Непотоплюваність на папері. Чи була загибель «Титаніка» зумовлена? (8 фото)
14 квітня 1912 року найбільший пасажирський лайнер свого часу йшов крізь крижані поля Північної Атлантики. О 23:40 його вперед помітив айсберг прямо по курсу. Через дві години сорок хвилин «Титанік», оголошений непотоплюваним, зник під водою, забравши з собою понад півтори тисячі життів. Офіційний вердикт звучав коротко — зіткнення зі шматком льоду. Однак проста відповідь ніколи не влаштовувала ні інженерів, ні істориків, ні обивателів. 
Титанік на стапелі перед спуском на воду, травень 1911 року. Судно збудовано в гавані Белфасту. В наші дні район будівництва носить назву «Квартал Титаніка»
Чому лайнер довжиною більше двох футбольних полів, побудований за останнім словом техніки, затонув так швидко? Сучасні дослідження ясно вказують, що катастрофа стала результатом великої низки чинників, серед яких конструктивні компроміси та спірні інженерні рішення є, мабуть, вирішальними.
Заклепки та сталь
Будівництво «Титаніка» розпочалося на верфі Harland & Wolff у Белфасті 31 березня 1909 року. На стапелях вже було закладено кіль першого судна серії «Олімпіка». Проект був монструозним: довжина 269,1 м, ширина 28,19 м, висота від кіля до верхівок труб — понад 53 м. Проектна водотоннажність становила близько 52000 тонн. Обшивка корпусу збиралася приблизно з двох тисяч сталевих листів товщиною від 25 до 38 мм. Найбільші плити сягали 9,1 м завдовжки і важили до 4,5 т кожна. У нижній частині корпусу, ближче до днища, сталеві листи укладали внахлест для міцності, а вище вилиці на майже плоскому борту з'єднували торцями без накладання країв — так поверхня залишалася гладкою.
При будівництві «Титаніка» використовували понад три мільйони заклепок загальною вагою близько 1200 т. У центральній, найнапруженішій частині корпусу їх надійно і щільно заганяли гідравлічними машинами. У носі ж і кормі, де обводи ускладнювалися, доводилося покладатися на ручну клепку. Ця невелика виробнича деталь через три роки стане одним із чинників катастрофи.
Коли у 1990-х роках з дна підняли фрагменти обшивки та заклепок, металографія піднесла історикам несподіваний сюрприз. Сталь корпусу формально була бракованою — вона повністю відповідала стандартам 1912 року. Але хімічний аналіз виявив у ній підвищений вміст сірки та фосфору при вкрай низькому вмісті марганцю. Справа в тому, що сталь для «Титаніка» постачали заводи Девіда Колвілла в Глазго, де її виплавляли в мартенівських печах з кислою футеровкою. Таке футерування не поглинало шкідливі домішки, і сірка з фосфором залишалися в металі. Щоб зв'язати сірку в нешкідливий сульфід марганцю, був потрібний, очевидно, марганець, але його вміст виявився недостатнім. В результаті співвідношення марганцю до сірки становило лише 6,8:1. Для порівняння, у сучасних сталях ця пропорція сягає 39:1. Не пов'язана з марганцем сірка утворювала тендітний сульфід заліза, який створював мережу мікроскопічних тріщин і порожнин по межах насіння металу. Це різко підвищувало температуру крихко-в'язкого переходу до +20…+40 °C, що робило сталь вкрай крихкою у крижаній воді (-2 °C), тієї самої температури, яку мала вода в ніч катастрофи. В результаті обшивка корпусу при ударі потріскалася, а не сміялася, що також вплинуло на розміри отриманої пробоїни.
У вигнутих секціях корпусу застосовували заклепки із кованого заліза діаметром до трьох сантиметрів, виготовлені з аномально високим вмістом шлаку — склоподібного побічного продукту виробництва. Нормою для кованого заліза на той час вважається 2-3% шлакових включень (у наші дні менше 1%), тоді як у заклепках «Титаніка» цей показник у середньому сягав 9,3%. Причиною дворазового перевищення стала виробнича лихоманка, де виявилася верф. Одночасне будівництво «Олімпіка» та гонка з конкурентами із Cunard Line створили колосальний тиск на виробничі процеси. Не дивно, що виник дефіцит кваліфікованих кадрів та якісного матеріалу. Щоб закрити потребу у трьох мільйонах заклепок, верф закуповувала їх у додаткових постачальників, нерідко використовуючи залізо класом нижче.
Цікаво, що корпус «Титаніка» не був цілісним, втім, це не особливість конкретного лайнера, а стандартне рішення для великих суден і досі. Щоб гігантське судно не розломилося від хвиль на морі, інженери передбачили три компенсаційні шви в надбудові. Така конструкція надавала верхній частині корпусу необхідну гнучкість і дозволяла протистояти знакозмінним навантаженням при качці. 
«Титанік» у сухому доку Томпсона на фінальному етапі добудови. Примітно, що остання труба не була підключена до котлів і не виводила дим, а служила витяжкою для повітря та пари з машинного відділення та камбузів
Перемога зручності
Інженери «Титаніка» не поскупилися на конструктивні заходи безпеки, принаймні на кресленнях. Основу захисту становило подвійне дно — внутрішня «коробка» заввишки від 1,6 до 1,98 метра, поділена на 46 окремих відсіків-танків і майже по всій довжині корпусу. Ця конструкція була перешкодою при пошкодженні зовнішньої обшивки і одночасно дозволяла приймати тисячі тонн баластової води для підтримки стійкості. Подвійне дно переходило в бортові кілеві балки і спиралося на систему шпангоутів, розставлених з кроком від 60 до 91 см.
Саме собою «стільникове» подвійне дно було дуже прогресивним рішенням свого часу. Однак його висота виявлялася недостатньою при сильному диференті на ніс. Крім того, вище подвійного дна корпус був одношаровим, тобто ніякої другої обшивки або внутрішньої поздовжньої перебирання не передбачалося. З водонепроникних перешкод усередині корпусу були лише поперечні. Тобто, після зіткнення вода не просто заливала відсіки один за одним по довжині судна, а й усередині кожного ушкодженого відсіку вільно розтікалася убік, створюючи додатковий крен. 
Схема поздовжнього розрізу "Титаніка". Червоним виділено перебирання, зеленим – ділянки корпусу, пошкоджені під час зіткнення.
Головною ж гордістю проекту і, як показала практика, його вразливим місцем стала система водонепроникних перебірок. П'ятнадцять поперечних сталевих перебірок, позначених літерами від A (крайня носова) до P (крайня кормова), пропускаючи літеру "I" через схожість із цифрою "1", ділили лайнер на шістнадцять відсіків. Кожну перебірку виконали із сталевих листів, підкріпивши силовими ребрами. У нижній частині дванадцяти їх змонтували автоматичні водонепроникні двері з електромагнітним приводом.
Ці двері заслуговують на окрему увагу. Кожна з них важила близько двох з половиною тонн та у звичайному положенні утримувалася електромагнітами. Закрити їх можна було трьома способами: одним натисканням кнопки з містка, важелем на місці або вони захлопувалися самі. Під час підйому води у відсіку спрацьовував поплавковий механізм, що звільняв клямку. Двері починали опускатися під власною вагою, але не миттєво, тому що гальмівний циліндр дозволяв їй пройти основну частину шляху плавно. Лише останні півметра вона під дією гравітації пролітала вільно, намертво фіксуючись у пазах. Згідно з проектними розрахунками, «Титанік» зберігав плавучість за повного затоплення будь-яких двох суміжних відсіків або навіть чотирьох носових одразу. 
Палуба C «Титаніка» у процесі збирання. На цьому рівні розташовувалися в тому числі каюти першого класу та частина зон прогулянок. Верф Harland & Wolff, Белфаст
Однак ця система мала один серйозний недолік, який у певних умовах повністю знецінював усі запобіжні заходи, закладені конструкторами. З п'ятнадцяти перебірок вісім (дві носові та шість кормових) піднімалися до рівня палуби D, яка височіла над водою приблизно на 6 метрів. Сім середніх доходили лише до палуби E, розташованої поверхом нижче, лише за 3,35 метра від ватерлінії. Вище цих позначок суцільного герметичного «даху» не існувало взагалі. Ця на перший погляд помилка насправді була свідомим рішенням. Проектувальники діяли на користь зручності пасажирів. Саме тому було передбачено відкрите планування салонів, вільне сполучення між приміщеннями та той самий простір, який показували у рекламі. Перебирання, по суті, були герметичні лише у вертикальній площині. Варто носу піти вниз на кілька метрів, і вода неминуче перехльостувала через край, йдучи в сусідні відсіки. У ніч катастрофи сталося саме це. Лід пропоров обшивку правого борту відразу в п'яти носових відсіках. Коли головний конструктор «Титаніка» Томас Ендрюс, що знаходився на борту, дізнався про характер пробоїн, він відразу зрозумів, що лайнер приречений.
Серце та характер
Силова установка «Титаніка» складалася з двадцяти дев'яти котлів, розміщених у шести котельних відділеннях, двох чотирициліндрових парових машин потрійного розширення та турбіни низького тиску. Кожна з двох парових машин обертала свій бортовий гвинт, а єдина турбіна рухала центральний гвинт.
Турбіна мала одну конструктивну особливість. Вона не харчувалася від власного котла, а працювала виключно на відпрацьованій парі від двох головних парових машин, вичавлюючи з нього останню енергію, що залишилася. Це підвищувало загальний ККД установки, що свого часу було дуже грамотним рішенням. Однак у схеми був важливий недолік - турбіна не підтримувала реверс. Лопатки парової турбіни мають фіксований профіль, що дозволяє їй обертатися лише в одному напрямку. Для забезпечення заднього ходу знадобилася б установка окремої реверсивної турбінної секції, що будівельники вважають зайвою тратою коштів та ускладненням конструкції. Тому при команді «повний назад» пара прямувала прямо в конденсатор в обхід турбіни, так як поршневим машинам все одно потрібно кудись скидати відпрацьований пар. 
Гребні гвинти та кермо «Олімпіка». Оригінальні знімки гвинтів «Титаніка» у зборі, певно, не збереглися. Відомо, що його центральний гвинт був трилопатевим, тоді як «Олімпік» та «Британник» несли чотирилопатеві центральні гвинти.
Центральний гвинт у своїй просто зупинявся. При команді "Повний вперед" цей гвинт знаходився прямо перед кермом і створював потужний потік води, покращуючи поворотливість. Але при реверсі все працювало з точністю навпаки. Центральний гвинт завмирав, потік води на кермо зникав, і вже й так не ідеальна маневреність падала ще сильніше. Лайнер втрачав третину рушіїв, тому що на задньому ходу працювали лише два бортові гвинти, і повна потужність реверсу становила 30000 кінських сил (2 гвинти по 15000 к.с.). Сумарна потужність установки в штатному режимі перевищувала 50 000 кінських сил, що дозволяло розганяти лайнер до швидкості понад 23 вузли - вкрай вражаючий показник для судна подібних розмірів. Але при екстреному гальмуванні і маневрі ця міць зникала, залишаючи кермовим приблизно вдвічі менше можливостей, ніж очікував здоровий глузд. Втім, судячи з показань членів екіпажу, що вижили, з машинного відділення, подача команди «Повний назад» у ніч катастрофи є популярним міфом. Головний кочегар Фредерік Барретт та мастил Фредерік Скотт незалежно один від одного бачили на машинному телеграфі сигнал "Стоп". Четвертий помічник капітана Джозеф Боксхолл, на чиїх словах засновано версію про команду «Повний назад», прибув на місток вже після зіткнення. У такому разі офіцер Вільям Мердок, який ніс вахту тієї ночі, наказав, який максимально зберігав керованість корабля при ухиленні, зважаючи на те, що турбіна продовжувала обертатися за інерцією, підтримуючи стійкий потік води. 
Монтаж правого валу лайнера "Титанік", травень 1911 року. Добре видно конструкцію небалансірного керма
Водночас монструозний «Титанік» мав кермо вагою близько 101 тонни та висотою майже 24 метри. Як не дивно, для судна таких розмірів подібне кермо виявилося порівняно невеликим. Суперечки про те, чи була площа керма 70 кв. м фатально недостатня, ведуться досі. Розрахунки показують, що від оптимуму кермо недобирало всього 5-10%, що, швидше за все, не відігравало вирішальної ролі. Крім того, наводяться факти про систершипа «Олімпіка» з таким же кермом, характеристик якого вистачило, щоб встигнути повернути лайнер для тарана німецького підводного човна і не дати йому випустити торпеди. Перекладання керма з борту на борт займало приблизно 37 секунд. На швидкості 22 вузли за цей час лайнер проходив близько 400 м. З цієї причини повний діаметр циркуляції становив понад 1170 м, тобто майже п'ять довжин корпусу.
Але найбільш показовим фактом, що підтверджує самовпевненість власників «Титаніка», стала кількість рятувальних шлюпок. Їх встановили рівно двадцять, що навіть перевищувало застарілі британські норми, що діяли тоді, і вимагали мінімум 16 шлюпок для суден такої водотоннажності. Ті, у свою чергу, розраховувалися за тоннажем судна, а не за кількістю людей на борту. До того ж, за тодішньою логікою шлюпки розглядалися не як засоби порятунку екіпажу і пасажирів на тривалий час, а як недовговічні плоти для евакуації потерпілих на судно-рятівник, що швидко приходить. За деякими даними, конструктори ще на стадії проекту закладали 48 шлюпок, чого вистачило б повною мірою. Але компанія залишила мінімальні двадцять, вирішивши дочекатися нових норм, які так і не набули чинності. Творці не стали псувати естетику палуб прогулянок і жертвувати простором заради безпеки. 
«Олімпік» (ліворуч) виходить із сухого доку у Белфасті після ремонту. 6 березня 1912 року. "Титанік" (праворуч) пришвартований біля добудовної стінки. Це остання спільна фотографія двох лайнерів
Як наслідок, «Титанік» затонув не тому, що відмовило щось одне. Він став жертвою ланцюжка рішень, у якому кожен компроміс окремо здавався розумним. Трохи крихкіша сталь, трохи менш якісні заклепки, трохи нижчі перебирання, трохи менше шлюпок — сума цих «трохи» і перетворила передовий лайнер на братську могилу для півтори тисячі людей. Катастрофа була зумовлена, але з урахуванням всіх конструктивних рішень вона була закономірна.
