Карвел-билдинг или карвел-обшивка — это метод постройки лодок , при котором доски корпуса укладываются от края до края и крепятся к прочному каркасу, образуя тем самым гладкую поверхность. Традиционно доски не прикрепляются друг к другу и не вставляются друг в друга, а между досками имеется только уплотнительный герметик для защиты от воды. Современные мастера резьбы по дереву могут крепить доски друг к другу с помощью клея и креплений. [1] Это метод строительства корпуса «сначала каркас», при котором форма определяется каркасом, к которому крепятся доски. В этом отличие от методов «сначала доска» или «сначала обшивка», при которых внешняя обшивка корпуса изготавливается, а затем усиливается путем вставки брусьев, подогнанных по этой форме. [2] Наиболее распространенным современным методом «сначала доска» является строительство клинкера ; в классический период «сначала доска» подразумевала соединение краев досок с помощью пазовых и шиповых соединений по толщине древесины, что на первый взгляд придавало гладкий вид корпуса резной конструкции, но достигалось совершенно другими способами.
По сравнению с корпусами из клинкера, конструкция карвела позволяла строить более крупные корабли. Это связано с тем, что крепления клинкерного корпуса приняли на себя все усилия , возникающие при движении корабля по большим волнам. В карвальной конструкции эти силы также воспринимаются за счет соприкосновения кромок досок корпуса.
От среднеанглийского carvel, carvelle, carvile, kervel («маленький корабль; каравелла »); от старофранцузского caruelle, carvelle, kirvelle . [3] Этот термин использовался в английском языке, когда каравеллы стали популярны в водах Северной Европы с ок. 1440 г. , а метод постройки корпуса получил название первого типа судна, изготовленного таким образом на английских и европейских верфях. [4]
Резное строительство зародилось в Средиземноморье в первом тысячелетии нашей эры. Он постепенно заменил соединение досок корпуса по краям пазами и шипами - метод «сначала обшивка», который использовался древними египтянами, финикийцами и на протяжении большей части классической античности . Археологические данные этого перехода предполагают, что он произошел с ок. 500 г. н.э. – 9 век. Его медленное внедрение включало некоторые изменения и эксперименты. Некоторые корабли были построены с использованием системы «сначала кадрирование», а не с полной системой «сначала каркас». При варианте «сначала набор» часть набора устанавливается в нижней части корпуса, после чего эта область обшивается обшивкой, добавляется дополнительный набор для увеличения высоты корпуса, а затем к этому добавляется еще больше обшивки. (Романо-кельтская традиция судостроения Северной Европы использовала принцип «сначала каркас», но в этой части Европы полный метод «сначала каркас» был принят гораздо позже, как обсуждается ниже.) [5] : 101
Переход от конструкции «сначала обшивка» к «сначала шпангоут» произошел в тот же период, когда установка Mediterranean Square Sail заменялась латиновой установкой. Это изменение было предложено для экономии затрат на строительство, оснащение и техническое обслуживание (хотя ранее считалось, что оно направлено на улучшение мореходных качеств – чего, вопреки предположениям многих морских историков, можно доказать, не произошло). Переход к строительству резьбы считается еще одной мерой экономии (хотя считается, что морские археологи не совсем понимают это). [6] Избегается сложный навык врезки досок точно под прямым углом (когда корпус изогнут на повороте скул ). Конструкция Carvel позволяет определять форму корпуса по проекту, в то время как обшивка в первую очередь зависит от «глаза» строителя. Поэтому требуется меньше высококвалифицированного персонала. [5] : 101
Одним из переходных кораблей является корабль «Ясси Ада» (седьмой век нашей эры), который был раскопан между 1960 и 1965 годами. Нижние планки обшивки скреплялись от края до края пазами и шипами, затем были добавлены полы , а затем были добавлены полы . за счет большего количества обшивок, соединенных шипами. Это привело к тому, что обшивка достигла ватерлинии. К следующему набору обшивки были добавлены дополнительные шпангоуты, но они продолжались до высоты предполагаемой линии борта. Ремни от ватерлинии вверх затем были закреплены в виде резной обшивки (с некоторыми перемежающимися рейками с обычными планками). [7] : 61
Северная Европа использовала клинкерное строительство в период, описанный выше, и до 15 века (и продолжает делать это для многих малых судов и по сей день). Различные методы были известны морякам в обеих странах, но когда, например, французы и англичане использовали средиземноморские галеры во время Столетней войны , для выполнения технического обслуживания и ремонта приходилось нанимать корабелов, знакомых с резьбой по дереву. [8] : 51 В 1440-х годах интерес к каравеллам в северных водах возрос, и верфи там начали строить каравеллы в виде каравеллы.
Археологическим примером раннего резного корабля в Балтийском регионе является затонувший корабль «Грибсхунден» , флагман датско-норвежского короля Ганса. Трехмачтовый корабль был построен в 1485 году, вероятно, недалеко от Роттердама, и служил Гансу «плавучим замком» в течение десяти лет, прежде чем затонуть в июне 1495 года . , на котором размещалось целых 68 казнозарядных поворотных орудий.
Клинкер был преобладающим методом строительства кораблей, использовавшимся в Северной Европе до появления резьбы. В корпусах, построенных из клинкера , края обшивки перекрываются; Конструкция Carvel с прочным каркасом обеспечивает более тяжелый, но более жесткий корпус, способный выдерживать различные парусные вооружения . Конструкция клинкера (лапстрека) включает в себя продольные перекрывающиеся доски «расколотой древесины» (колотой древесины), которые скреплены вместе на очень легких брусах . Лодка с карвелом имеет более гладкую поверхность, что создает впечатление, что она более гидродинамически эффективна, поскольку открытые края клинкерной обшивки нарушают линию тока и вызывают сопротивление. У клинкера, конечно, немного большая площадь смачиваемой поверхности, но корпус из карвела не обязательно более эффективен: при данной прочности корпуса клинкерная лодка в целом легче и вытесняет меньше воды, чем корпус из карвелла с тяжелым каркасом.
По мере увеличения грузовых судов вес судна становится мал по сравнению с общим водоизмещением; и для данного внешнего объема доступно большее внутреннее пространство корпуса. Клинкерное судно, ребра которого занимают меньше места, чем у карвельного, больше подходит для крупногабаритных, а не плотных грузов.
Структурное преимущество клинкерной конструкции заключается в том, что из нее получается судно, которое может безопасно вращаться и изгибаться вокруг своей длинной оси (проходящей от носа до кормы). Это преимущество на североатлантических катках при условии небольшого общего водоизмещения судна. Ввиду легкости способа постройки увеличение ширины не привело к соразмерному повышению живучести судна при скручивающих силах, возникающих, если, например, при движении по ветру шлейф волн задевает четверть, а не прямо за кормой. [ необходимы разъяснения ] В этих условиях балки большей ширины могли быть изготовлены из клинкерных сосудов [ каких? ] более уязвимы. Поскольку скручивающие силы увеличивались пропорционально смещенному весу (или груза), силы, действующие на корпус, налагали верхний предел на размер судов, построенных из клинкера. Большая жесткость конструкции карвелла стала необходимой для более крупных морских грузовых судов. Позднее парусные суда резной постройки в несколько раз превышали максимальные размеры клинкерных кораблей.
Еще одним ограничением клинкера является то, что он с трудом выдерживает точечные нагрузки, связанные с латеновыми или шлюповыми парусными установками. Для маневренности желательны хотя бы несколько продольных парусов. Та же проблема с обеспечением сосредоточенных нагрузок создает трудности с размещением и поддержкой шверта или глубокого киля, которые очень необходимы при движении поперек или близко к ветру. Древесина может быть добавлена в качестве необходимого компромисса, но всегда с некоторой потерей фундаментальных преимуществ метода строительства. Строительство из клинкера остается полезным методом строительства небольших деревянных судов, особенно морских лодок, которые должны быть достаточно легкими, чтобы их можно было легко перемещать и хранить, когда они находятся вне воды.
Традиционные методы резьбы оставляют небольшой зазор между каждой доской, который заделывают любым подходящим мягким, гибким, волокнистым материалом, иногда в сочетании с густым связующим веществом, который постепенно изнашивается и корпус протекает. Когда лодка находилась на берегу в течение длительного времени, доски высыхали и сжимались, поэтому при первом снятии с мели корпус сильно протекал, если его не законопатить заново, а это трудоемкая и физически тяжелая работа. Современный вариант заключается в использовании гораздо более узких досок, которые склеиваются по краям, а не конопатятся. С помощью современных механических шлифовальных машин корпус получается гораздо более гладким, поскольку можно удалить все небольшие выступы между досками. Этот метод начал становиться более распространенным в 1960-х годах, когда стали более широко доступны водостойкие клеи, такие как резорцин (красный клей), а затем эпоксидная смола. [11] Современные водостойкие клеи, особенно эпоксидная смола, вызвали революционные изменения в конструкции резных изделий и клинкера. Традиционно гвозди обеспечивали прочность крепления; теперь это клей. С 1980-х годов в резных и клинкерных конструкциях стало обычным явлением почти полностью полагаться на клей для крепления. Многие небольшие лодки, особенно легкие фанерные лодки , вообще строятся без каких-либо механических креплений, таких как гвозди и шурупы , поскольку клей намного прочнее.