КАК КОРАБЛИ НАХОДЯТ ДОРОГУ В МОРЕ

Вот почему и сегодня даже на самых современных кораблях, оборудованных навигационными комплексами, радиотехническими и космическими системами, имеющими в своем составе несколько курсоуказателей, не зависящих ни от девиации, ни от склонения, обязательно есть магнитный компас.

Но как бы точно мы ни измеряли курс, графически проложить его можно только на карте. Карта представляет собой плоскостную модель земного шара. Моряки используют только специально изготовленные, так называемые навигационные карты, расстояния на которых измеряются в милях. Чтобы понять, как создавались такие карты, придется заглянуть в XV в., в те далекие времена, когда люди только-только научились наносить сушу и море на них и плавать, пользуясь ими. Были, конечно, карты и раньше. Но они были больше похожи на неумелые рисунки, сделанные на глазок, по памяти. Появились и карты, основанные на научных представлениях своего времени, довольно точно изображавшие известные мореплавателям берега и моря. Конечно, и в этих картах было много ошибок, и строились они не так, как строятся карты в наше время, но все же они были подспорьем для моряков, пускавшихся в плавания по морям и океанам.

Это было время, полное противоречий. С одной стороны, «бывалые люди» клятвенно уверяли, что встречали в океане ужасных чудовищ, огромных морских змей, прекрасных сирен и прочие чудеса, а с другой — одно за другим совершались великие географические открытия. С одной стороны, святая инквизиция душила всякую живую мысль, а с другой — многие просвещенные люди уже знали о шарообразной форме Земли, спорили о том, каков размер земного шара, имели представление о широте и долготе. Больше того, известно, что в том самом 1492 г., когда Христофор Колумб открыл Америку, немецкий географ и путешественник Мартин Бехайм уже построил глобус. Конечно, он был совсем не таким, как современные глобусы. На глобусе Бехайма и более поздних, более совершенных моделях Земли «белых пятен» было больше, чем точно показанных континентов, многие земли и берега изображались по рассказам «бывалых людей», которым было опасно верить на слово. Некоторые материки на первых глобусах вообще отсутствовали. Но главное уже было — по большому кругу, перпендикулярному оси вращения, опоясывал модель Земли экватор, что по-латыни значит «уравнитель».

Плоскость, в которой он лежит, как бы разделяет земной шар пополам и уравнивает его половины. Окружность экватора от точки, принятой за нуль, разделили на 360 градусов долготы — по 180° к востоку и западу. К югу и к северу от экватора на глобусе до самых полюсов нанесли малые круги, параллельные экватору. Их так и назвали — параллели, а экватор стал служить началом отсчета географической широты. Дуги меридианов, перпендикулярные экватору, в Северном и Южном полушариях под углом друг к другу сошлись на полюсах. «Меридиан» по-латыни значит «полуденный». Это название, конечно, не случайно, оно показывает, что на всей линии меридиана, от полюса до полюса, полдень (впрочем, как и в любой другой момент) наступает одновременно. От экватора к северу и к югу дуги меридианов разбили на градусы — от 0 до 90, назвав соответственно градусами северной и южной широты.

Теперь, чтобы найти точку на карте или глобусе, достаточно было указать ее широту и долготу в градусах.

Географическая координатная сетка была наконец построена.

Но одно дело — найти точку на карте и совсем иное — отыскать ее в открытом море. Несовершенные карты, магнитный компас и примитивный угломерный инструмент для определения вертикальных углов — вот и все, чем располагал моряк, отправляясь в дальнее плавание. С арсеналом даже таких навигационных приборов прийти в пункт, который находится в пределах видимости или пусть даже за горизонтом, — дело несложное. Если, конечно, вершины далеких гор, расположенных у этого пункта, были видны над горизонтом. Но стоило моряку отойти в море подальше, как берега пропадали из виду и со всех сторон судно обступали однообразные волны. Даже если мореплаватель знал точное направление, которое должно привести его к цели, то и тогда трудно было рассчитывать на успех, так как капризные ветры и неизученные течения всегда сносят судно с намеченного курса. Это отклонение от курса моряки называют дрейфом.

Но и при отсутствии дрейфа выбрать нужное направление, пользуясь обычной картой, и провести по нему судно практически невозможно. И вот почему. Допустим, что, вооружившись обыкновенной картой и компасом, мы задумали плавание вне видимости берегов из точки А в точку Б. Соединим эти точки прямой. Допустим теперь, что эта прямая в точке А ляжет точно по курсу 45°. Другими словами, линия АБ в точке А будет расположена под углом 45° к плоскости меридиана, проходящего через точку А. Направление это нетрудно удержать по компасу. И мы пришли бы в точку Б, но при одном условии: если бы меридианы были параллельны и наша линия курса и в точке Б соответствовала направлению 45°, как и в точке А. Но в том-то и дело, что меридианы не параллельны, а постепенно сходятся под углом друг к другу. Значит, и курс в точке Б будет не 45°, а несколько меньше. Таким образом, чтобы прийти из точки А в точку Б, нам пришлось бы все время подворачивать вправо.

Если же, выйдя из точки А, мы будем постоянно держать курс по нашей карте 45°, то точка Б останется справа от нас, мы, продолжая идти этим курсом, пересечем все меридианы под одним и тем же углом и по сложной спирали приблизимся в конце концов к полюсу.

Спираль эта называется локсодромия. По-гречески это значит «косой путь». Всегда можно подобрать такую локсодромию, которая приведет нас в любую точку. И, пользуясь обычной картой, пришлось бы сделать много сложных вычислений и построений. Вот это-то моряков и не устраивало. Не одно десятилетие они ждали такую карту, по которой удобно будет прокладывать любые курсы и плавать по любым морям.

И вот в 1589 г. известный математик и картограф фламандец Герард Меркатор придумал карту, которая наконец удовлетворила моряков и оказалась настолько удачной, что до сих пор ничего лучшего никто не предложил. Моряки всего мира и сегодня пользуются этой картой. Она так и называется: меркаторская карта, или карта равноугольной цилиндрической меркаторской проекции.

Основания, заложенные в построение этой карты, гениально просты. Невозможно, конечно, восстановить ход рассуждений Г. Меркатора, но предположим, что рассуждал он так.

Допустим, что все меридианы на глобусе (который довольно точно передает взаимное расположение океанов, морей и суши на Земле) сделаны из проволоки, а параллели — из упругих нитей, которые легко растягиваются (резины в то время еще не знали). Разогнем меридианы так, чтобы они из дуг превратились в параллельные прямые, прикрепленные к экватору. Поверхность глобуса превратится в цилиндр из прямых меридианов, пересеченных растянувшимися параллелями. Разрежем этот цилиндр по одному из меридианов и расстелем на плоскости. Получится географическая сетка, но меридианы на этой сетке не будут сходиться, как на глобусе, в точках полюсов. Прямыми параллельными линиями они будут идти вверх и вниз от экватора, а параллели — пересекать их везде под одним и тем же прямым углом.

Круглый островок у экватора как был на глобусе круглым, так и на этой карте останется круглым, в средних широтах такой же островок значительно растянется по широте, а в районе полюса он будет вообще выглядеть как длинная прямая полоса. Взаимное расположение суши, моря, конфигурация материков, морей, океанов на такой карте изменятся до неузнаваемости. Ведь меридианы остались такими, какими и были, а параллели-то растянулись.

Плавать, руководствуясь такой картой, конечно, было невозможно, но это оказалось поправимым — надо было только увеличивать расстояние между параллелями. Но конечно, не просто увеличить, а в точном соответствии с тем, насколько растянулись параллели при переходе на меркаторскую карту. На карте, построенной с помощь такой сетки, круглый островок и у экватора, и в любом другом участке карты оставался круглым. Вот только, чем ближе было к полюсу, тем больше места занимал он на карте. Другими словами, масштаб на такой карте от экватора к полюсам увеличивался, зато очертания объектов, нанесенных на карту, получались почти без изменений.

А как же учесть изменение масштаба к полюсам? Конечно, можно для каждой широты высчитать масштаб отдельно. Только очень хлопотным делом будет такое плавание, в котором после каждого передвижения к северу или югу придется делать довольно сложные расчеты. Но оказывается, что на меркаторской карте таких расчетов делать не приходится. Карта заключена в рамку, на вертикальных сторонах которой нанесены градусы и минуты меридиана. У экватора они покороче, а чем ближе к полюсу, тем длиннее. Пользуются рамкой так: расстояние, которое нужно измерить, снимают циркулем, подносят к той части рамки, которая находится на широте измеряемого отрезка и смотрят, сколько минут в нем уложились. А так как минута и градус на такой карте изменяются по величине в зависимости от широты, а на самом-то деле остаются всегда одинаковыми, именно они и стали основанием для выбора линейных мер, которыми моряки измеряли свой путь.

Во Франции была своя мера — лье, равное 1/20 градуса меридиана, что составляет 5537 м. Англичане измеряли свои морские дороги лигами, которые тоже представляют собой дробную часть градуса и по величине составляют 4828 м. Но постепенно моряки всего мира сошлись на том, что удобнее всего пользоваться для измерения расстояний на море величиной дуги, соответствующей одной угловой минуте меридиана. Так до сих пор и измеряют моряки свои пути и расстояния именно минутами дуги меридиана. А чтобы придать этой мере название, похожее на названия других путевых мер, окрестили минуту меридиана милей. Ее длина составляет 1852 м.

Слово «миля» нерусское, поэтому сперва заглянем в Словарь иностранных слов. Там написано, что слово это английское. Потом сообщается, что мили бывают разные: географическая миля, равная 7420 м, сухопутные, различные по величине в разных государствах, наконец, морская миля, равная 1852,3 м[98].

Тут все верно, кроме английского происхождения слова; на самом деле оно латинское. В древних книгах миля встречалась довольно часто и означала тысячу двойных шагов. Оттуда, из Рима, а не из Англии, впервые пришло к нам это слово. Так что в словаре ошибка. Но эту ошибку можно понять и простить, так как составитель словарной статьи имел, конечно, в виду международную морскую, или, как англичане ее называют, адмиралтейскую, милю. В петровские времена она пришла к нам именно из Англии. У нас ее так и называли — английская миля. Иногда и сегодня ее называют так же.

Пользоваться милей очень удобно. Поэтому моряки и не собираются пока заменять милю какой-нибудь другой мерой.

Проложив свой путь на меркаторской карте по линейке, рассчитав и запомнив, какого курса при этом следует придерживаться, моряк смело может пускаться в плавание, не задумываясь над тем, что его путь, прямой как стрела, на карте вовсе не прямая линия, а как раз та самая кривая, о которой говорилось чуть раньше, — локсодромия.

Это, конечно, не кратчайший путь между двумя точками. Но если эти точки лежат не очень далеко друг от друга, то моряки не огорчаются и мирятся с тем, что сожгут лишнее горючее и истратят лишнее время на переход. Зато на этой карте локсодромия выглядит прямой, которую ничего не стоит построить, и можно быть уверенным, что приведет она как раз туда, куда нужно. А если предстоит большое плавание, такое, например, как переход через океан, при котором дополнительные затраты на кривизну пути выльются в значительную сумму и время? В этом случае моряки научились строить на меркаторской карте другую кривую — ортодромию, что значит по-гречески «прямой путь». Ортодромия на карте совпадает с так называемой дугой большого круга, которая и является на море кратчайшим расстоянием между двумя точками.

Плохо укладываются в сознании эти два понятия: «кратчайшее расстояние» и «дуга», стоящие рядом. С этим тем более трудно примириться, если смотреть на меркаторскую карту: ортодромия выглядит значительно длиннее, чем локсодромия. Если на меркаторской карте обе эти кривые проложить между двумя точками, ортодромия изогнется, как лук, а локсодромия вытянется, как тетива, стягивающая его концы. Но не нужно забывать, что плавают-то корабли не по плоской карте, а по поверхности шара. А на поверхности шара отрезок дуги большого круга как раз и будет кратчайшим расстоянием.

С единицей измерения расстояний в море — милей — тесно связана единица скорости, принятая в мореплавании, — узел, о чем мы расскажем дальше.

Если на линии курса, проложенной на карте, периодически откладывать расстояния, пройденные кораблем, то судоводитель всегда будет знать, где находится его корабль, то есть координаты своего места в море. Такой метод определения координат называется счислением пути и широко применяется в навигационной прокладке. Но необходимым условием для этого является умение определять скорость корабля и измерять время, только тогда можно рассчитать пройденное расстояние.

Выше мы уже говорили, что на кораблях парусного флота для измерения времени применялись песочные часы, рассчитанные на полчаса (склянки), один час и на четыре часа (вахта). Но были на кораблях и еще одни песочные часы — скляночки. Всего на полминуты были рассчитаны эти часы, а в отдельных случаях даже на пятнадцать секунд. Можно только удивляться искусству стеклодувов, ухитрявшихся изготовить такие точные по тем временам приборы. Как ни малы были эти часы, как ни короток был промежуток времени, который они отмеряли, услуга, которую оказывали и в свое время эти часы морякам, неоценима, и их, так же как и склянки, вспоминают каждый раз, когда говорят об определении скорости корабля, а также при измерении пройденного пути.

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.

Роль маяков выполняли и известные 34-метровые Ростральные колонны, сооруженные в 1806 г. в ознаменование славных побед России на море. Они указывали на разветвление Невы на Большую и Малую Неву и были установлены по обе стороны Стрелки Васильевского острова.

Один из старейших маяков на Черном море — Тарханкутский с башней высотой 30 м. Он вошел в эксплуатацию 16 июня 1817 г. На одном из зданий маяка начертаны слова: «Маяки — святыня морей. Они принадлежат всем и неприкосновенны, как послы держав». Сегодня его белый огонь виден на 17 миль. Кроме того, он оборудован радиомаяком и звуковой сигнализацией.

В 1843 г. на самой оконечности Карантинного мола Одесского залива был поставлен брандвахтенный пост-дом с мачтой, на которой с помощью лебедки поднимали два масляных фонаря. Таким образом, этот год следует считать годом рождения Воронцовского маяка. Однако настоящий маяк на Карантинном молу был открыт только в 1863 г. Это 30-футовая (более 9 м) чугунная башня, увенчанная специальным фонарем.

В 1867 г. одесский маяк стал первым в России и четвертым в мире, переведенным на электрическое освещение. Вообще переход на новый источник энергии происходил крайне медленно. В 1883 г. из 5 тыс. маяков земного шара только 14 были с электрическими источниками света. Остальные же еще работали на керосиновых, ацетиленовых и газовых светильниках и горелках.

После того как рейдовый мол значительно удлинили, в 1888 г. был построен новый Воронцовский маяк, который простоял до 1941 г. Это была чугунная башня высотой 17 м. В дни обороны Одессы маяк пришлось взорвать. Но именно он изображен на медали «За оборону Одессы». Новый маяк, тот, что мы видим сегодня, построен в начале 1954 г. Башня, имеющая цилиндрическую форму, стала намного выше — 30 м, не считая 12-метрового основания. В маленьком домике, что на втором причале, смонтировано дистанционное управление всеми механизмами. Строгая белая башня, стоящая на самом краю рейдового мола, изображена на марках и почтовых открытках и стала одним из символов города.

К 1917 г. на всех морях России было построено 163 световых маяка. Наиболее слаборазвитую сеть маяков имели моря Дальнего Востока (всего 24 при протяженности побережий в несколько тысяч километров). На Охотском море, например, действовал всего лишь один маяк — Елизавета (на о. Сахалин), на Тихоокеанском побережье также один — Петропавловский, на подходе к порту Петропавловск-Камчатский.

Во время войны значительная часть маяков была разрушена. Из 69 маяков на Черном и Азовском морях оказались полностью уничтоженными 42, из 45 на Балтийском море — 16. Всего же было разрушено и уничтожено 69 маячных башен, 12 радиомаяков, 20 звукосигнальных установок и более 100 светящих навигационных знаков. Почти все сохранившиеся объекты средств навигационного оборудования находились в неудовлетворительном состоянии. Поэтому после окончания войны Гидрографическая служба ВМФ приступила к восстановительным работам. По данным на 1 января 1987 г., на морях нашей страны действовало 527 световых маяков, из них 174 — на морях Дальнего Востока, 83 — на Баренцевом и Белом морях, 30 — на побережье Северного Ледовитого океана и 240 — на других морях[99].

В начале 1982 г. огни еще одного дальневосточного маяка — Дуга восточная — загорелись на побережье Охотского моря. В пустынной местности между Охотском и Магаданом на склоне сопки поднялась 34-метровая красная чугунная башня.

В 1970 г. закончилось сооружение маяка — памятника экипажам кораблей и судов, погибшим на Балтике в годы Великой Отечественной войны. Маяк Таллинн установлен на глубине 7,5—10,5 м в районе банки Таллинмадал в 19 милях от порта.

На тяжелой бронзовой мемориальной доске увековечены наименования эскадренных миноносцев, сторожевых кораблей, подводных лодок и вспомогательных судов — всего 72 корабля. Маяки, подобные «Таллинну», не нуждаются в обслуживающем персонале. Поэтому в настоящее время взят курс на строительство именно таких маяков.

Среди маяков, построенных и введенных в действие за последние годы, особое место принадлежит автоматическому маяку Ирбенский. Он построен в открытом море на гидротехническом основании. Все технические средства маяка работают автоматически. Маяк оборудован вертолетной площадкой.

Современные маяки: 1. Маяк Песчаный (Каспийское море). 2. Маяк Чибуйный (о. Шумшу). 3. Маяк Передний Сиверсов (Черное море). 4. Маяк Пильтун (о. Сахалин). 5. Маяк Швентой (Балтийское море). 6. Маяк Таллинн.

Значительное место в навигационном оборудовании, особенно в последнее время, стали занимать импульсные светотехнические средства, с внедрением которых отпадает необходимость в сложных оптических системах. Светотехнические импульсные системы, обладающие огромной силой света, особенно эффективны на высокозасвеченных фонах портов и городов.

Для предупреждения об опасных местах, расположенных в отдалении от берега, или в качестве приемных при подходе к портам используются плавучие маяки, представляющие собой суда специальной конструкции, стоящие на якорях и имеющие маячное оборудование.

Чтобы уверенно опознать маяки днем, им придают различную архитектурную форму и окраску. Ночью же и в условиях плохой видимости экипажам кораблей помогает то, что каждому из маяков присваиваются радиосветовые и акустические сигналы определенного характера, а также огни различных цветов — все это элементы кода, по которому моряки определяют «имя» маяка.

На каждом корабле или судне имеется справочник «Огни и знаки», в котором содержатся сведения о типе постройки каждого маяка и его окраске, высоте его башни, высоте огня над уровнем моря, характере (постоянном, проблесковом, затмевающемся и т. п.) и цвете маячного огня. Кроме того, данные о всех средствах навигационного оборудования морей внесены в соответствующие лоции и обозначены на навигационных картах у мест их расположения.

Дальность действия светящих маяков — 20—50 км, радиомаяков — 30—500 и более, маяков с воздушными акустическими сигналами — от 5 до 15, с гидроакустическими сигналами — до 25 км. Акустические воздушные сигналы ныне подают наутофоны — ревуны, а раньше на маяках гудел колокол, предупреждая об опасном месте — о мелях, рифах и других навигационных опасностях.

Сейчас трудно себе представить мореплавание без маяков. Погасить их свет — все равно что каким-то образом убрать звезды с небосклона, используемые мореплавателями для определения места корабля астрономическим способом.

Выбором мест, установкой, обеспечением непрерывного действия маяка занимаются люди особой специальности — гидрографы. В военное время их работа приобретает особое значение. Когда утром 26 декабря 1941 г. корабли Черноморского флота и корабли, входившие в состав Азовской флотилии и Керченской военно-морской базы, начали высадку десанта на северо-восточное побережье Керченского п-ова, успешным действиям десанта способствовало хорошо организованное гидрографическое обеспечение. Накануне высадки были оборудованы створы из двух светящих портативных буев вблизи берега на подходах к Феодосии, а также установлены ориентирные огни, в том числе и на скале Эльчан-Кая.

Глухой ночью 26 декабря лейтенанты Дмитрий Выжулл и Владимир Моспан скрытно высадились с подводной лодки Щ-203, на резиновой шлюпке добрались до обледенелой отвесной скалы, с большим трудом поднялись с аппаратурой на ее вершину и установили там ацетиленовый фонарь. Этот огонь надежно обеспечивал подход наших кораблей с десантом к берегу, а также являлся хорошим ориентиром для подходивших к Феодосии десантных судов. Подводная лодка, с которой высадились смельчаки, была вынуждена отойти от скалы и погрузиться из-за появления вражеского самолета. В установленное время к месту встречи с гидрографами лодка не подошла, а поиск их, произведенный несколько позднее, закончился неудачей. Имена лейтенантов Дмитрия Герасимовича Выжулла и Владимира Ефимовича Моспана занесены на мемориальную доску погибших, установленную в здании Гидрографического отдела Черноморского флота, их фотографии помещены на стенде гидрографов, погибших в годы Великой Отечественной войны, в Главном управлении навигации и океанографии.

Во время героической обороны Севастополя Херсонесский маяк под непрерывной бомбежкой и артобстрелом продолжал действовать, обеспечивая вход и выход кораблей.

В период третьего штурма города, 2 июня — 4 июля 1942 г., на Херсонес обрушились атаки более 60 вражеских бомбардировщиков. Все жилые и служебные помещения маяка были разрушены, оптика разбита.

Начальник маяка, отдавший флоту более 50 лет своей жизни, Андрей Ильич Дударь, несмотря на тяжелое ранение, оставался на боевом посту до конца. Вот строки из ходатайства о присвоении пассажирскому теплоходу имени «Андрей Дударь»: «...потомственный моряк Черноморского флота — его дед был участником первой обороны Севастополя, отец 30 лет служил смотрителем Херсонесского маяка. Родился Андрей Ильич на маяке, служил матросом на эскадренном миноносце „Керчь“. По окончании гражданской войны работал по восстановлению флота. Великую Отечественную войну начал в должности начальника маяка...». Работа на маяке требует от людей особой закалки. Жизнь маячников устроенной не назовешь, особенно зимой. Народ этот большей частью суровый, неизбалованный.

У маячников удивительно остро отточено чувство долга и ответственности. Однажды Александр Блок писал матери из маленького порта Аберврак в Бретани: «Недавно на одном из вертящихся маяков умер сторож, не успев приготовить машину к вечеру. Тогда его жена заставила детей вертеть машину руками всю ночь. За это ей дали орден Почетного легиона». Американский поэт-романтик Г. Лонгфелло, автор замечательного эпоса о народном герое индейцев «Песнь о Гайавате», так писал о вечной связи маяка с судном:

Как Прометей, прикованный к скале,
Держа похищенный у Зевса свет,
Встречая грудью шторм в ревущей мгле,
Он посылает морякам привет:
«Плывите, величавые суда!».

Океан заставил гидрографов создать целую систему защиты от морских опасностей, которая совершенствовалась вместе с мореплаванием. Она будет развиваться и совершенствоваться до тех пор, пока существуют океан и корабли.

Таким образом, при плавании вблизи берегов маяки, вершины гор, отдельные приметные места на побережье давно служат ориентирами для моряков. Определив по компасу направления (пеленги) на два-три таких предмета, моряки получают на карте точку — место, в котором находится их корабль. А как быть, если нет приметных мест или берег скрылся за горизонтом? Именно это обстоятельство долгое время было непреодолимым препятствием для развития мореплавания. Даже изобретение компаса — ведь он показывает лишь направление движения судна — не разрешило проблему.

Когда стало известно, что можно определить долготу по хронометру, а широту — по высотам светил, потребовался надежный угломерный прибор для определения высот.

Прежде чем появился и утвердил свое превосходство угломерный прибор, устраивающий моряков, секстан, немало других приборов, его предшественников, перебывало на кораблях. Самым первым среди них, пожалуй, была морская астролябия — бронзовое кольцо с делениями на градусы. Через центр проходила алидада (линейка), обе половины которой были смещены относительно друг друга. При этом край одной был продолжением противоположного края другой, дабы линейка возможно точнее проходила через центр. На алидаде имелось два отверстия: большое — для поиска светила, а малое — для его фиксирования. Во время измерений ее держали или подвешивали за кольцо. Такой инструмент годился лишь для грубых наблюдений: он колебался не только во время качки и в ветреную погоду, но и от простого прикосновения рук. Тем не менее самые первые дальние плавания были совершены именно с подобным прибором.

Впоследствии в употребление вошло астрономическоекольцо. Кольцо тоже приходилось подвешивать, но во время измерений не было надобности касаться его руками. Крошечный солнечный зайчик, проникая через отверстие на внутреннюю поверхность кольца, падал на шкалу с делениями. Но и астрономическое кольцо было примитивным прибором.

Вплоть до XVIII в. навигационным инструментом для измерения углов служил посохИакова, известный также под названиями астрономический луч, стрела, золотой жезл, но больше всего как градшток. Он состоял из двух реек. На длинную рейку перпендикулярно ей была насажена подвижная поперечная. На длинной рейке нанесены деления на градусы.

Для измерения высоты звезды наблюдатель располагал длинную рейку одним концом у глаза, а короткую передвигал так, чтобы она одним своим концом коснулась звезды, а другим — линии горизонта. Одна и та же короткая рейка не могла служить для измерения любых высот звезд, поэтому к прибору их прилагалось несколько. Несмотря на свое несовершенство, градшток просуществовал около 100 лет, пока в конце XVII в. известный английский мореплаватель Джон Дэвис не предложил свой квадрант. Он состоял из двух секторов с дугой в 65 и 25° с двумя подвижными диоптрами и одним неподвижным в общей вершине секторов. Наблюдатель, глядя в узкую прорезь глазного диоптра, проектировал нить предметного диоптра на визируемый предмет. После этого суммировали отсчет по дугам обоих секторов. Но и квадрант был далек от совершенства. Стоя на раскачивающейся палубе, совмещать нить, горизонт и солнечный зайчик было делом нелегким. В спокойную погоду это удавалось, но на волнении высоты измерялись очень грубо. Если солнце светило сквозь мглу, его изображение на диоптре расплывалось, а звезды и вовсе были невидимы.

Угломерные приборы и хронометр: 1. Астролябия. 2. Квадрант. 3. Хронометр. 4. Секстан.

Для измерения высот нужен был прибор, который позволял бы совместить светило с линией горизонта один раз и независимо от движения корабля и положения наблюдателя. Идея устройства такого прибора принадлежит И. Ньютону (1699 г.), но сконструирован он был Дж. Гадлеем в Англии и Т. Годфреем в Америке в 1730—1731 гг. независимо друг от друга. Этот морской угломерный прибор имел шкалу (лимб), которая составляла одну восьмую окружности, и потому был назван октан. В 1757 г. капитан Кампелл усовершенствовал этот навигационный инструмент, сделав лимб в одну шестую окружности, прибор получил название секстан. Им можно измерять углы до 120°. Секстан, так же как и его предшественник октан, относится к многочисленной группе инструментов, в которых использован принцип двойного отражения. Поворачивая большое зеркало прибора, можно послать отражение светила на малое зеркало, совместить край отраженного светила, например солнца, с линией горизонта и в этот момент взять отсчет.

С течением времени секстан совершенствовался: была поставлена оптическая трубка, ввели ряд цветных фильтров для защиты глаза от яркого солнца во время наблюдений. Но, несмотря на появление этого совершенного угломерного прибора и на то, что к середине XIX в. мореходная астрономия стала уже самостоятельной наукой, методы определения координат были ограничены и неудобны. Определять широту и долготу в любое время суток моряки не умели, хотя ученые и предложили ряд громоздких и трудных математических формул. Эти формулы практического распространения не получили. Широту обычно определяли только раз в сутки — в истинный полдень; в этом случае формулы упрощались, а сами расчеты сводились к минимуму. Хронометр позволял определить долготу в любое время суток, но при этом надо было знать широту своего места и высоту солнца. Лишь в 1837 г. английский капитан Томас Сомнер благодаря счастливой случайности сделал открытие, оказавшее значительное влияние на развитие практической астрономии, он разработал правила получения линии равных высот, прокладка которых на карте меркаторской проекции давала возможность получить обсервованное место. Эти линии были названы сомнеровыми в честь открывшего их капитана.

Имея секстан, хронометр и компас, штурман может вести любой корабль, независимо от того, есть на нем другие, пусть даже самые современные навигационные электронные комплексы. С этими испытанными временем приборами моряк свободен и независим от любых превратностей в открытом море. Штурман, пренебрежительно относящийся к секстану, рискует оказаться в тяжелом положении.

Оглавление