Летом 1545 года английский флагман «Мэри Роуз» затонул в проливе Солент — прямо на глазах у короля Генриха VIII, стоявшего на берегу. Корабль унёс на дно около пятисот человек и всё своё вооружение: восемьдесят орудий, множество стрел, запасы пороха. Потеря была катастрофической — и Генрих немедленно распорядился поднять корабль.
Через несколько недель к месту крушения прибыли венецианские и генуэзские водолазы. Они привезли с собой странные конструкции, напоминавшие огромные перевёрнутые деревянные бочки. Это были водолазные колокола.
Попытка провалилась — «Мэри Роуз» подняли только в 1982 году, уже с помощью современного оборудования. Но сами колокола продолжали работать. В течение XVI и XVII веков они стали главным инструментом подводных работ — и открыли эпоху, которую можно назвать первой в истории промышленной подводной инженерией.
Принцип, который знал каждый ребёнок — и никто не применял к делу
Идея водолазного колокола основана на физическом явлении, которое любой человек может проверить в ванной прямо сейчас.
Возьмите стакан, переверните его вверх дном и медленно опустите в воду. Воздух внутри не выйдет — давление воды не пускает его. Если вы достаточно плавно опускаете стакан, воздух останется внутри почти полностью, образуя воздушный карман у перевёрнутого дна.
Теперь представьте, что стакан достаточно велик, чтобы в нём поместился человек. И что воздуха в нём достаточно на несколько минут дыхания. Именно так и работал водолазный колокол.
Конструкция — открытый снизу деревянный или металлический сосуд, как правило конической или цилиндрической формы, достаточно тяжёлый, чтобы не всплывать. Его опускали на верёвках с борта корабля или с понтона. Водолаз сидел или стоял внутри, дышал захваченным воздухом, а когда тот заканчивался — либо поднимался на поверхность вместе с колоколом, либо, в более поздних конструкциях, высовывался наружу для выполнения работы и возвращался вдохнуть.
Потолок погружения ограничивался простым законом: чем глубже, тем сильнее давление воды сжимает воздух внутри колокола, тем меньше его объём и тем быстрее оно заканчивается. На глубине десяти метров давление вдвое выше атмосферного, на двадцати — втрое. Практическая рабочая глубина колоколов XVI века редко превышала десять-пятнадцать метров.
Для большинства затонувших кораблей того времени этого хватало.
Откуда взялась эта идея — и кто её придумал на самом деле
Историки обычно называют первым документально подтверждённым колоколом устройство Гульельмо де Лорена в 1531 году. Де Лорена применил его при попытке поднять со дна Неронова озера близ Рима две галеры, предположительно принадлежавшие самому Нерону и лежавшие на дне около полутора тысяч лет.
Но идея значительно старше. Аристотель в IV веке до нашей эры описывал перевёрнутые сосуды с захваченным воздухом. Арабские, греческие и китайские источники упоминают похожие приспособления при добыче жемчуга.
Почему именно XVI век стал временем, когда колокол превратился в рабочий инструмент? Ответ прост: деньги. Великие географические открытия наполнили океаны кораблями с серебром и пряностями. Часть их тонула в прибрежных водах, и стоимость утопленного груза окупала любые затраты на подъём. Появился спрос — появилось предложение.
Испанское серебро на дне и люди, которые за ним ныряли
В испанских колониях Нового Света затонувшие галеоны с серебром превратились в целую индустрию. Испанская корона нанимала водолазов — преимущественно из числа коренных жителей Карибских островов, умевших задерживать дыхание на три-четыре минуты. Для более сложных работ требовались колокола.
Технически операция организовывалась так: понтон устанавливался над местом крушения с помощью якорей, колокол опускали на четырёх верёвках, чтобы не раскачивался. Водолаз внутри получал от суппортера на поверхности верёвочные сигналы: раз — поднять, два — опустить, три — тревога. Добытые предметы поднимались в сетях.
В 1622 году у берегов Флориды затонул флот «Тьерра Фирме» («Твёрдая земля» — так испанцы называли материковые американские колонии): восемь кораблей с грузом на сумму, сопоставимую с годовым доходом испанской короны. Спасательные работы с колоколами и без снаряжения продолжались несколько лет.
Физиология, которую никто не понимал, но все чувствовали
XVI–XVII века — эпоха, когда водолазы работали эмпирически: знали, что делать, но не понимали, почему некоторые вещи опасны.
Главная проблема называлась тогда «болезнью водолазов» или «корчами после подъёма». Сегодня мы знаем это как кессонную болезнь: при быстром подъёме азот, растворённый в крови под высоким давлением, образует пузырьки, способные закупоривать сосуды. У работавших с колоколами водолазов она была относительно редкой — глубины были небольшие. Но те, кто нырял без снаряжения на значительные глубины и задерживался там надолго, иногда поднимались с онемением конечностей или болями в суставах.
Практический вывод, к которому пришли опытные организаторы подводных работ: «не торопись при подъёме» и «давай водолазу отдыхать между нырками». Оба правила верные, хотя механизм их действия оставался непонятым ещё два столетия.
Другой проблемой было переохлаждение. Смазывать тело животным жиром перед погружением — практика, зафиксированная в нескольких источниках, — давала незначительный эффект, но воспринималась как защита.
Эдмунд Галлей и первый настоящий прорыв
Все разговоры о водолазных колоколах неизбежно приводят к человеку, который сделал их по-настоящему практичными, — астроному Эдмунду Галлею, тому самому, чьим именем названа комета.
В 1690 году Галлей разработал систему пополнения воздуха прямо под водой. На поверхности заготавливались деревянные бочки с запасом воздуха. Бочку опускали ко дну, водолаз с помощью кожаного шланга подсоединял её к колоколу и открывал кран. Сжатый воздух поступал внутрь, вытесняя накопившийся углекислый газ через нижнее отверстие.
Галлей лично испытал конструкцию на Темзе, опустившись на восемнадцать метров и проведя под водой около полутора часов — результат, неслыханный для того времени. Это усовершенствование было возможно именно потому, что к тому моменту колокол как инструмент был уже хорошо понятен практически — не из книг, а из рук людей, которые строили, опускали и поднимали его полтора столетия.
Что на самом деле удавалось поднять — и что нет
Колокола применялись для трёх основных задач: обследование затонувших кораблей, подъём груза и ремонт подводных частей судов.
С обследованием справлялись хорошо — водолаз опускался, осматривался и составлял доклад для поверхностной команды. С подъёмом — частично. Небольшие предметы на открытом дне поднимали успешно. Но если корпус засосало в ил или для извлечения груза нужно было разбирать конструкции корабля, один сеанс погружения давал немного: инструменты работают медленно, силы под давлением тратятся быстро.
Для ремонтных работ применяли и другой приём: так называемые «водолазные ящики» — открытые снизу деревянные камеры, прижатые к борту корабля снаружи. Из них откачивали воду и работали внутри уже на воздухе. Это прямой предшественник кессона, который появился в XIX веке.
Три истории о том, как это работало в жизни
Архивы Испании, Голландии и Швеции сохранили несколько описаний конкретных операций.
В 1658 году шведский военный корабль «Кронан» затонул в Балтийском море. Спасательная экспедиция с колоколами работала несколько лет, подняв значительную часть бронзовых орудий — каждое стоило состояния, поскольку бронза была дефицитным металлом. Операция считалась успешной: корабль лежал на небольшой глубине, а орудия находились в доступных местах.
В Карибском море в 1680-х годах английский авантюрист Уильям Фипс организовал экспедицию к испанскому галеону «Консепсьон», затонувшему у берегов Гаити ещё в 1641 году. Используя колокол и профессиональных ныряльщиков, экспедиция подняла серебро и золото примерно на триста тысяч фунтов стерлингов. Фипс получил дворянство и должность губернатора Массачусетса.
В Нидерландах колокола систематически применялись при строительстве Амстердамского порта — крупнейшего торгового порта мира в XVII веке. Поддержание его инфраструктуры требовало постоянных подводных работ: забивки свай, замены обшивки, расчистки дна.
Вместо вывода
Водолазный колокол XVI–XVII веков — технология, стоящая на полпути между рыболовным ремеслом и промышленной инженерией. Она не была изобретена единожды гениальным учёным — она складывалась постепенно, из практического опыта десятков безымянных водолазов, плотников, корабельных механиков, которые пробовали, ошибались и снова пробовали.
Именно этот опыт в итоге привёл к настоящим прорывам: к галлеевскому колоколу с воздушным пополнением, к кессонам XIX века, к первым скафандрам, к современным глубоководным аппаратам.
История подводной инженерии — хороший пример того, как технология развивается не от теории к практике, а в обратном порядке: сначала люди научились что-то делать, а объяснение того, почему это работает, пришло значительно позже. Как думаете — много ли сегодня областей, где мы делаем что-то эффективное, не до конца понимая механизм?