Классификация, конструкция и теория в XIX веке

Существенное влияние на развитие судостроения оказали классификационные учреждения. Начало классификации, т. е. распределения судов и их оборудования по категориямна основании каких-то определенных свойств, было положено еще во второй половине XVn в., когда были введены так называемые судовые реестры. В них вносили интересующие фрахтовщиков и страховщиков сведения о названии судна, его капитане, владельце, портах приписки и портах захода. Лишь значительно позже в реестры стали вписывать и данные о качестве судна.

Первый сохранившийся до наших дней Судовой реестр Ллойда, относящийся к 1764 г., содержал сведения о 4500 судах. Сюда входили: тоннаж, состав экипажа, количество и вид вооружения, способ и год постройки, а также число палуб. Градации качества судов отмечались буквами. С 1775 г. Ллойд подразделил суда на три класса, обозначив их буквами А, В и С, которые дополнялись еще цифрами от 1 до 4, в соответствии с градацией качества судового оборудования.

В приведенной ниже таблице дается систематизированный хронологический обзор классификационных обществ различных стран.

Классификационные общества

Годоснования Наименование ■ Местопребывание

1760 Register of Shipping (Green Book) Лондон Судовой Регистр (Зеленая книга)

І799 Shippsowner Register (Red Book) Лондон ""J _

Судовладельческий Регистр (Красная кни- . - '

га)

Продолжение

основания Название

Местопребывание,

1828

Bureau Veritas Бюро Веритас

Антверпен; с 1832 г. — Париж

1829

Lloyd's Underwriters Register Страховой Регистр Ллойда

Лондон

1834

Lloyd's Register of British and Foreign Shipping

Регистр Ллойда для Британского и иностранного судоходства

Лондон ■

1855

Nederlandishe Vereenigung van Assuran-deuren

Нидерландское Судовладельческое Общество

A^^cтepдaм

1858

American Lloyd's Registry of American and Foreign Shipping Американский Регистр Ллойда для Американского и иностранного судоходства

Нью-Йорк

1858

Veritas Austro-Ungarico Австро-Венгерский Веритас

Триест

1861

Registro Italiano Navale Итальянский Морской Регистр

Рим

1861

Registre Maritime Морской Регистр

Бордо

1862

Underwriters Registry for Iron Vessels Страховой Регистр для железных судов

Ливерпуль

1864

Det Norske Veritas Норвежский Веритас

Осло

1867

Germanischer Lloyd Германский Ллойд

Росток; 1872 Берлин; 1950 Гамбург

1867

American Lloyd's Universal Standard Record of Shipping

Нью-Йорк

1870

Veritas Hellenigue Веритас Элленике (Греция)

Афины

1874

Register of Australian and New-Zealand Shipping

Регистр Австралийского и Новозеландского судоходства

Мельбурн

1890

British Corporation for the Survey and Registry of Shipping

Британская Корпорация Осмотра и Регистрации судов

Глазго

основания Название

Продолжение

Местопребывание

1896 American Bureau of Shipping Нью-Йорк Американское Бюро Судоходства

1899 Nippon Kaiji Kyokai Токио Ниппон Кайджи Киокан (Япония)

Во второй половине XVIII в. практически все суда по их состоянию и внешнему виду были причислены к определенным классам. Обычно это делали специально приглашенные эксперты из числа заслуженных моряков. Подобной процедуре подвергались только суда, находящиеся в эксплуатации, а также оборудование этих судов; к вновь строящимся судам или судам, подвергающимся модернизации на верфях, это не относилось. Коренные изменения последовали лишь в 30-х годах XIX в., когда классификационные общества стали издавать «Правила постройки судов» с учетом таких строительных материалов, как железо, а затем и сталь.

Правила для постройки судов из различных материалов

Дерево

Железо

Композит

Сталь

Год. Классификационный орган

Год. Классификационный орган

Год. Классификационный Орган

Год. Классификационный орган

1835 LR

1854 LR

1865 BV

1881 LR*

1835 BV

1858 BV

1867 LR

1885 BV**

1870 ABS

1862 Liv. R

 

1890 GL

1872 GL

1877 GL 1877 ABS 1893 ВС

■Т - " '•

1892 ABS

* в этих «Правилах» — содержались лишь допуски на уменьшение объема стальных конструкций по сравнению с железными; «Правила постройки судов» в прямом смысле этого названия изданы в 1888 г.

** Ранее, в 1880 г.. Бюро Беритас издавало справку о допусках на умень-•ігение объема стальных конструкций по сравнению с железными. LR — Lloyd's Register BV — Bureau Veritas ABS — American Bureau of Shipping • ■

GL — Germanischer Lloyd EC — British Corporation Liv.R — Liverpool Register • . ' i. - :»

Интересна хронологическая последовательность Издания этих правил.

Однако классификация некоторых судов, построенных из железа и стали, была осуществлена еще до издания «Правил». Так, в 1837 г. Регистр Ллойда классифицировал первое железное судно, в 1851 г. — первое «композитное» судно, а в 1866 г. — первое стальное судно со знаком «ехр», (т. е. «экспериментальное»).

В связи с классификационными обществами следует назвать еще одно учреждение: Международный комитет по безопасности жизни на море, предложения и предписания которого в более позднее время оказали существенное влияние на развитие судостроения, особенно пассажирских судов. Упомянем здесь лишь о «Шотландских правилах», согласно которым пассажирские суда должны были иметь водонепроницаемые отсеки такого типа, чтобы в случае получения пробоины один или два отсека, расположенные друг против друга относительно ДП, можно было заполнить водой, не ставя этим под угрозу живучесть судна. Известно, например, что в «Правилах строительства судов по старой системе мер» имелась формула, в которой высота судна не соответствовала ширине, взятой во второй степени. Следуя этой формуле, строили очень узкие и слишком высокие суда, упуская при этом из виду, что для обеспечения остойчивости судно должно иметь определенную ширину. Заметим, что при таком методе строительства взималась меньшая обмерная пошлина, ибо меньшими получались показатели обмера.

Рассмотрим кратко развитие различных типов судов до конце XIX в. [42]. На ровной верхней палубе появился невысокий полубак,*—надстройка в носовой части судна, предназначенная для размещения якорных снастей, достигавшая примерно релингов (поручней). За полубаком последовала надстройка, предназначенная для защиты рулевых, — полуют, простиравшийся на корме от борта до борта. В 60-х годах для защиты машинных люков от попадания в них воды была введена надстройка в средней части судна вокруг машинных люков. Эти три надстройки — полубак, полуют и средняя — были характерными для так называемого трехостровного судна. Когда, начиная примерно с 1890 г., судовую команду

* Эту надстройку американцы называли <тіопкеу-[огеса8Ш» — «обезьяний полубак». .,

стали размещать преимущественно на баке, полубак выполняли уже в виде надстройки, высота которой соответствовала полному расстоянию между палубами.

Примерно с 1850 г. вместо распространенных до той поры трехпалубных судов стали появляться так называемые спардечные суда. Интересно отметить, что первые английские правила постройки железных судов с тремя палубами допускали для связей, расположенных выше второй палубы, меньшую толщину материалов. Тип спардечного судна возник вследствие того, что для перевозки пассажиров, главным образом в тропиках, легкие деревянные выгородки на палубе были заменены железными надстройками. Но при выборе размеров этих судов во внимание принималась только вместимость помещений, расположенных ниже спардека, поэтому связи оказались очень слабыми. После того, как в этом разобрались, размеры судов подобного типа стали ограничивать определенными допусками.

Через двадцать лет, примерно к 1870 г., появились суда с легкой верхней палубой, которые, подобно спар-дечным, имели сплошную надстройку для укрытия людей и животных. Однако уже в 1877 г. постройка парусных судов такого типа была запрещена.

Оба типа судов в большей или меньшей степени нашли в дальнейшем свое воплощение в так называемых ш е л ь-тердечных судах (т. е. судах с тентовой или навесной палубами), у которых между имеющимися надстройками стали сооружать палубы — открытые или же закрытые по сторонам.

Из других типов судов этого периода назовем лишь ящичные (коффердамовые) суда, разработанные английской фирмой «Доксфорд» и башен-нопалубные суда; путем вариации надстроек по длине и расположению были получены суда с колодезной палубой, суда с длинным полуютом и средней надстройкой, суда с длинным баком и средней надстройкой, суда с опущенными или поднятыми частями палубы, например с опущенным баком, и т. д.

В 80-х годах, точнее с 1885 г., стальной настил верхней палубы перенесли в находящуюся под ней главную Палубу. Таким способом получили суда повышенной Прочности с легкой верхней палубой.

Связи судовых корпусов сохранились, в основном, Примерно такими же, как и на судах деревянной постройки.

Вначале их просто копировали со скрупулезной точностью. Кильсон поверх флор, брусковый киль, трюмные бимсы, маленькие люки, расположенные близко один к другому пиллерсы, — вот типичные строительные элементы того времени.

Вслед за Расселом, спроектировавшим Great Eastern и положившим тем самым начало постройке судов с двойным дном, в 1860 г. шотландец Мак-Интрей также разработал подобную конструкцию: поверх обычных флор были расположены продольные балки — стрингеры, которые покрывались железными листами.

В последнее десятилетие XIX в. как в Германии, так и в Англии в конструкцию судов были введены усовершенствования, связанные с использованием стали как строительного материала. Трюмные бимсы, сильно затрудняющие грузовые операции, были упразднены. Однако в то, что можно вообще обойтись без бимсов, все еще не верили, и нашли им замену в виде горизонтально идущих по бортам интеркостельных стрингеров, расположенных между шпангоутами [15]. Для повышения рентабельности погрузочно-разгрузочных работ размеры люков на судах были увеличены; возник новый строительный элемент — люковый бимс.

Существенную роль в улучшении конструкции судов сыграло применение жестких профилей определенной формы, например, для шпангоутов, которые до этого склепывались из угольников и обратных угольников. Новые профили при том же самом моменте сопротивления давали значительный выигрыш в весе.

Примененная при постройке Great Eastern продольная система набора не завоевала всеобщего признания. Вновь к ней обратился Ишервуд при постройке танкеров в 1908 г. Хотя правила постройки были рассчитаны только на суда с поперечной системой набора, классификационные общества все же подтверждали, что при соответствующих показателях могут быть признаны и другие системы постройки.

Особенно бурным было развитие теории судостроения во второй половине XIX в. Ученые и практики проделали множество работ, охватывающих как вопросы прочности корабельного корпуса и отдельных его связей, так и проблему сопротивления воды движению судна. Мы имеем в виду исследования в опытовом бассейне, которые проводились начиная с 1872 г.; такие понятия, как сопро тивление формы, сопротивление трения и волновое сопротивление были частично известны еще в конце XVIII в., однако теоретические основы этих явлений разрабатывались и развивались довольно медленно. В различных странах были основаны учебные заведения [79], готовящие специалистов по судостроению.

Судостроительные учебные заведения до 1900 года

Год

Название учебного заведения

Город

1765

Специальный колледж инженеров-конструкторов

Париж

1811

Школа судовой архитектуры

Портсмут

1830

Судостроительная школа

Штеттин

1845

Морская академия Соединенных Штатов

Анаполис

1848

Школа математики и судовых конструкций

Портсмут

1861

Институт ремесел; с 1879 г. — Высшая тех-

Берлин

 

ническая школа

 

1864

Королевская школа судовой архитектуры

Лондон

1873

Морской колледж

Гринвич

1884

Департамент судостроения

Глазго

1890

Корнельский университет

Итака

1893

Массачузетский технологический институт

Масса чузетс

Осуществленные в первой половине XIX в. опыты Фруда с моделями судов, а также испытания больших судов — например, опыты француза Газала в 1856 г. в Лондоне, испытания деревянного судна Sphinx (1840 г.), Pingouin (1846 Г.), — способствовали расширению горизонтов судостроительной науки. Величина сопротивления трения, рассчитанная учеными, почти полностью соответствовала результатам, полученным англичанами в 1797— —98 ГГ. опытным путем. И все же, еще в 1869 г. решение «Комитета британской ассоциации» гласило: «Обобщая результаты исследований в этом направлении, мы решительно утверждаем, что они ни в коем случае не являются универсальной теорией или правилами для предварительного расчета сопротивления судна».

В основу расчета сопротивления легли результаты Исследований Фруда, полученные им в 1872 г. при букси ровке моделей судов в опытовом бассейне. Через два года, в 1874 г., при проведений опытов с буксировкой фрегата Фруд блестяще подтвердил правильность своих первых выводов.

Отсюда ведет начало организация научно-исследовательских судостроительных учреждений; за первым опытовым бассейном, созданным Фрудом в Торквее, уже в 1873 г. последовал второй — на «Королевской верфи» в Амстердаме, а в 1883 г. Денни основал в Думбартоне первую опытовую верфь, существующую и по сей день. В 1886 г. вместо старого бассейна в Торквее был открыт в Хеслере больший, построенный с учетом накопленного за это время опыта. Руководил им после смерти Фруда его сын, У. Фруд. До 1900 г. были основаны и начали функционировать новые исследовательские учреждения: в Ла Специя (1889 г.), в Юбигау (1892 г.), в С.-Петербурге (1894), в Вашингтоне (1898 г.), в Итаке и Бремерхафене (оба с 1900 г.).

Накануне нового, XX в. были введены некоторые радикальные конструктивные новшества. Первым из них стало изменение прежнего метода подкрепления переборок. До сих пор переборки крепились путем приклепывания к ним горизонтальных угловых полос по одну сторону и вертикальных угловых стоек — по другую. Теперь же они стали подкрепляться одними вертикальными стойками из швеллерной, углобульбовой или зетовой стали на расстоянии примерно 0,75 м друг от друга. Другим усовершенствованием было введение конструктивного элемента совершенно нового типа. Палубные опоры состояли до сих пор из близко расположенных один к другому пиллерсов, не соединенных между собой продольными связями. Для более рентабельного размещения грузов требовались безопорные вместительные трюмы, с этой целью увеличили расстояния между отдельными пиллерсами, но зато ввели подпалубные, интеркостельные продольные балки, расположенные поверх пиллерсов. Таким образом, для стальных судов были созданы собственные, не применяемые при постройке деревянных, конструктивные элементы.

Упрощение и -более экономичное оформление связей судового корпуса в значительной степени обязано введению в отдельных странах унифицированных фасонных сталей и заклепок.

Предыдущая глава Оглавление Следующая глава