Кто построил первый корабль из металла. Стальной парусник. II.2. Строение корабля

"СЕДОВ".

Корпус судна стальной клёпаный с полубаком и удлинённым ютом. Две непрерывные палубы — главная и нижняя.
Наружный киль брусковый сечением 75×250 мм. Рангоут стальной клёпаный. Мачты со стеньгами и брам-стеньгами с бом-брам-стеньгами сделаны однодревками.
Диаметр фок-мачты со стеньгой составляет у пяртнерса — 750 мм, а у эзельгофта — 460 мм . высота мачты более 50м.

Технические характеристики барка "Седов"

"Седов" имеет фок-мачту, 1-ю и 2-ю грот-мачты, бизань-мачту. Весь рангоут, включая колонны мачт, стеньги всех степеней, рей, гик гафели и бушприт стальной клепаный. Вес, рангоута с такелажем 210 т. Полная высота ФОК-мачты (с учетом колонны собственно мачты, стеньги, брам-стеньги, бом брамстеньги и флагштока с клотиком) от верхней кромки киля до клотика 62,6 м, 1-й и 2-й грот-мачт 63,5 м, бизань-мачты 54,7 м.

1 - Национальность: Россия 12 - Площадь парусов: 4.192 m²

2 - Порт приписки: Мурманск 13 - Количество парусов: 32 шт

3 - Год постройки: 1921 14 - Марка двигателя: Вяртсиля

4 - Верфь: Germaniawerft, Kiel

15 - Мощность двигателя: 2.800 л.с.

5 - Тип судна: 4-х мачтовый барк 16 - Энергия ветра: 8.000 л.с.

6 - Корпус: сталь 17 - Скорость под парусами: до 18 узлов

7 - Водоизмещение: 6148 т 18 - Скорость под двигателем: до 10 узлов

8 - Длина: 117,5 м 19 - Тоннаж: 3556 дп. т

9 - Ширина: 14,7 м. 20 - Экипаж: 54

11 - Высота мачт: 58 м 22 - Практиканты: 46

"Седов" - четырёхмачтовый барк, является самым крупным парусником в мире

традиционной постройки и второй по величине после 5-мачтового Royal Clipper

носовые косынки - клёпаные

ТЯГИ удерживающие БУШПРИТ - стальные.

МЕХАНИЗМЫ БУШПРИТА - стальные

БУШПРИТ полая стальная труба, тросы несущего такелажа - стальные.

носовые растяжки - стальные.


ФАЛЬШБОРТ стальной клёпаный.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Фальшборт


ПАЛУБА покрыта деревянным настилом как и скамья для укладки канатов.

На палубе установлены швартовный шпиль, кнехты швартовные: для буксировки судна.

Буксирное устройство - Моряк.

ВОПРОС - "БУДУТ ЛИ РАБОТАТЬ КНЕХТЫ ПРИКРЕПЛЁННЫЕ К ДЕРЕВЯННОМУ КОРПУСУ." ?

от верхней кромки киля до клотика 62,6 м, 1-й и 2-й грот-мачт 63,5 м, бизань-мачты 54,7 м.
число 62,6 м. делим на 3 м. (этаж современного жилого дома) получаем 21 этаж,

Диаметр фок-мачты со стеньгой составляет у пяртнерса — 750 мм, а у эзельгофта — 460 мм .
пяртнерс - отверстие в палубе деревянного парусного судна, через которое проходит мачта.
http://www.korabel.ru/dictionary/detail/1536.html
Представ те точно такую только из деревянных брёвен, причём сырых ,
(комлём, то на остов устанавливают, а там влага) , да мокрые ванты - из пеньки.

Марс — площадка на верхнем конце колонны, составной мачты.
На парусных судах служит для разноса стень-вант и местом для некоторых работ при постановке и уборке парусов ,

Верхняя рея трапецеидальная.


Везде сталь..

ПРОЧНО ТАК СОБРАНО.

АНТЕННА НА КЛОТИКЕ.

МАЧТА - сооружение из опирающегося на фундамент вертикальной колонны (металлическая, железобетонная, деревянная)
и поддерживающих его наклонных оттяжек (обычно стальных канатов), закрепленных на анкерах.
Применяют, напр., как опоры для радио- и телевизионных антенн.
Фок

прямой парус, самый нижний на передней мачте (фок-мачте) корабля. Привязывается к фока-рею.

ж. Верхняя часть мачты, являющаяся ее продолжением выше вант.

Стеньга

часть судового рангоута, служащая продолжением верхней части мачты.

ЧУТОК СВАРКИ

Вы деревянный стык видели: ТОРЦЫ - в материале дерево не работают, срубы домов, деревянными нагелями крепят,

чтоб брёвна не гнили, да и как креплением из металла собрать деревянный остов,

на который действует волны (вибрация) и нагрузки, его как металл не обожмёшь- дерево мягкий матерьял - РАСКОЛЕТСЯ.

Металлическая мачта полая, а деревянная цельная и воду впитывает, значит в разы тяжелее, для мачты нужна опора,

а раз волна качает, то и мачта ходит,

следовательно должен быть механизм гидроцилиндр

(амортизатор) снимающий нагрузку, иначе мачты разобьют киль,

из дерева его не сделаешь, на деревянную опору не поставишь,

опору на деревянный остов незакрепишь,

от вибрации всё развалится, так и цепляется одно за другое.

Что есть рангоут и парусное вооружение - двигатель.

Что заставляет работать этот двигатель? Агрессивная воздушная среда - ветер.

Что происходит с ветряным двигателем во время работы?

Ветер раскачивает мачты, как маятник в часовом механизме, что вызывает вибрацию.

Волны в море так же являются агрессивной средой раскачивающей корпус судна,

На сухопутном транспорте для гашения вибрации между опорой(рамой )

и двигателем, устанавливают опорные подушки, в данном случае их три.
А между опорой (рамой ) и ходовой - рессоры и амортизаторы.

без опорных подушек, по волнам то, тяжело!

Стало быть и под колоннами мачт находится хитрый механизм,

гасящий вибрацию, ветряного двигателя .

скоба ,
к ней стальной талреп к нему стальной трос.


поперёк вант на определенном расстоянии друг от друга крепятся выблёнки.
и ванты и выблёнки, и связующий крепёж талреп - стальной,

А изделие то, старше дедушки, механизму в 2021 сто лет, если историки не врут - почитайте, экономика Германии
в 1921, какие парусники?

ВОТ ТО ЖЕ ИЗДЕЛИЕ.

ЕМУ ТО ЖЕ СТО ЛЕТ В ОБЕД.


лебёдка для рей.


Лебёдка якорная.


БУШПРИТ в работе.

БУШПРИТ в ремонте.

Корпус стальной клёпаный.
Все дерево находящееся на судне служит либо для удобства, либо в качестве декора,
а если представить образ парусника.

То, возникает - ? А парусные суда из дерева, вообще - были ?

города Новосибирска«Кадетская школа- интернат

«Сибирский Кадетский Корпус»

Исследовательская работа по теме

«Почему железные

корабли не тонут?»

Выполнил: ученик 4 «Б» класса
МБОУ КШИ «СКК»
ЕрощенкоАлександр ПетровичРуководитель: Бандурко Наталья Владимировна, учитель первой категории

2016-2017 учебный год

СОДЕРЖАНИЕ

I .Введение……………………………………………………………...

II. Основная часть………………………………………………….…….

II. 1.Из истории кораблестроения……………………..…………………………..............

II. 2. Строение корабля………………………………………………….

III. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………….

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………............

V. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………....

VI .ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………….

Введение

Я учусь в Кадетском корпусе и в будущем мечтаю стать капитаном корабля. Сраннего детства меня интересовал вопрос:-Как так? Бросишь в воду камень,он сразу же начинает тонуть, а большие многотонные корабли держатся на плаву и не тонут. Я решил найти объяснение этого вопроса с помощью познавательной литературы, интернет – ресурсов и опытов.

В моей работе «Почему железные корабли не тонут?» представлены исторические сведения о кораблестроении,об устройстве кораблей. Описание опытов.

Цель моего исследования: выяснить, почему железные корабли не тонут.

Задачи:

1. Собрать информацию о причинах, по которым корабли держатся на плаву.

2. Собрать и проанализировать информацию о плавучести тел.

3 .Провести опыты, позволяющие выяснить условия, при которых тела плавают в воде.

4. Сделать выводы, выполнить презентацию, представить свою работу одноклассникам.

Гипотезы:

1 . А что если корабли не тонут из – за своей формы?

2 . Стальные корабли не тонут, потому что они легче воды, так как в них есть воздух.

Объект исследования: причины плавания кораблей.

Предмет исследования: изучение взаимодействия жидкости и предметов, помещённых в неё.

Методы исследования:

Анализ литературы, Интернет – ресурсов и других источников;

Проведение опытов

Практическая значимость : не всегда можно найти ответ на поставленный вопрос в учебнике. Появляется потребность получить этот ответ из жизненного опыта, наблюдений за окружающей действительностью, из результатов собственных экспериментов, которые позволяют расширить знания по данной теме, готовить и самостоятельно демонстрировать опыты, объяснять их результаты. Данная работа дает возможность сформировать представление об архимедовой силе, продолжить формирование умений устанавливать причинно-следственные связи между фактами, явлениями и причинами, также результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, при проведении классных часов, внеклассных мероприятий.

Проблема исследования: почему же такие огромные и тяжёлые корабли не тонут? Что позволяет им не только держаться на воде, но и перевозить тяжёлые грузы?

II. Основная часть

II.1. Из истории кораблестроения

Люди с давних времён хотели научиться плавать. Первыми плавательными средствами были связанные брёвна, плоты и челноки, выдолбленные из брёвен. Постепенно плавательные средства улучшались.

Существует финикийская легенда о первом мореходе. Им был тирийский дровосек Ус. Однажды Ус настолько увлекся работой, что не заметил, как лес загорелся и он оказался в огненном полукольце. Пожар был сильный, так что пробиться сквозь него было невозможно. Что делать: утонуть в море или сгореть заживо? Ус выбрал первое: он срубил высокий кедр, очистил его от веток, столкнул на воду и устремился на нем в море.Так был найден способ преодолевать моря и океаны. Не исключено, что бревно или, скорее всего, несколько бревен, скрепленных между собой (плот), и были «первым плавающим кораблем». Во всяком случае, плот был известен всем народам и сохранил свою популярность и в эпоху весел, и в наше время.

Плот - самое надежное плавучее средство передвижения. Он не может утонуть, даже если бы пытался. Но у плота есть и недостатки: он малоскоростной и плохо управляемый, не спасает от непогоды. И люди обращаются к другому древнейшему плавучему средству - лодке.

Человек быстро понял, что для мореходства годятся всевозможные материалы, и начал изобретать самые разнообразные плавательные средства. Долгое время именно судостроение, прошедшее путь от примитивных плотов и долбленых пирог до великолепных клиперов, было ведущей силой технического прогресса, а нужды навигации направляли развитие науки - астрономии, математики, механики. В 19 веке паровые двигатели заменили парус, а вместо дерева начали использовать сталь. В настоящее время корабли представляют собой огромные лайнеры и авианосцы, которые бороздят просторы мирового океана и могут месяцами не заходить в порт.

II.2. Строение корабля

У каждого корабля своё предназначение, но у любого судна есть основные части: корпус корабля, нос, корма. Корабль имеет продолговатую форму, чем-то напоминающую глубокую тарелку. Палубы на корабле закрывают его как крышки. Также, я узнал, что на корабль наносится специальная линия (ватерлиния – контрольная отметка, до которой можно загружать судно). Если она видна над поверхностью воды, то беспокоиться не стоит. Если линия скрылась под водой - вероятность его затопления возрастает.К какому бы виду или классу не относилось плавательныесредство, ему присущи общие элементы конструкции. В первую очередь, конечно, корпус, на котором установлены надстройки различного назначения, мачты и рубки. Важным элементом всех судов являются двигатели и движители, в общем, силовые установки. Для жизнедеятельности плавательныесредства имеют значение устройства, системы, электрооборудование, трубопроводы и оборудование помещений.

Носом называется передняя, кормой – задняя оконечности корпуса, его боковые поверхности – бортами . Правый борт по ходу движения моряки называют штирбортом , левый – бакбортом .

Нос корабля Корма

Дном или днищем называется нижняя часть корабля, палубами – горизонтальные перекрытия. Трюм корабля – это самое нижнее помещение, которое находится между днищем и нижней палубой. Межпалубное пространство называется твиндеком.

Палуба Трюм

Твиндек Трюм

Тип судна обуславливает и форму корпуса, и его размеры. Корпус корабля состоит из набора и обшивки. Переборки и палубы – это элементы, присущие определенным типам судов. Обшивка может быть изготовлена из дерева, как в древности и сегодня, пластмасс, сваренных между собой или склепанных стальных листов или даже железобетона. С внутренней стороны для поддержания прочности и формы корпуса обшивка и палуба подкреплены набором жестко скрепленных между собой балок, деревянных или стальных, которые располагаются в поперечном и продольном направлениях. В оконечностях корпус чаще всего заканчивается прочными балками: в корме - ахтерштевнем , а в носу - форштевнем . В зависимости от типа судна обводы носовой части могут быть разными. От них зависит уменьшение сопротивления движению судна, обеспечение маневренности и мореходных качеств.Подводный нос корабля уменьшает сопротивление воды, а значит, увеличивается скорость судна, и уменьшается расход топлива. А на ледоколах форштевень сильно наклонен вперед, за счет чего судно наползает на лед и разрушает его своей массой.

Строение корабля – не только корпус и надстройки, это еще и судовые устройства, специальное оборудование и палубные механизмы, обеспечивающие эксплуатацию судна. Без рулевого или якорного устройства не представляют корабль даже люди, далекие от кораблестроения. А еще на каждом судне есть буксирное, швартовое, шлюпочное, грузовое устройства. Все они приводятся в действие и обслуживаются палубными вспомогательными механизмами, к которым относятся рулевые машины, буксирные, грузовые и шлюпочные лебедки, насосы и многое другое. Судовые системы – это многие километры трубопроводов с насосами, приборами и аппаратами, при помощи которых откачивается вода из трюмов или стоки, подается питьевая вода или пена при пожаре, обеспечивается отопление, кондиционирование и вентиляция. Механизмы машинного отделения обслуживаются топливной системой для питания двигателей, воздушной для подачи сжатого воздуха, охлаждения двигателей. С помощью электрооборудования обеспечивается освещение на судне и работа механизмов и устройств, которые питаются от судовой электростанции.

Изучив данную информацию, мне по прежнему осталось непонятно – почему под водой мы можем поднять с легкостьюкамень, который с трудом поднимаем в воздухе. Если погрузить пробку подводу и выпустить её из рук, то она всплывёт. Когда мы плаваем в воде нашетело выталкивает на поверхность какие-то силы. Как можно объяснить этиявления? Почему такие большие корабли, сделанные из металла, перевозяттяжелые грузы, плавают и не тонут? Для выяснения этих вопросов я провел опыты, описанные в практической части.

Практическая часть

Опыт № 1 «Плавучесть разных материалов»

Определяем плотность.

Опыт 1. Все мы знаем, что, если бросить в воду деревянную доску, то она будет лежать на ее поверхности, а вот металлический лист такого же размера сразу начинает тонуть. Почему так происходит? Это определяется не весом предмета, а его плотностью. Плотность – это масса вещества, заключенная в определенном объеме.

Опыт 2. А, что произойдет, если кубики опустить в воду? Как видно из опыта камень и металл утонули – их плотность больше плотности воды, а пенопласт и дерево нет – их плотность меньше плотности воды. Значит, любой предмет будет плавать, если его плотность меньше плотности воды.

Следовательно, корабль, чтоб он держался на воде, надо сделать так, чтобы его плотность была меньше плотности воды. Предположим, делать его из такого материала, который имеет плотность меньше плотности воды и не тонет – например, из дерева. Из истории мы знаем, что человек именно из дерева делал вначале плоты, а затем лодки, используя свойство дерева–плавучесть. Сегодня мы видим много кораблей сделанных из металла, но они не тонут. Причина в том, что их корпус наполнен воздухом. Воздух намного менее плотное вещество, чем вода. У корабля образуется, как бы общая, суммарная плотность воздуха и металла. В результате этого средняя плотность корабля вместе с огромным объемом воздуха в его корпусе становится меньше плотности воды. Потому-то и не тонет тяжелый корабль. Подтвердим это опытом.

Опыт 3. Мы взяли кубики одинакового размера 70×40х50 мм из разного материала - металл, дерево, камень и пенопласт и взвесили их. И увидели, что кубики имеют разный вес, а следовательно, и разную плотность. Вес кубика из: камня –264г, пенопласта - 3 г, металла - 1020 г, дерева – 70 г.

Отсюда сделали вывод, что из кубиков самый плотный материал – это металл, затем камень, дерево и пенопласт.

Опыт 4. Опустим в воду плоский лист металла – он сразу же тонет, а любая посудина с бортами остается на плаву - в ней образуется запас плавучести. Туда даже можно положить груз. Так же действует спасательные средства: жилет или круг, одетый на человека. С их помощью удается удержаться на плаву до прибытия спасателей.

Выталкивающая сила

Кроме того на погруженное в воду тело действует выталкивающая сила. На рисунке мы видим, что на тело со всех сторон действуют силы давления.

Опыт 5. Мячик с воздухом внутри, погруженный в воду, с силой вылетает из нее вверх. Это действует на мяч выталкивающая сила (сила Архимеда). Она то и удерживает корабль на плаву и позволяет кораблю плавать.

1-Силы поддержания; 2-Давление воды на борт судна. Отчего же зависит действие выталкивающей силы? Первое – это от объема корабля и второе - от плотности воды, в которой корабль плавает. Эта сила тем больше, чем больше объем погруженного тела. Проверим это опытом.

Опыт 6 . Положим на плавающую доску небольшой груз –они тонут. А вот объем надувной лодки значительно больше, и она может выдержать даже несколько человек. Второе - выталкивающая сила меняется с увеличением плотности воды. Плотность воды можно увеличить, если ее сильно-сильно посолить. Докажем это следующим опытом.

Опыт 7. Мы залили шарики желтый и оранжевый в соленую воду и опустили их в пресную воду аквариума – они утонули. А зеленый и синий шарики с пресной водой – остаются наплаву. Следовательно, плотность соленой воды увеличилась.

Опыт 8. Опустим картофелину в емкость с солений водой – она остается на плаву. Затем опустим картофелину в емкость с пресной водой –она утонула.

Из проведенного опыта видно, что в соленой воде на плаву удерживаются те предметы, которые прежде тонули.

На основании проведенного исследования можно сделать выводы о том, что железные корабли не тонут и плавают потому, что :

1. Корабль обладает достаточным запасом плавучести.

2 .На корабль действует выталкивающая сила (сила Архимеда), направленная вверх. По закону Архимеда эта сила равна весу жидкости, вытесненной кораблем. Согласно выводам Архимеда на всякое тело, погружённое в жидкость, постоянно действует выталкивающая сила и величина её равна весу вытесненной этим телом воды. Если эта архимедова сила больше или равна весу тела, то оно не утонет. Корабли не тонут именно по этой причине. Нетрудно догадаться, что тело большого размера (объёма) вытеснит значительно больше воды, чем маленькое тело одинакового с ним веса и если утюг «раскатать» в достаточно тонкий лист фольги, то, аккуратно опущенный на поверхность воды, он будет на ней держаться. Железные суда проектируют и строят с таким расчётом, чтобы при погружении они вытесняли огромное количество воды, вес которой равен их весу в загруженном состоянии (это называется водоизмещением корабля) . В этом случае на них будет действовать выталкивающая архимедова сила соответствующей величины. Вот одна из причин, почему корабли не тонут. Можно объяснить, почему корабли не тонут, немного по-другому: тела, плотность которых меньше плотности воды, свободно плавают по её поверхности. Корабль внутри имеет множество пустых, наполненных воздухом помещений и средняя его плотность значительно меньше плотности воды. Поэтому корабли не тонут.

III. Заключение

Из литературы и Интернет- источников я узнал много интересного о кораблях и их способности держаться на поверхности воды.В ходе своего исследования я выяснил, что ошибался, когда думал, что в кораблестроении используются специальные лёгкие материалы. Но мои предположения о том, что стальные корабли не тонут, потому что имеют особую форму, оказались верны.Ещё я выяснил, что широкие корабли с высокими бортами вытесняют огромный объём воды, а чем больше объём воды, тем больше её отталкивающая сила. Это закон, который сформулировал древнегреческий учёный Архимед. Именно эта сила позволяет кораблям держаться на поверхности воды и перевозить многотонные грузы.

Список используемой литературы

Большая иллюстрированная энциклопедия школьника М. «МАХАОН», 2003 – 51 с.

А. Дитрих, Г. Юрмин, Р. Кошурникова «Почемучка» М. «Педагогика», 1991 – 160-164 с.

Л.А. Горев "Занимательные опыты по физике" М. Просвещение, 1985– 27-31.

Сахарнов С. В. Плывут по морям корабли [Текст] / С. В. Сахарнов, К. Д. Арон // «Едем, плаваем, летаем». – Москва: «Детская литература», 1993. – С. 7-36.

Приложение1

Легенда об Архимеде

Сила тяжести, действующее на тело, всегда направлена вниз и обусловлена

притяжением Земли. Однако на тело, погруженное в жидкую или

газообразную среду, действует еще какая–то сила, направленная вверх,

против силы тяжести. Эта сила называется выталкивающей силой Архимеда

– по имени древнегреческого учёного Архимеда, открывшего закон

плавающих тел. Этот закон гласит, что на тело, погруженное в жидкость,

действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной этим

телом. Согласно легенде, Гиерон, тиран Сиракуз, поручил Архимеду

выяснить, сделана ли его корона целиком из золота или же в нее подмешано

серебро. Эта задача занимала Архимеда довольно долго, пока не помог

случай. Однажды, принимая ванну, Архимед заметил, что чем больше он

погружается в воду, тем больше воды выливается из ванны. Он понял, что

это явление даст ему ключ к разгадке задачи, в восторге выскочил из ванны и

побежал по городу, восклицая: «Эврика, эврика!» (Нашёл, нашёл!). Для того,

чтобы раскрыть мошенничество с короной, Архимед применил следующий

метод: он опустил в сосуд, наполненный водой, золотой слиток того же веса,

что и корона, а потом собрал и взвесил вылившуюся воду. Потом он опустил

в сосуд слиток серебра того же веса, что и корона и нашёл, что воды

вылилось больше. Это объясняется тем, что при одинаковом весе объём

серебра превышает объём золота. Повторив опыт с короной вместо слитков,

Архимед получил результат, лежащий где–то посередине между

результатами двух предыдущих опытов.

После этого он заключил, что корона сделана не из чистого золота. Таким образом, Архимед заложил основы гидростатики - одного из разделов механики.

Приложение 2

Опыт №1.

Опыт№2.

Опыт№3.

Опыт№ 4 .

Опыт №5.

Опыт№6.

Опыт№7.

Помогал проводить Денис Зеленов. 10 лет.

Летом Денис купался на Волго — Донском канале. Смотрел на большие корабли, как они идут по каналу, поднимаются и опускаются в камере шлюза. И задумался: что позволяет им не только держаться на воде, но и перевозить тяжелые грузы?

Почему корабли могут ходить по воде?

Причин несколько.

1. Плотность

Опыт 1

Все мы знаем, что если бросить в воду деревянную доску, то она будет лежать на ее поверхности, а вот металлический лист такого же размера сразу начинает тонуть.

Почему так происходит? Это определяется не весом предмета, а его плотностью . Плотность – это масса вещества, заключенная в определенном объеме.

Опыт 2

Мы взяли кубики одинакового размера 70×40х50 мм из разного материала — металл, дерево, камень и пенопласт и взвесили их. И увидели, что кубики имеют разный вес, а следовательно, и разную плотность.

Вес кубика из:

• камня –264гр.,
• пенопласта — 3 гр.,
• металла — 1020 гр.,
• дерева – 70 гр.

Отсюда сделали вывод, что из кубиков самый плотный материал – это металл, затем камень, дерево и пенопласт.

Опыт 3

А что произойдет, если эти кубики опустить в воду? Как видно из опыта камень и металл утонули – их плотность больше плотности воды, а пенопласт и дерево нет – их плотность меньше плотности воды. Значит, любой предмет будет плавать, если его плотность меньше плотности воды.

Следовательно, корабль, чтоб он держался на воде, надо сделать так, чтобы его плотность была меньше плотности воды. Предположим, делать его из такого материала, который имеет плотность меньше плотности воды и не тонет – например, из дерева. Из истории мы знаем, что человек именно из дерева делал вначале плоты, а затем лодки, используя свойство дерева –плавучесть.

Сегодня мы видим много кораблей сделанных из металла, но они не тонут. Причина в том, что их корпус наполнен воздухом. Воздух намного менее плотное вещество, чем вода. У корабля образуется, как бы общая, суммарная плотность воздуха и металла. В результате этого средняя плотность корабля вместе с огромным объемом воздуха в его корпусе становится меньше плотности воды. Потому-то и не тонет тяжелый корабль. Подтвердим это опытом.

Опыт 4

Опустим в воду плоский лист металла – он сразу же тонет, а любая посудина с бортами остается на плаву — в ней образуется запас плавучести. Туда даже можно положить груз.

Так же действует спасательные средства: жилет или круг, одетый на человека. С их помощью удается удержаться на плаву до прибытия спасателей.

2. Выталкивающая сила

Кроме того на погруженное в воду тело действует выталкивающая сила. На рисунке мы видим, что на тело со всех сторон действуют силы давления:

Силы, действующие в горизонтальном направлении, т.е. на борта судна, взаимно компенсируют друг друга. Давление же на нижнюю поверхность - на днище, превышает давление сверху. Вследствие этого возникает направленная вверх выталкивающая сила.

Это хорошо видно из следующего опыта.

Опыта 5

Мячик с воздухом внутри, погруженный в воду, с силой вылетает из нее вверх.

Это действует на мяч выталкивающая сила (сила Архимеда). Она то и удерживает корабль на плаву и позволяет кораблю плавать.

1-Силы поддержания; 2-Давление воды на борт судна

Отчего же зависит действие выталкивающей силы?

Первое – это от объема корабля и второе — от плотности воды, в которой корабль плавает. Эта сила тем больше, чем больше объем погруженного тела. Проверим это опытом.

Опыт 6

Положим на плавающую доску небольшой груз –они тонут. А вот объем надувной лодки значительно больше, и она может выдержать даже несколько человек.

Второе — выталкивающая сила меняется с увеличением плотности воды. Плотность воды можно увеличить, если ее сильно-сильно посолить.

Докажем это следующим опытом.

Сто страниц истории к 100-летию Мурманска

Итак, в 1937 году Советское правительство сочло город Мурманск подходящим местом для строительства собственных рыболовных траулеров с металлическим корпусом. Решено было возвести новые цеха на обобщенной территории и снабдить "Мурманскую судостроительную и судоремонтную верфь Главрыбы", как она теперь именовалась, дополнительным оборудованием. В июне 1938 года уже на новых стапелях были заложены два траулера: "Сталинская Конституция" и "Михаил Громов".

"ГРОМОВ" ОПЕРЕДИЛ "КОНСТИТУЦИЮ"

Заложить-то суда заложили, но нервотрепка образца 37-го года в Мурманске все еще продолжалась. На судоверфи то и дело менялись руководители, которые в атмосфере всеобщей подозрительности ничего не успевали сделать. Лишь в ноябре 1938-го главным инженером предприятия стал Усач Моисей Семенович - грамотный, толковый специалист с деловой хваткой. А директором в апреле 39-го был назначен Сапанадзе Платон Васильевич - выдающийся организатор производства. Сапанадзе и Усач оказались той парой, которая своей организационной энергией сумела сомкнуться с энтузиазмом рабочих-стахановцев и вывести Мурманскую судоверфь из затяжного кризиса. Уже в середине 39-го кроме "пожарных" мероприятий намечаются системные, далеко глядящие.

12 декабря 1939 года был спущен на воду первенец мурманского стального судостроения - РТ-101 "Михаил Громов", названный в честь Героя Советского Союза № 8 - участника знаменитого чкаловского трансарктического перелета. "Сталинская Конституция", хотя и была заложена первой, оставалась пока недостроенной.

Коллектив судоверфи отправил телеграмму А. И. Микояну, инициатору стального судостроения в Мурманске: "В результате Ваших забот о рыбном Мурмане 12 декабря в 19 часов, в условиях полярной ночи, впервые в истории Заполярья спущен на воду первый траулер, построенный на Мурманской судоверфи. Коллектив МССВ заверяет Вас, Анастас Иванович, - на достигнутом не успокоимся. Приложим все силы для выполнения задания: выпускать 10-12 траулеров в год".

"ПОБЕДУ" ДОСТРАИВАЛИ ПОД БОМБЕЖКАМИ

Наступающий 1941 год Мурманская судоверфь встретила красиво. Вот как об этом писал директор верфи Платон Сапанадзе:

"В канун праздника все спешили к стапелям, где стоял готовый красавец траулер, построенный руками мурманских судостроителей. Сборщики, клепальщики, гибщики, инженеры суетились около своего детища, еще и еще раз заглядывая в каждый уголок корабля. Когда наконец все было осмотрено и проверено, рабочие выбили удерживающие корпус упоры и его огромное металлическое тело заскользило по полозьям. Вода Кольского залива с шумом расступилась, и он очутился в родной стихии".

Это был спущен на воду РТ-103, третий по счету траулер, построенный мурманчанами полностью, от киля до клотика. Или пятый, если считать "Ивана Папанина" и "Валерия Чкалова", чьи корпуса все-таки были ленинградскими.

Назвали траулер символически - "Победа", хотя великая и страшная Отечественная еще не началась. Она начнется через полгода, и "Победу" станут достраивать под бомбежками, стремясь к действительной победе над фашизмом, но до нее будет еще очень далеко.

ВЕРФЬ СТАЛА "КАДМИЕМ"

Предвоенный личный состав судоверфи насчитывал 2708 человек. В первые же дни войны она лишилась почти половины кадровых работников. Верфь переподчинили. Вернее, формально она оставалась в подчинении Главрыбосудостроя, но оперативно шагу не могла ступить без согласования с техническим отделом Северного флота, который стал генеральным заказчиком верфи. Ремонт военных кораблей стал главной задачей предприятия. Другим крупнейшим заказчиком стала 14-я армия.

Трудовой распорядок на верфи коренным образом изменился. Введена была двухсменная круглосуточная работа. Люди работали по двенадцать часов с одним перерывом на обед - это в самом легком случае, если Родина в лице дирекции не потребует большего.

Для телефонных переговоров с военным командованием ввели систему условных обозначений. Верфь стала "кадмием", корабль - "диаграммой". И так далее:

"география" - ремонт закончен;

"календарь" - отошел от завода;

"диктовка" - прямое попадание;

"вибрация" - нужен водолаз;

"ватрушка" - требуются аварийно-спасательные средства;

"обложка" - имеются убитые;

"биография" - имеются раненые;

"открытка" - пожар;

"анатомия" - затонул.

Заказы для фронта росли по всем направлениям. Требовались макеты кораблей для маскировки и обмана противника. Потребовалось навести понтонный мост в устье Колы, и судоверфь передала под плавучие опоры семь корпусов недостроенных "касаток". Уже в сентябре 1941 года верфь обязали произвести 200 минометов, 7000 мин и 5000 гранат-лимонок. У войны заказы свои, специфические. Строительство новых траулеров было отложено "на после войны".

ДЫМ ИДЕТ ИЗ МАЧТЫ

Уже в 1947 году подлеченная от разрушений судоверфь по заданию А. И. Микояна приступила к проектированию и постройке среднего рыболовного траулера собственной конструкции с мощностью двигателя 400 л. с. Проект был разработан инициативной группой верфи: директор Сапанадзе П. В., главный инженер Семенов И. М., главный технолог Зеленко Л. Н., конструкторы - Тассо Х. С., Савичев П. А. и Смолин Л. А.

Проект получился своеобразным и продемонстрировал зрелость и незаурядность мурманской судостроительной мысли. Например, у этого судна, предназначенного как для тралового, так и для дрифтерного лова (ставными сетями), был носовой дополнительный руль, улучшающий маневренность, и не было привычной дымовой трубы: отработанные газы утилизировались и отводились через полую мачту. Конструкцию корпуса разработал Петр Алексеевич Савичев. Он выбрал основные параметры, сделал теоретический чертеж и произвел все расчеты по остойчивости и прочности судна.

В сентябре 1947 года после утверждения эскизного проекта министром Ишковым началась скоростная постройка судна. Главным строителем логгера был назначен инженер-кораблестроитель Груднев Борис Владимирович. Для премирования рабочих и ИТР за скоростную и качественную работу был образован специальный фонд в размере:

отрезов импортного бостона - 6;

отрезов импортного драпа - 6;

рыба улова подсобного хозяйства - 4000 кг;

картофеля подсобного хозяйства - 4000 кг.

6 ноября 1947 года - да, к 30-летию Великого Октября - корпус корабля был спущен на воду, а в начале февраля "Кораблестроитель" - именно так назвали первенца - сдали в эксплуатацию. Достройка шла в условиях полярной ночи, палубу закрывали от осадков навесами из брезента, но судно достроили в рекордно короткий срок - за 80 суток.

В 1948 году "Кораблестроитель" в качестве флагманского судна участвовал в специальной сельдяной экспедиции восточнее Исландии. Высокую оценку нашему СРТ дал ученый Ю. Марти. Находясь на испытании этого судна в районе Шпицбергена, он писал с моря: "Для меня теперь бесспорно, что суда нужно строить только в Мурманске. Этот тип СРТ намного лучше немецких судов.

Цельносварной мурманский "Кораблестроитель" стал прототипом большой серии СРТ, заказанных за границей, хотя и на стапелях нашей судоверфи он не был единственным: вслед за СРТ-1 в 1948 году был построен СРТ-2, а в 1949-м - СРТ-3. Правда, в отличие от головного судна оба они были с трехвальной силовой установкой. Модификация случилась не от хорошей жизни: для них не нашлось подходящего двигателя, и поставили три танковых. Говорят, при работе этой установки грохот в машинном отделении стоял неимоверный.

А вот корпус СРТ-4, заложенный осенью 1949 года, строился уже не на открытых стапелях, а в помещении корпусносборочного цеха: не мерзли теперь ни люди, ни металл.

Владимир СЕМЕНОВ, член Союза писателей СССР.

Продолжение следует.

«Вечерний Мурманск».

До первой половины XIX столетия единственным материалом для постройки судов было дерево - отличный судостроительный материал.

Во-первых, оно обладает естественной плавучестью (плотность менее 1,0 т/куб. метр), которая меньше плотности воды.

Во-вторых, оно легко поддается обработке, что значительно упрощает технологический процесс постройки судов.

В-третьих, дерево являлось и является одним из самых дешевых строительных материалов.

Основной недостаток этого материала - его короткомерность, т. е. относительно небольшие размеры по длине отдельных «штук», вследствие чего в конструкцию корпуса необходимо вводить большое количество креплений для соединения их между собой.

Существовавшие в прежние времена способы крепления деревянных частей при помощи деревянных нагелей, гвоздей и болтов не обеспечивали полной монолитности соединений (узлов), особенно при создании судов значительных размеров. Однако еще в XVIII в. корабельные леса в таких странах, как Англия, Франция, были почти полностью истреблены, и строевую древесину приходилось вывозить издалека, например из Новой Зеландии.

Кроме того, неуклонно возраставший объем грузоперевозок и военно-морское соперничество некоторых держав приводили к увеличению размеров судов, а следовательно, и усилий в их связях. Чтобы воспринять эти усилия, требовались сверхпрочные конструкции, которые невозможно было создать из дерева. Масса корпуса таких деревянных судов составляла почти 50 % водоизмещения, и они теряли свои преимущества в массе перед железными. Масса корпуса железных судов уже не превышала 30-35 % водоизмещения. На современных грузовых судах, в зависимости от их типа и размеров, она составляет 10-20%.

Безусловно, что одной из главных причин замены дерева железом стало применение на судах паровой машины, при работе которой крепление деревянных элементов набора из-за вибрации расшатывалось значительно быстрее, чем на парусных, что приводило к появлению водотечности и повреждениям корпусных конструкций. Попытки усилить корпус для предотвращения этих явлений приводили к дальнейшему его утяжелению.

Итак, недостаток в хорошем строительном материале - дереве - вынудил «владычицу морей», Англию, почти одновременно с введением паровой машины начать постройку судов из железа. В 1784 г. английский металлург Генри Корт получил патент на изготовление железных листов и фигурных полос путем прокатки их на вальцах. До этого листы и полосы изготовлялись ковкой с последующей обработкой гладильными молотами. Сначала изобретение Корта нашло применение при изготовлении паровых котлов, затем, с 1787 г., стали строить из железа баржи длиной около 20 м и грузоподъемностью 20 т для перевозки грузов по-каналам Англии. В 1818 г. в Англии строится каботажный парусник «Вулкан» из железа. (Отметим, однако, что первым судном из металла была карликовая подводная лодка «Тэртл», построенная в 1776 г. американцем Дэвидом Бушнеллом. Она имела медную обшивку на железных шпангоутах.)

Первый в мире железный пароход «Аароп Мэнби» грузоподъемностью 116 т (1821 г).

В 1822 г. первый железный пароход «Аарон Мэнби» длиной 36 м с машиной в 80 л. с. прошел вниз по Темзе от Лондона, пересек Ла-Манш и затем по Сене пришел в Париж. Его корпус был изготовлен из листов толщиной 6,3 мм, а изнутри обшит деревом для защиты груза и «успокоения» пассажиров. Это английское судно развивало скорость 8-9 уз.

В 1834 г. произошел перелом в отношении судостроителей к железу как к судостроительному материалу. Этому способствовал случай: во время шторма на мель село английское железное судно «Гарри Оуэн» и несколько деревянных судов. Большинство деревянных судов разбилось, а железное получило лишь незначительные повреждения. Это было убедительным и веским доказательством преимуществ железного судна! С этого времени железное судостроение получает признание и к середине XIX в. утверждается безоговорочно.

В 1837 г. англичане спустили на воду первый морской пароход из железа «Рейнбоу», который предназначался для эксплуатации между Лондоном и Антверпеном.

Элементы корпуса соединялись заклепками, которые были известны еще за тысячу лет до нашей эры. Заклепки в судостроении первыми начали применять норвежцы: в начале нашей эры они перешли на склепывание досок обшивки судна - прототипа знаменитого впоследствии дракара.

Военные моряки не спешили заказывать боевые корабли из железа, так как качество этого материала было еще довольно низким, корпуса из железа слабо противостояли артиллерийским снарядам и, кроме того, при взрыве снаряда железо давало много осколков.

Начало использованию железа в военном кораблестроении относится к 1839 г., когда в Англии был спущен на воду пароход «Немезис» водоизмещением 660 т, вооруженный двумя поворотными 32-фунтовыми орудиями, пятью 6-фунтовыми пушками и ракетным станком! (Отметим попутно, что в 1806 г. Булонь подверглась налету ракетами военного инженера У. Конгрева с английских кораблей, а в 1807 г. ракетному обстрелу подвергся Копенгаген. Это были первые боевые крещения корабельных ракет. В первом случае было выпущено 40 тыс., а во втором - 25 тыс. ракет). Он известен как первый из железных кораблей, принявших участие в боях.

В 1840 г. в Англии были построены из железа три небольшие колесные канонерские лодки водоизмещением 400 т. В США в 1842, 1843 и 1844 гг. строят железные корабли «Мичиган», «Уотер Уитч» и «Аллегени». В 1845 г. в Англии строятся три железных пароходофрегата «Биркенхед», «Мегара» и «Симун» водоизмещением почти по 2000 т. Именно с борта колесного «Биркенхеда» (переоборудованного в войсковой транспорт) при аварии в 1852 г. прозвучала команда, вошедшая в неписаный морской кодекс чести: «Женщины и дети вперед!» Из 638 человек погибло 454, но среди них не было ни одной женщины, ни одного ребенка!

Следует упомянуть, что переход от дерева к железу поставил перед моряками и судостроителями целый ряд новых сложных задач: надо было исключить влияние судового железа на стрелку магнитного компаса, разработать способ борьбы с ржавлением и обрастанием корпуса судна и др.

Вершиной железного судостроения считается спущенный на воду в 1858 г. в Англии пароход «Грейт Истерн» водоизмещением 32,7 тыс. т и длиной 210,4 м, о котором шла речь в главе «Гиганты из гигантов». Тем самым был побит рекорд длины судна, принадлежащий китайским судостроителям (адмиральской джонки «Чжэн Хэ» времен династии Мин), продержавшийся около четырех с половиной веков.

Через 20 лет после выхода в море «Грейт Истерна», в 1880 г., итальянские кораблестроители спустили на воду наибольший боевой корабль из железа - бронепалубный шеститрубный крейсер «Италия» водоизмещением 15,2 тыс. т. Крейсер был вооружен четырьмя 431-мм орудиями в брустверных установках из брони компаунд (сталежелезной) и 152-мм орудиями; скорость хода - 18 уз.

Применение железа позволило значительно увеличить размеры кораблей: «Грейт Истерн» почти в 4 раза превосходит по водоизмещению деревянный гигант - шхуну «Вайоминг», а бронепалубный крейсер «Италия» - в 2,5 раза линейный корабль «Мальборо», о котором будет сказано чуть ниже. По длине «Грейт Истерн» почти в 1,3 раза превзошел деревянную джонку «Чжэн Хэ».

Темпы вытеснения дерева металлом все возрастали. Так, в 1895 г. тоннаж металлических (из железа и стали) плавающих морских судов мирового флота сравнялся с.деревянным; в 1936 г. доля деревянных судов едва превышала 10%. Появившиеся ранее композитные суда (металлический набор и деревянная обшивка) не достигли больших размеров. Наиболее известные из них - это упоминавшиеся выше английские клиперы «Ариэль», «Катти Сарк» и королевская яхта «Виктория и Альберт». Эта яхта, построенная в Англии в 1899 г., имела водоизмещение около 5 тыс. т, длину 116 м и была оборудована паровыми машинами мощностью 12 тыс. л. с, сообщавшими ей скорость около 20 уз.

Бронепалубный железный крейсер «Италия» водоизмещением 15,2 тыс. т (1880 г.)

«Виктория и Альберт» как имевшая деревянную трехслойную обшивку, крепящуюся к стальным шпангоутам с помощью болтов, может рассматриваться как крупнейшее в мире судно с болтовым креплением основных связей.

Композитные суда строят и в наше время. В основном это боевые катера и тральщики водоизмещением до 500 т. На них обычно используется многослойная деревянная обшивка, закрепляемая с помощью болтов из нержавеющей стали на шпангоутах из алюминиевого сплава.

Интересно, что в 1958 г. железу - этому неутомимому труженику - был поставлен в Брюсселе памятник в виде необычного здания Атомиума. Девять громадных, диаметром 18 м, металлических шаров как бы висят в воздухе, восемь - по вершинам куба, девятый - в центре. Это - модель кристаллической решетки железа, увеличенная в 165 млрд. раз!

А что же деревянные суда? В 1857 г., т. е. в то же время, что и «Грейт Истерн», в США был построен последний крупный деревянный пароход для Атлантики под названием «Адриатик», длина которого составляла 107,2 м. Это судно, рассчитанное на 376 пассажиров и 800 т груза, имело скорость 13 уз. Запас топлива определялся весьма внушительной цифрой - 1,2 тыс. т.

В те же годы по реке Гудзон плавал деревянный колесный пароход «Нью Уорлд» длиной 113 м. Его не смог превзойти по длине упомянутый ранее американский деревянный барк «Роанок» постройки 1892 г.; этот пароход вошел в историю как самое длинное деревянное транспортное судно с механическим двигателем.

Крупнейшим цельнодеревянным безбронным кораблем считается английский трехдечный 131-пушечный парусно-винтовой линейный корабль «Мальборо» водоизмещением 6,1 тыс. т длиной 74,7м. Он был построен в 1858г., а в 1924г. перевернулся и затонул во время буксировки на сломовую верфь.

Если в гражданском судостроении крупные деревянные морские суда уже не строятся, то в военном кораблестроении от древесины не отказываются. В частности, в 1941 -1943 гг. в США были построены спасательные суда типа БАРС. Водоизмещение этих дизель-электрических кораблей мощностью 1800 л. с. составляло 1,3 тыс. т. В настоящее время для военно-морских сил США строятся тральщики - искатели мин типа «Авенджер» водоизмещением 1,1 тыс. т, длиной 68,3 м. Шпангоуты этих кораблей клееные, слоистой конструкции, выполнены из дуба.