Военное кораблестроение капиталистического общества (XVIII — начало XX вв.).
§ 9. Развитие военного кораблестроения в XVIII в. на базе промышленных, научных и технических достижений. Промышленная революция в Англии и ее значение в области кораблестроения
Развитие ремесел, торговли, рост ростовщического капитала, а также бегство крепостных в города подрывали экономический базис феодализма. В XVI в. в Западной Европе в недрах феодального общества начал развиваться капитализм, «хотя первые зачатки капиталистического производства имели место уже в XIV и XV столетиях в отдельных городах по Средиземному морю»{45}.
Нарождающаяся буржуазия, чтобы удешевить производство товаров, выбросить побольше товаров на рынки Азии и только что открытой Америки и получить побольше прибыли, «...рядом с мелкими цеховыми мастерскими стала строить крупные мануфактурные предприятия и двигала, таким образом, вперед производительные силы общества...»{46}.
Капиталистическая мануфактура возникла на основе разделения труда, превращения ремесленника в наемного рабочего и объединения рабочих в одной крупной мастерской при сосредоточении средств производства в руках одного капиталиста. В XVI в. в Голландии и Англии, а несколько позже во Франции, мануфактура стала преобладающей формой капиталистического производства.
Вместе с развитием мануфактуры развивалась торговля и обострялась борьба между европейскими государствами за захват колоний, которые служили рынком сбыта товаров для [84] быстро возникающих и развивающихся мануфактур. Это вызывало ожесточенные войны между Англией и Испанией в конце XVI в., Англией и Голландией в XVII в., Англией и Францией в XVIII в.
В конце XVI в. упадок Испании привел ее к поражению в войне с Англией и к отделению от нее Голландии, которая в то время уже стала капиталистической страной; морская торговля ее достигла в первой половине XVII в. высшей точки развития. Она вела оживленную торговлю с юго-западом и северо-востоком Европы и с Ост-Индией, а ее судоходство и мануфактуры были развиты больше, чем в какой-либо другой стране. Но уже «...в начале XVIII века голландские мануфактуры были далеко превзойдены английскими, и голландцы перестали быть господствующей торговой и промышленной нацией»{47}.
С этого времени обострилась борьба за мировой рынок, за захват колоний между Англией и Францией, в которой с конца XVII в. стало быстро развиваться мануфактурное производство. Франция стала усиленно строить флот, активизировала свою колониальную политику, захватывая огромные территории в Америке, и пыталась захватить Индию, и тем самым угрожала колониальному и морскому могуществу Англии.
Занимая руководящее положение в коалициях против Франции, Англия во время войн за «испанское наследство» (1701-1714 гг.) и во время Семилетней войны (1756-1763 гг.), стремясь удержать за собой первенство в морской торговле, захватила Гибралтар, часть испанских колоний, Канаду и ост-индские владения Франции. Обогнав другие страны в развитии промышленности, торговли и морского флота, Англия победила в длительной борьбе за колонии.
Развитие мануфактуры сопровождалось усилением ограбления масс и ростом противоречий между старыми феодальными и нарождающимися капиталистическими производственными отношениями. Все это делало классовую борьбу крайне напряженной и привело к буржуазной революции в ряде стран (в 1640 и 1688 гг. в Англии, в 1789-1793 гг. во Франции), утвердившей капитализм. Придя к власти, буржуазия, особенно английская и французская, провела целый ряд несправедливых, захватнических войн за захват внешних рынков и чужих территорий, за приобретение колоний и порабощение отсталых народов и стран. «Война для капиталистических стран является таким же естественным и законным состоянием, как эксплуатация рабочего класса»{48}.
В связи с быстрым ростом внешнего и внутреннего рынков и усилением эксплоатации рабочего класса возросли потребности производства, удовлетворить которые не могла узкая техническая [85] база мануфактуры. Это вызвало переход к крупному машинному капиталистическому производству.
Мануфактурный период капиталистического производства увеличил число рабочих инструментов и, благодаря разделению труда на ряд простейших операций, создал «материальные предпосылки машины, которая представляет комбинацию многих простых инструментов»{49}.
В текстильной, металлургической и металлообрабатывающей промышленности еще в конце XVII в. появились машины (ткацкие, прокатные станы и другие), для приведения в действие которых применялась сначала энергия воды, а затем пара. Промышленное использование каменного угля дало возможность значительно усовершенствовать выплавку железа.
С утверждением капитализма к концу XVIII и началу XIX вв. сначала в Англии, как в наиболее развитой капиталистической стране того времени, а затем и в других странах, начался промышленный переворот. Пар и машины превратили мануфактурные мастерские в крупные фабрично-заводские предприятия и тем революционизировали все основы капиталистического производства.
Товарищ Сталин так характеризует капиталистический способ производства: «При капиталистическом строе основой производственных отношений является капиталистическая собственность на средства производства при отсутствии собственности на работников производства, — наемных рабочих, которых капиталист не может ни убить, ни продать, ибо они свободны от личной зависимости, но которые лишены средств производства и, чтобы не умереть с голоду, вынуждены продавать свою рабочую силу капиталисту и нести на шее ярмо эксплоатации. Наряду с капиталистической собственностью на средства производства существует и имеет на первое время широкое распространение частная собственность освобожденных от крепостной зависимости крестьянина и ремесленника на средства производства, основанная на личном труде. Вместо ремесленных мастерских и мануфактурных предприятий появились громадные фабрики и заводы, вооруженные машинами. Вместо дворянских поместий, обрабатываемых примитивными крестьянскими орудиями производства, появились крупные капиталистические экономии, ведущиеся на основе агротехники и снабженные сельскохозяйственными машинами.
Новые производительные силы требуют, чтобы работники производства были более культурными и понятливыми, чем забитые и темные крепостные, способными понять машину и правильно обращаться с ней. Поэтому капиталисты предпочитают иметь дело со свободными от крепостных уз наемными рабочими, [86] достаточно культурными для того, чтобы правильно обращаться с машинами» {50}.
Вместе с ростом производства как в количественном, так и в качественном отношении растет новая техника, развивается наука. Устанавливается взаимная связь науки и техники, имеющая большое значение как в вопросах дальнейшего развития производительных сил в целом, так и в вопросах кораблестроения. Кораблестроение получает научное обоснование.
Оценивая появление и применение машин в производственном процессе и связь этой новой техники с развивающейся наукой, К. Маркс писал следующее: «Очень важную роль сыграло спорадическое применение машин в XVII столетии, так как оно дало великим математикам того времени практические опорные пункты и стимулы для создания современной механики» {51}. Успехи математики и механику, положившие начало постановке научного изучения технических объектов производства, в том числе и корабля, имели большое влияние на развитие техники.
Ученые своими трудами пробуждают стремление к исследованию и научному обоснованию как конструктивных, так и мореходных качеств корабля.
До этого времени кораблестроение находилось всецело в руках практиков-строителей, техническое чутье и опыт которых подсказывали им методы постройки и улучшения в зависимости от требований боя для военных кораблей и грузовместимости для торговых. Существовали выработанные для кораблей разной величины таблицы размеров главных составных частей корпуса. Научно-расчетные методы проектирования и конструирования кораблей почти не применялись, хотя учение Архимеда о равновесии и устойчивости плавающих тел было известно давно{52}. Специфика производства часто хранилась в тайне и передавалась от отца к сыну.
Письменные труды по кораблестроению появились только в конце XVII в.
Попытка применения математического метода к вычислению водоизмещения корабля была сделана кораблестроителем Антони Дином в 1666 г. при постройке линейного корабля Rupert. Ведя во время постройки подсчет всех грузов, входящих в вес корабля, и вычислив водоизмещение его по теоретическому чертежу, он предварительно определил осадку корабля до его спуска на воду и прорезал в бортах орудийные порты еще при стоянке корабля на стапеле, чего раньше не делалось. В дальнейшем устранили перегрузку кораблей, достигнув высоты [87] нижнего ряда пушек на 1,3 выше ватерлинии. Подобного рода корабли обеспечивались запасом провизии на шесть месяцев.
Однако вопросы остойчивости кораблей были еще мало исследованы; при расположении тяжелых грузов (пушки, рангоут) наверху остойчивость была невелика, а иногда и недостаточна, так как завал бортов внутрьуменьшал ее при крене. Подтверждением этого может служить гибель в 1782 г. английского линейного корабля Royal George: накрененный для ремонта, он опрокинулся; при этом погибло 900 человек команды. [88]
Конструкция корпуса корабля к началу XVIII в. была значительно усовершенствована. Характер обводов корпуса в средней части был почти круговой, как это видно на рис. 44, представляющем теоретический чертеж корпуса английского линейного корабля 2 ранга постройки 1700 г.; расстояние между теоретическими шпангоутами 2,44 м (8 футов).
Дорогостоящие и тяжелые скульптурные украшения с 1703 г. были исключены; оставлена только отличительная носовая фигура.
Общий характер конструкции корпуса корабля того времени показан на рис. 45 и 46. Набор (каркас) состоял из шпангоутов, расставленных с небольшими промежутками (20-25 см) друг от друга. Набор покрывался досками наружной и внутренней обшивок; промежуток между шпангоутами (шпация ) служил вентиляционным каналом для предохранения дерева от гниения. Каждый шпангоут состоял из двух слоев дерева, чтобы стыки одного слоя (соединявшиеся в замок или на шипах) перекрывались другим. Нижние брусья шпангоута, или флортимберсы , а (рис. 46) нарезались на киль и сверху соединялись продольным брусом, или кильсоном , б. По сторонам кильсона шел лимбербортовый канал, или водопроток, для стекания в трюм воды, откуда она выкачивалась помпами. Верхние части шпангоутов составлялись из брусьев, называвшихся футоксами , в. Снизу к килю прибивалась гвоздями доска — фальшкиль , служившая для предохранения киля при посадке корабля на мель. Настилка палуб поддерживалась бимсами , расположенными через известные [89] промежутки; бимсы крепились к шпангоутам посредством деревянных вертикальных (висячих) книц г или горизонтальных (лежачих) расположенных в плоскости бимсов. Впоследствии деревянные кницы были заменены железными, не столь громоздкими. В трюме для укрепления бортов ставились холостые бимсы, или оpлоп-бимсы , д. Все части корпуса соединялись между собой железными лужеными или медными круглыми болтами с полукруглой головкой; другой конец расклепывался [90] в холодном состоянии. Узкие места в подводной части носа и кормы забирались большим числом кусков дерева и образовывали носовой и кормовой дейдвуды (рис. 47). Эти составные дейдвуды в общем достигали 2,0-2,5 м ширины при 0,25-0,30 м толщины, и точное просверливание сквозь них отверстий для длинных болтов составляло специальность особого цеха рабочих, называвшихся в России бpызгасами.
Корпус деревянного корабля, составленный из большого числа отдельных частей со слабой связью между ними, не обладал достаточной продольной крепостью. С течением времени, особенно после продолжительного плавания на волнении, последовательные прогиб и перегиб корабля вызывали расшатывание соединений, показателем чего являлись просачивание воды в трюм и характерный скрип в связях корпуса. Это обстоятельство препятствовало увеличению длины и, следовательно, числа пушек на корабле. В середине XVIII в. для увеличения продольной крепости корабля стали ставить поверх внутренней обшивки железные диагональные полосы или располагать доски этой обшивки не продольно, а по диагонали.
Несколько французских кораблей с таким креплением были захвачены англичанами, и это, вероятно, дало повод англичанам ввести в 1806 г. ряд конструктивных изменений в постройку корпуса корабля. Шпации между шпангоутами в днище были [91] забраны деревянными брусками, поверх внутренней обшивки наложены деревянные (затем железные) диагональные связи — ридерсы и раскосины , соединенные сквозными болтами со шпангоутами и образующие ряд треугольных ферм, наиболее устойчивых против деформации (рис. 48). Между бимсами были введены продольные балки — карлингсы.
Доски палубной настилки в средней трети ширины корабля располагались продольно, а в бортовых частях диагонально, причем и бимсы в оконечностях корабля также ставились диагонально, с обратным против досок уклоном.
Достигнутое благодаря этим нововведениям усиление продольной крепости кораблей позволило увеличить их размеры, усилить артиллерию и расположить ее более удобно{53}.
Артиллерия постепенно совершенствовалась. В 1779 г. появились новые пушки, названные каронадами. Это были небольшой длины крупнокалиберные пушки, стрельба из которых на близких дистанциях производила большие разрушения корпуса вражеского корабля. Корабли вооружались каронадами для стрельбы на ближних дистанциях и обычными пушками для стрельбы на более дальних дистанциях.
Каронады (32- и 24-фунтовые) устанавливались преимущественно под полубаком и полуютом.
Как результат введенных усовершенствований, показательным является двухдечный 80-пушечный линейный корабль постройки 1818 г. Bellerophon (рис. 49); по соотношению главных размеров это был типичный военный парусный корабль. Он имел стройную систему расположения рангоута и парусов, принятую тогда на боевых военных кораблях; водоизмещение его около 3000 т. [92]
Ниже приведены сравнительные нагрузки (в тоннах) кораблей разных рангов, относящихся к началу XIX в.
| Наименование груза | Линейные корабли | Фрегат 46-пушечный | Корвет 28-пушечный | |
| 120-пушечные | 80-пушечные | |||
| Корпус | 2000 | 1500 | 550 | 240 |
| Мачты, паруса, якоря, тросы, плотничные и другие принадлежности | 350 | 310 | 150 | 95 |
| Пушки, каронады и боеприпасы, артиллерийские принадлежности | 550 | 380 | 160 | 80 |
| Шлюпки с принадлежностями | 10 | 10 | 8 | 5 |
| Команда с багажом | 110 | 80 | 30 | 20 |
| Провизия с тарой на 6 месяцев | 300 | 250 | 70 | 35 |
| Вода в цистернах и бочках на 120 дней | 400 | 370 | 112 | 55 |
| Топливо судовое | 100 | 80 | 30 | 15 |
| Балласт | 450 | 320 | 110 | 75 |
| Водоизмещение | 4270 | 3300 | 1220 | 620 |
Цифры эти ориентировочные, так как в распределении грузов существовало большое разнообразие.
Французские корабли брали много провизии и балласта, крупные 90-, 120-пушечные корабли вооружались каронадами [93] и 36- и 24-фунтовыми пушками, фрегаты и корветы — 24- и 18-фунтовыми.
Команда размещалась в батарейных палубах на подвесных койках, как это видно на рис. 50, показывающем расположение орудий на верхней и нижней батарейных палубах. Для доступа света и воздуха в эти помещения в крышках орудийных портов делались небольшие иллюминаторы.
Боцман и артиллерийские старшины помещались в отдельной каюте. Для офицерского состава каюты располагались под полуютом. Камбузы были в носу, под верхней палубой. В трюме вдоль бортов шла продольная переборка, образующая коридор, служивший для осмотра и исправления корпуса; все трюмные [94] помещения прилегали к этой переборке. Здесь располагались бомбовые и пороховые погреба, провизионные погреба, водяной трюм, парусная, тросовая, плотницкая, отливные помпы и разные кладовые.
В конце XVIII в. возникла новая научно-прикладная дисциплина — теория корабля , проверяющая свои выводы опытом и ставящая ряд экспериментов по выработке наилучших обводов корабля с целью увеличения его ходкости. Математический анализ позволил подвести под факты, выявляемые кораблестроительной практикой, научный базис; стало возможным изучение мореходных качеств корабля.
Теория корабля возникла не внезапно, а развивалась в зависимости от тех задач и потребностей, которые в данное время ставили перед ней техника и промышленность.
В 1753 г. Парижская Академия наук объявила конкурс на разработку ряда тем по теории корабля. Результатом конкурса, в котором приняли участие русские ученые, явились работы, установившие метод вычисления элементов пловучести и остойчивости по теоретическому чертежу, расчет нагрузки корабля, основы учения о качке и напряжениях, испытываемых связями плавающего на воде корабля; проводились испытания моделей тел разных очертаний в специальном бассейне, обосновывавшие некоторые факторы, влияющие на сопротивление воды движению корабля, и была объяснена роль трения воды о поверхность движущегося погруженного тела.
Ученые опубликовали ряд трудов по вопросам кораблестроения. В 1790 г. вышел обширный труд члена Петербургской Академии наук Леонарда Эйлера. Работы Л. Эйлера были широко использованы в отечественном кораблестроении и за границей. В этих работах давались указания о соотношении главных размеров корабля, рассматривались в применении к нему вопросы пловучести, остойчивости и их измерения, было введено понятие о метацентре и его положении относительно центра тяжести корабля, исследовались условия сопротивления воды (эксперименты с движением в воде тел разного образования), и вопросы ходкости корабля под парусами, поворотливости, а также ставились с возможной в то время полнотой исследования другие вопросы, относящиеся к кораблю, в том числе вопрос о напряжениях, испытываемых кораблем на волнении.
Эти исследования, равно как и открытый еще в 1686 г. Ньютоном закон механического подобия, послужили основанием для экспериментального изучения вопросов ходкости корабля в XIX в. Был разработан «параболический» способ построения теоретического чертежа, дающий возможность при помощи параболы математически определить элементы теоретического чертежа и способ вычисления площадей сечений корабля, его водоизмещения, центра величины и метацентрического радиуса. Было установлено влияние ширины и метацентрической высоты [95] корабля на его качку и остойчивость, а также установлена зависимость между величиной корабля и его боевой мощью — артиллерией.
Величина корабля определялась его главными размерами: L - длина, В - ширина и Т — осадка, но так как последняя зависит от В, то величина корабля пропорциональна LB^2. Боевую мощь корабля измеряли произведением числа пушек на вес выбрасываемых ими снарядов. Путем исследования была выведена такая зависимость:
LB ^2/2900C ^(2/5)= K,
где С — вес всех пушек.
Если значение К равно или близко к единице, то пропорциональность между величиной корабля и его боевой мощью соблюдена; если К меньше единицы, то корабль мал для намеченной артиллерии; если К больше единицы, то он чрезмерно велик для намеченной артиллерии, чем излишне увеличивается стоимость всего корабля.
Препятствием к правильному проектированию кораблей служил в то время обычай строить корабль по заданным размерам, утвержденным специальным постановлением. Строителям трудно было совершенствовать форму обводов корабля; артиллерия ставилась с расчетом превосходства одного корабля над другим, а такелажники ставили парусность по своему опыту, не руководствуясь теоретическими соображениями.
Позднее кораблестроителям было дано право проектировать новые корабли без ограничения их размеров. На основании этих исследований был выработан метод проектирования корабля по уравнению водоизмещения, т. е. определение главных размеров его в зависимости от элементов нагрузки. Перед постройкой корабля определялись его водоизмещение, положение центра величины и центра тяжести{54}, метацентрический радиус и метацентрическая высота.
Внедрение в кораблестроение теоретических основ произошло под влиянием указанных выше исследований ученых.
Французские корабли были совершеннее английских по конструкции и ходовым качествам, так как применявшиеся французскими кораблестроителями научные обоснования давали возможность выбора лучших обводов и проектирования парусности кораблей. Сами англичане говорили, что взятые ими в плен французские корабли служили им образцом для усовершенствования, а английские моряки охотно плавали на захваченных французских кораблях. [96]
В конце XVIII и в первой половине XIX столетий был выработан тип клипера{55} с плавными обвода;ми корпуса (отношение длины к ширине 7 : 1) и большой парусностью на трех высоких мачтах. Их появление было вызвано стремлением к повышению хода парусных судов, которые к этому времени достигли своего предельного развития по размерам, вооружению и скорости хода.
Тем временем промышленность неуклонно совершенствовалась. Главным фактором промышленной революции конца XVIII в. явилось машинное производство. Машины, приводимые в движение ветром или водою, существовали и при мануфактурном способе производства, но по мере развития последнего они по своей малой мощности и зависимости от природных условий тормозили дальнейшее развитие производительных сил. Развитие энергетики отставало от темпов развития техники, а экономические условия (увеличение количества, улучшение качества и понижение себестоимости изделий), помимо усовершенствования машин, требовали применения двигателей, приводимых в движение более совершенным видом энергии. Таким видом энергии явился пар.
Действие пара и попытки к его использованию были известны давно, но только после изучения свойств пара и изобретения воздушного насоса стало возможным устройство паровых машин, а затем и установка их на суда для замены парусов.
Пар и машины постепенно превращали мануфактурное производство в крупную промышленность, что и привело к революции во всех отраслях производства. «Революция в способе производства промышленности и земледелия сделала необходимой революцию в общих условиях общественно-производственного процесса, т. е. в средствах сношений и транспорта»{56}. Это отразилось на кораблестроении, где на смену парусов пришла паровая машина, а дерево было заменено железом.
В соответствии с требованиями промышленного производства делались попытки применения энергии пара. Был создан отливной насос для откачивания воды из рудников, шахт, доков и т. п.
В 1681 г. француз Папин создает паровой котел с предохранительным клапаном и цилиндрическую паровую машину атмосферного типа (т. е. с использованием давления атмосферы при вакууме под поршнем для движения последнего вниз). Такая паровая установка для движения судна при помощи больших лопастных колес по бортам была применена в 1707 г. на реке Фульда. После непродолжительного плавания этого судна местные владельцы судов, подозревая в этом невиданном сооружении конкурента по перевозке грузов и нарушение своих [97] привилегий, разломали судно и машины. Ряд других попыток применения паровой машины к движению судна имел чисто экспериментальный характер, однако создание универсальной паровой машины, годной для всякого применения, было существенным вопросом того времени.
В 1765 г. русский механик Иван Иванович Ползунов, работавший на Барнаульском горном заводе, сконструировал и построил первую в истории техники пароатмосферную двухцилиндровую поршневую «огнедействующую машину» для заводских нужд. И. И. Ползунов при создании первой паровой машины решил очень много важных технических задач: изобрел оригинальное крановое паро — и водораспределение, прибор для автоматического питания котла, передаточный механизм для двухцилиндрового двигателя, осуществив, кроме того, многие другие изобретения.
Машина Ползунова прошла испытания и успешно действовала, приводя в движение механизмы завода. Несомненно, об этой машине было известно и за границей. Так, в 1794 г. в Англии на прядильной фабрике в Манчестере эксплоатировалась паровая машина, воспроизводящая машину, изобретенную И. И. Ползуновым.
И. И. Ползунов имел много последователей — строителей паровых машин. Оригинальный проект новой паровой машины в XVIII в. создал в Кронштадте «шлюзной подмастерье поруческого рангу» Р. Дмитриев; в то же время в области строительства и использования паровых машин работали в Кронштадте Ф. Борзой, Е. Кокушкин, А. Андреев и многие другие русские механики. Продвижению этих изобретений способствовали и государственные деятели Чернышев, Мордвинов и другие. Однако впервые созданная русским новатором И. И. Ползуновым паровая машина для непосредственного привода заводских механизмов не могла получить должного распространения в условиях феодально-крепостнического строя.
Только через 20 лет в Англии Джемсом Уаттом в 1784 г. была сконструирована вторая паровая машина для непосредственного привода заводских механизмов. В своей машине, преобразующей прямолинейно-возвратное движение во вращательное движение вала, Уатт развивал идеи предшествующих изобретателей, использовал скрытую теплоту парообразования и ввел отдельный холодильник, отсечку пара (золотник), центробежный регулятор. Благодаря этим усовершенствованиям и упрощению управления стало возможным применение паровой машины как двигателя на судах.
Во время войны между США и Англией в 1814 г. было построено боевое судно с паровым двигателем; оно предназначалось для защиты нью-йоркской гавани и называлось Demologos (рис. 51).
Это было деревянное судно водоизмещением 2475 т , длиною [98] 47,5 м. Оно имело два корпуса с продольным промежутком между ними, в котором помещалось гребное колесо, защищенное таким образом от повреждений. Машина была расположена в одном корпусе, котлы — в другом. Судно имело весьма толстый деревянный надводный борт (до 1,5 м), в котором были сделаны узкие, наподобие крепостных, амбразуры для двадцати 32-фунтовых пушек, могущих стрелять калеными ядрами.
Эта пловучая батарея не была закончена до конца войны (1815 г.), а потому трудно судить о ее боевом значении; в последующем она служила складом (вероятно, для боеприпасов), так как в 1829 г. погибла от взрыва.
Таким образом, революция в технике повлекла за собой и революцию в средствах транспорта{57}. В 1819 г. колесный пароход [99] Savannah, имевший и паруса, прошел из Америки в Петербург (из 29,5 дня пути он был под парами только 80 часов), а в 1838 г. пароход Creat Western в 1340 г водоизмещения с машиной в 450 л. с. прошел под парами за 15 дней из Бристоля в Нью-Йорк. Этим было положено начало трансокеанскому пароходному сообщению Европы с Америкой, а затем и с Индией.
Следующей ступенью развития морских пароходов является замена тяжелых, громоздких и легко повреждаемых волнением в море бортовых колес гребным винтом. Техническое применение винта было известно со времен Архимеда (винтовая помпа), но задача изобретателей состояла в том, как наиболее рационально применить его в качестве судового движителя.
В 1836 г. практическое применение гребного винта послужило основанием для дальнейшего усовершенствования этого движителя. Испытания винта на небольшом судне дали благоприятные результаты: судно прошло 400 миль со скоростью 8 узлов, причем часть пути во время волнения, с которым было бы трудно справиться колесному пароходу. Винтовой движитель состоял из длинного винта с двумя оборотами винтовой поверхности. Когда часть винта вследствие недостаточной прочности обломалась, скорость хода судна от этого увеличилась. Это обстоятельство послужило толчком к усовершенствованию гребного винта.
С усовершенствованием винта (ограничение его площади частью полной винтовой поверхности) и применением машины вертикального типа с прямой передачей на вал винтовые суда начали строиться во всех странах.
Винтовой движитель, открывавший перспективы увеличения скорости хода судов, вступил в противоречие с единственным в то время строительным материалом — деревом. Развитие экономики требовало постройки судов с большой грузоподъемностью и скоростью хода. Деревянное же судостроение по условиям прочности не позволяло увеличения относительной длины судна и остроты его обводов. Внедрение железа в крупную промышленность вызвало постройку железных речных и частично каботажных судов.
Однако применение железа в постройке крупных морских судов встретило в первое время сильные возражения, вроде того, что железо действует на стрелку компаса, ржавеет в морской воде и обрастает, непосредственно на железо нельзя накладывать медные листы, тонкая железная обшивка днища легко может быть повреждена. Поэтому сначала строились композитные суда, иногда называемые судами «смешанной» системы постройки, т. е. с железным набором и деревянной обшивкой (рис. 52). Основную часть набора представляли шпангоуты, составленные из железных листов (флоров) а с двумя угольниками. Шпангоуты были расставлены один от другого на расстоянии до 0,5 м и соединялись продольными балками б (средним [100] и днищевыми кильсонами). К набору крепилась деревянная обшивка. По борту поверх набора шли железные планки в, между которыми диагонально располагались железные полосы г, крепившиеся к набору и к деревянной обшивке.
Затем инициатива судостроителей в деле выработки конструкции железного корпуса судна, а также ряд опытов над клепаными соединениями и некоторые изобретения (покрытие суриковой краской и девиация компасов) убедили в целесообразности постройки железных судов, которые были прочнее и долговечнее, обладали большими грузоподъемностью и скоростью хода по сравнению с деревянными судами; стоили они значительно дешевле и требовали меньшего ремонта.
Вытеснение дерева и парусов и замена их железом и паровой машиной происходили пока лишь в торговом судостроении. Линейные корабли строились попрежнему деревянные парусные. Паровая машина с колесным движителем в период 1830-1840 гг. нашла применение только на парусных фрегатах для увеличения их скорости хода и свободы маневрирования. Расположение пушек на этих пароходо-фрегатах было стеснено громоздкими бортовыми колесами; число пушек было меньше нормального. Для компенсации этого недостатка предлагались вращающиеся пушечные площадки на палубе и перекатывание пушек с борта на борт по рельсовым путям. В носу и в корме устанавливались крупные пушки.
Кроме того, паровая машина ставилась на кораблях вспомогательного назначения (малых корветах, посыльных и других судах). [101]
На боевых кораблях применение паровой машины задерживалось опасением поломки ее во время боя и потери скорости хода, а применение железа — малой толщиной борта, легко пробиваемого бомбами.
Успехи винтового движителя на торговых судах побудили произвести сравнение колесных и винтовых фрегатов.
Были построены винтовой фрегат Rattler в 800 т с машиной в 200 л. с. и точно такой же колесный Alerto. Они были поставлены кормами друг против друга и соединены. После того как обе машины стали работать полной мощностью, Rattler перетянул Alerto и буксировал его со скоростью 2,5 узла. Этот опыт доказал целесообразность постройки винтовых фрегатов.
В дальнейшем усовершенствование паровой машины, винтового движителя и появление новых разрушительных артиллерийских снарядов вызвали необходимость полного переворота в военном кораблестроении, а в зависимости от этого и изменение условий морского боя. Военные флоты требовали для кораблей независимости движения от ветра и течения, быстроты маневрирования, удобства расположения мощной артиллерии нового типа и защиты корпуса от разрушительного действия снарядов. Конструкция же деревянных кораблей не могла удовлетворить все эти требования. Выросшие производственные возможности металлургической промышленности позволили перейти от строительства деревянных парусных к строительству железных паровых военных кораблей.