Проблема определения пройденного и предстоящего пути всегда стояла и стоит перед моряками.
Первые способы замера скорости были едва ли не самыми примитивными из навигационных определений: просто с носа корабля бросали за борт кусочек дерева, коры, птичье перо или другой плавающий предмет и одновременно замечали время. Идя вдоль борта с носа на корму корабля, не выпускали из глаз плывущий предмет и, когда он проходил срез кормы, вновь замечали время. Зная длину корабля и время, за которое предмет проходил ее, рассчитывали скорость хода. А зная общее время в пути, составляли приблизительное представление и о пройденном расстоянии.
На парусных судах при очень слабых ветрах этим древним способом определяют скорость судна и сегодня. Но уже в XVI в. появился первый лаг. Из толстой доски делали сектор градусов в 65—70, радиусом около 60—70 см. По дуге, ограничивающей сектор, укрепляли, как правило, свинцовый груз в виде полосы, рассчитанный таким образом, что сектор, брошенный в воду, погружался на две трети стоймя и над водой оставался виден небольшой уголок. К вершине этого уголка крепили тонкий прочный трос, который называли лаглинь. В секторе, приблизительно в геометрическом центре погруженной части, сверлили коническое отверстие 1,5—2 см диаметром и к нему плотно подгоняли деревянную пробку, к которой прочно привязывали лаглинь сантиметрах в восьми-десяти от прикрепленного к углу лага конца. Эта пробка довольно прочно держалась в отверстии погруженного лага, но резким рывком ее можно было выдернуть.
Зачем же так сложно крепили лаглинь к сектору лага? Дело в том, что плоское тело, движущееся в жидкой среде, располагается перпендикулярно направлению движения, если сила, движущая это тело, приложена к его «центру парусности» (аналогично воздушному змею). Стоит, однако, перенести точку приложения сил к краю этого тела или к его углу, и оно, как флаг, расположится параллельно направлению движения.
Так и лаг, когда бросают за борт движущегося судна, держится перпендикулярно направлению хода его, так как лаглинь прикреплен к пробке, стоящей в центре парусности плоскости сектора. При движении судна сектор испытывает большое сопротивление воды. Но стоит резко дернуть лаглинь, как пробка выскакивает из гнезда, точка приложения силы переносится на угол сектора, и он начинает планировать, скользить по поверхности воды. Сопротивления он практически не испытывает, и в таком виде вытащить сектор из воды было совсем нетрудно.
В лаглинь на расстоянии примерно 15 м друг от друга (точнее, 14,4 м) вплетались короткие шкертики (тонкие кончики), на которых были завязаны один, два, три, четыре и т. д. узелков. Иногда отрезки между двумя соседними шкертиками тоже называли узлами. Лаглинь вместе со шкертиками наматывался на небольшую вьюшку (типа катушки), которую удобно было держать в руках.

Указатели скорости корабля: 1. Скляночки. 2. Лаг ручной. 3. Лаг механический.
Двое матросов становились на корму корабля. Один из них бросал сектор лага за борт и держал в руках вьюшку. Лаг, упав в воду, «упирался» и сматывал лаглинь с вьюшки вслед за идущим кораблем. Матрос же, подняв над головой вьюшку, внимательно следил за сматывающимся с вьюшки лаглинем и, как только первый шкертик подходил близко к кромке кормового среза, кричал: «Товсь!» (это значит «Готовься!»). И почти вслед за этим: «Вертай!» («Переворачивай!»).
Второй матрос держал в руках скляночки, рассчитанные на 30 секунд, по команде первого переворачивал их и, когда весь песок пересыпался в нижний резервуар, кричал: «Стоп!» .
Первый матрос резко дергал лаглинь, деревянная пробочка выскакивала из отверстия, сектор лага ложился плашмя на воду и переставал сматывать лаглинь.
Заметив, сколько шкертиков-узелков ушло за борт при сматывании лаглиня, матрос определял скорость хода корабля в милях в час. Сделать это было совсем нетрудно: шкертики вплетались в лаглинь на расстоянии 1/120 мили, а часы показывали 30 секунд, то есть 1/120 часа. Следовательно, сколько узлов лаглиня смоталось с вьюшки за полминуты, столько миль корабль прошел за час. Отсюда и пошло выражение: «Судно идет со скоростью столько-то узлов» или «Корабль делает столько-то узлов» . Таким образом, узел на море — не линейная путевая мера, а мера скорости. Это нужно твердо усвоить, потому что, говоря о скорости, мы так привыкли прибавлять «в час», что, бывает, и читаем в самых авторитетных изданиях «узлов в час». Это, конечно, неправильно, ибо узел — это и есть миля/час .
Сейчас ручным лагом уже никто не пользуется. Еще М. В. Ломоносов в своей работе «О большей точности морского пути» предложил механический лаг. Описанный М. В. Ломоносовым лаг состоял из вертушки, похожей на большую сигару, вдоль которой были расположены под углом к оси крылья-лопасти, как на роторе современной гидротурбины. Вертушку, привязанную в лаглиню, сделанному из троса, который почти не скручивался, М. В. Ломоносов предлагал опускать за корму идущего судна. Она, естественно, вращалась тем быстрее, чем был ход этого судна. Передний конец лаглиня предлагалось привязывать к валу механического счетчика, который должен был крепиться на корме судна и отсчитывать пройденные мили.
Ломоносов предложил, описал, но не успел построить и испытать свой механический лаг. Уже после него появилось несколько изобретателей механического лага: Уокер, Мессон, Клинток и др. Их лаги несколько отличаются друг о т друга, но принцип их работы тот же, который был предложен М. В. Ломоносовым.
Еще совсем недавно, едва судно или корабль выходили в море, на корму штурман с матросом выносили вертушку лага, лаглинь и счетчик, который обычно называют машинкой. Бросив лаг за борт, они укрепляли машинку, и штурман списывал в навигационный журнал показания, которые значались на ее циферблате на момент начала работы. В любой момент, взглянув на циферблат такого лага, можно было довольно точно узнать о пути, пройденном кораблем. Были лаги, которые одновременно показывали и скорость в узлах.
В наше время на многих кораблях установлены более совершенные и точные лаги. Их действие основано на свойстве воды и всякой другой жидкости оказывать давление на движущийся в ней предмет, увеличивающееся по мере увеличения скорости движения этого предмета. Не очень сложное электронное устройство величину этого давления (динамического напора воды) передает в прибор, установленный на мостике или на штурманском командном пункте корабля, предварительно, конечно, преобразив эту величину в мили и узлы.
Это так называемые гидродинамические лаги. Есть и более совершенные лаги для определения скорости судна относительно морского дна, то есть абсолютной скорости. Такой лаг работает по принципу гидролокационной станции и называется гидроакустическим.
В заключение скажем, что слово «лаг» происходит от голландского log, что означает «расстояние».
Итак, получив в свое распоряжение компас, навигационную карту и единицы измерения расстояния и скорости — милю и узел, штурман может спокойно вести навигационную прокладку, периодически отмечая на карте расстояния, пройденные кораблем. Но наличие счислимых координат своего места в море нисколько не отвергает обсервованных, то есть определенных инструментальным способом по небесным светилам, радиомаякам или по береговым ориентирам, нанесенным на карту, а, наоборот, обязательно их подразумевает. Разницу между счислимыми координатами и обсервованными моряки называют невязкой. Чем меньше невязка, тем искуснее штурман. При плавании в видимости берегов определять обсервованное место лучше всего по маякам, которые днем хорошо видны, а ночью излучают свет.
Не много найдется на свете инженерных сооружений, о которых сложено столько преданий и легенд, как о маяках. Уже в поэме «Одиссея» древнегреческого поэта Гомера, датируемой VIII — VII вв. до н. э., рассказывается, что жители Итаки зажигали костры для того, чтобы ожидаемый домой Одиссей мог узнать родную гавань.
...Вдруг на десятые сутки явился нам берег отчизны.
Был он уж близок; на нем все огни уж могли различить мы.
Это, собственно, первые упоминания об использовании моряками огней обыкновенных костров в навигационных целях при плаваниях вблизи берегов в ночное время.
С тех далеких времен прошли века, прежде чем маяки приобрели всем нам знакомый внешний вид — высокая башня, увенчанная фонарем. А когда-то выполнявшие функцию первых маяков смоляные бочки или жаровни с углем пылали прямо на земле или на высоких шестах. Со временем для увеличения дальности видимости источников света они устанавливались на искусственных сооружениях, достигавших порой грандиозных размеров. Наиболее «почтенный возраст» имеют маяки Средиземного моря.
Одно из «семи чудес» древнего мира — Александрийский , или Фаросский, маяк высотой до 143 м, сооруженный из белого мрамора в 283 г. до н. э. Строительство этого самого высокого сооружения древности продолжалось 20 лет, и просуществовало оно около 1500 лет. Огромный и массивный, окруженный спирально идущей лестницей, служил он путеводной звездой для моряков, показывая им путь днем дымом от сжигаемой на его вершине нефти, а ночью — с помощью огня, как говорили древние, «более блестящего и неугасимого, нежели звезды». Благодаря специальной системе отражения света дальность видимость огня в ясную ночь достигала 20 миль. Маяк был построен на о. Фарос у входа в египетский порт Александрию и служил одновременно наблюдательным пунктом, крепостью и метеостанцией.

Древнейшие маяки мира: 1, 2. Старинные маяки с открытым огнем. 3. Фаросский (Александрийский) маяк. 4. Маяк Ла-Корунья.
Не меньшей известностью пользовался в древности и знаменитый Колосс Родосский — гигантская бронзовая фигура Гелиоса, бога Солнца, установленная на о. Родос в Эгейском море в 280 г. до н. э. Сооружение ее длилось 12 лет. Эта тоже считавшаяся одним из «семи чудес света» статуя высотой 32 м стояла в Родосской гавани и служила маяком до разрушения ее землетрясением в 224 г. до н. э.
Кроме названных маяков, в тот период было известно еще около 20. Сегодня из них уцелел только один — маячная башня близ испанского портового города Ла-Корунья. Возможно, что этот маяк сооружен еще финикийцами. За свою долгую жизнь он не раз подновлялся римлянами, но в целом сохранил свой первозданный вид.
Строительство маяков развивалось чрезвычайно медленно, и к началу XIX в. на всех морях и океанах земного шара их насчитывалось не больше сотни. Это объясняется прежде всего тем, что именно в тех местах, где маяки были более всего нужны, их сооружение оказывалось очень дорогим и трудоемким делом.
Источники света маяков непрерывно совершенствовались. В XVII — XVIII вв. в фонарях маяков горело одновременно несколько дюжин свечей массой по 2—3 фунта (около 0,9—1,4 кг). В 1784 г. появились масляные лампы Арганда, в которых фитиль получал масло под постоянным напором, пламя перестало коптить и сделалось более ярким. В начале XIX в. на маяках стали устанавливать газовое освещение. В конце 1858 г. на Верхнефорлендском маяке (английский берег Ла-Манша) появилась электрическая осветительная аппаратура.
В России первые маяки были построены в 1702 г. в устье Дона и в 1704 г. на Петропавловской крепости в Петербурге. Строительство старейшего маяка на Балтике — Толбухина близ Кронштадта — растянулось чуть ли не на 100 лет. Здание начали строить по приказу Петра I. Сохранился его собственноручный эскиз с указанием основных размеров башни и припиской: «Протчее дается на волю архитектору» . Сооружение каменного здания требовало значительных средств и большого числа искусных каменщиков. Строительство затягивалось, и царь приказал срочно построить временную деревянную башню. Его приказание было выполнено, и в 1719 г. на маяке, названном по имени косы, на которой он был установлен, Котлинском вспыхнул свет. В 1736 г. была предпринята еще одна попытка возвести каменное здание, но закончить его удалось только в 1810 г. Проект разрабатывался с участием талантливого русского зодчего А. Д. Захарова, создателя здания Главного Адмиралтейства в Петербурге. С 1736 г. маяк носит имя полковника Федора Семеновича Толбухина, разгромившего в 1705 г. шведский морской десант на Котлинской косе, а затем военного коменданта Кронштадта.
Круглую невысокую, кряжистую башню Толбухина маяка знают десятки поколений русских моряков. В начале 70— годов XX в. маяк реконструировали. Берег вокруг искусственного островка укрепили железобетонными плитами. На башне сейчас установлена современная оптическая аппаратура, позволяющая увеличить дальность видимости огня, и первая в стране автоматическая ветровая электростанция, обеспечивающая его бесперебойное действие.
В 1724 г. в Финском заливе начал работать маяк Кери (Кокшер) на острове того же наименования. К началу XIX в. на Балтийском море действовало 15 маяков. Это старейшие маяки в России. Срок их службы превышает 260 и более лет, а маяк Кыпу на о. Даго существует уже более 445 лет.
На некоторых этих сооружениях впервые внедрялась новая маячная техника. Так, на Кери, которому в 1974 г. исполнилось 250 лет, в 1803 г. был установлен восьмигранный фонарь с масляными лампами и медными отражателями — первая в России светооптическая система. В 1858 г. этот маяк оборудуется (также первой в России) френелевой системой освещения (по фамилии изобретателя французского физика Опостена Жана Френеля). Эта система представляла собой оптическое устройство, состоявшее из двух плоских зеркал (бизеркал), расположенных под малым (в несколько угловых минут) углом друг к другу.
Таким образом, Кери дважды стал родоначальником различных систем освещения: капитрической — зеркальной отражающей системы, и диоптрической — системы, основанной на преломлении света при прохождении через отдельные преломляющие поверхности. Переход на эти оптические системы во многом улучшил качественные характеристики маяков и повысил эффективность обеспечения безопасности мореплавания.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65