Рабочая сила "Харланд & Вольф" – 15 000 человек во время строительства "Титаника" – уходила из своих домов рядовой застройки на рассвете и собиралась возле проходной завода. Здесь к ним подходили безработные в надежде получить место чернорабочего на один день во время ежедневного утреннего найма, ведь на верфи всегда требуется несколько лишних рабочих рук.
Чтобы иметь постоянную работу, многим пришлось пойти по ступеням отцов и обучиться ремеслу. Учениками становились в четырнадцать лет и следующие пять лет обучались разным занятиям – на "Харланд & Вольф" суда строили от киля до интерьеров.
Как на любом производстве того времени, ученик частично сам оплачивал инструменты. После пятилетнего пребывания в подмастерьях он мог продвинуться дальше и получить профсоюзный билет квалифицированного водопроводчика, котельщика, клепальщика, лудильщика, плотника, сверловщика, крановщика, декоратора, кузнеца, металлиста, токаря по дереву, монтера, судомонтажника, конопатчика, электрика, маляра или другой из десятков профессий.
Конечно, хорошо иметь постоянную и притом безопасную работу на судоверфи. Но несчастные случаи на производстве в девятнадцатом и начале двадцатого столетия являлись профессиональным риском и летальные исходы были будничными. В судостроительной индустрии было взято за правило иметь одного погибшего на потраченные £100 000.
По окончании работ на "Титанике", которые обошлись в £1,5 млн, на совещании дирекции "Харланд & Вольф" зачитали доклад о несчастных случаях, произошедших за время строительства. Оказалось, что их зарегистрировано 254: 69 при машиностроительных работах (6 было помечено как "тяжелые") и 185 на верфи, из которых 8 закончились смертельно. Общая сумма компенсационных выплат за эти несчастья составила £4849 3 шиллинга и 5 пенсов. Компания даже купила два новых автомобиля под кареты "скорой помощи" и поставила их на стоянку возле главных ворот, чтобы как можно скорее развозить раненых рабочих по больницам. Когда дневная работа заканчивалась или завод закрывали на выходные, автомобили сдавались в аренду, чтобы окупить их содержание.
Факт о восьми погибших на работах таких масштабов сегодня выглядит позорным, но в те времена он считался "допустимой" нормой. За легендарностью, обретенной "Титаником" за прошедшее время, легко забывается, что он был построен почти сто лет назад и тот уровень охраны труда просто не сопоставим с сегодняшним.
Меры безопасности на "Харланд & Вольф" не отличались от применяемых на других заводах, но это никак не умаляет трагедии семей погибших восьмерых человек. Из них двое были клепальщиками, что неудивительно, учитывая всю опасность работы с заклепками. Клепальщики работали над всеми частями судна, начиная с тускло освещенных внутренних закоулков до продуваемых всеми ветрами плоскостей в двадцати пяти метрах выше подмостей, установленных вокруг будущего корпуса.
Весь стальной каркас "Титаника" скреплялся простыми заклепками – сварка в то время лишь зарождалась (с помощью ее на "Титанике" сделали лишь расширительные швы в надстройке). Применялись как стальные заклепки, так и заклепки из ковкого чугуна. Методы, применявшиеся для ковки стали и расклепки элементов конструкции корпуса, были стандартными для британской судостроительной промышленности того времени и сохранялись неизменными вплоть до Второй мировой войны. Поэтому бригады клепальщиков были истинными "королями" верфи, заслужившими почет и уважение представителей других ремесел за опыт и мужество, – их условия работы были по-настоящему опасны, но подобный риск в то время был неизбежным.
Бригада клепальщиков обычно состояла из четырех-пяти человек: нагревателя, ухватчика, держателя (иногда ухватчик исполнял и роль держателя) и двух клепальщиков. Нагреватель поддерживал огонь в угольной жаровне или печи, в которой нагревались заклепки. По цвету он определял, когда заклепка "доходила" до нужной температуры (3–4 мин), вынимал ее из огня и как можно скорее щипцами передавал ее ухватчику. Тот перехватывал ее своими щипцами и бежал к месту работы клепальщиков, где передавал раскаленную заклепку держателю. Держатель загонял заклепку в отверстие, просверленное или пробитое в двух наложенных друг на друга стальных листах.
Клепальщики (один левой рукой, другой – правой) одноременно расковывали заклепку каждый со своей стороны листа гидравлическими молотками до тех пор, пока она не принимала нужной формы, прочно сдавливая вместе оба листа. Как кузнецы, работавшие у горна, клепальщики сильно потели, поэтому всегда держали возле себя много воды, чтобы спасаться от обезвоживания.
Рабочим приходилось работать быстро, чтобы "посадить" еще горячую заклепку на место, но было еще одно основание для их лихорадочного темпа. Каждую забитую заклепку подсчитывали (в день их набиралось до 200), и в конце недели бригада получала соответствующий расчет, деля деньги по своему усмотрению. Это заставляло крутиться каждого, поэтому клепальщики все время подгоняли нагревателей и ухватчиков, чтобы те их непрерывно снабжали новыми заклепками. Беготня с выемкой и доставкой следующей раскаленной заклепки часто и приводила к несчастьям. Из двух клепальщиков, погибших во время строительства "Титаника", один – пятнадцатилетний ухватчик Самуэль Скотт, второй – девятнадцатилетний нагреватель Джон Келли. Первый упал с лестницы на подмостях, другой – свалился со стапеля.
Строительство нового лайнера класса "Олимпик" началось путем укладки стальных пластин киля толщиной 3,81 см. Киль – это "спинной хребет" судна, корень, на котором растет весь корпус. Непосредственно на пластинах был уложен килевой брус – монолитный стальной брус толщиной 7,62 см, обеспечивавший жесткость конструкции. К нему крепились пластины вертикального киля, на которые вновь укладывали ряд горизонтальных пластин. Таким образом, по всей длине будущего корпуса судна получалось нечто вроде двутавровой балки высотой около 1,3 м.
По бокам от килевого бруса устанавливались первые балки (стрингеры), обеспечивающие продольную жесткость вдоль длины корпуса. На судах класса "Олимпик" устанавливали по четыре днищевых стрингера на каждой стороне между центральной балкой и крайним листом. Кроме них, под будущим машинным отделением для повышения жесткости установили дополнительные стрингеры. Стрингеры и киль скреплялись между собой поперечными балками (шпангоутами).
Образовавшееся двойное дно клетчатой системы с флором на каждом шпангоуте считалось главной составляющей безопасности – если листы днища будут повреждены, вода не пройдет дальше верхних пластин. Глубина двойного дна по центральной линии равнялась 1,6 м, кроме участка паровых машин, где глубина составляла 1,98 м. Для свободного перетока балластной воды поперечные флоры имели кольцевые каналы, создавая эффект медовых сот, но некоторые были сплошными, образуя перегородки между танками. Двойное дно было поделено так, что по ширине судна получилось четыре отдельных водонепроницаемых отсека. Перед машинным отделением и за ним водонепроницаемое деление имелось лишь по центральной линии, за исключением переднего и заднего танков, образуя по два водонепроницаемых отсека.
Между крайним листом и скуловым закруглением располагались бортовые или скуловые танки. Как и в танках двойного дна, в них размещался водяной балласт. Во время похода через Атлантику на "Титанике" сжигались сотни тонн угля в день, но нужно брать в расчет еще вес израсходованной пресной воды и пищи, которые необходимо было восполнять за счет балласта для сохранения остойчивости корпуса. Чтобы восполнять вес воды, балласт равномерно закачивали в танки по мере необходимости.
Но двойное дно имело вышеописанную конструкцию не везде. Внутри трюмов № 1, 2 и 3 (перед переборкой "D") "второе" дно представляло собой непосредственно обшивку корпуса. Крайние листы в этих объемах были продлены вниз лишь под очень небольшим внешним углом к перпендикуляру. Настил второго дна не продлевался до стыка с листами обшивки. Фактически вместо двойного дна в передних трюмах имелись так называемые внутренние балластные танки. Ко времени строительства "Титаника" эта система давно уже устарела. Ключевой особенностью устройства корпуса "Титаника" под передними трюмами являлось отсутствие защиты от поступления забортной воды при повреждении скулового закругления или борта корпуса.
За переборкой "D" начиналось современное ячеистое двойное дно. Крайние листы по-прежнему обрывались почти вертикально для стыка с горизонтальными листами обшивки днища. Однако флоры выдвигались наружу скуловыми кницами, формируя скуловое закругление. Эти бракеты были приклепаны к крайним листам поперечными настилами. Второе дно здесь было продлено горизонтально поверх книц, до обшивки корпуса на высоту 2,13 м над килем. Хотя чертежи и не говорят об этом, сформированные скуловым закруглением бортовые танки, по всей видимости, были непроницаемыми.
При строительстве "Олимпик" однажды сфотографировали как головное судно класса еще до установки скуловых книц, которые на этой исторической фотографии разбросаны по двору возле здания завода "Харланд & Вольф".
Поскольку бортовые танки продлевали второе дно до обшивки над скуловым закруглением, двойное дно за переборкой "D" обеспечивало защиту от поступления забортной воды через днище или скуловое закругление.
После завершения обшивки конструкция стала водонепроницаемой палубой второго дна, на которой позже установят котлы и двигатели. Над ней корпус строился по традиционной поперечной системе набора, усиленной рамными шпангоутами, которые шли до самых верхних палуб. Поперечная жесткость судна частично обеспечивалась 15 поперечными водонепроницаемыми переборками, специально укрепленными и усиленными на случай непредвиденных воздействий при столкновении и крепились к палубам, двойному дну и листам обшивки двойными углами.
Со второго дна по обоим бортам корпуса поднимались шпангоуты ("ребра"), к которым крепилась наружная обшивка ("кожа"). Если мы представим себе киль в виде позвоночника человека, то шпангоуты выполняют здесь функцию ребер, а именно – придают скелету жесткость. "Ребра" поднимались с уровня второго дна до палубы мостика ("В"), которая была на восемь палуб выше. Шпангоуты высотой по 20 м отстояли друг от друга на расстоянии 91 см, но в носовой части это расстояние сокращалось до 60 см, а в кормовой – до 69 см.
Шпангоуты представляли собой швеллер глубиной 25,4 см в средней части с угловыми и реверсивными балками на концах шпангоута под углом в 45°. Для повышения жесткости между ними с определенной частотой располагались рамные шпангоуты. В области расположения тяжелых машин и механизмов прочность повысили путем установки через небольшие расстояния рамных шпангоутов с особо прочными консолями, соединявшими шпангоуты с бортовыми танками, а также скуловые консоли для обеспечения максимальной жесткости корпуса при штормовой погоде.
На уровне каждой палубы, вплоть до нижней ("G"), к рамным шпангоутам перпендикулярно крепились швеллерные концевые бимсы глубиной 25,4 см, а выше ее – менее глубокие бимсы для обеспечения стабильности. Каждый концевой бимс крепился к шпангоутам жесткими поддерживающими консолями большой толщины и уголками для повышения прочности. К концевым бимсам крепились карлингсы – основа для настила палуб.
Конструкцию завершали четыре дополнительных днищевых стрингера, проходящие вдоль всей длины корпуса. Они состояли из пластин, соединенных глубокими уголками сверху и снизу. Из-за того, что в машинных отделениях требовалась вся ширина корпуса, эти балки здесь прерывались. Чтобы компенсировать это, в машинном и турбинном отделениях установили особую коленчатую (уголковую) конструкцию. Каждая из них по структуре напоминала одну из четырех главных продольных балок.
Между продольными балками на определенном расстоянии друг от друга установили стойки (вертикальные колонны), которые по высоте заходили за уровень средней палубы ("F", третья палуба от второго дна). Каждая стойка состояла из цельностальных колонн. Выше палубы "F" стойки заменяли цельностальные пиллерсы меньшего диаметра. Это необычное решение, предложенное Томасом Эндрюсом, позволило ставить пиллерсы чаще, превращая всю конструкцию в жесткую сеть соединенных между собой ячеек.
Вся эта технически аккуратная и методичная работа заняла больше года, а всю конструкцию целиком было видно уже с борта парохода, подходившего к порту Белфаст. Журналист Филсон Янг писал:
На самой плоской из плоских равнин вдруг возникал настоящий железный лес, сбросивший листву. Но стоило лишь подобраться ближе, как лес оживал. От корня до самых верхних ветвей его переполняли живые существа, иногда походившие на отряды муравьев, копошащихся в порах коры, а затем превращались в птиц на ветках леса. Но в конце концов они оказывались множеством карликов, роившихся среди стального каркаса размером с собор, но хилым на вид, как паутина.
В начале апреля 1910 г. набор корпуса был завершен и можно было приступить к его обшивке. Описание внутренней структуры "Олимпика" и "Титаника" указывает, что "Харланд & Вольф" сделала все возможное для обеспечения максимальной прочности корпусов будущих пароходов. Было жизненно важно обеспечить наивысший уровень жесткости корпуса для безопасности и комфорта в штормовом море. Поэтому к прочному внутреннему набору корпуса крепились стальные листы 9,14 х 1,82 м толщиной 2,54 см. Проклепанные вместе, они формировали настил палуб. В верхней части корпуса толщина настила палуб "С" и "В" (шельтердек и мостика) возрастала до 3,81 см. Бортовая (или наружная) обшивка имела толщину 2,54 см и была необычно тяжелой для судов такого класса. Но, поскольку скорость парохода класса "Олимпик" не стояла на первом месте, повышение толщины обшивки роли не играло.
Листы наружной обшивки имели одинаковый размер с листами настила палуб и прямоугольную форму. Размеры были стандартными для сталелитейного производства того времени. Интересно, что химический состав современных стальных листов, употребляемых в судостроении, уже давно изменился, а их размеры по-прежнему те же, что использовались в начале XX в.
Существующий миф о низком качестве применяемой стали получил развитие благодаря чистой ретроспективе. Во второй половине XIX в. происходила замена прежнего способа производства стали – пудлингования – на новые, прогрессивные: мартеновский и конвертерный (сначала – бессемеровский). Действительно, сталь, поставлявшаяся на "Харланд & Вольф" фирмой "Далзелль & Д. Коллвилз и К°", была изготовлена кислым мартеновским способом. Хотя технология производства и позволяла четко и непрерывно контролировать химический состав получаемого металла, в нем все же оставался избыток примесей (такие, как сера и фосфор), ведь вплоть до начала XX в. в качестве руды, как правило, использовали железный колчедан – минерал из класса сульфидов. Эти примеси и вели к снижению прочности на разлом, особенно в условиях холодной воды, которая снижала вязкость (способность стали деформироваться в обычных условиях), вымывая марганец, связывавший остаточную серу. Без достаточного количества марганца сера в совокупности с чугуном формировала сульфид железа, из-за которого (особенно вдоль межзеренных границ) образовывались слабые места, приводившие к развитию микротрещин. Соотношение марганец – сера в образцах стали "Титаника", извлеченных со дна, были определены как 6,8: 1 – ничтожно мало в сравнении с современной сталью, у которой это соотношение равно 200: 1. Присутствие фосфора, даже в мельчайших количествах, также играло значительную роль при появлении начальных микротрещин.
Сталь по своему качеству, молекулярной структуре и прочностным свойствам была ближе к чугуну, но в тот период вся сталь, применяемая на британских судоверфях, производилась одинаково. При строительстве "Титаника" использовалась сталь наивысшего качества, которая еще долгие годы после него являлась промышленным стандартом. Обвинения в применении низкокачественной стали и заклепок в адрес строителей "Титаника" несостоятельны. (К слову, русский ледокол "Ермак", благополучно проплававший в полярных водах не одну навигацию, был построен из точно такой же стали в 1899 г. на английской верфи "Армстронг" и разобран на лом лишь после 1964 г.) Только опыт Второй мировой войны потребует более глубокого изучения составляющих элементов стали и их стандартизацию.
Обшивку крепили к внутренней структуре вдоль бортов полосами, проходившими по всей длине корпуса. Эти пояса обшивки укладывались внахлестку с "внешним" и "внутренним" выступами. Выступы требовались для надежного склепывания поясов между собой, но лишали внешнюю поверхность корпуса гладкости, что напоминало черепичную крышу. Сегодня пластины обшивки соединяются встык и провариваются до образования гладкого обтекаемого шва (и гладкой поверхности), но в 1910 г. подобной альтернативы еще не существовало. Швы пластин были проклепаны двумя рядами, а накладки – тремя или даже четырьмя рядами для повышения прочности, особенно на днищевой обшивке. В подводной части применяли заклепки из ковкого чугуна, а на скуловых закруглениях швы зачеканивались, если изучить архивные фотографии, то поверхность обшивки в этой области корпуса выглядит более гладкой.
Интересно, что одним из факторов, оказавших влияние на разлом корпуса, является распространение микротрещин вокруг заклепочных отверстий. Для судов класса "Олимпик" заклепочные отверстия до расклепывания листа на шпангоуте перфорировались через листы обшивки холодным способом (пробивались пробойником и кувалдой).
Это весьма агрессивный процесс, создающий микротрещины по периферии заклепочных отверстий. Кроме того, заклепки на "Титанике", в основном, загонялись на места гидравлическим инструментом, что создало остаточные сжимающие напряжения, которые впоследствии не снижались, поскольку остывшие заклепки накрепко прижимали лист к шпангоуту.
Частицы сульфида усиливали нагрузки в структуре стали, превращая микротрещины в макротрещины, что приводило к образованию видимых разломов. Британское Адмиралтейство, финансировавшее строительство "Лузитании" и "Мавритании", настояло на необходимости сверловки всех заклепочных отверстий, чтобы предотвратить распространение микротрещин.
После столкновения "Олимпика" с крейсером "Хок" в 1911 г. Эдвард Уайлдинг, заместитель Томаса Эндрюса, заметил образование микротрещин в листах, не расположенных непосредственно в зоне удара. Он полагал, что микротрещины приводят к разломам, и требовал изменения правил инспектирования "Ллойда" для включения в них испытания на удар и разрыв. Требуя сверловки заклепочных отверстий в качестве защитной меры, он тем не менее осознавал дороговизну этого предложения и его финансовую неэффективность для пароходных компаний с учетом довольно длительной окупаемости пароходов. Лишь к 1930 г. классификационные общества полностью отвергнут способ холодного перфорирования. Но "Олимпик" страдал от трещин в обшивке корпуса во время всей своей службы.
В области скулового закругления прямо к обшивке в центральной части корпуса по обоим бортам крепился скуловой киль глубиной 63,5 см, имевший длину около 90 м. Он служил своеобразным амортизатором, предвестником современных стабилизаторов, снижая бортовую качку при штормовой погоде.
На сооружение корпуса и почти полной надстройки ушло 24 000 т стали. Только 1500 т ушло на заклепки (3 млн шт.), из них 270 т – на набор корпуса.