Судостроение — это строительство кораблей и других плавучих средств . В наше время оно обычно происходит на специализированном предприятии, известном как верфь . Судостроители , также называемые корабелами , занимаются специализированной профессией, которая уходит корнями в еще не зарегистрированную историю .
До недавнего времени, с развитием сложных неморских технологий, корабль часто представлял собой самую передовую конструкцию, которую могло создать общество, его строящее. [1] : ch1 Некоторые ключевые промышленные достижения были разработаны для поддержки судостроения, например, распиловка древесины механическими пилами , приводимыми в движение ветряными мельницами , на голландских верфях в первой половине XVII века. [a] [2] : 34–37 Процесс проектирования предусматривал раннее принятие логарифма ( изобретенного в 1615 году) для создания кривых, используемых для создания формы корпуса , особенно при точном масштабировании этих кривых в формовочном плазу . [1]
Судостроение и судоремонт, как коммерческие, так и военные, называются военно-морской инженерией . Строительство лодок — это схожая деятельность, называемая судостроением .
Разборка судов называется сломом судов .
Самым ранним свидетельством морского транспорта современных людей является заселение Австралии между 50 000 и 60 000 лет назад. Это почти наверняка включало плоты , возможно, оснащенные каким-то парусом . [3] : 29, 33 Большая часть развития этой технологии плотов произошла в «питомниковых» районах Средиземноморья и в Приморской Юго-Восточной Азии . Благодаря более теплым водам и ряду видимых островов, могли быть разработаны лодки (а позже и корабли) с водонепроницаемыми корпусами (в отличие от «проточной» конструкции плота). [4] : 113 [5] : 7, 63 Корабли Древнего Египта строились путем соединения досок корпуса вместе, край к краю, с шипами, установленными в пазах, вырезанных в сопрягаемых краях. Похожая техника, но с шипами, закрепленными на месте штифтами, использовалась в Средиземноморье на протяжении большей части классической античности . Оба эти варианта являются методами «сначала оболочка», когда любые усиливающие шпангоуты вставляются после того, как сборка обшивки определила форму корпуса. [5] : 81-88 Затем в Средиземноморье распространилось строительство карвелов . В Северной Европе использовалось строительство клинкеров , но с некоторой доской для плоских планок, например, для нижней обшивки коггов . [1] : ch4 Североевропейские и средиземноморские традиции объединились в конце 15 века, при этом строительство карвелов было принято на Севере, а руль, установленный на центральной линии, заменил руль с четвертью в Средиземноморье. Эти изменения в целом совпали с улучшениями в парусном вооружении, при этом трехмачтовое судно стало обычным, с квадратными парусами на передней и главной мачтах и носовым и кормовым парусом на бизани.
Затем судостроение увидело устойчивое улучшение методов проектирования и внедрение новых материалов. Железо использовалось не только для креплений ( гвоздей и болтов ), поскольку были введены такие структурные компоненты, как железные кницы , примеры которых существовали в середине 18 века и с середины 19 века. Это было отчасти вызвано нехваткой «компасной древесины», естественно изогнутой древесины , которая означала, что формы можно было вырезать без ослаблений, вызванных разрезами поперек волокон древесины. [1] : ch8 В конечном итоге, целые корабли были сделаны из железа, а позднее из стали .
Самые ранние известные изображения (включая картины и модели) мелководных парусных судов относятся к 6-5 тысячелетию до н. э. периода Убейд в Месопотамии . Они были сделаны из связанных тростников , покрытых битумом , и имели двуногие мачты. Они плавали в мелководных прибрежных водах Персидского залива . [6]
Свидетельства из Древнего Египта показывают, что ранние египтяне знали, как собирать доски из дерева в корпус корабля еще в 3100 году до нашей эры. Египетская керамика, возраст которой составляет 4000 лет до нашей эры, показывает конструкции ранних речных лодок или других средств навигации. Археологический институт Америки сообщает [7] , что некоторые из старейших до сих пор раскопанных кораблей известны как лодки Абидоса . Это группа из 14 кораблей, обнаруженных в Абидосе , которые были построены из деревянных досок , которые были «сшиты» вместе. Обнаруженные египтологом Дэвидом О'Коннором из Нью-Йоркского университета [8] , были обнаружены плетеные ремни , которые использовались для связывания досок вместе, [7] а тростник или трава, набитые между досками, помогали герметизировать швы. [7] Поскольку все корабли захоронены вместе и рядом с могилой фараона Хасехемуи , [8] изначально считалось, что все они принадлежали ему, но один из 14 кораблей датируется 3000 г. до н.э., [8] и связанные с ним керамические кувшины, захороненные вместе с судами, также предполагают более раннюю датировку. [8] Корабль, датируемый 3000 г. до н.э., имел длину около 75 футов (23 м) [8] и, как теперь полагают, возможно, принадлежал более раннему фараону. [8] По словам профессора О'Коннора, 5000-летний корабль, возможно, даже принадлежал фараону Аха . [8]
Австронезийская экспансия , которая началась около 3000 г. до н. э. с миграции с Тайваня на остров Лусон на Филиппинах , распространилась по всей Юго-Восточной Азии . Затем, между 1500 г. до н. э. и 1500 г. н. э. они заселили необитаемые острова Тихого океана, а также отправились на запад к Мадагаскару. Это связано с отличительной морской технологией: техникой строительства с привязными ушками (как в каноэ с аутригерами, так и в больших парусных судах с доской), различными типами каноэ с аутригерами и двухкорпусными каноэ и рядом парусных снастей, включая парус типа «клешня краба» . Происхождение этой технологии трудно датировать, в основном опираясь на лингвистику (изучение слов для частей лодок), письменные комментарии людей из других культур, включая наблюдения европейских исследователей во время первого контакта и более поздние более систематические этнографические наблюдения типов используемых судов. Существует лишь небольшой объем доступных археологических свидетельств. Поскольку острова Юго-Восточной Азии имели эффективные морские перевозки между своими многочисленными островами задолго до австронезийского мореплавания, утверждается, что австронезийцы переняли существующую морскую технологию у тогдашних жителей этого региона. [9] : 50, 64 [10] : 85–88 [11] : 487–488
Австронезийские суда варьировались от простых каноэ до больших многокорпусных судов. Самая простая форма всех древних австронезийских лодок состояла из пяти частей. Нижняя часть состояла из одного куска выдолбленного бревна. По бокам были две доски, а два подковообразных деревянных куска образовывали нос и корму . Они были плотно подогнаны друг к другу край к краю с помощью штифтов, вставленных в отверстия между ними, а затем привязаны друг к другу веревками (из ротанга или волокна), обернутыми вокруг выступающих выступов на досках. Эта характерная и древняя австронезийская практика судостроения известна как техника « привязанных выступов ». Их обычно конопатили пастами, изготовленными из различных растений, а также коры тапы и волокон, которые расширялись при намокании, еще больше затягивая соединения и делая корпус водонепроницаемым. Они образовывали оболочку лодки, которая затем была усилена горизонтальными ребрами. Кораблекрушения австронезийских кораблей можно идентифицировать по этой конструкции, а также по отсутствию металлических гвоздей. Традиционно австронезийские корабли не имели центрального руля, а вместо этого управлялись веслом с одной стороны. [13] [14] [15] [16] [17]
Австронезийцы традиционно делали свои паруса из плетеных циновок из упругих и устойчивых к соли листьев пандануса . Эти паруса позволяли австронезийцам отправляться в дальние плавания. [18] [19]
Древние Чампы из Вьетнама также разработали уникальные лодки с корзинчатым корпусом, корпуса которых были сделаны из плетеного и пропитанного смолой бамбука, либо полностью, либо в сочетании с планками . Они варьируются от небольших коракл ( o thúng ) до больших океанских торговых судов, таких как ghe mành . [20] [21]
Древние египтяне также знали, как собирать доски из дерева с помощью гвоздей , чтобы скрепить их вместе, используя смолу для заделки швов. « Корабль Хуфу », 43,6-метровое судно, запечатанное в яме в комплексе пирамид Гизы у подножия Великой пирамиды Гизы в Четвертой династии около 2500 г. до н. э., является полноразмерным сохранившимся примером, который, возможно, выполнял символическую функцию солнечной барки . Древние египтяне также знали, как скреплять доски этого корабля вместе с помощью врезных и шиповых соединений. [7]
Самый старый известный приливной док в мире был построен около 2500 г. до н. э. во времена Хараппской цивилизации в Лотхале, недалеко от современной гавани Мангрол на побережье Гуджарата в Индии . Другие порты, вероятно, находились в Балакоте и Дварке . Однако вполне вероятно, что для морской торговли Хараппы использовались многие небольшие порты, а не крупные. [22] Корабли из гавани этих древних портовых городов наладили торговлю с Месопотамией . [23] [ необходима полная цитата ] Судостроение и изготовление лодок могли быть процветающими отраслями промышленности в древней Индии. [24] Местные рабочие могли изготовить флотилию лодок, которые использовал Александр Македонский для плавания через Гидасп и даже Инд под руководством Неарха . [24] [ необходима полная цитата ] Индийцы также экспортировали тик для судостроения в древнюю Персию . [25] Другие упоминания об индийской древесине, используемой для строительства кораблей, отмечены в трудах Ибн Джубайра . [25]
Корабли Древнего Египта XVIII династии обычно были около 25 метров (80 футов) в длину и имели одну мачту , иногда состоящую из двух шестов, связанных вместе наверху, образуя форму «А». Они устанавливали один квадратный парус на рее , с дополнительным рангоутом вдоль нижней части паруса. Эти корабли также могли приводиться в движение веслами. [27] Океанские и морские суда Древнего Египта были построены из кедровой древесины, скорее всего, родом из Ливана. [28]
Финикийские корабли , по-видимому, имели схожую конструкцию.
Австронезийцы создали австронезийскую морскую торговую сеть примерно в 1000-600 годах до нашей эры, связав Юго-Восточную Азию с Восточной Азией, Южной Азией, Ближним Востоком и позднее с Восточной Африкой. Позже этот маршрут стал частью сети торговли специями и Морского шелкового пути . [29] [30] [ устаревший источник ] [26]
Военно -морская история Китая восходит к периоду Весны и Осени (722 г. до н. э.–481 г. до н. э.) древней китайской династии Чжоу . Китайцы строили большие прямоугольные баржи, известные как «замковые корабли», которые по сути были плавучими крепостями с несколькими палубами и охраняемыми валами . Однако китайские суда в эту эпоху были по сути речными. Настоящие океанские китайские флоты появились только в 10 веке во времена династии Сун . [31] : 20–21 [32]
Существуют значительные знания о судостроении и мореплавании в древнем Средиземноморье. [33]
Большие многомачтовые морские суда австронезийцев Юго-Восточной Азии впервые начали появляться в китайских записях во времена династии Хань как k'un-lun po или kunlun bo («корабль k'un-lun [темнокожих южных людей]»). [34] Эти суда использовали два типа парусов их изобретения, джонковый парус и парус tanja . Большие суда имеют длину около 50–60 метров (164–197 футов), имеют высоту надводного борта 5,2–7,8 метров (17–26 футов) , [35] каждое перевозит провизию, достаточную для года, [36] : 464 и может перевозить 200–1000 человек. Китайцы записали, что эти суда Юго-Восточной Азии были наняты для перехода в Южную Азию китайскими буддийскими паломниками и путешественниками, потому что они не строили собственные мореходные суда до примерно 8–9 века нашей эры. [32] : 276
Австронезийцы (особенно с западных островов Юго-Восточной Азии ) в этот период торговали в Индийском океане вплоть до Африки . Примерно к 50-500 г. н. э. группа австронезийцев, предположительно с юго-восточного побережья Борнео (возможно, смешанная группа, связанная с современными народами мааньян , банджар и/или даяков ), пересекла Индийский океан и колонизировала Мадагаскар . Это привело к внедрению технологии каноэ с выносными балансирами в неавстронезийские культуры на восточноафриканском побережье. [37]
Древние китайцы также строили речные таранные суда, как в греко-римской традиции триремы , хотя управляемые веслами суда в Китае очень рано утратили популярность, так как именно в Китае в 1 веке впервые был разработан руль , установленный на корме . Это было встречено вдвойне с введением конструкции джонки династии Хань в том же веке. Китайцы использовали квадратные паруса во время династии Хань и переняли австронезийский джонковый парус позже в 12 веке. [31] : 20–21 Иконографические останки показывают, что китайские корабли до 12 века использовали квадратные паруса, и джонковая оснастка китайских кораблей, как полагают, произошла от наклонных парусов . [38] : 612–613
Южнокитайские джонки были основаны на килевом и многослойном австронезийском судне, известном китайцам как po , от древнеяванского parahu , [39] : 1280 яванского prau или малайского perahu – большое судно. [40] : 613 [41] : 193 [42] : 21 Южнокитайские джонки демонстрировали характеристики австронезийских судов, которые были построены с использованием древесины тропического происхождения, с килеватым, V-образным корпусом. Это отличало их от северокитайских джонок, которые были разработаны на основе плоскодонных речных судов. [31] : 20–21 Северокитайские джонки в основном строились из сосновой или пихтовой древесины, имели плоское днище без киля, водонепроницаемые переборки без шпангоутов, транцевую (квадратную) корму и форштевень, а их доски были скреплены железными гвоздями или зажимами. [40] : 612–614
Неизвестно, когда китайцы начали перенимать юго-восточноазиатские (австронезийские) методы судостроения. Возможно, они появились еще в VIII веке, но развитие было постепенным, и настоящие океанские китайские джонки появились не сразу. [43] : 276 [44] : 200 [45] : 83 Слово «по» сохранилось в китайском языке еще долгое время, обозначая большие океанские джонки. [43] : 274
В сентябре 2011 года археологические исследования, проведенные на месте Портуса в Риме, выявили надписи на верфи, построенной во времена правления Траяна (98–117), которые указывали на существование гильдии судостроителей . [ 46]
Примерно в это время происходит последняя волна миграции австронезийской экспансии , когда полинезийские острова, разбросанные на огромные расстояния через Тихий океан, были колонизированы (австронезийскими) полинезийцами с острова Меланезия, использовавшими двухкорпусные плавающие катамараны . В самой дальней точке есть вероятность, что они достигли Америки . [ 47] После 11-го века на Яве и Бали был зарегистрирован новый тип судна, называемый джонг или джонг . [48] : 222, 230, 267 [49] : 82 Этот тип судна был построен с использованием деревянных штифтов и гвоздей, в отличие от куньлунь бо , который использовал растительные волокна для крепления. [50] : 138
Империя Маджапахит использовала джонги, построенные на севере Явы, для перевозки войск за границу. [51] : 115 Джонги были транспортными судами, которые могли перевозить 100–2000 тонн груза и 50–1000 человек, длиной 28,99–88,56 метра. [52] : 60–62 Точное количество джонгов, выставленных Маджапахитом, неизвестно, но наибольшее количество джонгов, отправленных в экспедицию, составляло около 400 джонгов, когда Маджапахит атаковал Пасаи в 1350 году. [53]
До недавнего времени викингские длинные корабли рассматривались как знаменующие прогресс по сравнению с традиционными корпусами, построенными из клинкера , где для соединения досок использовались кожаные ремни. [54] Недавно этот консенсус был оспорен. Хейвуд [55] утверждал, что ранняя франкская и англосаксонская морская практика была гораздо более совершенной, чем считалось, и описал распределение строительства из клинкера и карвелов в Западной Европе (см. карту [1]). Взгляд на судостроение в районах Северного моря/Балтийского моря раннего средневековья был найден в Саттон-Ху , Англия, где был захоронен корабль с вождем. Длина корабля составляла 26 метров (85 футов), а ширина — 4,3 метра (14 футов) [56] . Выше киля корпус был сделан путем наложения девяти полос с каждой стороны заклепками, скрепляющими дубовые доски вместе. Он мог вместить более тридцати человек.
Где-то около XII века североевропейские корабли начали строить с прямым ахтерштевнем , что позволяло устанавливать руль, который был намного прочнее рулевого весла, удерживаемого за бортом. Развитие в Средние века благоприятствовало «круглым судам» [57] с широкой балкой и сильно изогнутыми на обоих концах. Другим важным типом судна была галера, которая строилась как с парусами, так и с веслами.
Первый сохранившийся трактат о судостроении был написан около 1436 года Михаилом Родосским [58] , человеком, который начал свою карьеру гребцом на венецианской галере в 1401 году и продвинулся до офицерских должностей. Он написал и проиллюстрировал книгу, которая содержит трактат о судостроении, трактат о математике, много материала по астрологии и другие материалы. Его трактат о судостроении рассматривает три вида галер и два вида круглых судов. [59]
Судостроители династии Мин (1368~1644) не были такими же, как судостроители других китайских династий, из-за сотен лет накопленного опыта и быстрых изменений в династии Мин. Судостроители династии Мин в основном работали на правительство, под командованием Министерства общественных работ .
В первые годы правления династии Мин правительство Мин придерживалось открытой политики в отношении мореплавания. Между 1405 и 1433 годами правительство провело семь дипломатических путешествий за сокровищами Мин в более чем тридцать стран Юго-Восточной Азии, Индии, Ближнего Востока и Восточной Африки. Путешествия были инициированы императором Юнлэ и возглавлялись адмиралом Чжэн Хэ . Шесть путешествий были совершены во время правления императора Юнлэ, последнее из которых вернулось в Китай в 1422 году. После смерти императора Юнлэ в 1424 году его преемник император Хунси приказал приостановить плавания. Седьмое и последнее путешествие началось в 1430 году, отправленное императором Сюаньдэ . Хотя императоры Хунси и Сюаньдэ не придавали столько значения мореплаванию, как император Юнлэ, они не были против него. Это привело к высокой степени коммерциализации и росту торговли. Было построено большое количество кораблей, чтобы удовлетворить спрос. [60] [61]
Вояжи династии Мин были большими по размеру, насчитывая до 300 кораблей и 28 000 человек. [62] Судостроители были доставлены из разных мест Китая на верфь в Нанкине , включая Чжэцзян , Цзянси , Фуцзянь и Хугуан (ныне провинции Хубэй и Хунань ). Одной из самых известных верфей была верфь Лун Цзян (zh:龙江船厂), расположенная в Нанкине недалеко от верфи сокровищ, где строились океанские суда. [60] Судостроители могли построить 24 модели кораблей разных размеров. [60]
Для плаваний было построено несколько типов кораблей, включая Shachuan (沙船), Fuchuan (福船) и Baochuan ( корабль сокровищ ) (宝船). [63] Корабли сокровищ Чжэн Хэ считались типами Shachuan , в основном потому, что они были построены на верфи сокровищ в Нанкине. Shachuan , или «песчаные корабли», — это суда, используемые в основном для внутренних перевозок. [60] Однако в последние годы некоторые исследователи сходятся во мнении, что корабли сокровищ были больше типа Fuchuan . В т. 176 San Guo Bei Meng Hui Bian (三朝北盟汇编) говорится , что корабли, построенные в Фуцзяне, являются лучшими. [63] Поэтому лучшие судостроители и рабочие были привезены из этих мест для поддержки экспедиции Чжэн Хэ.
Верфь находилась под командованием Министерства общественных работ . Судостроители не имели никакого контроля над своей жизнью. Строители, врачи простолюдинов, повара и посыльные имели самый низкий социальный статус. [64] Судостроители были вынуждены переехать из своего родного города на верфи. Было два основных способа войти в профессию судостроителя: семейная традиция или ученичество. Если судостроитель входил в профессию из-за семейной традиции, судостроитель изучал методы судостроения у своей семьи и, скорее всего, заслужил более высокий статус на верфи. Кроме того, судостроитель имел доступ к деловым связям , которые могли помочь найти клиентов. Если судостроитель входил в профессию через ученичество, судостроитель, скорее всего, был фермером до того, как его наняли в качестве судостроителя, или он был ранее опытным судостроителем.
Многие судостроители, работавшие на верфи, были вынуждены заняться оккупацией. Суда, построенные для путешествий Чжэн Хэ, должны были быть водонепроницаемыми, прочными, безопасными и иметь достаточно места для перевозки большого количества торговых товаров. Поэтому из-за высококоммерциализированного общества, которое поощрялось экспедициями, торговлей и политикой правительства, судостроителям необходимо было приобрести навыки для строительства судов, которые соответствовали бы этим требованиям.
Судостроение было не единственной отраслью, использовавшей китайскую древесину в то время; новая столица строилась в Пекине примерно с 1407 года, [60] что требовало огромного количества высококачественной древесины. Эти два амбициозных проекта, заказанных императором Юнлэ, имели бы огромные экологические и экономические последствия, даже если бы корабли были вдвое меньше размеров, приведенных в « Истории Мин» . Значительное давление также оказывалось на инфраструктуру, необходимую для транспортировки деревьев от места их происхождения до верфей. [60]
Судостроители обычно делились на разные группы и имели отдельные работы. Некоторые отвечали за починку старых кораблей, некоторые отвечали за изготовление киля, а некоторые отвечали за изготовление штурвала.
После 1477 года правительство Мин изменило свою политику открытого мореплавания, приняв ряд изоляционистских мер в ответ на пиратство . Политика, называемая Хайдзин (морской запрет), просуществовала до конца династии Мин в 1644 году. В этот период китайские навигационные технологии не достигли никакого прогресса и даже в некотором отношении пришли в упадок. [60]
В исламском мире судостроение процветало в Басре и Александрии . Доу , фелюга , багла и самбук стали символами успешной морской торговли по Индийскому океану от портов Восточной Африки до Юго-Восточной Азии и портов Синда и Хинда (Индия) в период Аббасидов .
Империя Великих Моголов имела крупную судостроительную промышленность, которая была в основном сосредоточена в Бенгальской субахе . [ требуется ссылка ] Экономический историк Индраджит Рэй оценивает объем судостроения Бенгалии в шестнадцатом и семнадцатом веках в 223 250 тонн в год, по сравнению с 23 061 тоннами, произведенными в девятнадцати колониях в Северной Америке с 1769 по 1771 год. [65] Он также оценивает судоремонт как очень развитый в Бенгалии. [65]
Документы 1506 года, например, упоминают о судне на реке Сьерра-Леоне, перевозившем 120 человек. Другие ссылаются на прибрежные народы Гвинеи, которые использовали военные каноэ разных размеров — около 70 футов в длину, 7–8 футов в ширину, с острыми заостренными концами, гребными скамьями по бокам и квартердеками или баками, построенными из тростника. Судно включало различные удобства, такие как очаги для приготовления пищи и помещения для хранения спальных ковриков команды. [66]
С 17-го века некоторые королевства добавляли к своим судам латунные или железные пушки. [67] Однако к 18-му веку использование поворотных пушек на военных каноэ ускорилось. Город-государство Лагос , например, развернуло военные каноэ, вооруженные поворотными пушками. [66]
С развитием каракки запад перешел в новую эру судостроения, построив первые регулярные океанские суда. За относительно короткое время эти корабли выросли до беспрецедентных размеров, сложности и стоимости.
Верфи стали крупными промышленными комплексами, а построенные корабли финансировались консорциумами инвесторов. Эти соображения привели к документированию методов проектирования и строительства в том, что ранее было секретной торговлей, которой управляли мастера-кораблестроители, и в конечном итоге привели к области военно-морской архитектуры , в которой профессиональные проектировщики и чертежники играли все более важную роль. [68] Тем не менее, методы строительства менялись лишь очень постепенно. Корабли Наполеоновских войн все еще строились более или менее по тому же базовому плану, что и корабли Испанской Армады двумя столетиями ранее, хотя в течение этого периода в конструкции и строительстве кораблей было много тонких улучшений. Например, введение tumblehome , корректировка форм парусов и корпусов, введение колеса, введение закаленных медных креплений ниже ватерлинии, введение медной обшивки в качестве средства защиты от корабельных червей и обрастания и т. д. [69] [ нужна страница ]
В первые десятилетия промышленной революции (с 1760 по 1825 год) западная конструкция судна в значительной степени основывалась на традиционных доиндустриальных конструкциях и материалах, но при этом значительно улучшилась в плане безопасности, поскольку «риск крушения для атлантического судоходства снизился на одну треть, а затопления — на две трети, что отражает улучшение мореходных качеств и навигации соответственно». [70] Улучшение мореходных качеств было приписано принятию более прочной конструкции гладкой палубы, полученной из индийских конструкций, и более широкому использованию железного армирования. [70] Гладкая палуба произошла от бенгальских рисовых судов, [70] поскольку Бенгалия в то время славилась своей судостроительной промышленностью. [71] Железо постепенно принималось в судостроении, изначально для обеспечения более прочных соединений в деревянном корпусе, например, в качестве колен палубы, висячих колен, коленных наездников и других острых соединений, в которых невозможно было получить изогнутое, прогрессивное соединение. В одном исследовании говорится, что с 1750 по 1850 год наблюдалось значительное улучшение скорости кораблей: «мы обнаружили, что средняя скорость плавания британских кораблей при умеренном и сильном ветре выросла почти на треть. Движущей силой этого устойчивого прогресса, по-видимому, является непрерывная эволюция парусов и такелажа, а также улучшение корпусов, которые позволяли безопасно устанавливать большую площадь паруса при заданном ветре. Напротив, если посмотреть на каждое плавание между Нидерландами и Ост-Индией, предпринятое Голландской Ост-Индской компанией с 1595 по 1795 год, мы обнаруживаем, что время в пути сократилось всего на 10 процентов, при этом не произошло никакого улучшения в высокой смертности, которая в среднем составляла шесть процентов за плавание, среди находившихся на борту». [72]
Первоначально копируя традиции деревянного строительства с каркасом, на котором крепился корпус, Great Britain Изамбарда Кингдома Брюнеля 1843 года была первым радикально новым проектом, построенным полностью из кованого железа. Несмотря на ее успех и большую экономию средств и пространства, обеспечиваемую железным корпусом по сравнению с медным аналогом, оставались проблемы с обрастанием из-за прилипания водорослей и ракушек. В результате композитное строительство оставалось доминирующим подходом там, где требовались быстрые суда, с деревянными балками, уложенными на железный каркас ( Катти Сарк - известный пример). Позже железный корпус Great Britain был обшит деревом, чтобы он мог нести обшивку на основе меди . Great Eastern Брюнеля представлял собой следующее великое достижение в судостроении. Построенный в сотрудничестве с Джоном Скоттом Расселом , он использовал продольные стрингеры для прочности, внутренний и внешний корпуса и переборки для формирования нескольких водонепроницаемых отсеков. Сталь также вытеснила кованое железо , когда оно стало легкодоступным во второй половине 19 века, что дало большую экономию по сравнению с железом по стоимости и весу. Дерево по-прежнему было предпочтительным для палуб.
Во время Второй мировой войны потребность в грузовых судах была настолько велика, что время строительства судов типа Liberty сократилось с первоначальных восьми месяцев или дольше до недель или даже дней. Они использовали производственные линии и методы предварительной сборки, такие как те, которые используются на верфях сегодня. Общее количество сухогрузных судов, построенных в Соединенных Штатах за 15-летний период непосредственно перед войной, составило в общей сложности два. Во время войны были построены тысячи судов типа Liberty и Victory , многие из них на верфях, которых не существовало до войны. И они были построены рабочей силой, состоящей в основном из женщин и других неопытных рабочих, которые никогда раньше не видели кораблей (или даже океана). [73] [74] [75]
После Второй мировой войны судостроение (которое охватывает верфи, производителей морского оборудования и многих поставщиков сопутствующих услуг и знаний ) стало важной и стратегической отраслью в ряде стран мира. Эта важность обусловлена:
Исторически отрасль страдала от отсутствия глобальных правил [ необходима ссылка ] и тенденции к ( государственной ) чрезмерной инвестиционной поддержке из-за того, что верфи предлагают широкий спектр технологий, нанимают значительное количество рабочих и генерируют доход, поскольку рынок судостроения является глобальным .
Япония использовала судостроение в 1950-х и 1960-х годах для восстановления своей промышленной структуры; Южная Корея начала делать судостроение стратегической отраслью в 1970-х годах, а Китай сейчас находится в процессе повторения этих моделей с крупными государственными инвестициями в эту отрасль. Хорватия, наоборот, приватизирует свою судостроительную промышленность.
В результате мировой рынок судостроения страдает от избыточных мощностей, низких цен (хотя в отрасли наблюдался рост цен в период 2003–2005 гг. из-за высокого спроса на новые суда, который превышал фактический рост затрат), низкой рентабельности, торговых искажений и широко распространенного субсидирования. Все усилия по решению проблем в ОЭСР до сих пор не увенчались успехом: международное соглашение по судостроению 1994 г. так и не вступило в силу, а раунд переговоров 2003–2005 гг. был приостановлен в сентябре 2005 г. из-за невозможности достичь соглашения. После многочисленных попыток возобновить переговоры они были официально прекращены в декабре 2010 г. Рабочая группа Совета ОЭСР по судостроению (WP6) продолжит свои усилия по выявлению и постепенному сокращению факторов, искажающих рынок судостроения.
Там, где государственные субсидии были отменены, а внутренняя промышленная политика не обеспечивала поддержку в странах с высокой стоимостью рабочей силы, судостроение пришло в упадок. Британская судостроительная промышленность является ярким примером этого, ее отрасли сильно пострадали с 1960-х годов. В начале 1970-х годов британские верфи все еще имели возможность строить все типы и размеры торговых судов, но сегодня их осталось немного, специализирующихся на оборонных контрактах, роскошных яхтах и ремонтных работах. Упадок также произошел в других европейских странах, хотя в некоторой степени он был уменьшен за счет защитных мер и политики поддержки промышленности. В США Закон Джонса (который накладывает ограничения на суда, которые могут использоваться для перевозки внутренних грузов) привел к тому, что торговое судостроение продолжилось, хотя и в более низких темпах, но такая защита не смогла наказать неэффективность судостроения. Следствием этого является то, что цены контрактов намного выше, чем в любой другой стране, строящей океанские суда.
После 2000-х годов три восточноазиатских производственных центра — Китай , Южная Корея и Япония — доминировали в мировом судостроении по валовой вместимости . [76] China State Shipbuilding Corporation , China Shipbuilding Industry Corporation , Hyundai Heavy Industries , Samsung Heavy Industries , Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering и Imabari Shipbuilding поставляют большую часть мирового рынка крупных контейнеровозов , балкеров , танкеров и судов типа Ro-ro . В начале 2020-х годов китайские судостроители увидели рост заказов, поскольку операторы требовали более экологичный флот. [77] По состоянию на 2023 год [update]объем судостроения Китая, новые полученные заказы и заказы на руках составили 50,2%, 66,6% и 55% доли мирового рынка соответственно, с двузначным ростом всех трех индексов по сравнению с предыдущим годом. [78]
Если говорить о типе судна, то Китай, Южная Корея и Япония являются странами-производителями транспортных судов, как упоминалось выше. В то время как Италия , Франция , Финляндия , Германия , Великобритания и другие европейские страны являются производителями круизных судов (больше всего), ледоколов , крановых судов и т. д. [ требуется ссылка ]
Доля рынка европейских судостроителей начала снижаться в 1960-х годах, поскольку они потеряли работу в пользу Японии, так же как Япония совсем недавно потеряла работу в пользу Южной Кореи и Китая. За четыре года с 2007 года общее число сотрудников в европейской судостроительной отрасли сократилось со 150 000 до 115 000 человек. [79] В 2022 году ключевыми судостроителями в Европе являются Fincantieri , Damen Group , Navantia , Naval Group и BAE Systems . [80]
Судостроительная продукция Соединенных Штатов также претерпела аналогичные изменения. [81] [82] США занимают 10-е место среди крупнейших судостроителей мира. [ когда? ] Ведущие компании, строящие крупные военно-морские суда , такие как авианосцы и крейсеры , включают Huntington Ingalls , Bollinger и General Dynamics . В категории малых и средних военных судов ключевыми судостроителями являются Vigor Industrial и VT Halter Marine . Поскольку ВМС США переходят на новую архитектуру флота, которая более широко распространена, разработка беспилотных надводных транспортных средств (USV) быстро продвигается к более высокому приоритету. [83] Ключевая стратегическая программа записи включает прототипирование и строительство до 9 MUSV, на что был заключен единственный контракт с L3Harris Technologies, которая сотрудничала со Swiftships для строительства MUSV. [84] [85]
В 2018 году Министерство обороны США инициировало программу Overlord и разработало прототипы USV 1 (NOMAD) и 2 (RANGER). Оба они приняли участие в многочисленных учениях и демонстрациях на уровне флота, прошли 28 982 морских миль (53 675 км) в автономном режиме и испытали многочисленные полезные нагрузки. [86] Nomam, ранее известный как Riley Claire, представляет собой переоборудованное патрульное судно, построенное Swiftships. [87] [88] Целью программы Ghost Fleet Overlord является преобразование крупных коммерческих судов в автономные системы.
По состоянию на 2024 год [update]Китай строит почти 75% новых судов по заказу [89] и имеет возможность построить больше судов за один месяц, чем Соединенные Штаты строят за год. [90]
Современное судостроение широко использует сборные секции . Целые многопалубные сегменты корпуса или надстройки будут построены в другом месте на верфи, доставлены в строительный док или стапель, а затем подняты на место. Это известно как «блочное строительство». Самые современные верфи предварительно устанавливают оборудование, трубы, электрические кабели и любые другие компоненты внутри блоков, чтобы свести к минимуму усилия, необходимые для сборки или установки компонентов глубоко внутри корпуса после его сварки. [ необходима цитата ]
Работа по проектированию кораблей, также называемая военно - морской архитектурой , может проводиться с использованием модели судна . Раньше плотники на чердаках верфей отвечали за снятие размеров и деталей с чертежей и планов и перевод этой информации в шаблоны, планки, ординаты, эскизы резки, профили, поля и другие данные. [91] Однако с начала 1970-х годов компьютерное проектирование стало обычным явлением для проектирования и процесса строительства судов. [92]
Современные суда, начиная примерно с 1940 года, производятся почти исключительно из сварной стали. Ранние сварные стальные суда использовали стали с недостаточной вязкостью разрушения , что привело к тому, что некоторые суда страдали от катастрофических хрупких структурных трещин (см. проблемы корабля Liberty ). Начиная примерно с 1950 года, использовались специализированные стали, такие как стали ABS с хорошими свойствами для строительства судов. Хотя общепризнанно, что современная сталь устранила хрупкое разрушение на судах, некоторые разногласия все еще существуют. [93] Хрупкое разрушение современных судов продолжает происходить время от времени, потому что сталь класса A и класса B с неизвестной вязкостью или температурой перехода появления трещин (FATT) в бортовых обшивках судов может быть недостаточно для всех условий окружающей среды. [94]
Поскольку современные судостроительные панели на линии панелей становятся легче и тоньше, используется технология лазерной гибридной сварки. Лазерная гибридная смесь фокусирует луч с более высокой энергией на соединяемом материале, позволяя ему делать замочную скважину с гораздо большим отношением глубины к ширине, чем сравнительные традиционные методы сварки. Обычно процесс MIG следует за замочной скважиной, обеспечивая присадочный материал для сварного соединения. Это обеспечивает очень высокое проникновение без чрезмерного подвода тепла из-за уменьшенного осаждения металла сварного шва, что приводит к меньшим искажениям и сварке на более высоких скоростях перемещения. [ необходима цитата ]
Все суда нуждаются в ремонтных работах в какой-то момент своей эксплуатации. Часть этих работ должна выполняться под надзором классификационного общества .
Множество работ по техническому обслуживанию выполняются экипажем судна в море или порту. Однако большое количество работ по ремонту и техническому обслуживанию может быть выполнено только тогда, когда судно не находится в коммерческой эксплуатации, на судоремонтном заводе.
Перед началом ремонта танкер должен пришвартоваться на станции дебалластировки для завершения работ по очистке танков и откачки на берег отходов (грязной промывочной воды и остатков углеводородов).
{{cite book}}
: CS1 maint: location missing publisher (link)Примечание второе издание 2006: 978-1898281436