азвитие судостроения и судостроительной науки

ЧЕЛПАНОВ И.В.

 

Л Е К Ц И Я № 1.1

 

Тема: Человек и море

 

Текст лекции по дисциплине «Объекты морской техники»

 

 

Санкт-Петербург

Введение

Около 72 % поверхности нашей планеты занимает Мировой океан, объём водных масс которого в 18 раз превышает расположенный выше уровня моря объём материков. В нём содержится 1370 млн.м³ воды.

Мировой океан— это все морские пространства Земли: четыре океана со всеми прилежащими морями, которые возникли и существуют как взаимосвязанное единство, заключающее в себе 96% всей массы воды, имеющейся на планете.

Для жизни на Земле океан имеет громадное значение, являясь не только источником влаги и регулятором тепла, но и основным поставщиком кислорода. Фитопланктон океана в процессе фотосинтеза вырабатывает около 70% кислорода, потребляемого на планете.

Море играет определённую роль в расселении человечества. Половина населе­ния земного шара живет на расстоянии не более 200 км от моря в пределах наибо­лее благоприятных климатических условий.

Во многих странах основную часть пищевых животных белков обеспечивает рыболовство — древнейший промысел человечества.

Мировой океан — это не толь­ко пространство и масса воды, но также и кладовая минеральных ресурсов и са­мовозобновляющихся живых сил природы. Большое будущее имеют подводные фермы для выращивания рыбы, морских моллюсков и черепах. Мясо моллюсков по питательности равноценно молоку. Мидии, выращенные на подводных фер­мах, обходятся в 5 раз дешевле, чем добыча их в море.

Велико значение морей и рек как транспортных артерий. Преимущества водно­го транспорта заключаются в его экономичности и большой пропускной способ­ности. За последнее время тоннаж мирового флота почти удвоился. Освоена постройка и эксплуатация супертанкеров и огромных пассажирских лайнеров (табл. 1.1 и 1.2).

Кроме того, в ближайшем будущем океан будет реально рассматриваться как основной источник тяжёлого изотопа водорода — сырья для термоядерной энер­гетики. Другими словами, Мировой океан — это такая экосистема, от состояния которой в решающей степени зависит жизнь и благополучие человечества.

Главная причина обращения к проблемам Мирового океана — это жизненная необ­ходимость освоения его ресурсов ради удовлетворения потребностей человека.

Таблица 1.1.

Крупнейшие танкеры мира

Наименование судна	Год постройки	Страна	Грузо-подъёмность	Длина, м	Ширина, м
Глюкауф		Великобритания		91,4	11,3
Гарри Г. Сейдел		Великобритания		156,1	20,7
Пенсильвания		США		181,3	25,6
Тина Онассис		Германия		220,5	29,0
Юниверс Лидер		Япония		248,8	38,1
Манхеттен		США		271,9	40,2
Эссо Скотия		Германия		329,0	51,8
Юниверс Кувейт		Япония		330,0	53,3
Ниссеки Мару		Япония		347,0	54,5
Глобтик Токио		Япония		378,8	62,0
Эссо Атлантик		Япония		406,6	71,1
Батиллус		Франция		414,2	63,0
Прериаль		Франция		414,2	63,0
Сивайз Джай-ент		Япония		440,0	68,8

 

Таблица 1.2

Крупнейшие пассажирские суда мира

Наименова-ние судна	Год и место постройки	Судовледелец (компания)	Валовая вместимость, рег. т	Мощность ГЭУ, л.с.	Скорость, уз	Пассажиров
Дёйчланд	Германия	Гамбург–Америка Лайн			23,5
Мавритания	1907,Велико-британия	Кунард Лайн			25,0
Титаник	1912,Велико-британия	Уайт Стар Лайн			21,5
Фатерланд	1913 Германия	Гамбург–Америка Лайн			23,0
Нормандия	Франция	Френч Лайн			28,0
Куин Мэри	1936,Велико-британия	Кунард Лайн			28,0
Куин Элиза-бет	1939,Велико-британия	Кунард Лайн			28,5
Юнайтед Стейтс	США	Юнайтед Стейтс Лайнз			34,0
Канберра	1961,Велико-британия	Пенинсулар энд Ориентал			27,5
Куин Элизабет-2	1969,Велико-британия	Кунард Лайн			30,0
Максим Горький	Германия	ММФ СССР			22,0
Ройал Викинг Скай	Финляндия	Ройал Викинг Лайн			21,5
Финнейт	Финляндия	Финнлайнз			30,5
Европа	Германия	Гапаг-Ллойд Аг			22,0
Ройал Принсесс	Финляндия	Пенинсулар энд Ориентал			22,0
Холидей	Дания	Карнивэл Круз Лайн			21,8

 

азвитие судостроения и судостроительной науки

Начало судо­строения и судоходства на терри­тории нашей страны следует отнести ко временам глубокой древности. Уже более 3000 лет тому назад пред­ки славян плавали по рекам, озёрам и морям, охотились на морского зверя на древнейших судах, вы­долбленных из брёвен или сплетён­ных из прутьев и обшитых древесной корой или кожей. Об этом свиде­тельствуют, например, наскальные рисунки, обнаруженные на побе­режье Белого моря, а также найден­ные на дне Южного Буга и на берегу Ладожского озера долбленые чел­ны-однодеревки длиной 7 и 3,5 м. Их сменили более сложные и море­ходные лодии (ладьи), на которых размещалось до 40 чел. и более. Начиная с IV в., восточные славяне плавают не только по Чёрному, Азовскому и Каспийскому морям, но и по Средиземному морю.

В 1151 г. при киевском князе Изяславе Мстиславовиче впервые появляются лодии с палубой, которая защищала гребцов от стрел и слу­жила помостом для ведущих бой воинов: «. ..исхитрил Изяслав лодье дивно: беша бо в них гребьци гребуть невидимо, токмо весла видети, а человек бяше не видети, бяхуть бо лодье покрыты досками, бяхуть же борцы стояще горе во бронях и стреляюще, а кормника 2 беста, един на корме, а другой на носе, и аможе хотяхуть тамо пойдяхуть, не обращающа лодьями». Как видно из летописного текста, эти лодии имели два рулевых весла: в носу и в корме, что позволяло судну легко маневрировать и менять на­правление движения.

Периодом быстрого развития судо­строения в северных районах нашей родины были IX—XI вв. Древние новгородцы, искусные судостроители и мореходы, ведут оживлённую торговлю с прибалтийскими стра­нами, покоряют обширные терри­тории по Волге, Каме, Северной Двине, Печоре, Бело-морскому по­бережью и даже в Западной Сибири, вплоть до устья Оби. Их плоско­донные, вооружённые прямым пару­сом и веслами, шитики при длине 15 м и ширине 3 м могли перевозить до 30 т груза, а ушкуи (тип лодии) вмещали до 30—50 чел.

В XII в. центром русского, судо­строения становится северное По­морье. Потомки новгородцев ходят в Белое и Баренцево моря, промыш­ляют рыбу и морского зверя в Север­ном Ледовитом океане, а поморы доходят до Новой Земли и Шпиц­бергена. В это время наибольшее распространение получили помор­ские промысловые суда — карбасы, длиной до 12 м, шириной до 2—3 м и осадкой при грузоподъёмности 5-8 т примерно 0,7 м. Карбас имел две мачты с прямыми рейковыми или шпринтовыми парусами. Помор­ские лодьи обладали хорошей устой­чивостью и мореходностью, имели длину до 25 м, ширину до 8 м, грузоподъёмность до 150, а иногда даже до 200 т и более. Корпус лодии разделялся поперечными перебор­ками на три отсека, кроме внешней имелась внутренняя обшивка, кото­рая стягивала набор судна. Три мачты несли прямые паруса.

Постоянная борьба с печенегами, половцами и феодальные междоусобицы ослабили Киевскую Русь, а монголо-татарское нашествие в XIII в. надолго затормозило развитие русского государства и лишило Русь выходов к южным и западным морям. Морское судоходство и судо­строение сохранилось лишь на Бе­лом море. И только в XV—XVI вв. запорожские казаки вновь начали строить на Днепре так называемые дубы, или чайки, на которых они совершали смелые набеги на турец­кие берега. Длина чайки до 18 м, ширина до 3,7 м, водоизмещение до 100 т, судно вмещало до 50—70 человек с полным вооружением и боеприпасами. Ходили чайки на вёслах, хотя при попутном ветре ставилась мачта с прямым парусом.

Анализ развития отечественного флота показывает, что ещё до Петра I русское судостроение прошло большой и сложный путь от речных судов к морским, от безнаборных к наборным, от гребных к парусным. Основание в конце XV в. в Соловец­ком монастыре верфи для постройки промысловых судов можно считать началом организованного морского судостроения в России. В 1552 и 1556 гг. Казань и Астрахань, после их завоевания Иваном Грозным, ста­новятся центрами строительства су­дов для Каспийского моря.

В 1599 г. посол Бориса Годунова Афанасий Власьев прибыл в Архан­гельск «на двух больших морских судах, купленных и снаряжённых в Любеке», а затем основал «на реке Тазе в земле самоедов город Мангазею», где начали строить суда для плавания по Ледовитому океану. В 1602 г. по приказу Бориса Году­нова были построены верфи в Архан­гельске, а затем в Нижнем Нов­городе. Первый русский военный корабль «Орёл» был построен в 1669 г. на верфи в селе Дединове, там, где р. Москва впадает в Оку. Таким образом, прав был Пётр I, когда, говоря о русском судостроении XVI — XVII вв., времен Ивана Грозного, Бориса Годунова, царя Михаила Федоровича, утверждал: «От начинания сего, яко от доброго семени, произошло нынешнее дело морское».

Выдающуюся роль в развитии оте­чественного судостроения сыграл Пётр I. Освободив с помощью флота Азов, он сумел побороть консерва­тизм своих противников, и 26 октября 1696 г. Боярская дума приняла историческое решение: «... Морским судам быть...» Это предложение Петра I, поддержанное Думой, стало основанием для создания русского регулярного военно-морского флота. Понимая большое государственное значение поставленной задачи, Петр I широко развернул строительство верфей, портов, гаваней, заботился о развитии отечественной и, прежде всего, судостроительной науки, большое внимание уделял подготовке своих отечественных специалистов и особенно мастеров-кораблестроителей. Под его руководством начинается строительство вер­фей в Архангельске, Воронеже, Ста­рой Ладоге, Олонце, Новгороде, Пскове, на реках Луге, Паше, Ижоре и Сяси — всего около 30. С-Петербург стал настоящим центром рус­ской техники и культуры, морской столицей страны. Главное Адмирал­тейство, Кроншлот (Кронштадт), Ижорские заводы, верфь «Галерный двор» (ныне ФГУП «Адмиралтейские верфи»), Охтинская верфь, Галерный порт на Васильев­ском острове — всё это обеспечи­вало нужды судостроения.

В 1701 г. в Москве была осно­вана первая в России школа «Мате­матических и навигацких, т. е. море­ходных хитростью искусств учения», в 1716 и в 1724 гг. в Санкт-Петербурге были основаны Морская академия и Академия наук, которые сыграли значительную роль в подготовке отече­ственных судостроительных кад­ров и в развитии судостроительной науки. В 1722 г. был опубликован «Регламент об управлении Адмиралтейства и верфи», в котором были отражены введённые при Петре I усовершенствования в технологии постройки судов, изменения в орга­низации труда на верфях, чётко разграничивались специализации ко­рабельных мастеров по классам су­дов и по видам выполняемых ими работ. Для подготовки кадров судо­строителей при верфях создавались адмиралтейские ремесленные школы. В 1749 г. член Петербургской ака­демии наук, выдающийся учёный Л. Эйлер издаёт первый в мире клас­сический труд по теории корабля «Scientia Navalis» — «Морская на­ука, или трактат о строении кораблей и управлении ими», а в 1773 г.— «Полную теорию строения и управ­ления кораблей». Выдающийся рус­ский ученый, преподаватель Мор­ского шляхетского корпуса Н. Г. Курганов внёс большой вклад в раз­витие теории корабля и обучение судостроителей. Ими были выпу­щены: «Универсальная арифме­тика...» (1757), заменившая «Арифметику» Магницкого, «Генеральная геометрия» (1765), «Книга о науке военной» (1777), а также переводы трудов Буге, посвящённых строению и управлению кораблями. В конце XVIII в. С.-Петербурге открывается Училище корабельной архитектуры в котором впервые в России началу готовить теоретически грамотных судостроителей. В начале XIX в. академик П. Я. Гамалея создаёт свой четырёхтомный труд «Высшая теория морского искусства», в кото­ром он развил и дополнил учение Эйлера о корабле.

После смерти Петра I в судо­строении наступил период затишья и заcтоя. И только в конце XVIII в. начался новый подъём, связанный с развитием молодого Черномор­ского и Балтийского флотов. Была заложена Херсонская судострои­тельная верфь (1778), Севасто­польское Адмиралтейство с верфью для ремонта и строительства судов (1783), крупнейшая судостроитель­ная база в г. Николаеве (1789), а в 1794 г. началось строительство Одессы — базы ремонта и постройки транспортных судов. За этот же период полностью обновлённый Бал­тийский флот прочно закрепил свои передовые позиции на Балтике.

Судостроение в XVIII в. и начале XIX в. в нашей стране развивалось в направлении дальнейшего совер­шенствования судов парусного фло­та, их оснащения и вооружения. Улучшалась мореходность и ход­кость кораблей, совершенствовались технология постройки и конструкция судов. Произошло окончательное разделение судов на военные и тор­говые. Более интенсивно начало развиваться торговое мореплавание. В первой половине XIX в. активное участие в создании отечественного парусного флота принимали видные судостроители А. М. Курочкин, братья Амосовы и их племянник И. А. Амосов, А. А. Попов, М. М. Окунев, С, О. Бурачек и др. В эти годы выходят ценное пособие корабель­ного мастера А. Земкова «Об искусстве деления мачт-макерских вещей» (1828), первая работа о сопротивлении судостроительных материалов С. О. Бурачека «Теория крепости лесов и металлов с приложением к строительству кораблей» (1835), учебник инженера В. Беркова «Начальные правила, или теоретические основы корабельной архитектуры» (1836), а также ряд работ потомственного судостроителя, учёного и корабельного инженера М. М. Окунева «Опыт сочинения чертежей военным судам» (1836), «Краткое руководство по теории кораблестроения» (1841) и фунда­ментальный труд «Теория и практика судостроения» (1865), намного опе­редившей своё время.

Крымская война (1853—1856) убедительно доказала несостоятель­ность парусного деревянного флота. На смену пришли паровые корабли. На пороге XX в. появились паровые турбины, которые полностью вытес­нили паровую машину с крупных океанских судов и боевых кораблей. В 1903 г. в Сормове был построен первый в мире теплоход — речное наливное судно «Вандал», оборудо­ванное тремя отечественными дизе­лями мощностью по 120 л. с. каждый.

До Великой Октябрьской социа­листической революции гражданское судостроение в России развивалось очень медленно. Перед первой миро­вой войной Россия имела около 700 судов валовой вместимостью (объём грузовых помещений) примерно 900 тыс. peг. т (1 peг. т = 2,83 м³), более 90 % внешнеторговых перевозок выполняли суда иностранных судовла­дельцев.

Советское морское судостроение ведёт своё начало с января 1925 г, когда на Балтийском судостроитель­ном заводе в Ленинграде была зало­жена первая серия лесовозов грузо­подъёмностью 3000 т. К 1939 г. морской флот нашей страны в два раза превысил дореволюционный уровень, причём более половины судов было отечественной постройки.

Фашистская Германия нанесла огромный ущерб судостроительной промышленности. Однако опыт, при­обретённый в годы первых пятиле­ток, позволил не только быстро восстановить судостроительные за­воды, но и реконструировать их на новой технической основе. В после­военные годы происходило неуклон­ное увеличение объёма производства, расширение номенклатуры строя­щихся судов, непрерывное их совер­шенствование в техническом отноше­нии. Советские суда отличались высоким техническим уровнем, ком­плексной автоматизацией энергети­ческих установок и других техни­ческих средств, хорошими мореход­ными качествами и экономичностью.