Особенностью всех известных экспедиций Т. Хейердала было не только личное участие в них, но и участие в качестве руководителя.
Другой особенностью было то обстоятельство, что в состав экипажа он старался не включать профессиональных моряков и судостроителей или опытных яхтсменов (исключение составила экспедиция 1978 г., да и на "Кон-Тики" обязанности штурмана исполнял моряк Эрик Хессельберг).
И, наконец, третья особенность состояла в том, что Тур Хейердал избегал следовать советам опытных моряков и судостроителей.
Эти особенности экспедиций были необходимы для укрепления авторитета руководителя.
В 1947 г. первая экспедиция пересекла Тихий океан под парусами на бальсовом плоту, построенном в Перу. Использовались господствующие здесь попутные пассаты и попутные течения. Плот был построен из бревен самого легкого дерева с плотностью, достигающей 0.2—0.3 г/см3, и, естественно, с замкнутыми порами. Все это обеспечило огромный запас плавучести плота и замедлило впитывание воды, так как в свежесрубленных стволах сохранялся природный сок, препятствующий проникновению воды в древесину. Прочные и жесткие стальные троса при непрерывном взаимном перемещении бревен могли бы перепилить мягкую древесину, поэтому Хейердал связал бревна растительным манильским канатом, отличающимся эластичностью. Имея международный экипаж из людей, не знакомых с морским делом, руководитель получил непререкаемый авторитет. (В дальнейшем проявилась необходимость в опытном враче и враче-психологе, умеющем вовремя разрядить обстановку, вызванную несовместимостью характеров.) Однако отсутствие опыта в морском деле существенно затруднило плавание на "Кон-Тики". Участники экспедиции не знали, каким способом древние перуанцы управляли плотом в многодневных переходах по океану Вахты на руле были утомительными и физически тяжелыми.
В гробницах древних историки находили пластины из твердого дерева — ''гуары", а на рисунках — их изображения. В поперечном сечении гуары имеют сегментный профиль. Их следовало втыкать между бревнами в передней или задней части плота, чем регулировалось бы положение "центра бокового сопротивления" (по современной терминологии), а симметричный профиль сечения облегчал их использование. Если подтягивают снасти с одной стороны, парус поворачивается вокруг мачты и меняет направление тяги. Меняя погруженную площадь нескольких гуар в носу и корме, можно заставить плот повернуть относительно ветра и плавать зигзагом иногда даже под углом менее 90°. Моряки скажут — лавировать. Все яхтсмены и моряки обязательно изучают способ управления парусной шлюпкой без руля, подтягивая или отпуская снасти передних и задних парусов, перемещая команду к носу или корме (что меняет погруженную площадь носовой или кормовой оконечности). Этого не знали члены экспедиции, а сам Т. Хейердал узнал об этом способе лишь в 1953 г. — после завершения плавания. Только в середине плавания эксперименты по управлению плотом привели к некоторому успеху, экипаж все же научился пользоваться гуарами.
Следующая экспедиция Т. Хейердала — из Африки к берегам Америки — состоялась много лет спустя на папирусном судне. В ней приняли участие уже знакомые друг другу путешественники, однако в состав экипажа был приглашен советский врач Юрий Сенкевич, так же не знакомый ни с мореплаванием, ни с судостроением. Новое судно было связано из множества стеблей папируса, каждый из которых имел несколько заполненных воздухом изолированных полостей. Носовая и кормовая оконечности были резко вздернуты вверх, что защищало экипаж от ударов волн во время шторма. Совершенно очевидно, что такая форма носа и кормы способствовала сохранению остойчивости лодки на больших наклонениях, улучшала способность лодки взбираться на гребень волны (моряки говорят в таких случаях о большом запасе плавучести в носу и корме). На современных лодках судостроители размещают воздушные ящики или блоки пенопласта по бортам и в оконечностях — выше общего центра тяжести судна — с целью обеспечения не только плавучести, но и остойчивости при заполнении судна водой. На всех судах задранный вверх нос помогает разбивать волну, защищая палубу от надвигающегося гребня волны, и помогает судну всплыть вверх. Для повышения плавучести на папирусной лодке под корпусом в специальных углублениях хранились сосуды — бидоны с провизией.
Судно "Ра" изготовили жители республики Чад, которые унаследовали способ постройки лодок из камыша от своих предков, в далекие времена населявших берега озера. Особенностью "Кон-Тики" и "Ра" было то, что лившаяся на "палубу" вода свободно уходила сквозь щели между бревнами или стеблями тростника обратно в океан, а испорченное одиночное бревно или связка камыша не влияли существенно на плавучесть судна. Так на современных судах устраивают множество водонепроницаемых отсеков и затопление одного или нескольких отсеков не приводит к затоплению всего судна или к его опрокидыванию (если, конечно, судно спроектировано грамотно).
Многовековой опыт строительной механики требует, чтобы в конструкции не было резких изменений ее жесткости, однако загнутые вверх нос и корма камышового судна не были подтянуты к верху при помощи тросов и закруток, либо вертикальных распорок, как это делали древние египтяне и финикийцы. Поэтому тяжелые нос и корма постепенно, под собственным весом, стали опускаться в воду, а связанные с ними близлежащие части корпуса — соответственно изгибаться вверх и ломаться. Система "мачта—ванты—штаг" на "Ра" создавала в начале путешествия некое подобие слабой, но фермы, поддерживавшей нос судна. Но многочисленные ванты не доходили до кормы, поэтому сравнительно тяжелый "хвост" с завитком качало на волнах независимо от довольно рыхлого корпуса судна. От этого непрерывного качания в месте резкого изменения жесткости фермы — корпуса, то есть в месте крепления последней ванты, судно стало интенсивно разрушаться, а тросик, стягивающий завиток "хвоста" с корпусом, но не протянутый к жесткой его части, еще более ускорил процесс разрушения. Наличие современных средств связи обеспечило своевременное спасение экипажа.
Неудача не обескуражила Хейердала, и было построено новое судно "Ра-П". Как и на первом "Ра", экипаж впервые ознакомился с работой рулевого устройства древнего судна и осваивал способы управления им уже в море. Поэтому неслучайными оказались аварии руля, приведшие к тяжелым вахтам, когда на руле приходилось стоять уже не в одиночку, а вдвоем. Не сразу экипаж осознал и необходимость подкрепления рулевых весел. Обычно в технике в любом механизме создают "слабое звено", ремонт которого прост (осуществляется, например, просто заменой детали), а поломка его снимает опасные нагрузки с более важных узлов. В рулевом устройстве "Ра" такого слабого звена предусмотрено не было, поэтому ломались самые ответственные части — сами шесты рулей ("веретено", — как говорят моряки). Можно было, например, поставить слабые упоры или слабые тросовые стяжки, чтобы их разрыв или поломка спасали столь ценные в море рулевые весла.
Использование рулевого весла возможно разными способами. Самый очевидный — путем поворота весла вместе с его продольной осью поперек диаметральной плоскости. Лопасть вместе с продольной осью может находиться в вертикальной плоскости. В этом случае при повороте весла в веретене возникает большой изгибающий момент, способный вызвать напряжения, приводящие к поломке руля (что и произошло во время плавания).
Другой способ управления судном заключается в жестком закреплении рулевого весла на корме в более или менее вертикальном положении. Веслу обеспечивается только возможность вращаться вокруг продольной оси. К рукоятке весла крепят короткий поперечный стержень, облегчающий разворот весла. Момент, необходимый для поворота самого весла, в таком случае будет очень малым, а момент, поворачивающий судно, сохранится. Величина его будет равна величине момента при рулении первым способом. Второй способ более эффективен, и именно его применяли древние мореплаватели.
В 1978 г. Тур Хейердал вновь предпринял попытку личным путешествием доказать, что море не разделяло народы, а связывало их, что водный путь — самый простой и надежный. Опять было построено судно из тростника, и интернациональный экипаж под его же руководством ушел в море.
Древние народы, населявшие берега Персидского залива, из дерева изготавливали только палубы своих судов. Корпус связывали из тростника и снаружи обмазывали смолой в смеси с песком и глиной, получалась непроницаемая для воды корка. Когда корпус ломался, его просто заменяли другим, но одна палуба служила долго и ее сохраняли, поскольку дерево в южных песках найти трудно, а глины, песка, а тем более, природной смолы — асфальта — много (здесь и в наше время добывают и асфальт, и нефть). Однако Тур Хейердал решил не смолить новое судно "Тигрис".
Английские судостроители проводили испытания модели "Тигриса" из пенопласта (сплошное тело), естественно — по методикам современного нам судостроения, однако даже при этом заставить плавать модель круто к ветру не удалось.
Конечно, модель следовало делать из прутиков соломы, чтобы вода могла проходить вокруг каждой соломинки, как и на натуральном старинном судне. "Тигрис" при спуске весил около 30 т, но по мере плавания тростник намокал, увеличивая общий вес судна до 50 т. Проникающая между тростинками вода вовлекалась в движение вместе с судном, поглощая энергию ветра, улавливаемую парусом. Чем больше масса плавучего сооружения, тем при равной получаемой от двигателя энергии меньше скорость. В полном соответствии с физикой, скорость "Тигриса" оказалась меньшей, чем предсказывалось при испытаниях пенопластовой модели. Если бы "Тигрис" был покрыт смолой, процесс намокания происходил бы медленнее, не так заметно уменьшалась бы скорость, исключился бы процесс перетекания воды вокруг тростинок. (Для сравнения: сопротивление воды движению веника много больше сопротивления движению лопаты равной площади. И еще: на поднятом из воды венике останется воды больше, чем на поднятой из воды лопате — "присоединенная масса воды" — так скажут корабелы.)
При спуске на воду, когда корма "Тигриса" всплыла, носовая его оконечность зарылась в песок. (Судно поворачивалось вокруг носа, испытавшего огромное "баксовое давление", по терминологии судостроителей; корабелам это хорошо известно, и они подкрепляют судно и спусковое устройство.) Но "тут подошел прохожий" — шофер тяжелого советского грузовика, и столкнул "Тигрис" в воду! Наши нашим помогают всегда, в экипаже снова был наш доктор — Ю. Сенкевич. В часы опасности, когда Хейердал убедился в том, что его лодка не может идти под углом к направлению ветра, а скорость упала до предела, именно советский танкер взял "Тигрис" на буксир и отвел его от опасных берегов в море. Суда других стран не стали бы тратить драгоценное время на такую буксировку.
В плавании экипаж долгое время мучился при каждом подъеме тяжелых реев с парусами, пока моряки не научили использовать способ "набивки", который известен даже начинающим яхтсменам: сильно натянутую снасть оттягивают в сторону, тяжелый груз поднимается под действием огромных возникающих сил, затем снасть резко отпускают и сильно, рывком, выбирают образовавшуюся "слабину". Груз (рей) еще не успевает опуститься вниз, как снасть снова закрепляют, закладывая за специальный зажим (стопор) или устройство. Последовательно оттягивая и освобождая трос, можно поднять значительный груз.
В заключение процитирую Хейердала: "Сама жизнь говорила о том, как важны любые, даже самые скромные попытки наладить сотрудничество между народами". И добавлю. Но ведь очевидно, что, предпринимая попытку прыгать с воздушного шара на землю, есть смысл воспользоваться не только парашютом, но, может быть, и советами парашютистов.