Плавучие гидравлические доки служат для подъёма на них судов, в случае какого-нибудь исправления в подводной части их. В старое время приходилось, для такого исправления, вытаскивать судно на берег или вводить его в сухой док. Вытаскивание судна на берег сопряжено с большими расходами и требует много времени, а сухих доков, в каждом из военных или коммерческих портов, по дороговизне постройки их, имеется весьма ограниченное число.
Из этого понятно, что при множестве судов, требующих исправлений, иногда весьма маловажных, но тем не менее необходимых, напр. как окраска подводной части, оконопатка ее и т. п. — сухих доков бывает недостаточно для своевременного производства подобных работ и плавучие гидравлические доки приносят неоценимую услугу.
Сухим доком называется вырытый бассейн, выложенный камнем и имеющий ворота, с помощью которых в него впускают воду. Впустив воду, чрез отворенные ворота, вводят в такой док судно, после чего ворота запирают и воду откачивают; таким образом судно остается в этом сухом бассейне дли исправлений, по окончании которых, снова впускают воду, судно всплывает и выводится из дока.
Постройка плавучих доков несравненно дешевле сухих доков, управление ими также легко, а ввод на них судна и вывод его производятся гораздо скорее, нежели на сухих доках. Незаменимое же преимущество плавучих доков перед сухими заключается в подвижности их, т. е., что плавучие доки могут взять судно в одном месте и перейти с ним в другое, или же напр. подняв глубоко сидящее судно, провести его чрез такие места, где глубина не позволяла бы судну пройти самому. Последняя способность плавучих доков, быть может, принесла бы не мало пользы в Суэцком канале.
Основанием постройки плавучих доков послужил простой физический (гидростатический) закон равновесия плавающего тела. Известно, что всякое плавающее тело вытесняет, погружённою своею частью, — столько по весу воды, сколько весит само. Так, например, если сделать пустой четырехугольный ящик, вышиной в 10 фут и весом, положим, 100 пуд — который, плавая в воде, погрузится только 1 фут — то это покажет, согласно с вышеописанным законом, что вес слоя воды в 1 фут, вытесняемой ящиком, весит 100 пуд. и что остающаяся высота 9 фут представляет нам способность ящика поднять на себе грузу 900 пуд, при котором ящик будет уже погружен так, что верхняя его сторона придется вровень с водою. Для подъёма на таком ящике какого-либо плавающего тела нужно знать во 1) сколько это тело весит, так как ящик может поднять не более 900 пуд, не затонув ниже уровни воды и во 2) на сколько тело сидит в воде, т. е. как велико его погружение. Зная, напр., что тело имеет погружение 5 фут, мы напустим в ящик столько воды, чтобы он опустился ниже уровня, своею верхнею стороною, немного более 5-ти фут, для свободного ввода на него сказанного тела; наведи тело на ящик, будем выкачивать из него воду до суха и, очевидно, что при весе тела напр. в 500 пуд, — ящик, по выкачке всей воды, будет иметь погружение в 6 фут, т. е. 1 фут собственного веса и 5 фут для веса тела. На этом законе осуществилась постройка плавучих доков, названных гидравлическими потому, что грузы поднимаются на них силою воды, выпирающей, так сказать, док или понуждающей его всплыть, по мере выкачивания ее из дока. С каждым ведром выброшенной воды, док становится легче на вес этого ведра, а потому и погружение его уменьшается на слой такой толщины, что вес его равен весу этого выброшенного ведра воды.
Применение описанного физического (гидростатического) закона к постройке плавучих гидравлических доков, для больших судов, весьма сложно. Здесь требуется вычисление всех давлений воды и влияний поднимаемого груза на разных глубинах, как на стены, так и на связи корпуса дока. В больших плавучих доках необходимо разделение внутреннего их пространства на несколько отделений, совершенно герметически сделанных, т. е. так, чтобы вода из одного отделения не могла попадать в другое. Это важно во 1) для того, чтобы удерживать док в прямом положении, в случае наклонения его на одну сторону, причем вода внутри бросилась-бы на эту сторону вся, если-бы не было разделений и во 2) чтобы при повреждении днища дока — он не мог весь наполниться водою, а, следовательно, затонуть. Кроме этого, необходимо иметь удобную систему отверстий (клинкет) для впуска воды снаружи и протоки ее по отделениям, приспособление для выхода воздуха и, наконец, сильные паровые выбрасывающие помпы, для откачивания поды, и другие разнообразные приспособления, для удобнейшего производства на доке всех работ при подъёме судов и выводе их.
Первый плавучий гидравлический док в России, для судов больших размеров, был построен в 1859 году, из дерева. Он состоит из пяти частей, составляющих общую длину в 295 фут, и обладает способностью поднимать суда весом до 2800 тонн (213880 пуд.).
С развитием железного, а в особенности военного броненосного судостроения, вес судов увеличился до громадных размеров, причем неминуемо увеличились и размерения. Это побудило морское начальство построить док больше и сильнеедеревянного, но необходимость при этом сохранить в доке наивозможно меньшее углубление, чтобы построенные в С.-Петербурге суда флота больших рангов, поднятые на доке, свободно проводить в Кронштадт, чрез Невский бар (где средняя глубина воды 10 фут.), — представляющаяся главнейшим условием дока—заставила ограничиться для него только 5000 тонн (310500 пуд) груза, при углублении 9 ½ фут и общей длине в 325 фут.
На таких основаниях и было положено построить железный плавучий гидравлический док, из пяти частей — и притом по форме, совершенно одинаковой с старым, деревянным. Последнее условие чрезвычайно затрудняло составление проекта, стесняя составителя в размерениях железа и формах, требующихся условиями прочности постройки.
Железные плавучие доки существуют уже в Англии, Франции и Америке, но всегда цельные; наш же железный док — составной из 5 частей, длин. по 65 ф. каждая, и потому представляет совершенно самостоятельное произведение русского морского инженерного дела. Удобство составного дока весьма велико, — в этом нельзя сомневаться. Имея пять частей, способных, при длине 325 ф., поднимать суда в 5000 тон., мы можем всегда, в случае надобности, употребить одновременно: две части, составляющие док 130 ф. длин., для судна до 2000 тонн, и три части — длин. 195 ф., для судна до 3000 тонн, или иметь два дока; — кроме этого, исправление или окраска частей производится также без посторонней помощи, а именно: одна часть, будучи поднята на других двух, может быт исправлена где нужно.
Представленные условия: ограниченное углубление, а, следовательно, почти заданный вес дока, данная фигура, (длина, вышина, ширина и форма поперечного сечения) и раздельность дока на пять частей — представили проект такого дока задачею, не совсем легкою, а потому, как бывает весьма часто, исполнителем его явилась одна из известнейших иностранных фирм, которой, к сожалению, было оказано слишком много доверия. Компетентность фирмы в железных постройках, казалась достаточною порукою за успех дела, но в настоящем случае результатом было горькое разочарование. При обсуждении проекта упомянутой фирмы были горячие споры, по убеждения представителей фирмы, иностранцев же, взяли верх и проект был принят.
Так постройка дока началась в 1865 году и по испытании, в 1866 году в Кронштадте, построенная часть дока далеко не удовлетворила ожиданиям, даже без подъёма на ней груза. Вслед за этим было поручено одному из наших русских молодых инженеров Г. Н. Субботину, заняться составлением нового проекта на тех же данных. Представленный им проект удостоился единодушного одобрения, и постройка дока была отдана нашему русскому балтийскому заводу, в Чекушах, гг. Карра и Макферсона, где будет исправлена и первая, оказавшаяся неудовлетворительною, часть дока.
В 1868 году одна из частей дока была испытана в Кронштадте и дала вполне удовлетворительные результаты; затем, в 1870 году, по окончании следующей части и приводе ее в Кронштадт, — обе части были соединены и 27-го октября на них был поднят монитор (однобашенная железная броненосная лодка, весу до 1500 тон., 93150 пуд.).
Испытание это дало самые блестящие результаты. Мы присутствовали на пробе и слышали даже предсказания некоторых, что две части дока не поднимут монитора и вода будет на палубе дока. Заключение это выводилось из того, что при поднятии монитора на трех частях деревянного дока, на палубе последних была вода (?). Деревянный же док сидит в воде на 2 ф. более железного. Ожидаемое углубление 872 фут совершенно подтвердилось на самом деле. Две части с поднятым монитором имели погружение 9 фут и воды оставалось в трюме (внутри) дока около одного фута.
Рисунок двух частей железного дока с монитором, помещаем в этом номере и вполне убеждены, что читатели Иллюстрации не найдут его лишним. Составной железный док — дело русских инженеров и русских рук.
В заключение не можем не упомянуть о Балтийском заводе гг. Карра и Макферсона, вполне добросовестно исполнившем выполнение проекта или постройку. Работа повсюду строго правильна и прочна. Нет пустого щегольства, не опилены в правильные эллипсы разные отверстия, — но за то суть котельной работы, пригонка, склепка и чеканка исполнены превосходно. Железо на постройку, по принятой инициативе Морского Ведомства, за что нельзя искренне не благодарить его, — употребляется все, без исключения, русское, с заводов гг. Бернадаки, Полетики и Семянникова (Невский, Литейный и Строительный завод). Общий вес железа для всех пяти частей простирается до 217000 пуд или по 43400 иуд. на каждую из частей.
Пожелаем же искренно России побольше Балтийских заводов, а молодому нашему собрату дальнейших успехов на поприще полезной его деятельности. Как он, так и Балтийский завод честно сослужили свою службу судам нашего любезного флота.
А. К. Беггров
Всемирная иллюстрация 1870 год № 66 стр. 254