О прошлом судостроения

Первыми средствами передвижения, на которых люди пересекали водные преграды во время своих переселений или во время охоты, были, по всей вероятности, более или менее примитивные плоты. Плоты существовали, без сомнения, уже в каменном веке.

Большим прогрессом явилась в конце среднего каменного века лодка, выдолбленная из ствола дерева, — челн.

С течением времени и с дальнейшим развитием производительных сил лодки и плоты становились все лучше, больше и надежнее. Больше всего сведений мы имеем о развитии судостроения в районе Средиземного моря, хотя, разумеется, параллельно развивались судостроительная техника и судоходство на реках и морях других частей света.

Самыми древними считаются лодки и суда Древнего Египта. По Нилу и по морям, омывающим Египет, ходили разнообразные плавучие средства: сначала плоты и лодки из дерева и папируса, а позднее и суда, на которых можно было совершать далекие морские путешествия, как например, знаменитая экспедиция во времена 18-й династии в страну Пунт (Punt — вероятно, Сомали или даже Индия) примерно в 1500 г. до н. э.

На рис. 1.1 изображена древнеегипетская речная гребная лодка из папируса. Ввиду незначительной прочности папируса в качестве продольного подкрепления использовали толстую веревку, натянутую между короткими мачтами, носом и кормой. Лодками управляли с помощью весла, расположенного на корме.

Рис. 1.1. Египетская лодка из папируса.

Древнеегипетские морские суда, как и речные суда, ходившие в те времена по Нилу, были плоскодонными. В результате этого, а также из-за отсутствия шпангоутов и недостаточной прочности строительного материала (папируса или низкорослых деревьев, акант) мореходность морских судов Древнего Египта была очень низкой. Эти суда, ходившие вдоль побережья Средиземного моря или по спокойным водам Красного моря, приводились в движение веслами и рейковым парусом (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Египетское парусное судно.

Египетские торговые и военные суда почти не отличались друг от друга, только военные суда стали уже быстроходнее (см. раздел «Форма судна и гидродинамика — судно и вода»). Не следует забывать, что военные походы и торговля были тесно взаимосвязаны. Однако египтян (жителей долины Нила) нельзя назвать хорошими мореходами. Их заслуги в области судостроения и далеких морских путешествий относительно скромные. Первыми начали строить торговые морские суда жители острова Крит. Как утверждают некоторые исследователи древности, они применили киль и шпангоуты, что увеличило прочность корпуса судна. Для движения судна критяне использовали как весла, так и прямоугольный парус. Предполагают, что отчасти благодаря именно этим техническим усовершенствованиям Крит стал первой морской державой на Средиземном море. Время ее расцвета приходится на XVII — XIV в. до н. э.

Способ постройки судов со шпангоутами у критян позаимствовали финикийцы. Финикийцы жили на восточном побережье Средиземного моря, в стране, богатой кедровыми лесами, которые давали отличный судостроительный материал. На своих судах финикийцы совершали военные и торговые походы в самые отдаленные места современного им мира. Как писал Геродот в начале VII в. н. э., финикийские суда огибали Африку с востока на запад. Это свидетельствует о большой мореходности судов: на своем пути им приходилось огибать мыс Доброй Надежды, где часто штормило.

Хотя по размерам и прочности финикийские суда значительно превосходили египетские, их форма существенно не изменилась (рис. 1.3). Как свидетельствуют сохранившиеся барельефы, впервые на носу финикийского военного судна появились тараны для потопления вражеских судов.

Рис. 1.3. Финикийское парусное судно.

Морские суда Древней Греции и, позднее, Рима представляли собой модификации финикийских судов. Торговые суда были преимущественно широкие и тихоходные, они обычно приводились в движение парусом и управлялись большим рулевым веслом, расположенным в корме. Военные суда были узкими и приводились в движение с помощью весел. Кроме того, они были вооружены прямоугольным, укрепленным на длинной рее главным парусом и маленьким парусом, укрепленным на наклонной мачте. Эта наклонная мачта является предшественницей бушприта, который появится на парусных судах значительно позднее и будет нести дополнительные паруса, облегчающие маневрирование. Вначале на каждом борту военного судна устанавливался один ярус весел, но с увеличением размеров и веса судов над первым ярусом весел появился второй, а еще позже — третий. Это объяснялось стремлением повысить скорость, маневренность и силу удара тарана о вражеский корабль. Один ярус гребцов располагался под палубой, два других — на палубе. Так выглядел самый популярный тип военного корабля древности, который начиная с VI века до н. э. называли триерой.

Триеры составляли основу греческого флота, участвовавшего в битве у острова Саламин (480 г. до н. э.). Длина триер составляла 30—40 м, ширина 4—6 м (включая опоры для весел), высота надводного борта примерно 1,5 м. На корабле насчитывалось сто и более гребцов, в большинстве случаев рабов; скорость достигала 8—10 уз.

Древние римляне не были хорошими моряками, однако Пунические войны (1-я война— 264—241 гг. до н. э.; 2-я война— 218—210 гг. до н. э.) убедили их в необходимости иметь свой собственный военный флот, чтобы победить карфагенян. Римский военный флот того времени состоял из триер, построенных по греческому образцу. Примером римской триеры такого типа может служить корабль, изображенный на рис. 1.4 и рис. 1.5. Он имеет приподнятую в корме палубу, а также своего рода башню, в которой командир и его помощник могли найти надежное укрытие. Нос заканчивается тараном, обитым железом.

Рис. 1.4. Римская триера (показан только средний ряд весел).

Рис. 1.5. Римская триера. Расположение гребцов.

Для облегчения ведения боя на море римляне изобрели так называемый «ворон» — абордажный мостик с металлическим грузом в форме клюза, который опускался на вражеское судно и по которому римские легионеры могли перейти на него.

В битве при Акциуме (31 г. до н. э.) римляне применили новый тип судна — либурн. Это судно значительно меньше триеры, оснащено таранами, имеет один ярус весел и прямоугольный поперечный парус. Главные преимущества либурнов — хорошие поворотливость и маневренность, а также быстроходность.

На основе сочетания конструктивных элементов триер и либурнов была создана римская гребная галера, которая с некоторыми изменениями сохранилась до XVII в. н. э.

Совершенствование гребных военных судов с дополнительным парусным вооружением носило характер скачков. Потребность в этих судах возрастала, например, во время военных походов. С конца XII до XIV в. галеры появились в Атлантическом океане и в Северном море. Но главным районом действия галер было, как и прежде, Средиземное море; их дальнейшему развитию во многом способствовали венецианцы.

Галеры в легком боевом исполнении служили военными кораблями, в тяжелом — военными транспортами. Они использовались также в качестве торговых судов. Недостатком галер был многочисленный экипаж. Так, на одну галеру длиной до 40 м требовалось 120—180 гребцов (а при двух ярусах весел — 240—300 гребцов). Если учесть команду, необходимую для обслуживания руля и паруса, и команду на камбузе, то в сумме получалось более 500 человек. Такая галера имела осадку примерно 2 м и высоту надводного борта 1—1,5 м.

На средневековых галерах одно весло обслуживали 2—5 гребцов; масса весла при длине 10—12 м составляла до 300 кг. Кроме весел, галеры оснащались вспомогательным парусом. Позднее стали устанавливать две, а затем и три мачты, а прямоугольный парус был заменен косым, заимствованным у арабов Средиземноморья. В ходе дальнейшего развития начали строить суда, представляющие собой комбинацию галеры и парусного судна. Такие суда назывались галеасами (рис. 1.6). Галеасы были больше галер: длина самых больших достигала 70 м, ширина 16 м, водоизмещение 1000 т; экипаж составлял 1000 человек.

Они использовались в качестве как военных, так и торговых судов.

Независимо от развития судоходства в Средиземном море развивалось судоходство и в Северной Европе, где уже в ранние века жили прекрасные мореходы — викинги. Суда викингов представляли собой открытые деревянные лодки с симметричной формой фор- и ахтерштевня; на этих судах можно было ходить как вперед, так и назад.

Суда викингов (рис. 1.7) приводились в движение веслами (на рисунке они не показаны) и прямым парусом, укрепленным на мачте примерно посередине судна.

Рис. 1.6. Галеас.

Рис. 1.7. Судно викингов.

Суда викингов имели шпангоуты и продольные связи. Характерным признаком их конструкции был способ соединения шпангоутов и других балок с наружной обшивкой, которая состояла обычно из очень длинных деревянных планок, проходящих от одного штевня до другого и расположенных внакрой.

Самые большие суда викингов, которые по носовому украшению и форме головы дракона назывались «драконами», имели длину 45 м и примерно 30 пар весел.

Несмотря на трудности плавания по бурным северным морям на открытых беспалубных судах, викинги очень скоро проникли из Скандинавии на побережье Англии и Франции, дошли до Белого моря, завоевали Гренландию и Голландию и в конце X в. проникли в Северную Америку.

При феодализме параллельно с развитием торговли в Северной Европе продолжало развиваться судостроение. Большие торговые суда XII и XIII вв., называемые нефами (рис. 1.8), имели одинаковую форму носа и кормы. Они приводились в движение исключительно поперечным парусом, установленным на мачте посередине судна. С конца XII в. в носу и в корме появились так называемые башни. Вначале это были, вероятно, боевые мостики (возможно, остаток римского моста), которые с течением времени переместились к носу и к корме и превратились в бак и ют. Рулевое весло находилось обычно на правом борту.

Рис. 1.8. Северное парусное судно (неф).

Ганзейские купцы, в руках которых концентрировалась европейская торговля в период с XIII по XV в., обычно перевозили свои товары на коггах. Это были прочные высокобортные одномачтовые суда с почти вертикальным фор- и ахтерштевнями. Постепенно на коггах появились маленькие башнеобразные надстройки в носу, относительно большие надстройки в корме и своеобразные «вороньи гнезда» на вершине мачты (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Одномачтовый когг.

В качестве основного признака, который отличает когг от нефа, можно назвать шарнирный руль с румпелем, расположенный в диаметральной плоскости судна. Благодаря этому улучшились маневренные качества судна.

Примерно до XIV в. судостроение в северных областях Западной Европы развивалось независимо от судостроения Средиземноморья. Если руль, размещенный в плоскости симметрии судна, стал самым большим достижением в искусстве судостроения и мореплавания Севера, то введенный на Средиземном море треугольный парус, который в наше время называют латинским, позволил ходить круче к ветру, чем это было возможно при прямоугольном парусе.

Благодаря контактам между севером и югом в XIV в. возник новый тип судна — каравелла, трехмачтовое судно с латинскими парусами и шарнирным рулем. Со временем на носовой мачте стали устанавливать поперечный парус.

Следующим типом судна, который появился в конце XV в., была каракка (рис. 1.10). У этого судна были значительно сильнее развиты бак и ют. Каракки оснащались шарнирным рулем и парусами обоих типов. На носовой мачте находился прямой парус, на средней мачте — один - два прямых паруса, а на кормовой мачте — латинский парус. Позднее стали устанавливать наклонную носовую мачту — бушприт — с маленьким прямым парусом.

Рис. 1.10. Каракка времен великих открытий Колумба.

С появлением каравелл и каракк стали возможны далекие плавания, такие как путешествие Васко де Гама, Колумба, Магеллана и других мореплавателей к неизвестным землям. «Санта Мария», флагманский корабль Колумба, по всей вероятности, был караккой. Он имел длину 23 м, ширину 8,7 м, осадку 2,8 м и команду из 90 человек. Корабль относился к судам средней величины (например, корабль «Петер фон ля Рошель», построенный в 1460 г., имел длину 12 м).

В дальнейшем типичная кормовая надстройка каракк была заменена надстройкой, которая ступенями поднималась к корме. Добавилась мачта (иногда наклонная), увеличилось число парусов. Преимущественное применение получили прямые паруса, лишь на корме устанавливался гафельный парус. Так возник галион, который в XVII и XVIII вв. стал основным типом военного корабля.

Наиболее распространенным типом торгового судна того времени был флейт (рис. 1.11), у которого корпус сужался кверху. Его мачты были выше, а реи короче, чем у судов, строившихся раньше. Такелаж был такой же, как на галионах.

Рис. 1.11. Флейт.

Мощные торговые компании, находившиеся под опекой государства (английская Вест-Индийская компания, основанная в 1600 г., или голландская Ост-Индийская компания, основанная в 1602 г.), стимулировали постройку судов нового типа, которые называли «ост-индийскими». Эти суда были не очень быстроходными. Их полные обводы и высокие борта обеспечивали очень большую грузоподъемность. Для защиты от пиратов торговые суда вооружали пушками. На мачтах ставили по три, а позднее по четыре прямых паруса, на кормовой мачте — косой гафельный парус. В носу обычно были латинские, а между отдельными мачтами — трапециевидные паруса. Эти суда по сходству с военным кораблем аналогичного вида и с таким же такелажем называют также фрегатами (рис. 1.12).

Значительным достижением в парусном судостроении явилось создание клиперов (рис. 1.13). Клиперы были узкими судами (отношение длины к ширине составляло примерно 6,7) с развитым вооружением и с грузоподъемностью 500—2000 т. Они отличались большой скоростью. Известны так называемые «чайные гонки» этого периода, во время которых клиперы с грузом чая на линии Китай — Англия достигали скорости 18 уз.

Рис. 1.12. Фрегат.

В начале XIX в. после многих тысяч лет господства парусного флота на судах появился новый тип двигателя. Это была паровая машина — первый механический двигатель. В 1807 г. американец Роберт Фултон построил первое судно с паровой машиной «Клермонт»; оно ходило по реке Гудзон. Особенно хорошо показал себя пароход при плавании против течения. Так началась эра парового двигателя на речных судах.

В морском судоходстве паровой двигатель стали применять позднее. В 1818 г. на паруснике «Саванна» была установлена паровая машина, которая приводила в движение гребные колеса. Судно использовало паровую машину только при коротком переходе через Атлантику. Впервые пересекло Северную Атлантику почти исключительно с помощью механического привода судно «Сириус» — паровой парусник постройки 1837 г., корпус которого был еще деревянный (рис. 1.14).

С этого времени началось развитие механического привода для морских судов. Большие гребные колеса, работе которых мешало морское волнение, в 1843 г. уступили место гребному винту. Он впервые был установлен на пароходе «Грейт Бритайн» (рис. 1.15). Сенсацией явилось огромное по тем временам судно «Грейт Истерн» длиной 210 м и шириной 25 м, построенное в 1860 г. (рис. 1.16). Это судно имело два гребных колеса диаметром по 16,5 м и винт диаметром более 7 м, пять труб и шесть мачт общей площадью 5400 м², на которых можно было ставить парус. Судно располагало помещениями для 4000 пассажиров, трюмами на 6000 т груза и развивало скорость 15 уз.

Следующий шаг в области развития судового привода был сделан в конце XIX и начале XX в.; в 1897 г. на судне «Турбиния» впервые была установлена паровая турбина, позволившая достичь невиданной до тех пор скорости 34,5 уз.

Построенное в 1906 г. британское пассажирское судно «Мавритания» (длина 241 м, ширина 26,8 м, грузоподъемность 31 940 per. т, экипаж 612 человек, 2335 пассажирских мест) было оснащено турбинами общей мощностью 51 485 кВт. Во время перехода через Атлантику в 1907 г. оно развило среднюю скорость 26,06 уз и завоевало символическую награду за быстроходность — «Голубую ленту» (рис. 1.17), которую удерживало 22 года.

Рис. 1.13. Клипер.

Рис. 1.14. Паровое судно «Сириус».

Рис. 1.15. Паровое судно «Грейт Бритайн».

Рис. 1.16. Паровое судно «Грейт Истерн».

Рис. 1.17. Быстроходное паровое судно «Мавритания».

Во втором десятилетии XX в. на морских судах начали использовать дизели. В 1912 г. на грузовом судне «Зеландия» грузоподъемностью 7400 т было установлено два дизеля общей мощностью 1324 кВт.

В настоящее время на морских судах продолжают доминировать дизельные установки. Параллельно, особенно на очень больших судах, используются паровые турбины. Применяются также, хотя и реже, другие типы установок: дизель-электрические, турбо-электрические, газотурбинные и атомные.

Дата добавления: 2014-12-23