Забытый победитель девиации: как Иван де Колонг заново «приручил» стрелку компаса

Сегодня имя Ивана Петровича де Колонга (или просто Колонга) помнят разве что профессиональные штурманы. Между тем его вклад в развитие мореплавания поистине неоценим — этот замечательный ученый сумел заново «приручить» стрелки корабельных компасов, которые буквально взбесились после того, как во второй половине XIX века в судостроении начали активно использовать железо в больших объемах. Это явление, названное девиацией магнитного компаса, причинило немало бед, и именно де Колонг придумал действенный способ борьбы с ним. Так он снова сделал компас верным помощником мореплавателей и уберег тысячи жизней.

Выходец из провинции

Урожденный Жан-Александр-Генрих Клапье де Колонг появился на свет 2 марта (по н. ст.) 1839 года в городке Динабург (ныне это латвийский город Даугавпилс). В ту пору в Динабурге, находившемся на западном рубеже Российской империи, строилась мощная крепость, в гарнизоне которой служил отец нашего героя. Петр Иванович Клапье де Колонг был отпрыском знатного португальского рода. В XIV веке Клапье де Колонги перебрались во французский Прованс, а в XVIII один из отпрысков рода приехал в Россию, положив начало местной ветви де Колонгов.

Как раз в ту пору на смену судам с деревянными корпусами пришли металлические. В 1857 году в России была отменена программа строительства винтовых деревянных кораблей и разработан план перестройки адмиралтейств, заводов, верфей и мастерских для нужд броненосного кораблестроения с одновременным расширением металлургической и металлообрабатывающей промышленности. В 1862-м в состав российского флота вступил первый отечественный железный броненосный корабль «Опыт», а вскоре таких кораблей оказалось в гаванях Петербурга и Кронштадта свыше десятка. Но этот технологический скачок обернулся серьезной проблемой, над решением которой безуспешно бился Белавенец.

Как компас вышел у человека из доверия

Уже с давних пор люди знали о свойствах магнитной стрелки указывать стороны света. Сперва с ее помощью ориентировались на суше, а затем и на море. Родиной компаса считается Китай, а в Европе его начали использовать только в XII или XIII веке. Долгое время компасы представляли собой закрепленную на пробке магнитную стрелку помещенную в емкость с водой.

Считается, что в начале XIV века главный навигационный прибор заметно усовершенствовал итальянец Флавио Джойя, который насадил магнитную стрелку на вертикальную шпильку и добавил к этой конструкции картушку — разбитый на 16 секций (румбов) круг. Сегодня историки ставят под сомнение факт существования Джойи, но признают, что такой компас действительно использовался в Италии в то время.

Долгое время компасы вполне исправно служили мореходам. Правда, они заметили, что магнитная стрелка устанавливается не точно по линии север — юг, а составляет с ней некоторый угол. Угол этот назвали склонением и научились его учитывать. Но когда при постройке судов начали использовать больше железа, компасы утратили былую точность — в присутствии большой массы металла их стрелкам уже нельзя было доверять, как прежде.

Из-за девиации компасов участились случаи кораблекрушений. Например, 19 января 1854 года британский металлический клипер «Тайлёр» вышел в свое первое плавание из Ливерпуля с 652 людьми на борту. Ни капитан Джон Нобл, ни кто-либо из членов его экипажа не подозревали, что железный корпус стал причиной ошибки в показаниях магнитного компаса. На «Тайлёре» считали, что, пересекая Ирландское море, держат курс на юг, тогда как на самом деле шли на запад — прямо в сторону ирландского берега. 21 января судно оказалось в тумане близ острова Ламбей и налетело на прибрежные скалы. Спущенную шлюпку разбило в бурном море, но берег оказался так близко, что на него удалось положить срубленную мачту и начать эвакуацию по ней. Всего удалось спасти 290 человек, а 362 пассажира и члена экипажа погибли вместе с судном.

В том же году без вести пропал английский пароход «Сити оф Глазго» — это было одно из первых трансатлантических судов с железным корпусом. «Сити оф Глазго» успешно эксплуатировался в течение почти четырех лет, пока не исчез в одном из плаваний. Покинув Ливерпуль 1 марта 1854 года с 480 пассажирами на борту (экипаж состоял из 76 человек), лайнер словно растворился в океанском безмолвии — его судьба до сих пор неизвестна, но многие тогда подозревали, что судно могла погубить девиация компаса, занесшая его в район, полный айсбергов…

Теория и практика

Иван де Колонг полностью отдался решению проблемы девиации. В 1865–1867 гг. он опубликовал в журнале «Морской сборник» несколько статей, в которых были описаны новые способы определения девиации. Через некоторое время его предложения вошли в «Руководство по девиации», изданное в Англии авторитетным математиком Арчибальдом Смитом.

В 1870 году де Колонга перевели в Николаевскую морскую академию. С 1872-го по 1895 год Иван Петрович состоял в ней преподавателем теории девиации компасов и руководителем практических занятий по этому предмету. В 1873-м он написал труд «Математическая теория девиации», в котором указал на погрешности в формулах Смита, предложившего свой способ уничтожения полукруговой девиации.

Иван Петрович был не только теоретиком, но и практиком. В 1875 году он разработал инклинатор — прибор для уничтожения полукруговой и креновой девиации, пока еще весьма несовершенный. Спустя два года он опубликовал еще пять научных трудов, посвященных девиации, а в 1879-м построил новый прибор — дефлектор для измерения горизонтальных магнетических сил, который впоследствии значительно усовершенствовал. Это устройство Ивана Петровича сильно облегчило работу по определению и уничтожению девиации.

Изыскания де Колонга высоко ценили в Российской Академии наук — в 1882-м году ему присудили почетную Ломоносовскую премию, а в 1896-м избрали его членом-корреспондентом Академии.

Знаменитый кораблестроитель, академик Алексей Николаевич Крылов в молодости работал в компасной части Главного гидрографического управления под началом де Колонга. «Учение о девиации компасов благодаря трудам И. П. Колонга, охватывающим промежуток времени около сорока лет, стояло в нашем флоте гораздо выше, нежели в любом из иностранных флотов. Наряду с Пуассоном, Арчибальдом Смитом, Томсоном Иван Петрович является истинным творцом в этой области знаний, столь важной для мореплавания, а теперь для авиации», — писал он впоследствии о своем учителе.

В мемуарах Крылов также отмечает одну особенность Ивана Петровича:

Но все же в итоге де Колонг и Крылов успешно сработались. Они посещали корабли, которым вскоре предстояло отправиться в плавание, и занимались на них «уничтожением девиации». Этот хитроумный процесс заключался в установке вокруг корабельного компаса магнитов и брусков железа — таким образом, чтобы нейтрализовать с их помощью силы, вызывающие девиацию.

Крылов приводит и типичный пример их с де Колонгом совместной деятельности: «На лето 1885 г. уходили во внутреннее плавание 20 миноносок; почему-то они были снабжены шлюпочными компасами шведского Общества, устанавливаемыми на маленьком деревянном кронштейне, прикрепленном к боевой рубке миноноски. На эту рубку они и показывали при всяком курсе, так что девиация их доходила до 180°. <…> Так как дефлектора для этих компасов не было, то единственным применимым методом был метод Эри, причем сперва, прикрепляя к рубке добавочный магнит, надо было довести девиацию примерно до 45°. Колонг на эти работы брал меня с собой и поручал мне самостоятельно уничтожать девиацию на одном миноносце, а он делал то же самое на другом».

За свои научно-практические заслуги в 1866-м Колонг был награжден орденом Св. Станислава III степени, в 1879-м — орденом Св. Анны II степени, в 1890-м — орденом Св. Владимира III степени, в 1895-м — орденом Св. Станислава I степени. А в 1892-м Ивану Петровичу вручили золотой компас с тридцатью двумя бриллиантами, по одному на каждом румбе.

Работа над прообразом пенсионного фонда

Математические способности Колонга проявились и во время его работы в эмеритальной (пенсионной) кассе Морского ведомства, где ему были поручено вести расчеты для определения суммы пенсий и других выплат по льготам. На базе теории вероятности и статистических данных Колонг составил практические формулы, правильность которых вскоре подтвердилась практикой.