Carvel built или carvel planking — это метод строительства лодок , при котором доски корпуса укладываются встык и крепятся к прочной раме, тем самым образуя гладкую поверхность. Традиционно доски не прикрепляются друг к другу и не вставляются друг в друга, а между досками имеется только герметик для уплотнения , чтобы не допустить попадания воды. Современные строители carvel могут прикреплять доски друг к другу с помощью клея и креплений. [1] Это метод «сначала каркас» строительства корпуса, где форма определяется каркасом, на котором закреплены доски. Это отличается от методов «сначала планка» или «сначала оболочка», где внешняя обшивка корпуса изготавливается, а затем укрепляется путем вставки брусьев, которые подгоняются под эту форму. [2] Наиболее распространенным современным методом «сначала планка» является строительство клинкера ; В классический период метод «сначала планка» подразумевал соединение краев досок с помощью шиповых и пазовых соединений в толще брусьев, что внешне создавало видимость гладкого корпуса, присущую конструкции карвеллера, но достигалось это совершенно другими средствами.
По сравнению с корпусами, построенными из клинкера, конструкция карвелла позволяла строить более крупные суда. Это объясняется тем, что крепления корпуса из клинкера принимали на себя все силы провисания и провисания, возникающие при движении судна по большим волнам. В конструкции карвелла эти силы также воспринимаются контактом кромок к кромкам досок корпуса.
От среднеанглийского carvel, carvelle, carvile, kervel («маленькое судно; каравелла »); от старофранцузского caruelle, carvelle, kirvelle . [3] Термин появился в английском языке, когда каравеллы стали популярны в водах Северной Европы примерно с 1440 года , а метод строительства корпуса получил название первого типа судна, изготовленного таким образом на английских и европейских верфях. [4]
Строительство карвел возникло в Средиземноморье в первом тысячелетии н. э. Постепенно оно заменило соединение досок корпуса кромкой к кромке пазами и шипами — метод «сначала обшивка», который использовался древними египтянами, финикийцами и на протяжении большей части классической античности . Археологические свидетельства этого перехода предполагают, что он имел место с 500 г. н. э. по 9-й век. Его медленное принятие включало некоторые вариации и эксперименты. Некоторые корабли были построены с использованием «сначала каркас», в отличие от полной системы «сначала каркас». В «сначала каркас» часть каркаса устанавливается в нижней части корпуса, затем следует обшивка этой области, добавляется больше каркаса для увеличения высоты корпуса, а затем к этому добавляется больше обшивки. (В римско-кельтской традиции судостроения Северной Европы использовался метод «сначала каркас», но эта часть Европы полностью переняла метод «сначала каркас» гораздо позже, как обсуждается ниже.) [5] : 101
Переход от обшивки сначала к шпангоутам произошел в тот же период, когда средиземноморская оснастка Square Sail заменялась латинской оснасткой. Это изменение было предложено для экономии затрат на строительство, оснащение и обслуживание (хотя ранее считалось, что это было сделано для достижения лучших характеристик парусного спорта — чего, вопреки предположениям многих историков мореплавания, можно доказать, что этого не произошло). Переход к карвельной конструкции считается еще одной мерой экономии средств (хотя считается, что это не очень хорошо понимают морские археологи). [6] Избегается сложное умение врезать доски точно под прямым углом (где корпус изогнут на повороте скул ). Карвельная конструкция позволяет определять форму корпуса по проекту, в то время как обшивка сначала полагается на «глаз» строителя. Поэтому требуется меньше высококвалифицированного персонала. [5] : 101
Одним из переходных судов является судно Яссы Ада (седьмой век н. э.), которое было раскопано между 1960 и 1965 годами. Оно имело нижние пояса обшивки, скрепленные кромкой к кромке пазами и шипами, затем были добавлены полы , за которыми последовало еще больше обшивки, соединенной шипами. Это подняло обшивку до ватерлинии. К этому следующему набору обшивки были добавлены дополнительные шпангоуты, но они продолжались до высоты предполагаемой линии борта. Затем пояса от ватерлинии вверх были закреплены как обшивка карвелом (с некоторыми поясами, перемежающимися с обычными поясами). [7] : 61
Северная Европа использовала клинкерное строительство в течение периода, обсуждаемого выше, и в 15 веке (и продолжала делать это для многих малых судов в настоящее время). Различные методы были известны морякам в обоих местах, но когда, например, средиземноморские галеры использовались французами и англичанами во время Столетней войны , корабельные плотники, знакомые с работой по карвелам, должны были быть наняты для проведения технического обслуживания и ремонта. [8] : 51 В 1440-х годах интерес к каравеллам возрос в северных водах, и верфи начали строить каравеллы по конструкции карвелов.
Археологическим примером раннего судна, построенного с помощью карвелов, в Балтийском регионе является обломки Gribshunden , флагмана датско-норвежского короля Ганса. Трехмачтовое судно было построено в 1485 году, вероятно, недалеко от Роттердама, и служило «плавучим замком» Ганса в течение десяти лет, прежде чем затонуло в июне 1495 года. [9] [10]
Клинкер был преобладающим методом строительства судов, использовавшимся в Северной Европе до карвелла. В корпусах, построенных из клинкера , обшитые края перекрываются; конструкция карвелла с ее прочным каркасом дает более тяжелый, но более жесткий корпус, способный выдерживать различные парусные вооружения . Конструкция клинкера (lapstrake) включает в себя продольное перекрытие досок «ривен бревна» (расщепленное дерево), которые скреплены вместе поверх очень легких брусьев . Лодка карвелла имеет более гладкую поверхность, что создает впечатление, что она более гидродинамически эффективна, поскольку открытые края обшивки клинкера, по-видимому, нарушают обтекаемость и вызывают сопротивление. У клинкера, безусловно, немного большая смачиваемая площадь, но корпус карвелла не обязательно более эффективен: при заданной прочности корпуса лодка клинкера в целом легче и вытесняет меньше воды, чем корпус карвелла с тяжелым каркасом.
По мере того, как грузовые суда становятся больше, вес судна становится меньше по сравнению с полным водоизмещением; и для данного внешнего объема доступно большее внутреннее пространство корпуса. Судно из клинкера, ребра которого занимают меньше места, чем у судна из карвелла, больше подходит для груза, который является громоздким, а не плотным.
Конструктивное преимущество клинкерной конструкции заключается в том, что она позволяет судну безопасно скручиваться и изгибаться вокруг своей длинной оси (проходящей от носа до кормы). Это преимущество при волнении в Северной Атлантике , при условии, что судно имеет небольшое общее водоизмещение. Из-за легкости метода строительства увеличение ширины несоразмерно увеличивало выживаемость судна при скручивающих силах, возникающих, например, при движении по ветру, волновой поезд ударяется о корму, а не о корму. [ необходимо разъяснение ] В этих условиях большая ширина ширины могла сделать клинкерные суда [ какие? ] более уязвимыми. Поскольку крутящие силы увеличивались пропорционально водоизмещающему (или грузному) весу, силы, действующие на корпус, накладывали верхний предел на размер судов, построенных из клинкера. Большая жесткость конструкции карвел стала необходимой для более крупных морских грузовых судов. Позднее парусные суда, построенные из карвел, превысили максимальный размер судов, построенных из клинкера, в несколько раз.
Еще одним ограничением клинкера является то, что он не выдерживает точечных нагрузок, связанных с латинскими или шлюповыми парусными вооружениями. По крайней мере, некоторые косые паруса желательны для маневренности. Та же проблема с обеспечением сосредоточенных нагрузок создает трудности с размещением и поддержкой шверта или глубокого киля, которые очень нужны при плавании поперек или близко к ветру. Древесина может быть добавлена в качестве необходимого компромисса, но всегда с некоторой потерей основных преимуществ метода строительства. Строительство клинкера остается полезным методом строительства небольших деревянных судов, особенно для морских шлюпок, которые должны быть достаточно легкими, чтобы их можно было легко перемещать и хранить вне воды.
Традиционные методы карвелинга оставляют небольшой зазор между каждой доской, который заделывается любым подходящим мягким, гибким, волокнистым материалом, иногда в сочетании с густым связующим веществом, которое постепенно изнашивается, и корпус начинает протекать. Когда лодка долгое время находится на берегу, доски высыхают и усыхают, поэтому при первом снятии с мели корпус начинает сильно протекать, если его не заделать заново, что требует много времени и физических усилий. Современный вариант заключается в использовании гораздо более узких досок, которые склеиваются по краям вместо заделывания. С помощью современных шлифовальных машин получается гораздо более гладкий корпус, так как все небольшие выступы между досками можно удалить. Этот метод начал становиться более распространенным в 1960-х годах с более широким распространением водостойких клеев, таких как резорцин (красный клей), а затем эпоксидная смола. [11] Современные водостойкие клеи, особенно эпоксидная смола, вызвали революционные изменения в строительстве карвелов и клинкеров. Традиционно прочность крепления обеспечивали гвозди; теперь это клей. С 1980-х годов для строительства карвелов и клинкеров стало обычным делом почти полностью полагаться на клей для крепления. Многие небольшие лодки, особенно легкие фанерные лодки , строятся вообще без каких-либо механических креплений, таких как гвозди и шурупы , поскольку клей намного прочнее.