Рисунок 20. Размеры ковчега.
Приведенные ниже цифры основаны на предположении, что один локоть равнялся минимальному из возможных расстоянию 44,5 сантиметра (17,5 дюйма). Даже при этом допущении ковчег должен был иметь объем, равный суммарному объему 522 стандартных товарных вагонов. Этого объема было бы достаточно, чтобы вместить 125.000 животных размером с овцу, и более чем достаточно, чтобы вместить по паре животных каждого вида, как ныне существующих на Земле, так и вымерших.
Объем 39.655 м3. Водоизмещение 13.960 т
Таким образом, ковчег по существу представлял собой огромный ящик (его древнееврейское название также подтверждает это), предназначенный в первую очередь для того, чтобы сохранять устойчивость в водах потопа, а вовсе не для передвижения по ним. Если допустить, что один локоть равнялся 44,5 см (это наименьшее из диапазона предполагаемых значений), то размеры ковчега должны были соответствовать приведенным на рисунке 20.
Высота ковчега превышала высоту среднего трехэтажного здания, а длина в полтора раза превышала длину футбольного поля. Его полный объем был равен 39655 кубометрам. Поскольку полезный объем обычного товарного вагона составляет около 76 кубометров, то можно считать, что полный объем ковчега был эквивалентен суммарному объему 522 вагонов. Безусловно, такое сооружение было вполне способно вместить в себя огромное количество животных и явно подходило для того, чтобы служить домом для представителей всего животного мира Земли. С учетом того, что в обычный товарный вагон входят 240 овец, ясно, что ковчег был бы способен вместить более 125 тысяч овец. Средний размер земных животных меньше, чем размер овцы, а на сегодняшний день известно менее 18 тысяч видов животных, обитающих на Земле (сюда относятся птицы, млекопитающие, пресмыкающиеся и земноводные). Что же касается числа видов ископаемых животных, то оно еще меньше, так что ясно, что размеры ковчега были вполне достаточны.
В условиях многообразия гидродинамических и аэродинамических процессов, протекавших во время потопа, необходимо было, чтобы ковчег оставался на плаву в течение целого года. Дерево гофер, из которого делали ковчег, несомненно, отличалось чрезвычайной прочностью и долговечностью. Бревна, послужившие материалом для дна, бортов и палуб ковчега, по-видимому, были изготовлены из огромных деревьев, росших на земле с момента ее основания, то есть в течение более 1600 лет. «Смола» (евр. kaphar, что значило «оболочка»), безусловно, являлась идеальным водоотталкивающим материалом, хотя точный ее состав нам неизвестен.
Помимо плавучести, ковчег еще должен был обладать остойчивостью, то есть не опрокидываться под воздействием волн и ветра. В Писании сказано, что воды потопа поднялись на пятнадцать локтей выше самых высоких гор (Быт. 7:20). По-видимому, это сделано для того, чтобы подчеркнуть, что ковчег мог свободно плавать везде, куда его несли воды. Высота ковчега равнялась 30 локтям, поэтому величина осадки нагруженного ковчега в 15 локтей выглядит весьма правдоподобной.
Когда ковчег плавал, погрузившись на эту глубину, то, согласно закону Архимеда, его вес должен был уравновешиваться выталкивающей силой, величина которой равняется весу вытесненной воды. Плотность пресной воды 1.000 кг/м3, а морской - 1025 кг/м3. Из-за присутствия в воде потопа большого количества растворенных солей и взвешенных осадков ее плотность должна была быть не меньше, чем нынешняя плотность морской воды.
Рисунок 21. Остойчивость ковчега.
Размеры ковчега были таковы, что он практически не мог перевернуться. При наклоне на любой угол, меньший 90, линия действия выталкивающей силы не будет совпадать с линией действия силы тяжести, что будет приводить к возвращению ковчега в нормальное положение.
В этом случае плотность воды должна была примерно в два раза превосходить среднюю распределенную плотность ковчега (примерно 513 кг/м3). Центр тяжести ковчега при условии симметричности его конструкции и равномерности распределения внутри него животных и прочего груза, видимо, должен был примерно совпадать с его геометрическим центром.
Имея такие характеристики, ковчег должен был обладать весьма высокой остойчивостью. При размерах поперечного сечения 30 локтей в высоту и 50 локтей в ширину и осадке в 15 локтей вероятность опрокидывания была практически исключена даже при самом сильном волнении и ураганном ветре. В качестве примера рассмотрим, что произойдет, если ковчег накренится настолько, что его верхняя палуба будет практически касаться поверхности воды, как изображено на рисунке 21. Это соответствует углу наклона, равному 31°, то есть углу, тангенс которого равен 30/50. Поскольку вес ковчега при этом не изменяется, он будет по-прежнему вытеснять объем воды, равный половине своего объема. Поэтому линия поверхности воды будет совпадать с диагональю поперечного сечения ковчега. Величина выталкивающей силы В будет при этом по-прежнему равняться весу ковчега W.
Однако теперь линии действия этих двух сил будут отличаться. Вес ковчега W приложен к центру поперечного сечения ковчега и направлен вертикально вниз. Сила же В направлена вертикально вверх и приложена к центру треугольника LQN, поскольку именно эта точка соответствует центру тяжести объема воды, вытесненного ковчегом.
Силы В и W, равные по величине, но противоположные по направлению, образуют пару сил, момент которой равен произведению любой из этих сил на расстояние между линиями их действия. Поскольку линия действия силы В сдвинута относительно линии действия веса W в сторону погруженной части ковчега, то данная пара сил будет оказывать «выравнивающее действие», то есть возвращать судно в горизонтальное положение. При этом наибольшее значение имеет не величина момента, а положение точки М, так называемого метацентра. Пока точка М на оси симметрии судна находится выше точки G (геометрического центра поперечного сечения всего судна в целом), судна будет сохранять остойчивость.
Для случая, приведенного на рисунке, расчеты показывают, что расстояние между точками М и G на оси симметрии равняется примерно 8,9 локтя:
Таким образом, метацентр оказывается расположенным почти на 4 метра выше центра тяжести, что говорит об очень высокой остойчивости ковчега даже при таком угле крена.
Расстояние GM, или метацентрическая высота, будет оставаться положительным даже для гораздо больших углов наклона. Допустим, что судно накренилось на 60°, как показано на нижнем рисунке. Из геометрических построений видно, что центр поперечного сечения погруженной части по-прежнему будет находиться справа от линии действия силы тяжести, то есть момент сил будет оказывать «выравнивающее» действие, а метацентрическая высота GM будет положительна.
По существу, для того чтобы линии действия М и G совпали, ковчег должен был встать точно вертикально. При любом же крене меньше 90° ковчег автоматически возвращался в нормальное положение.
Кроме того, относительно большая длина ковчега (в шесть раз превышавшая его ширину) приводила к тому, что ковчег не подвергался воздействию волн равной амплитуды по продольной оси, поскольку морское волнение, как правило, нерегулярно и хаотично, а особенно в таком бессистемном в своей сущности волновом процессе, каковым являлся потоп. Воздействия любых вихревых явлений, которые могли возникать среди вод потопа, также ослаблялись или полностью компенсировались благодаря большому отношению длины ковчега к его ширине.
Под воздействием гидродинамических сил ковчег должен был располагаться в воде так, чтобы его продольная ось была параллельна преобладающему направлению волн или течений. Таким образом, его можно рассматривать как полуобтекаемое тело, для которого суммарная сила лобового сопротивления обычно минимальна.
