они предлагают довольно низкое отношение удерживающей силы к весу и, как правило, должны быть увеличены в размерах, чтобы конкурировать с более новыми типами. [24]
Трехкратный кругосветный мореплаватель немец Рольф Качирек изобрел якорь Bügel Anker в 1980-х годах. Качирек хотел якорь, который был бы самовосстанавливающимся и не требовал бы балластного наконечника. Вместо этого он добавил трубчатый брус и заменил плужный лемех на конструкцию с плоским лезвием. Поскольку ни одно из нововведений этого якоря не было запатентовано, существует множество его копий.
Ален Пуаро из Франции представил якорь ковшового типа в 1996 году. Похожая по конструкции на якорь Бюгеля, конструкция Пуаро имеет вогнутую лапу в форме лезвия лопаты с хвостовиком, прикрепленным параллельно лапе, и нагрузку, приложенную к копающему концу. Он разработан для того, чтобы копать дно как лопата и копать глубже по мере приложения большего давления. Общей проблемой всех якорей ковшового типа является то, что они устанавливаются так хорошо, что их может быть трудно взвесить.
Они используются, когда судно находится на постоянной или полупостоянной стоянке, например, в случае плавучих маяков или буев -маркеров канала . Якорь должен удерживать судно в любую погоду, включая самый сильный шторм , но его нужно поднимать только изредка, максимум — например, только если судно нужно отбуксировать в порт для технического обслуживания. Альтернативой использованию якоря в таких обстоятельствах, особенно если якорь вообще никогда не нужно поднимать, может быть использование сваи, которая забивается в морское дно.
Постоянные якоря бывают самых разных типов и не имеют стандартной формы. Для этой цели подойдет каменная плита с железной скобой в ней, к которой можно прикрепить цепь, а также любой плотный предмет соответствующего веса (например, блок двигателя ). Современные швартовки могут быть закреплены шнеками , которые выглядят и действуют как огромные винты, вкрученные в морское дно, или зазубренными металлическими балками, вбитыми (или даже забитыми взрывчаткой) как сваи, или множеством других немассовых средств для захвата дна. Один из методов строительства швартовки заключается в использовании трех или более обычных якорей, выложенных с короткими отрезками цепи, прикрепленными к вертлюгу, поэтому независимо от того, в каком направлении движется судно, один или несколько якорей выровнены для сопротивления силе.
Грибовидный якорь подходит для мест, где морское дно состоит из ила или мелкого песка. Он был изобретен Робертом Стивенсоном для использования на 82-тонном переоборудованном рыболовном судне Pharos , которое использовалось в качестве маяка между 1807 и 1810 годами недалеко от Белл-Рок , пока строился маяк . Он был оснащен 1,5-тонным образцом.
Он имеет форму перевернутого гриба, головка которого зарывается в ил. На другом конце стержня часто устанавливается противовес, чтобы уложить его, прежде чем он закопается.
Грибовидный якорь обычно погружается в ил до точки, где он вытесняет свой собственный вес в донный материал, таким образом значительно увеличивая свою удерживающую силу. Эти якоря подходят только для илового или грязевого дна, поскольку они полагаются на всасывание и сцепление донного материала, чего не хватает каменистому или грубому песчаному дну. Удерживающая сила этого якоря в лучшем случае примерно вдвое больше его веса, пока он не закопается, тогда она может быть в десять раз больше его веса. [35] Они доступны в размерах от примерно 5 кг до нескольких тонн.
Дедвейт — это якорь, который полагается исключительно на большой вес. Обычно это просто большой блок бетона или камня на конце цепи. Его удерживающая сила определяется его весом под водой (т. е. с учетом его плавучести) независимо от типа морского дна, хотя всасывание может увеличить ее, если он зарыт. Следовательно, дедвейтные якоря используются там, где грибовидные якоря не подходят, например, в скалах, гравии или крупном песке. Преимущество дедвейтного якоря перед грибовидным заключается в том, что если он волочится, он продолжает обеспечивать свою первоначальную удерживающую силу. Недостатком использования дедвейтных якорей в условиях, когда можно использовать грибовидный якорь, является то, что он должен быть примерно в десять раз тяжелее эквивалентного грибовидного якоря. [36]
Шнековые якоря могут использоваться для закрепления постоянных причалов, плавучих доков, рыбоводческих хозяйств и т. д. Эти якоря, которые имеют одну или несколько самонарезающих резьб с небольшим наклоном, должны быть ввинчены в морское дно с помощью инструмента, поэтому требуется доступ ко дну либо во время отлива, либо с помощью водолаза. Поэтому их может быть трудно установить в глубокой воде без специального оборудования.
При одинаковом весе шнеки обладают большей удерживающей способностью, чем другие постоянные конструкции, поэтому они дешевы и сравнительно просты в установке, хотя их сложно устанавливать в очень мягкой грязи.
В нефтегазовой отрасли существует потребность противостоять большим силам якорения при прокладке трубопроводов и для буровых судов. Эти якоря устанавливаются и снимаются с помощью буксира-поддержки и вымпелового/шкентеля. Некоторые примеры — это серия Stevin, поставляемая Vrijhof Ankers. Большие пластинчатые якоря, такие как Stevmanta, используются для постоянных швартовок.
Элементы якорного оборудования включают якорь, трос (также называемый удочкой ) , способ их соединения, способ крепления троса к судну, карты и способ определения глубины воды.
Суда могут нести несколько якорей: якоря-станки являются основными якорями, используемыми судном, и обычно размещаются на носу судна. Якорь -кедж — это легкий якорь, используемый для заваливания якоря , также известный как заваливание , или чаще используемый на яхтах для быстрой швартовки или в благоприятных условиях. Речной якорь , который обычно тяжелее якоря-кеджа , может использоваться для заваливания или заваливания в дополнение к временной швартовке и сдерживанию движения кормы в приливных условиях или в водах, где движение судна должно быть ограничено, таких как реки и каналы. [37]
Карты жизненно важны для хорошей якорной стоянки. [38] Знание местоположения потенциальных опасностей, а также полезность для оценки влияния погоды и приливов на якорной стоянке, имеет важное значение для выбора хорошего места для бросания крючка. Можно обойтись и без карт, но они являются важным инструментом и частью хорошего якорного снаряжения, и опытный моряк не станет на якорь без них.
Якорный стержень (или «кабель» или «основа»), который соединяет якорь с судном, обычно состоит из цепи, каната или их комбинации. [39] На больших судах используется только цепной стержень. На меньших судах может использоваться комбинация каната/цепи или полностью цепной стержень. Все стержни должны иметь некоторую цепь; цепь тяжелая, но она устойчива к истиранию о кораллы, острые камни или моллюсковые отмели, тогда как основа каната подвержена истиранию и может выйти из строя за короткое время при растяжении на абразивной поверхности. Вес цепи также помогает удерживать направление тяги на якоре ближе к горизонтальному, что улучшает удержание и поглощает часть тормозящих нагрузок. Там, где вес не является проблемой, более тяжелая цепь обеспечивает лучшее удержание, образуя цепную кривую через воду и опираясь на большую часть своей длины на дно, которая не будет поднята натяжением швартовочного груза. Любые изменения натяжения компенсируются подъемом или опусканием на дно дополнительной цепи, что поглощает ударные нагрузки до тех пор, пока цепь не выпрямится, после чего вся нагрузка ложится на якорь. Дополнительного рассеивания ударных нагрузок можно добиться, установив демпфер между цепью и тумбой или уткой на палубе. Это также снижает ударные нагрузки на палубные крепления, и судно обычно лежит более комфортно и тихо.
Будучи прочным и эластичным, нейлоновый канат является наиболее подходящим для якорного стержня. [40] Полиэстер (терилен) прочнее, но менее эластичен, чем нейлон. Оба материала тонут, поэтому они не задевают другие суда на переполненных якорных стоянках и не впитывают много воды. Ни один из них не разрушается быстро на солнце. Эластичность помогает поглощать ударную нагрузку, но вызывает более быстрый абразивный износ, когда канат натягивается на абразивную поверхность, такую как коралловое дно или плохо спроектированный клин. Полипропилен («полипроп») не подходит для якорных стержней, потому что он плавает и намного слабее нейлона, будучи едва прочнее натуральных волокон. [41] Некоторые сорта полипропилена разрушаются на солнце и становятся твердыми, слабыми и неприятными в обращении. Натуральные волокна, такие как манила или пенька, все еще используются в развивающихся странах, но впитывают много воды, относительно слабы и гниют, хотя они обеспечивают хорошее сцепление при обращении и часто относительно дешевы. Канаты, которые имеют небольшую или нулевую эластичность, не подходят для якорных стержней. Эластичность частично зависит от материала волокна, а частично от структуры каната.
Все якоря должны иметь цепь, по крайней мере, равную длине лодки. [ необходимо уточнение ] Некоторые шкиперы предпочитают полностью цепную ваерную цепь для большей безопасности на коралловом или остроугольном каменистом дне. Цепь должна быть прикреплена к ваерной цепи через стальной глаз или сращена с цепью с помощью цепного сращивателя. Штифт скобы должен быть надежно закреплен проволокой или мышью. Для глаз и скоб подходит как оцинкованная, так и нержавеющая сталь, оцинкованная сталь прочнее из двух. [ необходимо цитирование ] Некоторые шкиперы предпочитают добавлять вертлюг [42] к тросу. Существует школа мысли, которая утверждает, что они не должны быть соединены с самим якорем, [ необходимо уточнение ], но должны быть где-то в цепи. Однако большинство шкиперов присоединяют вертлюг непосредственно к якорю. [ необходимо цитирование ]
Область действия — это отношение длины троса к глубине воды, измеренной от самой высокой точки (обычно якорного ролика или носовой клюза) до морского дна с учетом самого высокого ожидаемого прилива. Если сделать это отношение достаточно большим, можно гарантировать, что тяга на якоре будет максимально горизонтальной. Это сделает маловероятным, что якорь вырвется из дна и будет волочиться, если изначально он был правильно заглублен в морское дно. При развертывании цепи достаточно большая область действия приводит к нагрузке, которая будет полностью горизонтальной, в то время как якорный трос, сделанный только из каната, никогда не достигнет строго горизонтальной тяги.
В умеренных условиях отношение длины якоря к глубине воды должно быть 4:1 — там, где достаточно места для размаха, больший размах всегда лучше. В более суровых условиях он должен быть в два раза больше, причем дополнительная длина обеспечивает большее растяжение и меньший угол ко дну, чтобы противостоять вырыванию якоря. [43] Например, если глубина воды составляет 8 метров (26 футов), а якорный ролик находится на высоте 1 м (3 фута) над водой, то «глубина» составляет 9 метров (~30 футов). Таким образом, длина якоря, которую нужно выпустить в умеренных условиях, составляет 36 метров (120 футов). (По этой причине важно иметь надежный и точный метод измерения глубины воды.)
При использовании троса-удочки существует простой способ оценить область действия: [44] Отношение высоты носа удочки к длине удочки над водой, когда она лежит на якоре, равно или меньше отношения области действия. Основой для этого является простая геометрия ( теорема пересечения ): соотношение между двумя сторонами треугольника остается тем же самым независимо от размера треугольника, пока углы не меняются.
Как правило, трос должен быть в 5–10 раз больше глубины морского дна, что дает охват 5:1 или 10:1; чем больше число, тем меньше угол между тросом и морским дном и тем меньше направленная вверх сила действует на якорь. Охват 10:1 обеспечивает наибольшую удерживающую силу, но также допускает гораздо большее дрейфование из-за большего количества вытравленного троса. Якорная стоянка с достаточным охватом и/или тяжелым цепным тяговым тросом приближает направление натяжения к параллельному морскому дну. Это особенно важно для легких современных якорей, предназначенных для закапывания в дно, где охваты от 5:1 до 7:1 являются обычными, тогда как тяжелые якоря и швартовы могут использовать охват 3:1 или меньше. Некоторые современные якоря, такие как Ultra, имеют охват 3:1; [ требуется ссылка ] но, если якорная стоянка не переполнена, более длинный охват всегда снижает ударные напряжения. [ требуется разъяснение ]
Основным недостатком концепции области действия является то, что она не учитывает тот факт, что цепь образует цепную линию, когда висит между двумя точками (т. е. носовым роликом и точкой, где цепь касается морского дна), и, таким образом, является нелинейной кривой (фактически, функцией cosh()), тогда как область действия является линейной функцией. Как следствие, в глубокой воде необходимая область действия будет меньше, в то время как в очень мелкой воде область действия должна быть выбрана намного больше, чтобы достичь того же угла натяжения на веретене якоря. По этой причине Британское Адмиралтейство использует не линейную формулу области действия, а вместо нее формулу квадратного корня. [45]
Существует несколько онлайн-калькуляторов для расчета количества цепи и троса, необходимых для достижения (возможно, почти) горизонтального натяжения на веретене якоря, а также соответствующей нагрузки на якорь. [46] [47] [48]
Базовая постановка на якорь состоит из определения местоположения, бросания якоря, выкладывания прицела, установки крючка и оценки того, где окажется судно. Судно ищет место, которое достаточно защищено; имеет подходящую стоянку, достаточную глубину при отливе и достаточно места для качания судна.
К месту, где нужно бросить якорь, следует подходить по ветру или течению, в зависимости от того, что сильнее. По мере приближения к выбранному месту судно должно остановиться или даже начать дрейфовать назад. Якорь следует сначала опускать быстро, но под контролем, пока он не окажется на дне (см. якорный брашпиль ). Судно должно продолжать дрейфовать назад, а трос следует выводить под контролем (медленно), чтобы он был относительно прямым.
После того, как желаемый объем будет выложен, судно следует осторожно оттеснить назад, обычно с помощью вспомогательного двигателя, но возможно и с помощью паруса. Рука на якорном канате может телеграфировать серию рывков и толчков, указывающих на то, что якорь волочится, или плавное натяжение, указывающее на закапывание. Когда якорь начинает закапываться и сопротивляться обратному усилию, двигатель может быть увеличен, чтобы получить полную посадку. Если якорь продолжает волочиться или садится после того, как его затащили слишком далеко, его следует поднять и переместить обратно в желаемое положение (или в другое выбранное место).
Существуют методы постановки на якорь, позволяющие ограничить качание судна, если место на якорной стоянке ограничено:
Спуск концентрированного, тяжелого груза по якорной линии — тросу или цепи — непосредственно перед носом к морскому дну ведет себя как тяжелый цепной трос и уменьшает угол тяги якоря. [49] Если груз подвешен к морскому дну, он действует как пружина или амортизатор, гасящий внезапные действия, которые обычно передаются якорю, и может привести к его смещению и волочению. В легких условиях kellet значительно уменьшает качание судна. В более тяжелых условиях эти эффекты исчезают, поскольку трос выпрямляется, а вес становится неэффективным. В Великобритании известен как «груз якорного приятеля» или «ангел».
Использование двух якорей, установленных примерно на 45° друг от друга или под более широким углом до 90° от носа, является прочной швартовкой для противостояния сильному ветру. Чтобы установить якоря таким образом, сначала один якорь устанавливается обычным способом. Затем, натягивая первый трос, когда лодка движется против ветра, и отпуская слабину при дрейфе назад, второй якорь устанавливается примерно на пол-диапазона от первого на линии, перпендикулярной ветру. После того, как этот второй якорь установлен, натягивается первый трос, пока судно не окажется между двумя якорями, и нагрузка равномерно распределяется на каждый трос. Этот якорь также в некоторой степени ограничивает диапазон качания судна до более узкого овала. Следует следить за тем, чтобы другие суда не качались на лодке из-за ограниченного диапазона качания.
(Не путать с багамским болотом , см. ниже.) В технике носовой и кормовой швартовки якорь устанавливается как на носу, так и на корме, что может серьезно ограничить диапазон качания судна, а также выровнять его с устойчивыми ветром, течением или волновыми условиями. Один из методов выполнения этой швартовки — установить носовой якорь обычным образом, а затем отпустить его до предела носового троса (или удвоить желаемый диапазон, например, 8:1, если конечный диапазон должен быть 4:1, 10:1, если конечный диапазон должен быть 5:1 и т. д.), чтобы опустить кормовой якорь. [50] Подняв носовой трос, можно установить кормовой якорь. После того, как оба якоря установлены, натяжение снимается с обоих тросов, чтобы ограничить качание или выровнять судно.
Подобно вышесказанному, багамский якорь используется для резкого ограничения диапазона качания судна, но позволяет ему качаться по течению. Одной из основных характеристик этой техники является использование вертлюга следующим образом: первый якорь устанавливается нормально, и судно опускается назад до предела якорного троса. Второй якорь крепится к концу якорного троса, опускается и устанавливается. Вертлюг крепится к середине якорного троса, и судно соединяется с ним.
Теперь судно качается между двумя якорями, что приемлемо при сильных обратных течениях, однако ветер, перпендикулярный течению, может сорвать якоря, поскольку они не рассчитаны на такую нагрузку.
Также известно как тандемное якорение , в этом методе два якоря размещаются в линию друг с другом на одном удилище. При этом передний якорь снижает нагрузку на задний, этот метод может развить большую удерживающую силу и может быть уместен в условиях «крайнего шторма». Он не ограничивает диапазон качания и может быть неуместен в некоторых обстоятельствах. Существуют сложности, и метод требует тщательной подготовки и уровня мастерства и опыта выше, чем требуется для одного якоря.
Швартовка или кренение — это метод перемещения или поворота судна с использованием относительно легкого якоря.
На яхтах якорь-кедж — это якорь, который устанавливается в дополнение к основным или становым якорям и обычно убирается на корме. Каждая яхта должна иметь по крайней мере два якоря — основной или становой якорь и второй, более легкий, якорь -кедж . [ необходимо уточнение ] Он используется иногда, когда необходимо ограничить радиус поворота, когда яхта качается, когда она стоит на якоре, например, в узкой реке или глубоком бассейне в мелководном месте. Якоря-кеджи иногда используются для подъема судов, севших на мель .
Для судов швартов может быть сброшен во время движения судна или перенесен в подходящем направлении с помощью тендера или судовой лодки, чтобы судно можно было снять с мели или повернуть в определенном направлении, или даже удержать против течения или прилива.
Исторически это имело особое значение для парусных военных кораблей, которые использовали их для переманевренности противника, когда ветер стихал, но могло использоваться любым судном в ограниченном мелководье, чтобы занять более выгодную позицию, при условии, что у него было достаточно рабочей силы. [ необходима цитата ]
Булавка — архаичная техника. Когда судно находится в узком канале или на подветренном берегу, так что нет места для поворота судна обычным способом, якорь, прикрепленный к подветренной четверти, может быть сброшен с подветренного носа. Он развертывается, когда судно идет на ветер и теряет ход. Когда судно набирает ход кормой, натяжение троса поворачивает судно вокруг того, что теперь является наветренной четвертью, поворачивая судно на другой галс. Затем якорь обычно обрезается (инерция судна не позволяет восстановиться, не прерывая маневр). [51] [52]
Когда необходимо пришвартовать судно или плавучую платформу с точным позиционированием и выравниванием, например, при бурении морского дна, для некоторых видов спасательных работ и для некоторых видов водолазных работ, несколько якорей устанавливаются по схеме, которая позволяет позиционировать судно, укорачивая и удлиняя диапазон якорей и регулируя натяжение стержней. Якоря обычно устанавливаются в заранее подготовленных положениях якорным тендером, а пришвартованное судно использует свои собственные лебедки для регулировки положения и натяжения. [53]
Аналогичные устройства используются для некоторых типов швартовных устройств с одним буем , например, для швартовных устройств с цепной якорной стойкой (CALM), используемых для погрузки и выгрузки жидких грузов.
Поскольку все якоря, которые врезаются в дно, требуют, чтобы натяжение было вдоль морского дна, якоря можно вырвать со дна, укорачивая канат до тех пор, пока судно не окажется прямо над якорем; в этот момент якорная цепь «вверх и вниз», на военно-морском языке. При необходимости медленное движение вокруг места расположения якоря также помогает сместить его. Якоря иногда оснащаются расцепным тросом [54], прикрепленным к короне, с помощью которого их можно отцепить от камней, кораллов, цепи или других подводных опасностей.
Термин aweigh описывает якорь, когда он висит на канате и не лежит на дне. Это связано с термином to weight anchor , что означает поднять якорь с морского дна, позволяя кораблю или лодке двигаться. Якорь описывается как aweigh , когда он вырван со дна и вытаскивается для хранения . Aweigh не следует путать с underway , который описывает судно, которое не пришвартовано к доку или не стоит на якоре , независимо от того, движется ли судно по воде. Aweigh также часто путают с away , что неверно.
Якорь часто появляется на флагах и гербах учреждений, связанных с морем, как военно-морских, так и торговых, а также портовых городов и прибрежных регионов и провинций в разных странах. В геральдике также существует « Якорный крест », или Крест моряка , стилизованный крест в форме якоря. Этот символ может использоваться для обозначения «нового старта» или «надежды». [55] В Новом Завете надежда христианина называется «якорем души». [56] Крест моряка также называют Крестом Святого Климента , в связи с тем, как этот святой был убит (был привязан к якорю и сброшен с лодки в Черное море в 102 году). Якорные кресты иногда являются элементом гербов , в контексте которых они упоминаются геральдическими терминами anchry или ancre . [57]
В 1887 году Братство Дельта Гамма приняло якорь в качестве своего знака, чтобы обозначить надежду. [58]
Якорь Unicode ( разные символы ) представлен следующим образом: U+2693 ⚓ ANCHOR .
Портал Океанов
