У рр. наукова експедиція на дрейфуючій станції. Як рятували вчених з крижини, що руйнується.
Цього дня, 21 травня 1937 року - 79 років тому експедиція І.Папаніна, Е.Кренкеля, П.Ширшова, Є.Федорова висадилася на льодах Північного Льодовитого океану в районі Північного полюса і розгорнула першу полярну станцію. північний полюс-1».
Протягом десятків років тисячі відчайдушних мандрівників і дослідників Півночі прагнули потрапити на Північний полюс, намагалися будь-що-будь поставити там прапор своєї країни, ознаменувавши перемогу свого народу над суворими і могутніми силами природи.
З появою авіації з'явилися нові змогу досягнення Північного полюса. Такі як польоти Р. Амундсена та Р. Берда на літаках та польоти дирижаблів «Норвегія» та «Італія». Але для серйозних наукових дослідженьАрктики ці експедиції були короткочасними і дуже значними. Справжнім проривом було успішне завершення першої повітряної високоширотної радянської експедиції і висадки на лід, що дрейфував, в 1937 році героїчної «четвірки» під керівництвом І. Д. Папаніна.
Так, О.Ю. Шмідт очолив повітряну частину перекидання на Полюс, а І. Д. Папанін відповідав за її морську частину та зимівлю на станції, що дрейфує, «СП-1». У планах експедиції була висадка в районі Північного полюса на рік, протягом якого передбачалося зібрати безліч різноманітних наукових даних з метеорології, геофізики, гідробіології. П'ятеро літаків вилетіли з Москви 22 березня. Переліт завершився 21 травня 1937 року.
Об 11 годині 35 хвилин флагманський літак під керуванням командира льотного загону Героя Радянського СоюзуМ.В. Водоп'янова опустився на кригу, перелетівши 20 км за Північний полюс. А останній із літаків приземлився лише 5 червня, настільки важкими були умови польоту та посадки. Над Північним полюсом 6 червня було піднято прапор СРСР, і літаки вирушили у зворотний шлях.
На крижині залишилася четвірка відважних дослідників з наметом для життя та роботи, двома радіостанціями, з'єднаними антеною, майстернею, метеорологічною будкою, теодолітом для вимірювання висоти сонця та складами, спорудженими з льоду. У складі експедиції були: П.П. Ширшов – гідробіолог, гляціолог; Є.К. Федоров – метеоролог-геофізик; е.т. Кренкель - радист та І.Д. Папанін – начальник станції. Належали місяці виснажливої праці, нелегкого побуту. Але це був час масового героїзму, високої духовності та нетерплячого прагнення вперед.
Щодня перебування на Північному Полюсі приносив дослідникам нові відкриття, і першим з них була глибина води під льодом 4290 метрів. Щодня у певні терміниспостережень відбирали проби ґрунту, вимірювали глибини та швидкість дрейфу, визначали координати, вели магнітні вимірювання, гідрологічні та метеорологічні спостереження.
Невдовзі виявився дрейф крижини, де розташовувався табір дослідників. Почалися її мандрівки в районі Північного Полюса, потім крижина рушила на південь зі швидкістю 20 км на добу.
Через місяць після висадки папанинців на крижину (так охрестили відважну четвірку в усьому світі), коли у Кремлі відбулася урочиста зустріч учасників Першої у світі повітряної експедиції на Північний полюс, було зачитано указ про присудження О.Ю. Шмідту та І.Д. Папаніну звань Героя Радянського Союзу, решта учасників дрейфу було нагороджено Орденами Леніна. Крижина, на якій розташовувався табір папанинців, через 274 дні перетворилася на уламок шириною не більше 30 метрів із кількома тріщинами.
Ухвалено рішення про евакуацію експедиції. Позаду залишився шлях у 2500 км по Північному Льодовитому океану та Гренландському морю. 19 лютого 1938 року полярників зняли з крижини криголами «Таймир» та «Мурман». 15 березня полярники було доставлено до Ленінграда.
Наукові результати, отримані в унікальному дрейфі, були представлені Загальними Зборами АН СРСР 6 березня 1938 і отримали високу оцінку фахівців. Науковому складу експедиції було присвоєно вчені ступені. Іван Дмитрович Папанін отримав звання доктора географічних наук.
З героїчного дрейфу папанинців почалося планомірне освоєння всього Арктичного басейну, що зробило регулярною навігацію Північним морським шляхом. Незважаючи на всі гігантські перешкоди та труднощі долі, папанинці своєю власною мужністю вписали одну з найяскравіших сторінок в історію освоєння Арктики.
Дрейф першої науково-дослідної експедиції під керівництвом Івана Папаніна розпочався у травні 1937 року. 9 місяців роботи, спостережень та досліджень станції «Північний полюс» завершилися, коли в Гренландському морі крижина зруйнувалася і вченим довелося згорнути свою діяльність. За епопеєю порятунку чотирьох папанинців спостерігав увесь Радянський Союз.
Іван Дмитрович Папанін
Ідеологом цієї експедиції був Отто Юлійович Шмідт. Після схвалення Сталіна він швидко знайшов людей цього проекту - всі вони були не новачками в арктичних походах. Працездатний колектив складався з чотирьох осіб: Івана Папаніна, Ернста Кренкеля, Євгена Федорова та Петра Ширшова. Начальником експедиції був Іван Дмитрович Папанін.
Хоча він народився на березі Чорного моря в Севастополі в сім'ї матроса, своє життя пов'язав з морями Північного Льодовитого океану. На Крайню Північ Папанін був уперше направлений у 1925 році для будівництва радіостанції в Якутії. У 1931 році він брав участь у поході криголама «Малигін» до архіпелагу Земля Франца-Йосифа, вже через рік він повернувся на архіпелаг як начальник польової радіостанції, а потім створив наукову обсерваторію та радіоцентр на мисі Челюскін.
П.П. Ширшов
Гідробіолог та гідролог Петро Петрович Ширшов також не був новачком в арктичних експедиціях. Він закінчив Одеський інститут народної освіти, був співробітником Ботанічного саду Академії наук, проте його манили подорожі, і в 1932 він найнявся в експедицію на криголамний пароплав «А. Сибіряків», а через рік став учасником трагічного рейсу на «Челюскіні».
Є.К. Федоров
Наймолодшим членом експедиції був Євген Костянтинович Федоров. Він закінчив Ленінградський університет у 1934 році та присвятив своє життя геофізиці та гідрометеорології. Федоров був знайомий з Іваном Папаніним ще до цієї експедиції «Північний полюс – 1». Він працював магнітологом на полярній станції в Тихій бухті на ЗФІ, а потім в обсерваторії на мисі Челюскін, де його начальником і був Іван Папанін. Після цих зимівок Федорова включили до команди для дрейфу на крижині.
е.т. Кренкель
Віртуозний радист Ернст Теодорович Кренкель в 1921 закінчив курси радіотелеграфістів. на випускних іспитахвін показав таку високу швидкість роботи азбукою Морзе, що його одразу направили на Люберецьку радіостанцію. З 1924 Кренкель працював в Арктиці - спочатку на Маточкином Кулі, потім ще на декількох полярних станціях Нової та Північної Землі. Крім цього, він брав участь в експедиціях на «Георгії Сєдові» та «Сибірякові» і в 1930 зумів встановити світовий рекорд, зв'язавшись з Арктики з американською антарктичною станцією.
Пес Веселий
Ще один повноправний член експедиції – пес Веселий. Його подарували зимівники острова Рудольф, з якого літаки і кидали до полюса. Він фарбував одноманітне життя на крижині і був душею експедиції. Злодійкуватий пес ніколи не відмовляв собі в задоволенні при нагоді пробратися на склад з продуктами і стягнути щось їстівне. Крім пожвавлення атмосфери, основним обов'язком Веселого було попереджати про наближення білих ведмедів, з чим він чудово справлявся.
Лікаря в експедиції не було. Його обов'язки було покладено на Ширшова.
Під час підготовки експедиції намагалися врахувати все, що можливо, - від умов роботи обладнання до побутових дрібниць. Папанинці були забезпечені солідним запасом провіанту, похідною лабораторією, вітряком, який виробляв енергію, та радіостанцією для сполучення із землею. Однак головна особливість цієї експедиції полягала в тому, що вона була підготовлена на основі теоретичних уявлень про умови перебування на крижині. Але без практики було складно припустити, чим може закінчитися експедиція і, головне, як взагалі знімати вчених із крижини.
Житлом та похідною лабораторією на час дрейфу був намет. Споруда була невелика – 4 на 2,5 метри. Вона утеплювалася за принципом пуховика: каркас був обтягнутий трьома чохлами: внутрішній був пошитий з парусини, середній чохол був із шовку, набитого гачачим пухом, зовнішній - із тонкого чорного брезенту, просоченого водонепроникним складом. На брезентовому підлозі намету як утеплювач лежали оленячі шкіри.
Папанінці згадували, що всередині було дуже тісно і вони боялися щось зачепити - у наметі зберігалися і лабораторні зразки, підняті з глибин Північного Льодовитого океану та заспиртовані у склянках.
Папанін готує обід
Вимоги до харчування полярників були досить жорсткі - за добу раціон кожного мав складатися з їжі калорійністю до 7000 ккал. При цьому їжа повинна була бути не тільки поживною, а й містити значну кількість вітамінів - головним чином, вітаміну С. Для харчування експедиції були спеціально розроблені концентровані супові суміші - свого роду нинішні бульйонні кубики, тільки корисніші та найнаваристіші. Однієї пачки такої суміші було достатньо, щоб зварити добрий суп на чотирьох членів експедиції. Крім супів, із таких сумішей можна було приготувати кашу, компоти. У сухому вигляді для експедиції були заготовлені навіть котлети - всього було розроблено близько 40 видів концентратів швидкого приготування - для цього був потрібний тільки окріп, і вся їжа була готова вже через 2-5 хвилин.
Крім звичних страв, у раціоні полярників з'явилися абсолютно нові продукти цікавим смаком: зокрема, сухарики, що на 23 відсотки складаються з м'яса, та «солонуватий шоколад з домішкою м'ясного та курячого порошку». Крім концентратів, у папанинців у раціоні були і олія, і сир, і навіть ковбаса. Також учасники експедиції були забезпечені вітамінними пігулками та цукерками.
Весь посуд був виготовлений за принципом, щоб один предмет входив до іншого для економії місця. Це згодом стало застосовуватися виробниками посуду не тільки експедиційного, а й звичайного, побутового.
Практично відразу після висадки на крижину почалася робота. Петро Ширшов проводив проміри глибини, брав зразки ґрунту, проби води на різних глибинах, визначав її температуру, солоність, вміст у ній кисню. Всі проби відразу оброблялися в похідній лабораторії. За метеоспостереження відповідав Євген Федоров. Виміряли атмосферний тиск, температуру, відносну вологість повітря, напрямок та швидкість вітру. Усі відомості щодо рації передавалися на острів Рудольфа. Ці сеанси зв'язку проводилися по 4 рази на день.
Для зв'язку із землею центральна радіолабораторія в Ленінграді виготовила за спеціальним замовленням дві радіостанції - потужну на 80 ват та 20-ватну аварійну. Основне джерело живлення для них був вітряк (крім нього був двигун з ручним приводом). Все це обладнання (загальна вага його було близько 0,5 тонни) виготовлялося за особистого спостереження Кренкеля та керівництва радіотехніка М.М. Стромилова.
Складнощі почалися в січні 1938 року. Крижина дрейфувала на південь і потрапляла в негоду. На ній з'явилася тріщина, і її розміри швидко зменшувалися. Однак полярники намагалися зберігати спокій духу та дотримувалися звичайного режиму дня.
«У наметі, нашому славному старому житловому наметі, закипав чайник, готувалася вечеря. Несподівано, в самому розпалі приємних приготувань, пролунав різкий поштовх і скрипучий шерех. Здавалося, десь поряд рвуть шовк чи полотно», - згадував Кренкель про те, як тріщав лід.
«Дмитрич (Іван Папанін) спати не міг. Він курив (перша ознака хвилювання) і порався з господарськими справами. Іноді він з тугою поглядав на репродуктор, підвішений до стелі. При поштовхах репродуктор злегка гойдався і деренчав. Під ранок Папанін запропонував битися у шахи. Грали вдумливо, спокійно, з повною свідомістю важливості справи, що виконується. І раптом крізь шум вітру знову прорвався незвичайний шум. Судорожно здригнулася крижина. Ми вирішили все ж таки не припиняти гру», - написав він про момент, коли крижина тріснула під самим наметом.
Кренкель тоді досить буденно передав радіо повідомлення Папаніна: «В результаті шестиденного шторму о 8 годині ранку 1 лютого в районі станції поле розірвало тріщинами від півкілометра до п'яти. Перебуваємо на уламку поля довжиною 300, шириною 200 метрів (початковий розмір крижини становив приблизно 2 на 5 кілометрів). Відрізано дві бази, а також технічний склад з другорядним майном. З паливного та господарського складів усе цінне врятовано. Намітилася тріщина під житловим наметом. Переселятимемося в сніговий будинок. Координати повідомлю додатково сьогодні; у разі урвища зв'язку просимо не турбуватися».
До полярників вже висунулися кораблі «Таймир» та «Мурман», проте дістатися станції було непросто через складну льодову обстановку. Літаки також не могли забрати полярників з крижини - майданчик для їхньої посадки на льоду зруйнувався, а один літак, посланий з корабля, і сам загубився, і для його пошуків було створено рятувальну експедицію. Кораблі змогли пробитися до станції, тільки коли утворилася ополонка, вони отримали в дорозі значні пошкодження у льодах.
19 лютого о 13 годині 40 хвилин «Мурман» та «Таймир» пришвартувалися до льодового поля за 1,5 кілометра від полярної станції. Вони прийняли на борт усіх учасників експедиції та їхнє спорядження. Останнє повідомлення експедиції було таким: «…Цієї ми залишаємо крижину на координатах 70 градусів 54 хвилини північної, 19 градусів 48 хвилин вестовой і пройшовши за 274 діб дрейфу понад 2500 км. Наша радіостанція перша повідомила звістку про підкорення Північного полюса, забезпечила надійний зв'язок із Батьківщиною і цією телеграмою закінчує свою роботу». 21 лютого папанінці перейшли на криголам «Єрмак», який доставив їх до Ленінграда 16 березня.
Наукові результати, отримані в унікальному дрейфі, були представлені Загальними зборами АН СРСР 6 березня 1938 і отримали високу оцінку фахівців. Всім учасникам експедиції були присвоєні вчені ступені та звання Героїв Радянського Союзу. Також це звання було надано льотчикам - А.Д. Алексєєву, П.Г. Головіну, І.П. Мазуруку та М.І. Шевельову.
Завдяки цій першій експедиції стали можливі й наступні - у 1950-х роках була експедиція «Північний полюс - 2», а незабаром такі зимівлі стали постійними. 2015 року відбулася остання експедиція «Північний полюс».
Рух судна відбувається одночасно у двох середовищах - у водному та повітряному, які рідко бувають у спокійному стані. Повітряне середовищенадає свою дію на судно, що рухається насамперед швидкістю (силою) і напрямом вітру. Швидкість вітру вимірюється анемометрами і виявляється у метрах на секунду, а сила -в балах від 0 до 12 за спеціальною шкалою (див. табл. 49 МТ-63).Курсовий кут вітру називають курсом судна щодо вітру. Залежно від величини цього кута курси судна щодо вітру набули різних найменувань (рис. 47).
Якщо вітер дме в правий борт, то курсу судна щодо вітру надається ще назва «правого галсу», а коли він дме в лівий борт – «лівого галсу».
Коли внаслідок зміни напряму вітру його курсовий кут зменшується, кажуть, що вітер заходить, або стає крутішим; якщо збільшується, то вітер відходить, або робиться повніше. Коли ж зміна кута викликається зміною курсу судна, то в першому випадку говорять, що судно приведено до вітру, або лягло крутіше, а в другому, що воно спустилося, або легше повніше.
Рис. 48
Під впливом вітру і хвилювання і течії рухається судно відхиляється від наміченого курсу і змінює свою швидкість. Розглянемо вплив вітру на судно, що рухається, на наступному прикладі (рис. 48). Припустимо, що судно рухається якимось курсом ІЧ зі швидкістю по лазі vл і на нього впливає вітер Kw зі швидкістю w під кутом q, що спостерігається (здається). Рівночинний тиск вітру на судно, рівна вектору A, прикладена до центру парусності судна і становить з його діаметральною площиною кут.
Розкладемо рівнодіючий тиск вітру А на дві складові X і Z. Сила X спрямована по діаметральній площині і дорівнює X = A cosy, вона впливає на швидкість судна щодо води (в даному випадку зменшує швидкість) vл.
Сила Z спрямована перпендикулярно до діаметральної площини, Z = A.siny і викликає бічне зміщення - дрейф судна з лінії курсу зі швидкістю V ін.
Склавши геометрично швидкості судна по лазі vл і дрейфу удр, отримаємо вектор дійсної швидкості судна щодо води v0, за напрямом якого відбувається фактичне переміщення судна при дії цього вітру.
Лінія фактичного переміщення судна при дії вітру називається лінією шляху при дрейфі ПУ ін, а кут між північною частиною істинного меридіана і цією лінією - дорожнім кутом. Кут між лінією істинного курсу і лінією шляху при дрейфі називається кутом дрейфу. При вирішенні завдань куту дрейфу надається знак: при вітрі правого галсу - мінус, а лівого галсу - плюс.
При одній і тій же силі здається вітру, але при різних курсових кутах вплив його на судно, що рухається, неоднаково. При курсових кутах вітру, рівних 0 або 180°, кут дрейфу дорівнює нулю, а при курсових кутах K w , близьких до 50-60 °, він досягає максимального значення внаслідок того, що напрямок Kw є рівнодією швидкості та напрямки істинного вітру та швидкості самого судна. При кутах K w ~ 50/60° кут між напрямком істинного вітру та діаметральною площиною судна буде приблизно 90°.
Рис. 49
Кут дрейфу збільшується зі зменшенням швидкості ходу судна та зі збільшенням площі його парусності (у разі зменшення осідання судна). Практика показує, що у суден із прямими штевнями дрейф буває менше, ніж з похилими, і що у суден із гострими обводами дрейф виявляється менше, ніж у суден із повними утвореннями. Вітер, створюючи хвилювання, викликає качку судна, погіршує керованість і судно стає менш стійким на курсі (у судна з'являється ризиковість).
При тривалій дії вітру в одному напрямку створюється поверхнева течія, яка також спричиняє знесення судна з лінії істинного курсу.
Таким чином, сукупна дія вітру і хвилювання і течії при плаванні, що викликаються ним, необхідно враховувати, вводячи поправку на дрейф, рівну величині кута дрейфу.
Справжній курс, колійний кут при дрейфі та кут дрейфу знаходяться в наступній залежності алгебри (рис. 49):
При цьому слід пам'ятати, що судно, переміщаючись по лінії шляху при дрейфі ПУ a зберігає напрямок своєї діаметральної площини паралельно лінії ІЧ і остання завжди лежить ближче до вітру, а ПУ a - далі від вітру (див. рис. 49).
Визначення кута дрейфу
В даний час приладів з визначення величини кута дрейфу, зручних для використання на судні, ще немає і тільки досвід і практика дають можливість судноводію правильно оцінити дію вітру на судно і можливе знесення його вітровим хвилюванням і течією.У практиці судноводіння кут дрейфу визначають із безпосередніх спостережень, застосовуючи один із таких способів.
Рис. 50
При плаванні у видимості берегів по береговим орієнтирам. Наслідуючи незмінний курс KK1 (рис. 50), кілька разів (не менше трьох) визначають місце судна по берегових орієнтирах. Потім, з'єднавши отримані точки А1 А2 і А3, вимірювають транспортиром кут між північною частиною істинного меридіана і лінією дійсного переміщення судна-лінією шляху ПП1. Кут дрейфу а отримують як різницю між ПУ та ІЧ, тобто а = ПУ - ІЧ. Цю величину кута дрейфу і враховують надалі. Однак слід мати на увазі, що таке визначення можна робити, коли в даному районі немає постійної течії.
Пеленгуванням кільватерного струменя (застосовується як наближений спосіб). Кільватерний струмінь являє собою слід судна, що переміщається внаслідок обурення обертанням гвинтів маси води. При вітрі напрямок кільватерного струменя майже не зміщується. Тому для отримання кута дрейфу можна вимірювати кут між напрямками діаметральної площини судна та кільватерного струменя. Пеленги беруть найближчим до корми компасом, встановлюючи візирну площину пеленгатора паралельно кільватерному струменю. Якщо відлік помічають по азимутальному колі компаса, то
А = КУ - 180 °,
А якщо знімають ОКП, то а = ОКП – КК.
Величину кута дрейфу, що визначається всіма доступними способами, і умови, за яких вона визначалася (курс судна щодо вітру, швидкість судна, сила вітру, стан судна із завантаження, осідання тощо), необхідно записувати в спеціальному зошиті з тим, щоб можна було за аналогічних умов заздалегідь враховувати дрейф, т. е. під час прокладання враховувати поправку на вітер.
Обчислення шляху судна при дрейфі
При веденні графічного числення з урахуванням кута дрейфу, крім лінії істинного курсу, прокладають лінію шляху при дрейфі ПУ a по заданому або розрахованому куті дрейфу а над нею, крім компасного курсу і поправки компаса, вказують величину кута дрейфу з відповідним знаком. Відстань, пройдена судном (з урахуванням поправки чи коефіцієнта лага), враховується завжди лінії шляху ПУ.Пройдена лагою (крім забортного) відстань при кутах дрейфу більше 8° розраховується з введенням поправки на кут дрейфу за формулою
Якщо пройдена відстань визначається за оборотами рушіїв (за таблицею відповідності швидкості ходу оборотів рушіїв), то жодних поправок не вводять.
При веденні графічного числення з урахуванням дрейфу слід наносити на карту місце судна на момент траверзу орієнтира; розраховувати момент приходу судна на траверз орієнтиру; визначати найкоротшу відстань до орієнтиру при дотриманні заданого курсу та момент відкриття або приховування орієнтира.
Для нанесення місця судна на карту в момент траверзу орієнтира розраховують істинний зворотний пеленг за такими формулами. При спостереженні орієнтиру: праворуч
ліворуч
ОІП прокладають від орієнтиру до ПУа, і точка А (перетину ОІП з ПУ a) буде місцем судна на карті в момент траверзу (рис. 51). Для того щоб визначити, коли судно прийде дійсно на траверз орієнтиру, необхідно незадовго до цього поставити пеленгатор компаса на розрахований ОКП = КК ±90° (+90° - орієнтир зліва, -90° - праворуч) і вести спостереження. Як тільки напрямок на орієнтир збігатиметься з візирною площиною пеленгатора, цей момент і буде моментом траверзу.
Таке завдання часто доводиться вирішувати щодо точки повороту новий курс.
Рис. 51
Щоб заздалегідь розрахувати момент приходу судна на траверз орієнтира, вимірюють на карті по лінії шляху відстань S від останньої обсервованої точки до точки А (див. рис. 51), отриманої перетином лінії ОІП з лінією ПУа, і, розділивши його на швидкість судна по лагу, отримують проміжок часу, що відповідає тривалості переходу судна з точки В в точку А.
Додавши Т на час Т1 (обсервації у точці У), отримують момент Т2 приходу судна на траверз, т. е. Т2 = Т1 + Т. Для прискорення розрахунку величини Т користуються табл. 27-б «Час по відстані та швидкості» (МТ-63).
Щоб заздалегідь розрахувати показання лага в момент приходу судна на траверз (у точку А), користуючись відстанню S, визначають рол по табл. 28-а або 28-6 (МТ-63) в залежності від знака Ал або за формулою ролл = S/Кл. Потім до відліку лага, під час визначення за орієнтиром (у точці В), додають знайдене рол і одержують ол2 = ол1 + рол.
- Переміщенням наз-ся вектор, що з'єднує початкову і кінцеву точки траєкторії Вектор, що з'єднує початок і кінець шляху називається
- Траєкторія, довжина шляху, вектор переміщення Вектор, що з'єднує початкове положення
- Обчислення площі багатокутника за координатами його вершин Площа трикутника за координатами вершин формула
- Область допустимих значень (ОДЗ), теорія, приклади, рішення