Ледокол «Ермак»

На Шпицбергене и на Новой Земле только северо-восточные части имеют ледники; архипелаг Франца-Иосифа, находясь в области вечных льдов, имеет ледники так же, как и открытый Де-Лонгом о-в Беннет. Весь же сибирский берег, а также ближайшие к нему острова ледников не имеют. Взамен глетчерных льдин, эти берега доставляют летом Ледовитому океану льдины ручного образования, отличающиеся наибольшей, сравнительно с другими видами, крепостью, но не достигают значительных размеров. Наибольший по количеству, хотя наименее прочный вид, это – лед морского образования. Смотря по размерам, отличают ледяные поля, льдины, блинчатый лед, шугу и, наконец, так называемое сало – скопление ледяных игл. Как известно, морская вода замерзает при температуре ниже 0°; замерзая, она выделяет растворенную в ней соль. Если замерзание происходит при очень больших морозах, т. е. чрезвычайно быстро, то соль не успевает раствориться в остальной воде и заключается во льде механически, в виде кристаллической примеси. Эти особенности сообщают льду морского образования физические свойства, по которым его легко отличить от пресноводного. Норвежские промысловые шкипера тщательно избегают пресноводные льдины, тогда как они смело направляют нос своих шхун на годовалые льдины морского происхождения.

В продолжение 9-месячной арктической зимы, от сентября до июня, происходит непрерывное нарастание ледяного покрова. Зимние бури, сгоняя льдины, производят те страшные напоры, от которых пало жертвою множество судов, затертых во льдах. С неимоверной силой, с адским шумом, треском, визгом, льдины напирают одна на другую, нагромождаются, раскалываются, образуя в местах главного напора целые горы ледяных глыб, так называемые «торосы», доходящие в сибирском Ледовитом океане до 20 и 30 фут вышины и принимающее еще несравненно более грозные размеры там, где движение льдов встречает препятствия в берегах и островах, например, заторы в Североамериканском архипелаге. При постоянных морозах, колеблющихся зимой между 20° и 50° по Ц., полыньи и щели, образовавшиеся при ледяных напорах, быстро покрываются новым льдом, а нагромоздившаяся глыбы спаиваются, образуя цельную, во много раз утолщенную массу набивного льда.

Весь ледяной покров полярной области находится в постоянном движении, под влиянием ветров и течений. Только местами льдины, выброшенные на прибрежную отмель или вытесненные в неглубокий залив, временно не участвуют в общем движении. Но, с наступлением полярного лета (длящегося июнь, июль, август), начинается таяние ледяного покрова – сначала медленно, затем с увеличивающейся быстротой; оковы слабеют, и вечно движущаяся масса увлекает за собою и лед, застрявший в узкостях и на отмелях. Только в исключительных местностях американских зундов встречаются громадные ледяные заторы, которые Нэрс[64] назвал «вековыми льдами». Там же, где море свободно, как к северу от Сибири, таких вечных льдов не бывает. В Карском море, по мнению авторитетных людей, между прочим, капитана Ховгарда[65], зимовавшего в нем, почти весь лед годовалый. Дурную славу недоступности Карское море приобрело вследствие скопления льдов у входов в него из Баренцева моря, а не потому, что оно само заполнено льдами.

Полоса свободной воды, окаймляющая летом берег Сибири, дала возможность Норденшельду пройти до Берингова пролива, а ранней весной полынья препятствовала попыткам Врангеля и Анжу проникнуть на санях к северу. Если местами, как у мыса Челюскина, лед часто приступает и летом к самому берегу, то, тем не менее, он в береговой полосе, подверженной согревающему влиянию огромных масс сибирской речной воды, за лето разрушается и лишь ветрами надвигается иногда к берегу. О состоянии льда вдали от берега мы имеем свидетельства трех экспедиций: «Жаннетты» – между островами Гералет и Беннет, «Тегетгофа» – между Новой Землей и Землей Франца-Иосифа, и, наконец, «Фрама», пересекшего Ледовитый океан от Новосибирских островов до Шпицбергена.

Все они свидетельствуют о постоянном движении льдов, увлекавшем судно по ломаному и извилистому пути в направлении к Гренландскому ледяному потоку. Зимой щели и каналы, образовавшиеся от нагромождения льдин при их взаимном напоре, быстро покрывались новым льдом. Движение на санях и лыжах могло бы совершаться зимою беспрепятственно, если бы не беспрерывные торосы из неправильно нагроможденных глыб льда, расщелины которого занесены снегом. Когда торосы имеют вид отдельных холмов, то они заставляют путника изменять свое направление, а когда они длинными грядами пересекают путь, то через них приходится перетаскивать сани, встречая при том в собаках не помощь, а лишнее затруднение.

Летом же, между ледяными полями и льдинами различной величины и мощности, везде существуют свободные от льда каналы и щели, беспрерывно меняющие ширину и направление. Эти каналы, при рыхлом состоянии поверхности льдин и сохранившихся частью торосах, делают переправу по льду летом невыразимо трудным и опасным предприятием. Лодки на полозьях приходится то перетаскивать через торосы, проваливаясь на каждом шагу в расщелины, то переправлять их через канал по импровизированному плавучему мосту из льдин, то плыть на лодке по свободному водному пространству.

По расчету д-ра Бергена, участника германской экспедиции, пробывшей почти год на льдине в Гренландском течении, летом около 1/3 поверхности полярного моря покрыто водой, 2/3 – льдом. Вейпрехт, командир «Тегетгофа», признает этот расчет правильным. Наблюдения Нансена не противоречат ему. «Если бы непокрытая льдом часть была распределена равномерно, – говорите Вейпрехт, – то такое море не представляло бы больших затруднений для плавания». Но беда в том, что под влиянием ветров и течений льды напирают то в ту, то в другую сторону; то нагромождается новый торос там, где незадолго еще свободный проход манил морехода; то внезапно образуется широкая щель поперек мощной льдины, на которой путник думал найти себе убежище. Не подлежит сомнению, что напоры льдов, сила коих находится в прямой зависимости от приливно-отливного явления, не во всех частях моря достигают одинакового напряжения. На это, между прочим, указывает и тот факт, что Нансен, во время своего достопамятного возвращения с севера к Земле Франца-Иосифа, проходил иногда по местностям, где непрерывные торосы, щели и преграды истощали все силы Нансена и его спутника; иногда же обширные ледяные поля давали им возможность самим быстро передвигаться на лыжах, предоставляя собакам тащить беспрепятственно сани по сравнительно ровной снеговой поверхности.

Чтобы дать некоторое понятие о толщине льда в Ледовитом океане к северу от Сибири, приведу несколько измерений, сделанных на «Фраме». Оказалось, что лед, образовавшиеся в октябре или ноябре, нарастал постоянно в продолжение всей зимы, но тем медленнее, чем лед становился толще. 10 апреля толщина льда была 2,31 метра; 31 мая – 2,52 м.; 9 июня – 2,28; 20 июня толщина оставалась та же, хотя таяние на поверхности уже было в полном разгаре. «Июля 10 (говорит Нансен), я, к моему удивлению, нашел, что толщина льда увеличилась до 2,76, хотя с поверхности уменьшалась на несколько сантиметров ежедневно». Это прирастание снизу происходило в слое пресной воды, который, при таянии верхнего слоя льдин, достигал поверхности воды и, вследствие меньшей своей плотности, составлял на поверхности соленой воды слой, в 3 метра мощности. Так как температура верхнего слоя морской воды была −1,5° Ц., то пресная вода и примерзала снизу. Средняя толщина льда по Нансену около 10 фут, но в отдельных местах она гораздо больше, например, набивной лед под «Фрамом» имел до 30 фут толщины; но бурения показали, что это была не сплошная, а разнородная масса со скважинами и пустотами. Я несколько подробнее остановился на рассмотрении ледяного покрова полярного моря, как на том факторе, который представляет наибольшее затруднение для арктических исследований.

Борьба с холодом не представляла никогда непреодолимых препятствий. Не только жители севера, привыкшие с детства к стуже и метелям, но и южане, входившие, например, в состав австрийской экспедиции, от холода не страдали. А холод в Ледовитом океане велик. По наблюдениям на «Фраме» за три года средняя температура по Цельсию была в пяти зимних месяцах (ноябре, декабре, январе, феврале и марте) от −28° до −35,5° в среднем, и многие дни подряд держалась ниже точки замерзания ртути; в три летних месяца (июнь, июль, август) средняя температура колеблется между −2° и 0°. Если иметь в виду, что близполярная область в летние месяцы получает большее количество тепла от солнца, чем тропики, то спрашивается: почему же температура здесь летом несравненно ниже, чем в самых холодных странах мирa? Дело в том, что все это большое количество солнечной энергии расходуется на разрушение и разрыхление ледяного покрова.

Полярный климат отличается резкими колебаниями температуры в зависимости от направления ветра; когда температура внезапно подымалась с −40° до −20° мороза, и если при этом ветер был слаб, то он казался арктическим путешественникам теплым зефиром. Свежий же втер, даже при меньшем морозе, пронизывал холодом. Во время русской экспедиции к устью Лены в 1882 г. матросы однажды попросились купаться, жалуясь на жару; термометр показывал +2° в тени. Но эти колебания переносятся легко, а цинга, этот бич прежних экспедиций, устранена успехами современной науки и техники.

Что касается до способов передвижения, коими до сих пор пользовались, то в последнее время до появления Нансена, считалось аксиомой арктического исследования, что роль судна должна заключаться в доставлении экспедиции предметов ее снабжения – к так называемому операционному базису. Для исполнения этой задачи судно должно избегать затора и, следовательно, может плавать только в свободной воде, т. е. только в конце лета, когда процесс таяния достигает своего максимума; самая же экспедиция, прозимовав в избранной точке, производит свои экскурсии по льду на санях ранней весной, когда солнце светит, но снег еще не начал таять. Для облегчения груза саней устраиваются продовольственные склады, чтобы путешественники, при возвращении к месту своей зимовки, были обеспечены провиантом. Вот каков был признанный авторитетами тип полярных экспедиции.

Если «Тегетгоф», «Жаннета», «Поларис»[66], «Ганза»[67] и другие суда оставались во льдах, то это было против воли и желания их руководителей. Нансен, как известно, пошел вразрез с рутиной: он поставил себе задачей не избегать льдов, а, изучив их свойства и движения, пользоваться ими. Его судно «Фрам», построенное так, чтобы оно могло устоять сильнейшим напорам, становилось плавучей обсерваторией, обставленной удобствами и даже комфортом современной культуры, но обсерваторией, которая вместе со льдами, уносимая ветрами и течениями, независимо от воли человека, изменяла свое место. Однако подвижная натура Нансена, жаждая деятельности и борьбы с препятствиями, не выдержала этой пассивной роли. «На что у меня сила, если я ею не пользуюсь», – пишет он в дневнике. После второй зимы он убедился в том, что успех его плана обеспечен: «Фрам», несмотря на напоры льда, остался невредим; его сносило по тому направлению и с той скоростью, которую Нансен предвидел; большие океанские глубины, найденные Нансеном в Ледовитом океане, устраняли опасность быть задержанным сушей; снаряжение экспедиции оказалось настолько совершенным, что не было ни одного случая заболевания, а дух команды оставался превосходным. Тогда Нансен решился на самое отважное из всех его смелых предприятий: 14 марта 1896 г., он один, в сопровождении Иогансена, на парусинных лодках, снабженных полозьями и запряженных собаками, покинул комфорт и безопасность, предоставляемый его судном, и пустился по льду к северу, с целью приблизиться, а может быть, и достигнуть полюса. Он намеревался идти в продолжение 50 дней к северу, а затем отступить к Земле Франца-Иосифа. Но трудности оказались больше предполагаемых. Даже такая настойчивая и щедро одаренная во всех отношениях личность, как Нансен, принуждена была отступиться от первоначального своего намерения, и после 25-дневнаго, неимоверно тяжелого похода к северу, он, достигнув широты 86° и 14', поворачивает на юго-запад по направлению к Земле Франца-Иосифа. Нансен, как и его предшественники, признает поход с санями через полярные льды, изборожденные торосами, лощинами, отдельными ледяными глыбами – самым утомительным делом. «Эти вечные усилия могли бы утомить великанов», – говорит он в своем дневнике.

Однако, невзирая на все эти недостатки передвижения на санях, все наивысшие широты были достигнуты до сих пор этим способом: Парри[68] в 1827 г., Clement Markham[69] в 1876 г., Lockwood[70] в 1883 г., и, наконец, сам Нансен в 1896 г., последовательно достигали наибольших широт, передвигаясь на санях; но этот первобытный способ передвижения технически остался тем же, каким он был сотни лет тому назад. При данном состоянии льда успех зависит от неизменных свойств северной собаки и от выносливости путешественника.

С другой стороны, судостроение является техникой прогрессивной: препятствие, гибельное для беломорского карбаса, не представляет опасности для крепкой шхуны норвежского китобоя: то, что невозможно для парусного судна, является легкой задачей сильному пароходу. Доросла ли техника до преодоления трудностей, представляемых льдами полярной области, судить не мне. Моя задача состояла в том, чтобы в беглом очерке напомнить здесь то, чего достигло человечество в вековых своих усилиях проникнуть в область вечных льдов, дабы овладеть ее сокровищами, раскрыть ее тайны, расширить власть человека над природой до крайних пределов обитаемой нами земли. В решении этой задачи Россия принимала выдающееся участие. Займем ли мы снова и в этой области подобающее нам место? На этот вопрос ответит будущее.

III. К Северному Полюсу – напролом! Лекция вице-адмирала С. Макарова

Мой предшественник, барон Врангель познакомил нас с историей полярных исследований и состоянием Ледовитого океана. Я же являюсь с докладом о том, что сделала техника по пароходному делу и действительно ли ее успехи дают теперь возможность пробраться в северные широты не при посредстве одних только собак и прежних способов, а напролом, при посредстве сильных машин, которыми человечество располагает для своих нужд.

Дело ледоколов, т. е. таких пароходов, которые ломают лед, есть дело новое, но а все пароходное дело есть дело новое. Новое мы видим не в одном пароходном деле, а во всем, каждый день, и то, что казалось нам несбыточным вчера, оказывается осуществимым сегодня. Одно то, что мысль о возможности бороться с полярными льдами есть мысль новая, не может еще служить доказательством, что эта мысль неверная. Нужно считаться с цифрами, взвесить все, что дала техника в этом отношении, и тогда только решить вопрос: действительно ли льды Ледовитого океана могут быть взламываемы или же техника не доросла еще до этого?

Дело ледоколов зародилось у нас в России. Впоследствии другие нации опередили нас, но, может быть, мы опять сумеем опередить их, если примемся за дело. Первый человек, который захотел бороться со льдом, был кронштадтский купец Бритнев[71]. Это было в 1864 г. Как известно, Кронштадт отрезан от сухого пути водою. Летом сообщение поддерживается на пароходах, зимою на санях, но в распутицу, когда нет пути по льду, а пароходы уже прекратили движение, бывали большие затруднения по перевозке грузов и пассажиров. Бритнев попробовал – нельзя ли пароходом ломать лед. Он в 1864 году, у парохода «Пайлот»[72] срезал носовую часть так, чтобы она могла взбегать на лед и обламывать его. Этот маленький пароход сделал то, что казалось невозможным; он расширил время навигации осенью и зимой на несколько недель. После того как пароход «Пайлог» дал такие успешные результаты, Бритнев построил ему в помощь пароход «Бой», и движение в распутицу сделалось весьма сносным. Пароходы Бритнева, однако же, были очень слабы, а потому все-таки были случаи, что сообщение с материком затруднялось; но когда, лет 8 тому назад, ораниенбаумская компания завела два парохода в 250 сил, то сообщение с материком сделалось вполне обеспеченным.

Первые опыты с пароходом «Пайлот», который имел очень слабую машину, повели к предположению, что простая мысль продавливать лед корпусом въезжающего на него парохода не совсем практична, и в 1866 г. был испытан в Кронштадте проект инженера Эйлера, предлагавшего ломание льда посредством гирь. Была взята канонерская лодка[73], у которой в носовой части устроили гири и приспособили шесты с минами. Гири действительно проламывали лед, но у лодки не хватало силы машины, чтобы раздвигать разломанные куски. Таким образом, дело это оказалось совершенно непрактично. Мысль Бритнева, напротив, получила полное применение.

В 1871 г. стояла чрезвычайно суровая зима в Европе; вход в Гамбург замерз, и решено было построить ледоколы. Были посланы в Кронштадт инженеры, чтобы посмотреть, как Бритнев ломает там лед. Они купили чертежи Бритнева за 300 р., и, сообразно с этими чертежами, был построен для Гамбурга первый ледокол, предназначенный ломать лед посредством своего корпуса. Затем гамбуржцы, увидев всю выгоду поддерживания навигации круглый год, не остановились на одном ледоколе и построили еще два. Ледоколы принадлежали гамбургскому правительству, которое, не желая конкурировать с частными лицами, не дозволяет ледоколам летом работать на буксировке судов и держит их без дела. Любек пошел вслед за Гамбургом, и затем все приморские порты Балтийского моря обзавелись ледоколами.

В 1891 г. для города Николаева построили ледокол[74]. Почин в этом деле принадлежит Министерству путей сообщения, которое поняло всю важность открытия навигации этого порта круглый год. Оно нашло денежный источник, чтобы покрыть расходы по постройке ледокола для Николаева. Затем в 1892 г. Морское министерство построило ледокол для Владивостокского порта[75]. С тех пор пароходы Добровольного флота посещают Владивосток круглый год. Первый ледокол для Владивостока оказался слаб, мал по своей силе, и ему приходилось ежедневно работать, чтобы поддерживать прорубленный им канал. Чтобы устранить этот недостаток, был заказан другой ледокол, немного больше первого, при котором сообщение с Владивостоком во всякое время года будет обеспечено без непроизводительной затраты работы. Новый ледокол в состоянии безостановочно идти сквозь тот лед, которым покрывается Владивостокский рейд и Золотой рог. Затем Министерство путей сообщения завело для Саратова ледокол в 1500 сил и ледокольный паром такой же силы[76]. Там, с нынешней зимы (1896/97 г.), перевозятся поезда через Волгу круглый год.

Когда начали строить Великий сибирский путь и возник вопрос о том, что постройка пути вокруг Байкала вызывает большие затраты, то Министерство путей сообщения решило построить ледоколы и для Байкала. За образец были взяты ледоколы, имеющиеся на озере Мичиган. Главная особенность этих ледоколов заключается в том, что в передней части корабля делается винт. Польза такого приспособления открыта в Америке случайно. Один капитан ледокола, встретив большой торос и не имея возможности побороть его, взял на буксир, и при этом оказалось, что струя воды от винта стала вымывать нижние льдины, и торос распался. Вероятно, нижние льдины очень плохо припаяны одна к другой, вследствие чего струя воды выворачивает их со своих мест. Этот опыт дал американцам идею сделать у ледокола передний винт, и я сожалею, что не знаю имени того инженера, который схватил и разработал эту мысль.

Ледокол для Байкала сделан согласно последнему слову науки: у него в корме два винта, а в носу один винт. Я не сомневаюсь, что он в состоянии побороть лед озера Байкал и в хороших руках будет делать свое дело. На рисунке представлен пароход с передним винтом перед торосом, который надо преодолеть. Действие переднего винта следующее: идя обыкновенным сплошным льдом, передний винт, всасывая воду из-подо льда, образует под ним пустоту и помогает ему обламываться под давлением набегающего корпуса ледокола. Когда ледокол подойдет к малому торосу, то он его поборет своим ходом, но если торос так велик и крепок, что ледокол не может побороть его ходом и остановится, то передний винт переводится на задний ход, и тогда струя воды, отбрасываемая на нижние льдины тороса, выворачивает их и отбрасывает вперед[77].

Торос

Размывание тороса

Инженер Рутковский, посланный Министерством путей сообщения осмотреть ледоколы в Америке, пишет следующее о действии ледокола «St. Marie», имеющего 3000 сил и снабженного передним винтом.

«При остановках пароход останавливался, упираясь в сплошной лед. Для того чтобы пустить его опять в ход, не требовалось подавать его назад. Как только пущен был в ход передний винт, замечалось на льду под ногами некоторое слабое колебание в расстоянии до 5 сажен от носа парохода, и затем, при действии заднего винта, пароход начинал двигаться, сначала крошить лед перед собою, а потом разламывать его на большие льдины, выбрасываемые по бокам парохода. При этом получалось впечатление, как будто бы пароход поднимался на лед и проламывал его своим весом.

Мне передавал капитан судна, что в 1895 г. лед был тоньше обыкновенного, а в 1894 г. достигал 2,5 фута, и пароход мог свободно идти через лед при этой толщине. Капитан судна и сопровождавший меня инженер компании, строившей судно, сообщали, что пароход не встречает никакого затруднения при проходе сплошного льда даже 2,5 фута толщиною, но что больше затруднений приходится испытывать, когда лед из озер (Мичиган и Гюрон) позднею весною вгоняется штормами и течением в узкий пролив, где образуются загромождения и ледяные валы до 20 футов и более вышиной.

В таких случаях, говорит капитан, приходится проходить через такие загромождения в два приема, т. е. если пароход не может сразу пройти через нагроможденные и смерзшиеся льдины, то они направляют сначала струю переднего винта для разрыхления массы и затем, подавая пароход назад, вторично проламывают препятствия. Эта операция не могла быть мною наблюдена за покрытием пролива сплошным льдом».

Месяц тому назад в Финском заливе пробовали новый ледокол «Надежный», построенный в Копенгагене для Владивостокского порта, и оказалось, что этот ледокол, не имевший переднего винта, прекрасно ломал лед, идя носом вперед, но еще лучше он ломал лед, идя кормою вперед, что подтверждает идею носовых винтов, даже при следовании через сплошной лед.

Вот в каком положении находится дело ледоколов. Посмотрим теперь, можно ли с успехом применить эти ледоколы к плаванию в Ледовитом океане. Лед можно разделить на ледяные горы глетчерного происхождения, ледяные поля и торосы.

Наш сибирский берег низмен и не дает глетчеров Ледовитому океану. Никто из исследователей не встречал ледяных гор к северу от нашего сибирского берега; их не видели с «Жаннетты», и их не встречал Нансен[78]. Ледяные горы следуют вдоль берегов Гренландии, и в некоторые месяцы их очень много у Ньюфаундлендской банки, куда они приносятся Лабрадорским течением, а в остальной части Ледовитого океана их нет[79]. Ледяные горы по своему размеру бывают так велики, что с ними силою кораблей бороться невозможно; их должно обходить.

Ледяные поля могут состоять из льда одногодового и льда старого. Вейпрехт, в своем классическом исследовании «Die Methamorphosen des Polareises» выводит зависимость между количеством мороза и толщиною ледяного покрова. На основании наблюдений в 3 различных местах он составил таблицу, в которой количество мороза обозначено градусо-днями; приняты градусы Реомюра. Ниже приводим следующие цифры:

500° дает толщину льда 63 см

1000°………………………………92 см

2000°………………………………134 см

3000°………………………………165 см

4000°………………………………189 см

5000°………………………………209 см

10 000°……………………………294 см

15 000°……………………………359 см

20 000°……………………………410 см

Данные эти нанесены мною на чертеже, который служит для вывода предельной толщины льда. Из этой таблицы и диаграммы мы видим, что вначале замерзание идет весьма быстро, а потом чрезвычайно медленно. Первые 500 градусо-дней морозу дают толщину льда в 63 см, а последние 500° лишь 5 см. Вейпрехт считает, что среднее количество мороза в Ледовитом океане 4500 градусо-дней.

Таяние льда происходит иначе, чем замерзание, оно не только не уменьшается по мере убыли льда, но даже увеличивается, в особенности с того момента, когда лед становится порист и вода уходит под лед. По Вейпрехту, в самой холодной части Ледовитого океана, за летнее время, лед может уменьшиться в своей толщине на 1–1,5 м. Расчет предельной толщины льда по системе Вейпрехта делается следующим образом. Предположим, что в Ледовитом океане количество мороза равно 5000 градусо-дням и таяние – одному метру. Согласно диаграмме на рис. 2. при 5000 градусо-днях, в первую зиму образуется ледяной покров в 209 см, в лето стает 1 м и, следовательно, останется 109 см, что соответствует 1350 градусо-дням. Прибавив к этой цифре 5000 градусо-дней, получим 6350, а этой величине соответствует намерзание в 234 см. Эту толщину льда будем иметь в конце второй зимы. Продолжая вычисление таким же образом, получим предельную толщину при заданных условиях 260 см. Это и есть толщина полярного сплошного льда по Вейпрехту.