Основные этапы развития морского транспорта и судостроения

Первыми средствами передвижения, на которых люди пересекали водные преграды во время своих переселений или во время охоты, были, по всей вероятности, более или менее примитивные плоты. Большим прогрессом явилась в конце среднего каменного века лодка, выдолбленная ствола дерева, - чёлн. С течением времени и с развитием производительных сил лодки и плоты становились всё лучше, больше и надёжнее. Самыми древними из известных нам считаются лодки и суда Древнего Египта.

Рис. 1. Египетская лодка из папируса

Рис. 2. Египетское и финикийское парусные суда

Гребные морские суда, постройка которых началась в Древнем Вавилоне (примерно 17 в. до н.э.), долгое время были единственным средством сообщения по морю. Несколько позже, в 15-12 вв. до н.э. судостроение начало развиваться в Греции и Риме. Повышения скорости морских судов пытались достигнуть увеличением количества гребцов, которых размещали иногда в несколько ярусов. В 10-5 вв. до н.э. появились униремы, биремы, триремы (триеры).

Уже в те времена суда, предназначенные для боевых операций и торговли, строили по-разному. Более быстроходными были боевые корабли. Их делали узкими и длинными, что­бы разместить на них больше гребцов. Зато торговые суда были шире, вместительнее (их грузоподъёмность достигала до 300 т.)

Много сделали для развития судостроения финикийцы, населявшие восточное побережье Средиземного моря. Развивалось судостроение и в других странах.

К глубокой древности относится упоминание о быстроходных судах полинезийцев, населявших острова Юго-Западной части Тихого океана. Они первыми создали двухкорпусные плоты-катамараны, интерес к которым уже появился снова в наши дни.

Знамениты и китайские джонки,появившиеся около 4000 лет тому назад и до сих пор весьма распространены в Китае. Они удобны и мореходны. Изобретённый китайцами маг­нитный компас способствовал развитию судоходства. Первыми заимствовали это изобрете­ние арабы, чьи деревянные (из не гниющего в воде тикового дерева) суда с успехом совершали длительные переходы в бассейне Тихого океана.

Начало судостроения и судоходства в России также уходит во времена глубокой древ­ности. Древние славяне уже более 3000 лет тому назад строили челны-однодеревки, лодки из прутьев, коры и кожи. К 9-11 вв. относят период бурного развития судостроения на севе­ре России. Русские северные морские ладьи поднимали около 200 т. были устойчивы и мо­реходны. Скорость их доходила до 7 узлов.

Поморские и сибирские кочи - плоские однопалубные одномачтовые суда длиной около 20 м. и грузоподъёмностью до 30 т. - передвигались под вёслами и парусами из оленьих шкур со скоростью 5-6 узлов и служили для походов по рекам и прибрежным уча­сткам Северного Ледовитого океана. Их можно считать первыми судами ледового плавания.

С развитием науки и техники постепенно увеличивались размеры судов и совершенствовалось парусное вооружение, а также создавались новые навигационные приборы и судо­вое оборудование.

Первыми чисто парусными судами можно считать появившиеся в Европе в13в. нефы - одномачтовые суда с высокими бортами и башнями в носу и корме. В кормовой башне в не­сколько ярусов размещались каюты, а также командный пост управления судном. Нефы бы­ли широкими, тихоходными и отличались большой грузоподъёмностью (до 1000 т. груза или 800 пассажиров), имели изогнутые штевни. В качестве руля на них использовалось ру­левое весло.

В эпоху великих географических открытий наибольшее распространение получили каравеллы – трех – или четырехмачтовые суда с очень высокой кормой, низким носом сложной системой парусов.

Расширение торговли между странами, а, следовательно, и мореплавания требовало увеличения грузоподъемности и скорости судов, улучшения их мореходных качеств и увеличения их боевой мощи. Так появились быстроходные галионы, флейты,пинасы, а затем фрегаты - трёхмачтовые корабли с двумя артиллерийскими палубами. Их скорость достигала 10 узлов. Двухмачтовые парусные суда с прямыми парусами называли бригами. Баркиимели три или четыре мачты: кормовая мачта несла косые паруса, а остальные мачты- прямые. Основным типом торгового парусного судна в 15-16 вв. была шхунас двумя-тремя или болеемачтами и косыми парусами. Шхуны считались наиболее экономичными судами, так как с управлением косыми парусным вооружением легко справлялась сравнительно небольшая команда. Однако эти суда были неустойчивы на курсе, поэтому их сменили суда со смешанным парусным вооружением: бригантины (двухмачтовые) и баркентины(трёх-, четырёхмачтовые), у которых первая с носа мачта имела прямые паруса, а остальные мачты- косые.

Вершиной совершенства парусных торговых судов стали появившиеся в середине 19 в. клиперы, отличавшиеся большой площадью парусности и рекордной скоростью. Они служили перевозки пассажиров и ценных грузов - австралийской шерсти и китайского чая вследствие чего их называли «чайными клиперами»).

Длина клиперов достигала 60 - 80 м, «грузоподъемность - 1000 - 2000 т, а скорость18-19 узлов. В 1955 г. «чайный клипер Джемс Бейнс» поставил мировой рекорд скорости: 21 узел.

В России 15-16 вв. регулярного морского флота не было - строили лишь отдельные небольшие суда. Однако и на них русские мореходы совершили немало выдающихся морских шествий (плавания Афанасия Никитина в Персию, Индию и Африку, Семёна Дежнёва через Берингов пролив, Ерофея Хабарова вдоль Северо- Восточного побережья Азии и др.). Новый этап развития русского судостроения начался в 17 в. В 1669 г. на верфи в Дединове (на реке Ока) был построен первый русский военный корабль "Орёл". Выдающуюся роль в создании русского военно-морского флота сыграл Пётр 1. Под его руководством на­чинается постройка

Рис. 3. Флейт, Фрегат и Поморская ладья (17 век)

судостроительных верфей в Петербурге, Архангельске, Олонце, Старой Ладоге, Новгороде, Воронеже - всего около 30.

Особое внимание уделялось развитию русской корабельной науки. Основанные по инициативе Петра 1 Морская академия (1716) и Академия наук (1724) сыграли значитель­ную роль в развитии судостроительной науки.

В 1749 г. в Петербурге был издан первый в мире классический труд по теории корабля "Корабельная наука", созданный членом Петербургской Академии наук выдающимся учё­ным Л. Эйлером. К концу 18 в. Россия превратилась в могущественную морскую державу. Почти одновременно в Париже выходит "Трактат о корабле, его конструкции и движе­нии" французского академика П. Бугера. В трудах Эйлера и Бугера, близких по содержанию и методам исследования, излагалось учение о плавучести и остойчивости, решался ряд задач, относящихся к оценке мореходных качеств судна, в частности к действию ветра и паруса.

Отечественная школа теории корабля существует уже около 250 лет. Начало ей поло­жил член Петербургской Академии наук: Леонард Эйлер (1707 -1783 гг.). В 19 веке теория корабля получила дальнейшее развитие в трудах П.Я. Гамалея (1766-1817 гг.). Учение о непотопляемости разработал адмирал С.О. Макаров (1848-1904гг.). Фундаментальные курсы теории корабля были созданы академиком А.Н. Крыловым (1863-1945 гг.) и профессором В.Г.Власовым (1896-1954 гг.). В корабельную гидродинамику внесли вклад инициатор постройки первого русского опытного бассейна Д.И. Менделеев (1834-1907 гг.) и создатель

Рис. 4. Паровое судно « Сириус»

современной аэро­динамики, "отец русской авиации" Н.Е. Жуковский (1847-1921 гг.). Дальнейшее развитие корабельная гидромеханика получила в трудах отечественных учёных: К.К. Федяевского, Л.Г. Лойцянского, Н.Н. Поляхова, Г.Е. Павленко, А.М. Васина, В.В. Семёнова - Тян-Шанского, С.Н. Благовещенского, Г.А. Фирсова, А.Н. Патрашева и др. Отечественная школа строительной механики корабля возникла в начале 20 века. Тру­дами И.Г. Бубнова (1872-1919 гг.) и А.Н. Крылова строительная механика корабля была превращена в самостоятельную и стройную дисциплину. Построение этой дисциплины бы­ло практически завершено Ю.А. Шиманским и П.Ф. Папковичем. Последние значительные работы в этой области принадлежат академику В.В. Новожилову.

Рис. 5. Каракка времен великих открытий Колумба

Теория проектирования судов была создана проф. К.П. Боклевским и существенно усо­вершенствована академиком В.Л. Поздюниным, проф. Б.М. Малининым, проф. Л.М. Ногидом.

Эпоха парусного флота закончилась в начале 19 века. В 1807 г. был построен первый в мире речной колёсный пароход по проекту американ­ского инженера Роберта Фултона, с паровой машиной Д. Уатта мощностью 21 л.с. Первый рейс пароход совершил по р. Гудзон со скоростью около 4,5 узла. Первым паровым судном, пересекшим Атлантический океан в 1819 г., был американский трёхмачтовый колёсный пароход "Саванна" водоизмещением 350 т., имевший и пол­ную парусную оснастку (кстати, свой первый рейс через Атлантический океан "Саванна" совершила в основном под парусами). В 1815 гна Адмиралтейском заводе в Петербурге был построен первый в мир морской пароход "Елизавета", предназначавшийся для линии Петербург- Кронштадт. Он был колёсным с деревянным корпусом, Мощность паровой машины равнялась 4 л. с., скорость 5 узлов.

В 1752 г. известным учёным, членом Петербургской Академии наук Д. Бернулли был предложен гребной винт в качестве движителя взамен гребных колёс.

Первым русским винтовым судном был фрегат "Архимед" построенный в 1848 г., с па­ровой машиной 300 л.с. В 1843 г было построено судно из железа «Грейт Бритн», а в 1858- гигантский (длиной 211 м) английский океанский пароход «Грейт Истерн» с паровой машинной мощностью 3400 л.с. Первый в мире теплоход построен в 1903 г в Сормове - речное нефтеналивное судно «Вандал» с тремя отечественными дизелями мощностью по 120 л.с. каждый. Первый в мире морской теплоход «Дело» водоизмещением 8000 т. Был также построен в нашей стране в 1907 г. В 1838 г. русский академик Якоби Б.С. предложил принцип электродвижения.

Дальнейший рост мирового транспортного флота зависит от увеличения морских гру­зовых перевозок, которые по прогнозам специалистов будут возрастать.

Отличительной особенностью современного судостроения является техническое со­вершенствование судов, широкое внедрение сварки, создание новых материалов, развитие судовой энергетики, создание новых навигационных приборов и оборудования. Всё это на­ходит отражение прежде всего в увеличении размеров и скорости судов, улучшении условий обитаемости на них, увеличения безопасности плавания, улучшении внешнего вида.

В последние годы наметилась чёткая специализация судов по назначению: для пере­возки навалочных грузов, сжиженных газов, сухогрузные суда открытого типа, специализи­рованные высокоскоростные для перевозки грузов укрупнёнными местами (контейнерово­зы, суда с горизонтальной грузообработкой, суда-лихтеровозы для перевозки плавучих барж), приспособленные для скоростной обработки в портах в течение нескольких часов и имеющие скорость 25 - 30 узлов, комфортабельные пассажирские суда для морских путеше­ствий, автомобильно-пассажирские паромы, специализированные промысловые суда: крупные промысловые базы, научно-исследовательские с уда, суда для освоения континентального шельфа и Мирового океана (буровые суда, плавучие буровые установки и т.д.).

Рис.6. Клипер

Рис. 7. Основные типы парусных судов: а - фрегат; б - шхуна; в - бриг; г - барк; д - бригантина (шхуна-бриг); е - баркентина (шхуна-барк).