Балтийский завод-Судостроение. Как строят корабли. Технология древнего судостроения
В современном мире благодаря археологическим открытиям и точным исследованиям становится понятно, как был устроен Древний мир, но все чаще современное человечество убеждается, что древние технические достижения и инженерные решения, особенно в области кораблестроения достойны восхищения.
Мореплавание и судостроение с древнейших времен были передовыми областями знаний. И это естественно, ведь море объединяло народы. Торговля и война определяли облик Древнего мира и зачастую были единственными средствами обмена не только товарами, но и техническими достижениями. С архаичных времен морское владычество определяло границы и благосостояние царства и народов, а в эпоху империй стало важнейшим фактором могущества и политической стабильности. Не удивительно, что строительству флотов сильные мира сего всегда уделяли решающее значение.
Важность контроля над морскими коммуникациями и торговлей прекрасно осознавали мореплаватели. Умелое маневрирование флотами, высадка воинов на побережье, да и просто появление боевых кораблей у берегов как демонстрация силы - становились привычными элементами политической борьбы.
В глубине столетий скрыт от современности тот миг, когда первое судно было спущено на воду, но некоторые дальнейшие шаги человечества в области судостроения со временем открывают человечеству занавес, создавая полную картину процесса в окончательном виде. Исследователи могут долго спорить о том, какие гребные суда считались лучшими: античные триеры, титаны эллинистических флотов или галеры итальянских морских держав, но ясно одно - золотой век позади.
Так как же строили ? Как кораблестроители умудрялись достичь таких выдающихся результатов, не обладая знаниями в области гидродинамики? Чтобы понять это, нам необходимо осознать, что технология древнего судостроения совершенствовалась много тысячелетий, пока не достигла своей вершины в античную эпоху, а также то, что кораблестроение было искусство, опыт которого, накапливался годами и передавался из поколения к поколению, выводя основные законы гидродинамики и мореходности корабля.
Технология судостроения древних кораблей до сих пор остается предметом острых споров. Камнем преткновения для исследователей является появление корабельного набора: шпангоутов, вертикальных стоек-пиллерсов, продольных связей - стрингеров и т. д. Поперечные элементы набора корпуса, существуют у всех судов, с тех пор как лодки перестали долбить или связывать из бамбука. Но по какой схеме строились - сначала остов или корпус?
технология судостроения skeleton first
Технология судостроения skeleton first характерна тем, что при строительстве корабля изначально возводился скелет корабля (киль, шпангоуты, штевни) и только потом его обшивали досками, создавая корпус. Такой способ настолько естественен, что с времен средневековых галер он получил право на существование до сих пор.
Однако в последнее время множество исследователей склоняются к мнению, что в античный период в Средиземноморье корабли строились иначе. Этот способ кораблестроения характеризуется в первоначальном выполнении обшивки, которая как бы натягивалась пояс за поясом на приготовленные заранее шаблоны-болваны шпангоутных рамок и только потом по мере готовности корпуса, ребра вставлялись в него, обычно тремя несоединенными между собой ярусами. Такая техника позволила наладить серийное строительство кораблей . Вероятнее всего, имела место технологическая цепочка, которая позволяла создавать корабли большими сериями и в достаточно сжатые сроки. Известны примеры строительства целого флота в течение двух месяцев - флот римского консула Дуилия, принесший римлянам победу при Милах в 260 году до нашей эры был построен в период от 45 до 60 дней. Также существуют свидетельства заготовки и складирования деталей кораблей в специальных ангарах, в которых затем, в случае необходимости, можно было очень быстро собрать большое количество судов. Встречаются упоминания, что корабли, собранные на верфях, снова разбирались, перевозились на огромные расстояния, затем снова собирались, составляя целые флотилии.
Одним словом, существуют два противоположных мнения строительства древних кораблей , но истина, как говориться, находиться посередине. Первый способ skeleton first - более экономичен, менее трудоемок и, в общем, достаточно прост. Второй способ shell first - дорогостоящий и технически сложен, однако благодаря этой технологии судостроения проводилась стандартизация процесса, которая позволяла быстро строить необходимое количество судов, и кроме того давала еще одно важное преимущество - облегчение корпуса судна в полтора раза. Скрепленный таким образом корпус судна, а именно его наружная часть, первоначально обладает большей жесткостью и не требует поперечных связей большого сечения. Это, в свою очередь, позволяло разместить в одном и том же пространстве большее количество гребцов. Такой способ использовался, при строительстве многоярусных больших кораблей. Для них и были жизненно необходимы перечисленные выше преимущества, позволяющие увеличить скорость хода почти на 30 процентов, что способствовало улучшению боевого качества корабля. Ведь скорость хода играла в те времена решающее значение в морских сражениях, где единственным оружием корабля был таран. Построенный по этой технологии мощнейший и скоростной флот обеспечил Греции полувековое господство на море и позволил одерживать победы над превосходящими силами противника. Конечно же этот способ судостроения хранился в строжайшем секрете и был унесен древними корабелами в могилу вместе с гибелью античного мира. Так или иначе, эта технология судостроения была утрачена.
технология судостроения shell first
Так как же возникла технология shell-first? Совершенно очевидно, что первоначально, небольшие долбленые лодки строились без чертежей - на глаз. В дальнейшем, естественное стремление доисторических судостроителей увеличить плавучесть, вместимость и незаливаемость лодки эмпирически привело их к созданию корпуса как такового. Вначале кораблестроители старались увеличить объем цилиндрической части ствола. Для этого они использовали разные методы распаривания и последующего расширения долбленой части с помощью распорок. Постепенно такая конструкция из цилиндрической формы преображалась в форму близкую к нашему пониманию лодки. Со временем появился развал бортов и сужение оконечностей. Однако очень скоро такое развитие кораблестроения достигло своего предела. Кроме того, при распирании цилиндра, возникало понижение надводной части борта на миделе, в противовес чему стали надстраивать центральную часть бортов долбленки. Вероятнее всего, при строительстве подобных «скорлуп» и возник корабль в нашем поминании этой конструкции. Все остальные элементы появлялись эмпирически. Киль, возможно, возник в результате стремления уменьшить долбленую часть, сократив тем самым трудоемкость и значительно облегчив конструкцию. Штевни понадобились как элементы, соединяющие планки выросшего борта в оконечностях. А реберный каркас, очевидно, появился, когда размеры «скорлупы» выросли настолько, что возникла необходимость скреплять наружные элементы изнутри.
Ключевым моментом в понимании возникновения технология судостроения shell first являются два существовавших с древнейших времен метода соединения поясьев обшивки: клинкерный и вгладь.
а) обшивка вгладь; б) клинкерное соединение;
Клинкер, имеет некоторое преимущество для ранних методов кораблестроения, во-первых, благодаря большей водонепроницаемости обеспеченной конструктивно. Также клинкер предпочтительнее и для технологии возведения корпуса без предварительного скелета и чертежей. Ведь, при отсутствии внутреннего каркаса, соединение поясьев между собой удобнее вести накладывая планки внахлест. А главное, каждая последующая доска, ложась на предыдущую, повторяет ее кривизну, используя долбленую часть в качестве шпунтового пояса, т. е. своеобразного лекала-шаблона.
Корпус, в данном случае, образуется как естественное продолжение долбленого ствола, который постепенно эволюционирует в днище, а затем в киль. Вероятно позднее, примерно в начале третьего тысячелетия до нашей эры был изобретен метод стыковки поясьев - обшивка вгладь. Очевидно, он стал возможен, когда крепление планок кораблестроители стали осуществлять при помощи своеобразных пластин-нагелей из более твердых пород древесины.
Именно обшивка вгладь в сочетание с методом крепления поясьев нагельными планками, с последующим фиксированием их деревянными штифтами в верхнем и нижнем поясах (метод mortise and tenon), стала основой технологии судостроения shell-first, что означает - вначале корпус. Техника эта, скорее всего, появилась вполне естественным путем, как говориться, методом проб и ошибок и совершенствовалась несколько тысяч лет.
Новые методы строительства требовали большого уровня стандартизации деталей, грамотного персонала и налаженной структуры верфей. Поэтому неудивительно, что появление первых мореходных судов напрямую связано с централизацией власти и образованием древнейших государств.
метод судостроения mortise & tenon
В период античности ключевую роль в технологии судостроения shell-first стал играть метод mortise & tenon, который пришел на смену технологии «шитья».
на фотографии - реставрированная часть корпуса торгового судна найденного в 80-х годах XX века в итальянском городе Комачо. Здесь наглядно показан метод стыковки поясьев наружной обшивки корабля. На торце верхнего пояса видны пазы, чуть ниже отверстия для нагелей
Суть метода заключался в том, что на торцах досок поясьев, с шагом 20-50 см, как и раньше, выполнялись пазы (mortise), в которые затем, при стыковке вкладывались пластины из более твердых пород деревьев. Однако те, в свою очередь, не сшивались, как раньше, а гужонились штифтами (tenon) в верхнем и нижнем поясах. Такая пронагелеванная обшивка была жестко связанной, и в тоже время достаточно гибкой. А главное, теперь конструкция не боялась продольных смещений, которые неизбежно приводили к разрыву сшитых узлов. Да и сами эти смещения уменьшились, ведь мягкие канаты были заменены на штифты из твердой древесины. Это обеспечивало поперечную и продольную жесткость, вполне достаточную, чтобы располагать шпангоуты реже, делать их тоньше и, самое главное, составными, используя для этого весь подручный материал. Таким образом, шпангоуты играли роль ребер обеспечивающих лишь местную жесткость. Общая продольная и поперечная прочность судна создавалась самой скорлупой-обшивкой.
На крупных судах дополнительно устанавливались бимсы и палубный настил. Трудно сказать, когда появилась подобная технология судостроения . Однако она широко применялась финикийскими мореплавателями. В то время металлический крепеж применялся крайне редко и в отношении крепления обшивки к шпангоутам, сохранялся прежний метод сшивки.
а) крепление обшивки к шпангоутам с помощью сшивки;
б) крепление поясьев обшивки между собой методом mortise & tenon;
В классический период строительство различных типов кораблей, включая знаменитые триеры, было поставлено на конвейер и отточено до совершенства даже в мельчайших деталях. Сложная и дорогостоящая технология кораблестроения , которую изначально могли себе позволить только богатые державы, являлась таковой лишь при строительстве первого судна. Много средств и времени уходило на создание технологической оснастки, на стандартизацию и унификацию деталей, а также на обучение и содержание высококвалифицированных специалистов. Зато затем проведенная подготовка, которая сегодня называется в судостроении «нулевым этапом», оправдывала себя полностью и позволяла в короткие сроки строить целые флотилии.
Подытожив можно сказать, что в основном в античный период корабли строились по технологии судостроения shell first - сначала корпус. Причем базировался этот способ на принципе крепления поясьев обшивки вгладь, методом mortise & tenon, т. е. укладкой соседних планок из более твердой древесины, которые в свою очередь фиксировались штифтами в верхней и нижней части. Такая техника эмпирически развивалась из различных методов сшивки корпуса, и применялась в юго-восточном Средиземноморье, как минимум с начала третьего тысячелетия до нашей эры. Во втором тысячелетии эта технология кораблестроения легла в основу строительства могущественных флотов народов эгейской культуры. В начале первого тысячелетия подобная практика уже широко использовалась финикийцами, а в классический период приобрела окончательный вид при строительстве греческих триер.
Технология судостроения shell first позволяла строить корабли большими сериями в очень сжатые сроки, и применялась для создания, как военных, так и транспортных судов. Это было жизненно необходимо во время войн или больших колонизационных экспедиций. В то же время строительство огромных судов, таких как Калигулы, производились по технологии судостроения skeleton first - вначале остов, ведь все преимущества серийности в таких специальных проектах терялись, зато прочности скелета этих гигантов придавалось особое значение.
Сегодня, мои маленькие друзья, мы узнаем с вами, как развивалось кораблестроение за тысячи лет развития человечества. С каких плавательных средств оно начиналось, и какие корабли есть в наше время. Самым первым судном, на котором человек впервые поплыл по воде, был плот. Надоело людям искать брод, чтобы перебраться через широкие реки и придумали они, как переплавляться по ним беспрепятственно, да поклажу перевозить.
В наше время пароходы уже не используются. Их заменили теплоходы, электроходы и атомоходы. Летит по морским просторам такой теплоход с огромной скоростью. Вместо колес-лопастей у него гребной винт, который на много быстрее двигает судно, ввинчиваясь в воду. Не суда, а целые плавучие города теперь плавают по .
Современные суда строятся на судостроительных заводах и тоже предназначены для разных целей. Есть мощные военные крейсеры, обшитые толстой, крепкой броней, которые ходят по морским границам нашей родины, охраняя территорию от контрабандистов, браконьеров и других нарушителей.
Инструкция
Вскоре Тиммерман разыскал голландского мастера-судостроителя Карстена Бранта, который и помог отреставрировать бот. На этом небольшом судне Петр ходил сначала по Яузе, а позднее и по Плещееву озеру. Кстати, ботик сохранился и по сей день, стоит в Центральном военно-морском музее. К зиме 1691 года на Яузе была построена крепость Пресбург, и под руководством Бранта были заложены сразу пять кораблей - два небольших фрегата и три яхты. Петр лично принимал участие в работе и настолько увлекался, что нередко забывал даже государственные дела.
Но зато уже в августе 1692-го построенные корабли были спущены на воду. Молодой государь работал не покладая рук, осваивая морское дело и постигая все тонкости хождения под парусами. В 1693 году он отправился в первое путешествие по Белому морю и через месяц достиг Архангельска. Там Петр впервые увидел сотни судов из Голландии, Германии, Англии. Любовь к морскому делу совпала с интересами страны. Царь принял решение задержаться в Архангельске до осени. Здесь Петр часами пропадал в мастерских, принимая участие в ремонтных работах.
России был необходим выход к Черному и Азовскому морям. Петр решил штурмовать крепость Азов. Две попытки, предпринятые весной 1695 года, закончилась неудачей. Но уже в сентябре того же года началась подготовка к новому штурму. В Голландии была закуплена 32-весельная галера, которую в разобранном виде доставили в Россию. По ее образцу в подмосковном селе Преображенское создали детали для еще 22 галер. Их переправили в Воронеж и там, на расстоянии 1200 верст от моря, корабли собрали.
Для постройки флотилии были согнаны десятки тысяч крестьян и мастеровых. Со всей России привозили на верфи умелых плотников. Воронеж стал центром русского кораблестроения. На помощь были призваны и английские судостроители. За одну зиму были построены два крупных корабля, 23 галеры и около полутора тысяч мелких судов. К морю флотилия была проведена по Дону. Огромные сложности вызывали встречавшиеся на пути мелководные участки и перекаты.
Флот сыграл решающую роль в новом походе на Азов. Турки не рискнули начать бой с русской эскадрой, и 16 июля 1696-го крепость пала. Теперь перед Россией стояла задача закрепить свое влияние на Черном море. По настоянию Петра, 20 октября того же года дума приняла решение «Морским судам быть». Эта дата стала днем рождения русского военно-морского флота. Деньги и людей на постройку кораблей должны были выделить «кумпанства» - так назывались группы светских землевладельцев, духовных лиц и купцов.
Петр быстро понял, что Россия значительно отстает в своем развитии от ведущих морских держав, а для успешного создания современного флота не хватает опыта и знаний. Он выпустил указ о создании «великого посольства» численностью 61 человек. Русским молодым людям было предписано освоить кораблестроение и судовождение, научиться искусству управлять кораблем. Поехали на учебу в Венецию 39 человек, а еще 22 - в Голландию и в Англию.
Петр и сам вошел в состав «великого посольства». Под именем Петра Михайлова он устроился работать плотником на одну из голландских верфей. Позднее царь отправился в Англию и Германию, где изучал навигацию, фортификацию и артиллерию. Для работы в России был приглашено несколько сотен иностранных специалистов, закуплено новое оборудование. Вернувшись в Россию, Петр запретил строительство кораблей по старому образцу и сам занялся разработкой чертежей.
По проекту Петра в Воронеже был построен 58-пушечный линейный корабль «Гото Предестинация» - название переводится как «Божье предзнаменование». Строительство велось под руководством Федосея Скляева. Корабль спустили на воду 27 апреля 1700 года. Вскоре началась Северная война со Швецией, длившаяся с перерывами более 20 лет. России потребовалось значительно увеличить количество кораблей. Ценой невероятных усилий Петру удалось реконструировать старые верфи и заложить новые.
В 1703 году в устье реки Невы на бывшей шведской территории был основан город Санкт-Питер-бурх. Через год началось строительство Адмиралтейской верфи, впоследствии получившей название «Главное Адмиралтейство». Уже в 1706-м здесь начали выпускать военные корабли. В 1709 году на Адмиралтейской верфи был заложен трехмачтовый 54-пушечный корабль, имевший длину 40 метров. Судно было спущено на воду через три года и получило название «Полтава» в память о победе над шведами в знаменитой битве Северной войны.
Осенью этого же года в Адмиралтействе началось строительство двухпалубного корабля «Ингерманланд», оснащенного 64 пушками. Свое название он получил в честь отвоеванной у шведов русской земли, на которой и был заложен Петербург. Постройка судна завершилась в 1715 году. Экипаж корабля состоял из 450 человек. Так начала сбываться мечта первого императора России. Со временем отечественные корабли превзошли по своим характеристикам иностранные суда, стали более надежными и боеспособными. Всего за годы правления Петра I построено 1100 кораблей.
Когда SPBBLOG запустил проект “Закулисье редких профессий”, первое посещение было оргнизовано на одно из самых старых и самых значимых предприятий Санкт-Петербурга- Балтийский завод.
Завод настолько секретный, что вошел на его территорию в середине весны, а отчет удалось выпустить лишь в середине лета! :)
История с посещением Балтийского завода началась странно не только у меня, коре кто даже опоздал и не смог присутствовать. Мне же пришлось пересаживаться с одной сломавшейся маршрутки на другую, догонять электричку, с удивлением узнавать о длящемся на тот момент уже полгода ремонте Василеостровской и ловить такси на Приморской. И все ради того, чтоб успеть туда, где хотел побывать уже давным давно!
От проходных в сопровождении проходим в учебный класс, где подписываем обязательство не публиковать никаких материалов без одобрения Службы Безопасности завода. Шутка ли, на предприятии действует режим секретности, Балтийский завод строит корабли и суда с атомными силовыми установками. Обещаем не крутить объективами во все стороны и под строгим надзором выдвигаемся в цеха завода, не забыв надеть на головы каски. Экскурсовода нашего, Константина Семеновича Ханухова(он в белой каске), можно слушать только с помощью радиопередатчика, потому, что шум на производстве очень сильный.
2.
Кстати, на Балтийском заводе есть должность сурдопереводчика, который помогает работать людям с проблемами слуха. Алина Манапова, инструктор-переводчик по обслуживанию глухих рабочих на фото справа.
3.
В первом цеху на нашем маршруте происходит сортировка металла, его обработка и разметка
4.
Доставленный металл выпрямляется на специальных валках, дробеструйный аппарат очищает от ржавчины и затем металл разделяется на заготовки, удобные для разметки.
5.
Специальный кран с электромагнитами раскладывает листы в определенном порядке.
6.
7.
Всегда интересовал меня вопрос: как люди находят среди всего этого склада нужные детали? Их же так много и они так похожи! Пусть даже на них написана маркировка!
8.
9.
По вот такому переходу попадаем в другой цех.
10.
Здесь происходит резка и сваривание деталей.
11.
Нередко приходится сваривать очень большие и очень толстые листы металла. На помощь в этом приходят сварочные автоматы.
12.
Люди, конечно же, присутствуют, контролируют и проводят дополнительную сварку в ручном режиме там, где автомату не подобраться.
13.
Виталий Павлюков, сборщик корпусов металлических судов 5 разряда
14.
Сварочные стенды очень большие.
15.
Из сваренных больших деталей получается модуль какого-либо отсека будущего судна.
16.
17.
Даже резку металла часто проводят именно люди-- не везде удаётся подвести автоматы.
18.
Для удобства проведения работ модули приходится кантовать и переставлять.
Электромагниты уже не в состоянии удержать такую массу, в дело вступают стальные тросы.
19.
Для того, чтобы правильно сварить изогнутые детали, задать им нужный угол наклона, предварительно сооружается направляющий стенд, мини-стапель.
20.
На нем располагаются детали и лишь после того, как будет выставлена и проверена номинальная кривизна и сопряжение, деталь будет сварена.
21.
Казалось бы, нарушение техники безопасности, на человеке отсутствуют ИСЗ (индивидуальные средства защиты), наушники. Но, как напомнили нам сопровождающие, на заводе работает много слабослышащих и глухих людей.
22.
Зачистка и шлифование швов. ИСЗ полный комплект. Беруши не видны.
23.
Фото для масштаба. Ходовой винт и модуль с одного из предыдущих фото.
24.
Соединённые модули выводятся из цеха только с помощью специальной транспортировочной машины на 18 спаренных колёсах, которые могут управляться независимо друг от друга. К сожалению, этот транспорт увидеть не удалось.
Время нашей экскурсии, увы, ограничено, спешим на улицу, надо же и стапели посмотреть! Много кранов.
25.
В тот момент на стапеле проходила сборка атомного ледокола “Арктика”.
Удивили монтажные леса вокруг корпуса корабля.
26.
Но к нему мы ещё вернёмся, впереди цех, где механическую обработку проходят винты и валы будущих судов и кораблей.
27.
Территория завода очень большая. Перевозки здесь обеспечиваются в том числе и по внутренней железной дороге.
28.
На этом снимке происходит обработка одной из лопастей ходового винта. Фото изначально было запрещено к публикации, между прочим! Однако, затем, разрешили, ибо спецоборудование в кадр не попало.
29.
И с другого ракурса тоже.
30.
Коты наблюдают за соблюдением режима секретности и режимом приёма пищи!
31.
А здесь представлен вал судового руля. Впечатляющая по размеру конструкция поражает своими размерами и при этом очень точно обработана!
32.
Профилактика оборудования.
33.
Этот цех поменьше, но тоже огромен.
34.
Самый большой токарный станок завода.
35.
Сейчас на нем установлен вал ходового винта. За его обработку отвечают представители редкой профессии токарь-валовик. Стать валовиком очень непросто, очень уж большая ответственность лежит на их плечах. Любая оплошность может привести к срывам сроков сдачи всего корабля. Кроме того, стоимость только заготовки превышает миллион евро!
36.
А вот и один из валовиков: Сергей Дульчевский, станочник широкого профиля 6 разряда
37.
Балтийский завод, кстати, потому и называется заводом, что производит на своей территории все части и детали кораблей и судов, за исключением электродвигателей и вооружения. В этом его отличие от судостроительной верфи.
Загрузка...
