编者按:我们发表这篇文章是为了纪念1912年4月15日皇家邮轮泰坦尼克号沉没100周年
大众科学
第CVI卷,第17期,1912年4月27日
在漫长的海难列表中,没有哪一次能与1912年4月14日星期日发生的那次灾难相提并论,那次灾难吞噬了最新、最宏伟的远洋班轮,当时她正处在横跨西大洋的处女航中。无论我们从哪个角度来看待这场灾难,它都以其恐怖和多方面的意义令人震惊。
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“泰坦尼克号”是海军建筑的最后成果。
“泰坦尼克号”代表了海军建筑的“最后成果”。她不仅比任何其他船舶都更大程度地承载了我们一直以来与巨大尺寸联系在一起的安全保证;她不仅体现了海军建筑师已知的所有防事故措施;不仅她的结构中使用了比以往任何巨型班轮都更大的比例的钢铁质量;而且她还是在英国最先进的造船厂建造的,由一家公司的船舶建造,该公司的船舶被认为是所有漂浮物中最坚固和最精心建造的。
非凡的结构强度。
首先,船的底部具有非凡的强度和刚度。龙骨、中龙骨、纵桁以及内底和外底的重量、尺寸和厚度都超过了以往任何船舶。底部一直延伸到船舷的很高位置,除了传统的框架结构外,船体还通过深腹板框架(强度极大的梁)进行了加固,这些框架以频繁且规则的间隔分布在船的整个长度上。将船舷连接在一起的是甲板梁,深度为10英寸,上面覆盖着一层又一层的完整钢制甲板。煤舱坚固的纵向舱壁提供了额外的强度,这些舱壁延伸到锅炉房的尾部,并且顺便说一下,凭借其水密结构,起到(或者,考虑到船舶的沉没,我们应该说是旨在起到)防止水从船体外壳的破裂处进入锅炉房的作用。
水密舱室和水泵。
作为进一步的防沉保护,“泰坦尼克号”通过15个横向舱壁分隔成16个独立的水密舱室;它们的比例经过精心设计,即使其中任何两个舱室进水,也不会危及船舶的漂浮。
此外,蜂窝式双层底的所有无数舱室以及船舶的所有16个主舱室,都通过精密的管道系统与一系列强大的水泵连接起来,这些水泵的总容量足以大大延缓因海上任何涉及船体破裂的常见事故导致船舱内水位上升。
水密舱室由横跨船体的舱壁(图像中的粗黑线)分隔开。不幸的是,正如这张1912年的图纸所示,舱壁的高度不够高,无法阻止水在泰坦尼克号沉入海洋时从顶部溢出。其中一些舱壁仅高出水线10英尺。图片来源:《大众科学》,1912年4月27日
尺寸是安全要素。
最后,还有巨大的尺寸带来的防沉安全保障——这种保障可能被合理地认为是所有保障措施中最有效的。因为可以肯定的是,对于船体的给定损坏程度,一个舱室的进水将以与其尺寸成反比的比例影响船舶的稳定性——或者,如果水密门未能关闭,船舶将漂浮一段时间,这段时间大约与其尺寸成正比。
因此,出于许多充分的理由,从南安普顿出发开始世界最伟大船舶的首次也是最后一次航行的船员们相信,她是不会沉没的。
而且,对于任何看似可能的风暴或深海碰撞事故,她都是不会沉没的。她本可以承受来自船首、船尾或船舷的碰撞,并保持漂浮,甚至可以驶向港口。在谨慎航行要求的半速下,船首向前,她或许可以毫发无损地度过与冰山正面碰撞的考验。
唯一的致命危险。
但深海中只有一种危险是这艘巨轮也像最小的沿海轮船一样无能为力的——冰山突出的冰架在水线以下造成的长期、擦拭性撞击。正是这种撞击使“泰坦尼克号”在短短2.5小时内沉入海底,正是她巨大的尺寸和致命的航速使这次撞击如此可怕。
七十五年发展的顶峰。
“泰坦尼克号”及其姊妹船“奥林匹克号”标志着现代远洋班轮朝着千英尺长船舶发展的最新里程碑。1840年的“不列颠尼亚号”长207英尺;1862年的“斯科蒂亚号”长370英尺,1874年的“博斯尼亚号”长420英尺。1881年的“塞尔维亚号”是第一艘长度超过500英尺的船舶,其长度为515英尺。1893年,“坎帕尼亚号”将长度增加到625英尺;第一艘超过700英尺的班轮是“海洋号”,其甲板长度为704英尺。“毛里塔尼亚号”比800英尺短10英尺;然后,随着近100英尺的增加,“奥林匹克号”和“泰坦尼克号”的总长度达到882.5英尺;吨位达到46,000吨,排水量达到60,000吨。“泰坦尼克号”的指示马力为50,000马力,由两台往复式发动机驱动两个侧螺旋桨和一个涡轮机驱动一个中央螺旋桨。该船可容纳整整一个小镇的人口(实际上是3,356人),其中头等舱可容纳750人,二等舱可容纳550人,三等舱可容纳1,200人。其余人员由63名船员和水手、322名工程师、消防员、加油工以及471名服务员、侍者等组成。
冰山危险警告。
当“泰坦尼克号”离开南安普顿开始其致命航行时,船上共有2,340名乘客和船员。航行一直很平静,直到4月14日星期日,无线电操作员收到并确认了来自“亚美利加号”的消息,警告她前方存在大片冰原,她的航线将在当天接近尾声时将她带入其中。
全速穿过冰原。
“泰坦尼克号”一直以接近22节的稳定速度航行,在4月14日中午结束的一天中航行了545英里;然而,尽管前方冰原带来了严重危险,但她似乎在星期日晚上仍保持着不低于21节的速度。白星航运公司的伊斯梅先生在参议院调查中证实了这一点,他表示转速为72转,而78转是她的全速。她的全速约为22.5节,而72转相当于约21节。
船长冒险一搏。
像史密斯船长这样经验丰富的指挥官,明知自己身处重冰原附近,却为何在夜间高速驾驶船舶,这是一个可能永远无法解开的谜团。诚然,夜空晴朗,繁星点点,海面也异常平静。或许有利的瞭望条件,加上希望在船舶的处女航中保持高平均速度,促使船长决定“冒险一搏”。无论动机是什么,似乎可以肯定的是,船舶没有减速;“泰坦尼克号”的沉没必须归咎于这一事实,而不是其他任何原因。
如果“泰坦尼克号”以慢速行驶,她今天很可能还会漂浮在水面上.
致命一击。
船首和桅杆顶部的瞭望员以及驾驶台上的官员都在凝视着,寻找可怕冰山的迹象,这时突然从桅杆顶部传来喊声“前方有冰山”,一座冰山出现在船的前方,距离仅四分之一英里。大副下令“向右满舵”。巨轮迅速响应,并迅速向左舷转弯。但为时已晚。船舶在靠近驾驶台的右舷船首处,遭受了致命的水下突出冰架的撞击,在她转弯脱险之前,冰山巨大的冲角已经撕裂了船体外板和框架,一直延伸到船中部后方,使一个又一个舱室向海水敞开。
就这样,在这艘宏伟船舶的所有安全装置都瞬间失效!当几乎半艘船的长度都向涌入的海水敞开时,关闭水密门或启动强大的水泵又有何用?只需几分钟的检查,船上的官员就会意识到她注定要沉没。
左图:安装在泰坦尼克号上的通用类型的一种非常坚固的电动操作舱壁。右图:所有水密门都可以从驾驶台自动关闭。图片来源:《大众科学》,1912年4月27日
半速本可拯救船舶。
然而,那次性质致命的水下撞击,如果船舶像她应该做的那样,以半速行驶,几乎不会致命。因为那时反作用力的冲击力将减少到四分之一。运动物体的能量随着速度的平方而增加。60,000吨的“泰坦尼克号”以21节的速度行驶,代表着1,161,000英尺吨的能量。以10节的速度行驶,她的能量将减少到290,250英尺吨。试想一下,那艘巨轮在布满冰块的海域中疾驰,能够产生相当于“特拉华号”和“北达科他号”二十门12英寸炮的联合舷侧齐射的冲击力,每门炮的炮口能量都达到50,000英尺吨!
一百万英尺吨能量的作用。
难怪撕裂“泰坦尼克号”脆弱的3/4英寸或7/8英寸厚的船舷外板和10英寸的框架对船舶的向前冲力几乎没有阻碍作用。相对于船舶巨大的总能量而言,撕裂船体或船底或两者兼而有之所吸收的能量是如此之小,以至于乘客几乎没有受到震动的影响。
牛顿第一运动定律“将被遵守”。
但是,如果速度只有一半,能量只有四分之一,那么船舶很可能在不超过两三个舱室被撕裂之前就被冰山偏转了;并且在水被限制在这些舱室中的情况下,强大的水泵本可以使船舶漂浮数小时,并且肯定可以坚持到救援船队将所有灵魂从受难的船舶上救走。
幸存者对于震动的轻微性有着惊人的一致证词;这,加上人们普遍对船舶永不沉没的信心,以及平静的海面和船舶,无疑促成了乘客中令人惊叹的缺乏恐慌。
求救信号。
与“共和国号”事件一样,无线电再次证明了其不可估量的价值。碰撞发生在星期日晚上11:40,北纬41.16度,西经50.14度。求救信号被多艘船舶听到,其中最近的一艘是“卡帕西亚号”,她在星期一凌晨12:35收到消息,当时她距离“泰坦尼克号”58英里。船长加派人手值班,全速前进,于凌晨4点到达灾难现场。
船只的嘲弄。
与此同时,随着船舶迅速沉没,对于那群不幸的人来说,最后的希望仍然是救生艇。救生艇!总共二十艘,最多可容纳约1,000人,而船上有2,340人!
英国贸易部的污点。
多年来,以其兢兢业业地保护个人生命而闻名于世的英国贸易部,一直犯着一个令人震惊的异常现象,即允许庞大的英国商船队的客轮出海时,只携带可容纳船上三分之一人员的救生艇。这种难以言喻的愚蠢行为的惩罚,我们几乎要说是犯罪和野蛮的疏忽,可能已经被长期拖延了;但它将在今晚到来,以大规模地抛弃人类生命的方式,在这个机构上留下永远无法抹去的污点!如果法规要求提供德国或我们自己政府要求的救生艇容纳量,那么“泰坦尼克号”上的每个人都可以被转移并被救援船接走。
日光浴室与安全。
我们无法想象除了商业上的权宜之计,即渴望为餐厅、日光浴室或其他在广告宣传册和招贴画中看起来多余但又吸引人的特色功能保留宝贵的空间之外,还有什么其他动机可以解释这种对遇难船员最后手段的犯罪性缩减。
没有哪个务实的轮船人员可以声称,为像“泰坦尼克号”这样的船舶的全部人员配备救生艇是不切实际的。从船舶的救生艇甲板上移除甲板室结构,并将该甲板归还其应有的用途,将为六十艘或更多的救生艇提供充足的存放空间。
为全部救生艇配备的计划。
我们在首页上展示了对这个问题的研究,其中“泰坦尼克号”上的救生艇数量从20艘增加到56艘,容纳量从约1,000人增加到约3,100人。救生艇沿着救生艇甲板栏杆的整个长度连续放置,并且在每对烟囱之间,有两排各四艘救生艇横向放置。这些救生艇所放置的船垫配有炮铜轮,这些轮子在甲板上沉入的横向炮铜轨道中运行。一旦靠近栏杆的救生艇装载完毕并放下,下一个靠内的救生艇就会被轮到吊艇柱,并装载完毕,准备在从已放下的救生艇上松开滑车后立即被吊起并向舷外摆动。这种方法具有巨大的优势,即如果船舶严重倾斜,实际上可以将所有救生艇转移到船舶的低侧。
人的价值比羊更贵重吗?
“但是,”航运人员说,“所有这些都意味着沉重的顶部重量、宝贵空间的损失以及安装和维护的巨额成本;”对此,我们用一本古老的书中的话回答,“那么,人的生命价值比羊贵重多少呢!”
黑暗中的光明。
在人类英雄主义的编年史中,肯定没有哪一章像新闻界从那个牺牲恐怖之夜的可怜残余中收集到的那样,既令人痛心又令人鼓舞。我们从其令人心碎的故事中转向对我们内心上帝般的新认识,以及对人类永恒提升的欢欣鼓舞的信念。
巨轮是如何沉没的。
将幸存者从救生艇上目睹的情况拼凑起来,很容易理解船舶最终沉没的连续事件。前部舱室的进水使船首下沉,并逐渐达到几乎垂直的位置。她在这里悬挂了一会儿,船尾高高地翘在空中,像一个巨大的、加重的桅杆浮标。当她摆动到垂直位置时,她沉重的发动机和锅炉从地基上脱落,向前(向下)坠落;并且,随着下沉水压增加,冲破了迄今为止完好无损的后部舱室。正是这艘垂死船舶的“死亡嘎嘎声”的沉闷轰鸣声,使一些幸存者讲述了锅炉爆炸和船体断裂的故事。除了碰撞造成的损坏外,船舶的外壳完好无损地沉入海底。当后部舱室最终坍塌时,这艘受创的船舶,由于其前部堆满了发动机和锅炉房残骸,船首朝下地沉入海底,埋葬在大西洋海底柔软的淤泥中,在水下两英里处。在那里,据我们所知,她此刻可能仍然站立着,数百英尺的船身耸立在海底之上,成为纪念在那场无法言喻的悲剧中丧生的1600名不幸灵魂的崇高纪念碑!