Судостроение – это строительство кораблей и других плавучих судов . Обычно это происходит на специализированном объекте, известном как верфь . Судостроители , также называемые корабельными плотниками , занимаются специализированной профессией, корни которой уходят в незаписанную историю .
До недавнего времени, с развитием сложных неморских технологий, корабль часто представлял собой самую совершенную конструкцию, которую могло создать общество, строящее его. [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 17 века. [a] [2] : 34–37 В процессе проектирования на раннем этапе был принят логарифм (изобретенный в 1615 году) для создания кривых, используемых для создания формы корпуса, особенно при точном масштабировании этих кривых на чердаке формы. [1]
Судостроение и судоремонт, как коммерческие, так и военные, относят к « морскому машиностроению ». Строительство лодок – это аналогичный вид деятельности, называемый строительством лодок .
Демонтаж судов называется разборкой судов .
Самым ранним свидетельством морского транспорта современных людей является заселение Австралии между 50 000 и 60 000 лет назад. Почти наверняка речь шла о плотах, возможно, оснащенных каким-то парусом. [3] : 29, 33 Большая часть развития технологии плотов произошла в «питомниках» Средиземноморья и на островах Юго-Восточной Азии . Благодаря более теплым водам и множеству взаимовидимых островов можно было разработать 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 помощью шипов, вставленных в пазы, прорезанные на сопрягаемых краях. Подобная техника, но с креплением шипов дюбелями, использовалась в Средиземноморье на протяжении большей части классической античности . Оба эти варианта представляют собой метод «сначала оболочка», при котором любые усиливающие рамы вставляются после того, как сборка обшивки определила форму корпуса. [5] : 81-88 Строительство Carvel затем распространилось в Средиземноморье. В Северной Европе использовалась клинкерная конструкция , но с некоторым количеством обшивки кораблей заподлицо, например, с нижней обшивкой зубцов . [1] : ch4 Североевропейские и средиземноморские традиции объединились в конце 15 века: на севере была принята резная конструкция, а руль направления, установленный по центральной линии, заменил четверть руля направления Средиземноморья. Эти изменения в целом совпали с усовершенствованием парусного вооружения: трехмачтовое судно стало обычным явлением, с квадратными парусами на носовой и главной мачтах, а также носовым и кормовым парусом на бизани.
В судостроении тогда постоянно совершенствовались методы проектирования и внедрялись новые материалы. Железо использовалось не только для крепления (гвозди и болты), поскольку были введены структурные компоненты, такие как железные колени - примеры, существовавшие в середине 18 века и получившие более широкое распространение с середины 19 века. Частично это было вызвано нехваткой «циркульной древесины», естественно изогнутой древесины, что означало, что можно было вырезать фигуры без недостатков, вызванных разрезами поперек волокон древесины. [1] : ch8 В конечном итоге целые корабли делались из железа, а позже и стали.
Самые ранние известные изображения (включая картины и модели) мелководных парусных лодок относятся к 6-5 тысячелетиям до н.э. периода Убайд в Месопотамии . Они были сделаны из связок тростника , покрытых битумом , и имели сошки. Они плыли по мелководным прибрежным водам Персидского залива . [6]
Свидетельства из Древнего Египта показывают, что ранние египтяне знали, как собирать деревянные доски для корпуса корабля еще в 3100 году до нашей эры. На египетской керамике, датируемой 4000 годом до нашей эры, изображены конструкции ранних речных лодок или других средств навигации. Археологический институт Америки сообщает [7] , что некоторые из древнейших раскопанных кораблей известны как лодки Абидоса . Это группа из 14 кораблей, обнаруженных в Абидосе , построенных из деревянных досок, «сшитых» вместе. Обнаруженный египтологом Дэвидом О'Коннором из Нью-Йоркского университета , [8] было обнаружено, что тканые ремни использовались для скрепления досок вместе, [7] а тростник или трава, набитые между досками, помогали герметизировать швы. [7] Поскольку все корабли похоронены вместе и рядом с моргом, принадлежащим фараону Хасехемви , [8] первоначально считалось, что все они принадлежали ему, но один из 14 кораблей датируется 3000 годом до нашей эры, [8] и связанный с ним глиняные кувшины, захороненные вместе с сосудами, 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 мнению профессора О'Коннора, 5000-летний корабль, возможно, даже принадлежал фараону Аха . [8]
Австронезийская экспансия , начавшаяся ок. 3000 г. до н. э. с миграцией из Тайваня на остров Лусон на Филиппинах , распространение по островам 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 отличительными морскими технологиями: методами строительства найтовных проушин (как в каноэ с выносными опорами, так и на больших дощатых парусных судах), различными типами каноэ с выносными опорами и двухкорпусными каноэ , а также рядом парусных вооружений, включая парус с крабовыми когтями . Истоки этой технологии трудно датировать, поскольку они в основном опираются на лингвистику (изучение слов, обозначающих части лодок), письменные комментарии людей других культур, включая наблюдения европейских исследователей во время первого контакта, а затем и более систематические. этнографические наблюдения за видами используемых ремесел. Имеется лишь небольшое количество археологических свидетельств. Поскольку на островах Юго-Восточной Азии существовал эффективный морской транспорт между очень большим количеством островов задолго до австронезийского мореплавания, утверждается, что австронезийцы переняли существующие морские технологии у существующих жителей этого региона. [9] : 50, 64 [10] : 85–88 [11] : 487–488
Австронезийские корабли варьировались от простых каноэ до больших многокорпусных кораблей. Самая простая форма всех древних австронезийских лодок состояла из пяти частей. Нижняя часть состоит из цельного куска выдолбленного бревна. По бокам располагались две доски, а нос и корму образовывали два куска дерева в форме подковы . Они были плотно соединены друг с другом, край к краю, с помощью дюбелей , вставленных в отверстия между ними, а затем связаны друг с другом веревками (сделанными из ротанга или волокна), обернутыми вокруг выступающих выступов на досках. Эта характерная и древняя австронезийская практика судостроения известна как техника « привязных проушин ». Обычно их конопатили пастой из различных растений, а также корой тапа и волокнами, которые расширялись при намокании, еще больше сжимая стыки и делая корпус водонепроницаемым. Они образовали корпус лодки, который затем был усилен горизонтальными ребрами. По этой конструкции можно идентифицировать кораблекрушения австронезийских кораблей, а также отсутствие металлических гвоздей. Австронезийские корабли традиционно не имели центральных рулей, а вместо этого управлялись веслом с одной стороны. [13] [14] [15] [16] [17]
Австронезийцы традиционно делали свои паруса из плетеных циновок из упругих и солеустойчивых листьев пандануса . Эти паруса позволяли австронезийцам совершать дальние плавания. [18] [19]
Древние чампа во Вьетнаме также разработали уникальные лодки с корзинчатым корпусом, корпуса которых были сделаны из тканого и пропитанного смолой бамбука , целиком или в сочетании с дощатыми ремнями . Они варьируются от небольших кораклов (о -тхунг ) до больших океанских торговых кораблей, таких как ге-ман . [20] [21]
Древние египтяне также знали, как собирать деревянные доски с помощью гвоздей , чтобы скрепить их вместе, и использовать смолу для заделки швов. « Корабль Хуфу », судно длиной 43,6 метра, запечатанное в яме в комплексе пирамид Гизы у подножия Великой пирамиды Гизы во времена Четвертой династии около 2500 г. до н. э., представляет собой сохранившийся полноразмерный образец, который, возможно, выполнил символическую задачу функция солнечного барка . Древние египтяне также знали, как скрепить доски этого корабля вместе с помощью пазов и шипов . [7]
Самый старый известный приливный причал в мире был построен около 2500 г. до н. э. во времена Хараппской цивилизации в Лотале , недалеко от современной гавани Мангрол на побережье Гуджарата в Индии . Другие порты, вероятно, находились в Балакоте и Дварке . Однако вполне вероятно, что для Хараппской морской торговли использовались многие мелкие, а не крупные порты. [22] Корабли из гавани этих древних портовых городов наладили торговлю с Месопотамией . [23] [ нужна полная цитата ] Судостроение и судостроение, возможно, были процветающими отраслями промышленности в древней Индии. [24] Местные рабочие, возможно, изготовили флотилию лодок, на которых Александр Великий переправлялся через Гидасп и даже Инд под командованием Неарха . [24] [ нужна полная цитата ] Индейцы также экспортировали тик для судостроения в древнюю Персию . [25] Другие упоминания об индийской древесине, используемой для судостроения, отмечены в трудах Ибн Джубайра . [25]
Корабли Восемнадцатой династии Древнего Египта обычно имели длину около 25 метров (80 футов) и имели одну мачту , иногда состоящую из двух шестов, связанных вместе наверху, образующих форму буквы «А». Они установили на рее один квадратный парус с дополнительным лонжероном вдоль нижней части паруса. Эти корабли также могли приводиться в движение веслами . [27] Океанские и морские корабли Древнего Египта были построены из кедрового дерева, скорее всего, родом из Ливана. [28]
Корабли Финикии, по-видимому, имели аналогичную конструкцию.
Австронезийцы основали австронезийскую морскую торговую сеть примерно в 1000–600 годах до нашей эры, связав Юго-Восточную Азию с Восточной Азией, Южной Азией, Ближним Востоком, а затем и с Восточной Африкой. Позже маршрут стал частью торговой сети специй 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 «корабли-замки», которые по существу представляли собой плавучие крепости с несколькими палубами и охраняемыми валами . Однако китайские суда в ту эпоху были по существу речными (речными). Настоящие океанские китайские флоты появились только во времена династии Сун в X веке . [31] : 20–21 [32]
В древнем Средиземноморье имеются значительные знания в области судостроения и мореплавания. [33]
Большие многомачтовые морские корабли австронезийцев Юго-Восточной Азии впервые начали появляться в китайских записях во времена династии Хань как «кунь-лунь по» или «куньлунь бо» («корабль кунь-луня [темнокожих южан]»). . [34] Эти корабли использовали два типа парусов своего изобретения: мусорный парус и парус Танджа . Большие корабли имеют длину около 50–60 метров (164–197 футов), высоту надводного борта 5,2–7,8 метра (17–26 футов) , [35] каждый несет провизию на год, [36] : 464 и может перевозить 200 –1000 человек. Китайцы записали, что эти корабли Юго-Восточной Азии были наняты для перехода в Южную Азию китайскими буддийскими паломниками и путешественниками, поскольку они не строили собственных мореходных кораблей примерно до 8–9 веков нашей эры. [32] : 276
Австронезийцы (особенно с западных островов Юго-Восточной Азии ) в этот период торговали в Индийском океане вплоть до Африки . Примерно между 50 и 500 годами нашей эры группа австронезийцев, предположительно с юго-восточного побережья Борнео (возможно, смешанная группа, родственная современным народам Мааньян , Банджар и/или Даяк ), пересекла Индийский океан и колонизировала Мадагаскар. . Это привело к внедрению технологии каноэ с выносными опорами в неавстронезийские культуры на восточноафриканском побережье. [37]
Древние китайцы также строили речные таранные суда, как в греко-римской традиции триеры , хотя корабли с веслами в Китае очень рано утратили популярность, поскольку именно в Китае в I веке был впервые разработан кормовой руль . Это было встречено вдвойне с появлением в том же веке конструкции мусорного корабля династии Хань. Китайцы использовали квадратные паруса во времена династии Хань , а позже, в 12 веке, переняли австронезийские паруса. [31] : 20–21 Иконографические находки показывают, что китайские корабли до XII века использовали квадратные паруса, а мусорное вооружение китайских кораблей, как полагают, было создано из наклоненных парусов . [38] : 612–613.
Южно-китайские джонки основывались на килевых и многопланных австронезийских кораблях, известных китайцам как по , от древнеяванского параху , [39] : 1280 яванский прау , или малайский пераху – большой корабль. [40] : 613 [41] : 193 [42] : 21 Южно-китайские джонки имели характеристики австронезийских кораблей: они изготовлены из древесины тропического происхождения, с килеватым V-образным корпусом. В этом их отличие от джонок северного Китая, которые созданы на основе плоскодонных речных лодок. [31] : 20–21 Северо-китайские джонки в основном строились из сосны или ели, имели плоское днище без киля, водонепроницаемые переборки без шпангоутов, транцевую (квадратную) корму и форштевень, а доски скреплялись железом. гвозди или зажимы. [40] : 612–614.
Неизвестно, когда китайцы начали перенимать методы судостроения Юго-Восточной Азии (Австронезии). Возможно, они появились еще в VIII веке, но развитие было постепенным, и настоящие океанские китайские джонки не появились внезапно. [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 , обнаружили на верфи , построенной во время правления Траяна (98–117), надписи, указывающие на существование гильдии судостроителей . [46]
Примерно в это же время происходит последняя миграционная волна австронезийской экспансии , когда полинезийские острова, разбросанные на огромных расстояниях по Тихому океану, были колонизированы (австронезийскими) полинезийцами с острова Меланезия с использованием двухкорпусных плавающих катамаранов . В самом дальнем случае существует вероятность того, что они достигли Америки . [47] После 11 века на Яве и Бали был зарегистрирован новый тип корабля под названием джонг или джонг . [48] : 222, 230, 267 [49] : 82 Этот тип корабля был построен с использованием деревянных дюбелей и гвоздей, в отличие от « Куньлунь бо» , в котором в качестве найтовов использовались растительные волокна. [50] : 138
Империя Маджапахит использовала джонг, построенный на севере Явы, для переброски войск за границу. [51] : 115 Чонгы представляли собой транспортные суда, способные 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, задействованных в экспедиции, составляет около 400 джонгов, когда Маджапахит напал на Пасай в 1350 году. [53]
До недавнего времени корабли викингов считались олицетворением прогресса по сравнению с традиционными корпусами из клинкера , в которых 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 развитой, чем считалось, и описал распространение клинкерных и резных конструкций в Западной Европе (см. карту [1]). Понимание судостроения в регионах Северного моря и Балтийского моря в период раннего средневековья было обнаружено в Саттон-Ху , Англия, где корабль был похоронен вместе с вождем. Корабль имел длину 26 метров (85 футов) и ширину 4,3 метра (14 футов) [56] . Выше киля корпус был изготовлен путем перекрытия девяти поясов с каждой стороны с помощью заклепок, скрепляющих дубовые доски вместе. Он мог вместить более тридцати человек.
Примерно в XII веке североевропейские корабли начали строить с прямой ахтерштевнем , позволяющим установить руль, который был гораздо более прочным, чем рулевое весло, удерживаемое за бортом. В средние века развитие отдавало предпочтение «круглым кораблям» [57] с широкой балкой и сильно изогнутыми на обоих концах. Другим важным типом кораблей была галера, построенная как с парусами, так и с веслами.
Первый дошедший до нас трактат о кораблестроении был написан ок. 1436 г. , Михаил Родосский, [58] человек, который начал свою карьеру гребцом на венецианской галере в 1401 г. и прошел путь до офицерских должностей. Он написал и проиллюстрировал книгу, содержащую трактат по кораблестроению, трактат по математике, много материалов по астрологии и другие материалы. В его трактате о кораблестроении рассматриваются три типа галер и два типа круглых кораблей. [59]
Судостроители династии Мин (1368~1644) отличались от судостроителей 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 проводило открытую политику в отношении парусного спорта. Между 1405 и 1433 годами правительство династии Мин провело семь дипломатических путешествий за сокровищами в более чем тридцать стран Юго-Восточной Азии, Индии, Ближнего Востока и Восточной Африки. Путешествие было инициировано императором Юнлэ и возглавлялось адмиралом Чжэн Хэ . Во время правления императора Юнлэ было совершено шесть путешествий, последнее из которых вернулось в Китай в 1422 году. После смерти императора Юнлэ в 1424 году его преемник император Хунси приказал приостановить путешествия. Седьмое и последнее путешествие началось в 1430 году, посланное императором Сюаньдэ . Хотя императоры Хунси и Сюаньдэ не придавали большого значения парусному спорту так сильно, как император Юнлэ, они не были против этого. Это привело к высокой степени коммерциализации и увеличению торговли. Для удовлетворения спроса было построено большое количество кораблей. [60] [61]
Путешествия Мин были большими по размеру: в них участвовало до 300 кораблей и 28 000 человек. [62] Корабелы были привезены на верфь в Нанкине из разных мест Китая , включая Чжэцзян , Цзянси , Фуцзянь и Хугуан (ныне провинции Хубэй и Хунань ). Одной из самых известных верфей была верфь Лонг Цзян (чж: 龙江船厂), расположенная в Нанкине недалеко от верфи Treasure Shipyard, где строились океанские корабли. [60] Судостроители могли построить 24 модели кораблей разных размеров. [60]
Для путешествий было построено несколько типов кораблей, в том числе Шачуань (沙船), Фучуань (福船) и Баочуань ( корабль с сокровищами ) (宝船). [63] Корабли с сокровищами Чжэн Хэ считались типами Шачуань , главным образом потому, что они были изготовлены на верфи сокровищ в Нанкине. Шачуань , или «песчаные корабли», — это суда, используемые в основном для внутренних перевозок. [60] Однако в последние годы некоторые исследователи сходятся во мнении, что корабли с сокровищами были скорее фучуаньского типа . Сказано в т. 176 Сан Го Бэй Мэн Хуэй Бянь (三朝北盟汇编) утверждает, что корабли, произведенные в провинции Фуцзянь, являются лучшими. [63] Поэтому лучшие судостроители и рабочие были привезены из этих мест, чтобы поддержать экспедицию Чжэн Хэ.
Верфь находилась в ведении Министерства общественных работ . Корабелы не контролировали свою жизнь. Строители, простые врачи, повара и разносчики имели самый низкий социальный статус. [64] Корабелы были вынуждены переехать из родного города на верфи. Существовало два основных способа войти в профессию судостроителя: семейная традиция или ученичество. Если судостроитель пришел в эту профессию по семейным традициям, он научился технике судостроения у своей семьи и, скорее всего, получит более высокий статус на верфи. Кроме того, судостроитель имел доступ к деловым сетям , которые могли помочь найти клиентов. Если судостроитель пришел в профессию через ученичество, то судостроитель, скорее всего, был фермером до того, как его наняли судостроителем, или ранее он был опытным судостроителем.
Многие судостроители, работавшие на верфи, были вынуждены заняться оккупацией. Корабли, построенные для путешествий Чжэн Хэ, должны были быть водонепроницаемыми, прочными, безопасными и иметь достаточно места для перевозки большого количества торговых товаров. Следовательно, из-за высоко коммерциализированного общества, которое поощрялось экспедициями, торговлей и государственной политикой, судостроителям необходимо было приобрести навыки для строительства кораблей, отвечающих этим требованиям.
Судостроение в то время было не единственной отраслью промышленности, использовавшей китайские пиломатериалы; новая столица строилась в Пекине примерно с 1407 года, [60] что требовало огромного количества высококачественной древесины. Эти два амбициозных проекта, реализованных по заказу императора Юнлэ, имели бы огромный экологический и экономический эффект, даже если бы размеры кораблей были вдвое меньше, чем указано в «Истории Мин» . Значительное давление также было бы оказано на инфраструктуру, необходимую для транспортировки деревьев из места их происхождения на верфи. [60]
Судостроители обычно делились на разные группы и имели отдельные рабочие места. Некоторые отвечали за ремонт старых кораблей; кто-то отвечал за изготовление киля, а кто-то за изготовление руля.
После 1477 года правительство Мин отказалось от своей открытой морской политики, приняв ряд изоляционистских мер в ответ на пиратство . Политика, получившая название Хайцзин (запрет на море), продолжалась до конца династии Мин в 1644 году. В этот период китайская навигационная технология не достигла никакого прогресса и даже в некоторых аспектах пришла в упадок. [60]
В исламском мире судостроение процветало в Басре и Александрии . Дау , фелукка , багла и самбук стали символами успешной морской торговли вокруг Индийского океана 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 в основном была сосредоточена в Бенгальском Субахе . Историк экономики Индраджит Рэй оценивает объем производства судостроения в Бенгалии в шестнадцатом и семнадцатом веках в 223 250 тонн в год по сравнению с 23 061 тонной, произведенной в девятнадцати колониях Северной Америки с 1769 по 1771 год. [65] Он также оценивает судоремонт в Бенгалии как очень развитый. [65]
Судостроение в Бенгалии было развито по сравнению с европейским судостроением того времени: Бенгалия продавала корабли европейским фирмам. Важным нововведением в судостроении стало внедрение конструкции промывной палубы на бенгальских рисовых судах, в результате чего корпуса стали более прочными и менее склонными к протечкам, чем структурно слабые корпуса традиционных европейских кораблей, построенных со ступенчатой конструкцией палубы . Позднее Британская Ост-Индская компания скопировала конструкцию промытой палубы и корпуса бенгальских рисовых кораблей в 1760-х годах, что привело к значительному улучшению мореходных качеств и навигации европейских кораблей во время промышленной революции . [66] [ нужен лучший источник ]
Например, в документах 1506 года говорится о плавсредстве на реке Сьерра-Леоне , на борту которого находились 120 человек. Другие относятся к народам побережья Гвинеи , использующим военные каноэ разных размеров — около 70 футов в длину, 7–8 футов в ширину, с острыми концами, скамейками для гребли по бокам и квартердеками или баками , построенными из тростника. На судне имелись различные помещения, такие как очаги для приготовления пищи и места для хранения спальных матов экипажа. [67]
С 17 века некоторые королевства добавляли к своим судам латунные или железные пушки. [68] Однако к 18 веку использование поворотных пушек на военных каноэ ускорилось. В городе-государстве Лагос , например, были задействованы военные каноэ, вооруженные поворотными пушками. [67]
С развитием каррака Запад перешел в новую эру судостроения, построив первые регулярные океанские суда. За сравнительно короткое время эти корабли выросли до беспрецедентных размеров, сложности и стоимости.
Верфи превратились в крупные промышленные комплексы, а построенные корабли финансировались консорциумами инвесторов. Эти соображения привели к документированию методов проектирования и строительства в том, что раньше было секретной профессией, которой управляли мастера-корабелы, и в конечном итоге привели к области морской архитектуры , в которой профессиональные дизайнеры и чертежники играли все более важную роль. [69] Несмотря на это, методы строительства менялись лишь очень постепенно. Корабли наполеоновских войн по-прежнему строились более или менее по тому же основному плану, что и корабли испанской армады двумя столетиями ранее, хотя на протяжении всего этого периода в конструкции и конструкции кораблей были внесены многочисленные тонкие улучшения. Например, введение кувырка , корректировка формы 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. [70 ] [ нужна страница ]
Хотя корабли по-прежнему в основном основаны на материалах и конструкциях доиндустриальной эпохи, корабли значительно улучшились в период ранней промышленной революции (1760–1825 гг.), Поскольку «риск крушения для атлантического судоходства снизился на одну треть, а затопления – на две трети». , что отражает улучшение мореходных качеств и навигации соответственно». [71] Улучшение мореходных качеств объясняется «заменой традиционного корабля со ступенчатой палубой на более прочные корабли с промытой палубой, заимствованные из индийских проектов, а также увеличением использования железной арматуры». [71] Дизайн возник из бенгальских рисовых кораблей, [71] Бенгалия в то время была известна своей судостроительной промышленностью. [72] Железо постепенно стало применяться в судостроении, первоначально для обеспечения более прочных соединений в деревянном корпусе, например, в виде колен палубы, висячих колен, коленей и других острых соединений, в которых невозможно было получить изогнутое, прогрессивное соединение. Одно исследование показывает, что в период с 1750 по 1850 год наблюдалось значительное улучшение скорости судов: «мы обнаруживаем, 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 парусов. Напротив, рассматривая каждое плавание между Нидерландами и Ост-Индией, предпринятое Голландской Ост-Индской компанией с 1595 по 1795 год, мы обнаруживаем, что это путешествие время сократилось лишь на 10 процентов, без какого-либо улучшения показателей высокой смертности, составляющей в среднем шесть процентов за рейс, среди тех, кто находится на борту». [73]
Первоначально копируя традиции деревянного строительства с рамой, к которой крепился корпус, « Великобритания » Исамбарда Кингдома Брюнеля 1843 года была первой радикально новой конструкцией, построенной полностью из кованого железа. Несмотря на ее успех и большую экономию средств и места, обеспечиваемую железным корпусом по сравнению с аналогом с медной обшивкой, оставались проблемы с обрастанием из-за налипания сорняков и ракушек. В результате композитная конструкция оставалась доминирующим подходом там, где требовались быстрые корабли, с деревянными бревнами, уложенными на железный каркас ( Катти Сарк - известный пример). Позже железный корпус Великобритании был обшит деревом , чтобы иметь возможность нести обшивку на основе меди . Great Eastern Брюнеля представляла собой следующее великое достижение в судостроении. Созданный совместно с Джоном Скоттом Расселом , он использовал продольные стрингеры для прочности, внутренний и внешний корпус, а также переборки для образования нескольких водонепроницаемых отсеков. Сталь также вытеснила кованое железо , когда оно стало доступным во второй половине XIX века, что обеспечило большую экономию по сравнению с железом по стоимости и весу. Дерево по-прежнему предпочиталось для колод.
Во время Второй мировой войны потребность в грузовых кораблях была настолько велика, что время строительства кораблей «Либерти» сократилось с восьми месяцев или дольше до недель или даже дней. Они использовали производственные линии и методы заводского изготовления, подобные тем, которые используются сегодня на верфях. Общее количество сухогрузов, построенных в США за 15 лет перед войной, составило два. Во время войны были построены тысячи кораблей «Либерти» и «Победа» , многие из них на верфях, которых до войны не существовало. И они были построены рабочей силой, состоящей в основном из женщин и других неопытных рабочих, которые никогда раньше не видели корабля (или даже океана). [74] [75] [76]
После Второй мировой войны судостроение (которое включает в себя верфи, производителей морского оборудования и многих поставщиков сопутствующих услуг и знаний ) превратилось в важную и стратегическую отрасль в ряде стран по всему миру. Эта важность обусловлена:
Исторически сложилось так, что отрасль страдала от отсутствия глобальных правил [ нужна ссылка ] и тенденции к ( поддерживаемым государством ) чрезмерным инвестициям из-за того, что верфи предлагают широкий спектр технологий, нанимают значительное количество рабочих и производят дохода, поскольку рынок судостроения является глобальным .
Япония использовала судостроение в 1950-х и 1960-х годах для восстановления своей промышленной структуры; Южная Корея начала превращать судостроение в стратегическую отрасль в 1970-х годах, а Китай сейчас повторяет эти модели, осуществляя крупные государственные инвестиции в эту отрасль. И наоборот, Хорватия приватизирует свою судостроительную промышленность.
В результате мировой рынок судостроения страдает от избыточных мощностей, низких цен (хотя в период 2003–2005 годов в отрасли наблюдался рост цен из-за высокого спроса на новые суда, который превышал фактический рост затрат), низкой рентабельности. , торговые искажения и широкое субсидирование. Все усилия по решению проблем в ОЭСР до сих пор не увенчались успехом: международное соглашение о судостроении 1994 года так и не вступило в силу, а раунд переговоров 2003–2005 годов был приостановлен в сентябре 2005 года из-за того, что достижение соглашения оказалось невозможным. После многочисленных попыток возобновить переговоры они были официально прекращены в декабре 2010 года. 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 обеспечивает поддержки в странах с высокой стоимостью рабочей силы, судостроение пришло в упадок. Британская судостроительная промышленность является ярким примером этого, ее отрасли сильно пострадали в 1960-е годы. В начале 1970-х годов британские верфи еще имели возможность строить торговые суда всех типов и размеров, но сегодня они сократились до небольшого числа, специализирующегося на оборонных контрактах, роскошных яхтах и ремонтных работах. Спад произошел и в других европейских странах, хотя в некоторой степени он снизился благодаря защитным мерам и политике поддержки промышленности. В США Закон Джонса (который накладывает ограничения на суда, которые могут использоваться для перевозки внутренних грузов) означал, что торговое судостроение продолжалось, хотя и сниженными темпами, но такая защита не смогла наказать за неэффективность судостроения. Следствием этого является то, что контрактные цены намного выше, чем в любой другой стране, строящей океанские суда.
После 2000-х годов три восточноазиатские производственные центры – Китай , Южная Корея и Япония – доминировали в мировом судостроении по совокупному валовому тоннажу . [77] Китайская государственная судостроительная корпорация , Китайская судостроительная корпорация , Hyundai Heavy Industries , Samsung Heavy Industries , Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering и Imabari Shipbuilding поставляют большую часть мирового рынка крупных контейнеров , сухогрузов , танкеров и судов ро-ро . В начале 2020-х годов китайские судостроители увидели рост заказов, поскольку операторы требуют более экологичного флота. [78]
Что касается типа, то странами-производителями кораблей-носителей, о которых говорилось выше, являются Китай, Южная Корея и Япония. В то время как Италия , Франция , Финляндия , Германия и другие страны Европы являются производителями круизных лайнеров (большинство), ледоколов , крановых судов и так далее.
Доля европейских судостроителей на рынке начала снижаться в 1960-х годах, поскольку они потеряли работу из-за Японии, точно так же, как Япония совсем недавно потеряла свою работу из-за Южной Кореи и Китая. За четыре года с 2007 года общая численность работников европейской судостроительной отрасли сократилась со 150 000 до 115 000. [79] В 2022 году ключевыми судостроительными компаниями в Европе станут Fincantieri , Damen Group , Navantia , Naval Group и BAE Systems . [80]
Производство США также претерпело аналогичные изменения. [81] [82] США занимает 10-е место в мире по величине судостроения. В число ведущих компаний, строящих крупные военно-морские суда, такие как авианосцы и фрегаты, входят 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 к новой архитектуре флота, которая имеет более широкое распространение, разработка беспилотных надводных транспортных средств (БПЛА) быстро становится более приоритетной. [83] Ключевая стратегическая программа включает в себя создание прототипов и строительство до 9 MUSV, единственный контракт на которые был заключен с L3Harris Technologies, которая сотрудничала со Swiftships для создания MUSV. [84] [85]
В 2018 году Министерство обороны инициировало программу Overlord и разработало прототипы USV 1 (NOMAD) и 2 (RANGER). Оба они приняли участие в многочисленных учениях и демонстрациях на уровне флота, преодолели 28 982 морских мили в автономном режиме и испытали многочисленные полезные нагрузки. [86] Nomam, ранее известный как Riley Claire, представляет собой переоборудованное морское патрульное судно, построенное компанией Swiftships. [87] [88] Целью программы Ghost Fleet Overlord является преобразование крупных коммерческих судов в автономные системы.
В современном судостроении широко используются сборные секции . Целые многопалубные сегменты корпуса или надстройки будут построены в другом месте верфи, транспортированы 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. [ нужна цитата ]
Работы по проектированию корабля, также называемые военно-морской архитектурой , могут проводиться с использованием бассейна для модели корабля . Раньше лофтсманы на литейных цехах верфей отвечали за снятие размеров, деталей с чертежей и планов и перевод этой информации в шаблоны, обрешетки, ординаты, эскизы вырезания, профили, поля и другие данные. [89] Однако с начала 1970-х годов компьютерное проектирование стало нормой для судостроительного проектирования и процесса подъема. [90]
Современные корабли примерно с 1940 года производятся почти исключительно из сварной стали. На ранних сварных стальных кораблях использовались стали с недостаточной вязкостью разрушения , в результате чего на некоторых кораблях возникали катастрофические структурные трещины при хрупком разрушении (см. Проблемы корабля «Либерти» ). Примерно с 1950 года используются специальные стали, такие как ABS-стали с хорошими свойствами для судостроения. Хотя общепризнано, что современная сталь устранила хрупкое разрушение кораблей, некоторые разногласия все еще существуют. [91] Хрупкое разрушение современных судов продолжает происходить время от времени, поскольку сталь марок A и B с неизвестной вязкостью или температурой перехода к появлению трещин (FATT) в бортовых оболочках судов может быть менее чем адекватной для всех условий окружающей среды. [92]
Поскольку современные панели судостроения на линии производства панелей становятся легче и тоньше, используется метод лазерной гибридной сварки. Лазерная гибридная смесь фокусирует луч более высокой энергии на соединяемом материале, позволяя ему производить замочную скважину с гораздо более высоким соотношением 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 проплавление без чрезмерного подвода тепла из-за уменьшения наплавленного металла, что приводит к меньшим искажениям и сварке на более высоких скоростях перемещения. [ нужна цитата ]
Все корабли в какой-то момент своей эксплуатации нуждаются в ремонте. Часть этих работ должна выполняться под контролем классификационного общества .
Большой объем работ по техническому обслуживанию выполняется экипажем судна в море или в порту. Однако большой объем работ по ремонту и техническому обслуживанию можно проводить только во время выведения судна из коммерческой эксплуатации, на судоремонтном заводе.
Перед прохождением ремонта танкер должен причалить к станции разбалластировки для завершения операций по очистке танка и откачки на берег его отходов (грязной промывочной воды и остатков углеводородов).
{{cite book}}
: CS1 maint: location missing publisher (link)Примечание: второе издание 2006 г.: 978-1898281436.