Развитие парусных судов

Никто не знает, когда и где был изобретен и впервые применен парус, но он, видимо, был одной из первых попыток человека приручить силы природы и заставить их работать на себя. Самое раннее свидетельство о парусных судах восходит к Древнему Египту (3-є тыс. до н. э.). Древние египетские суда [5] имели только один квадратный парус на двух деревянных реях (вверху и внизу). Они могли плыть под парусом только по ветру, но, так как в долине Нила ветер почти всегда северный, египтяне могли подниматься под парусом вверх по течению Нила. Для плавания вниз по течению парус не требовался.

Египетские корабли около 1300 г. до н.э. имели прямой парус и управлялись веслами. Форма корпуса повторяла тростниковые лодки.

Плавание под парусом против ветра. Потребовалось время, прежде чем человек понял, что парус можно изготовить и установить так, что он будет двигать корабль против ветра-не прямо против ветра, а под углом, когда ветер дует спереди и чуть сбоку. Аэродинамика таких парусов стала понятной совсем недавно [1]. Другим крупным изобретением явился киль-длинная балка, проходящая от носа до кормы, на которой монтировался весь каркас судна.

Плавание под парусом против ветра возможно благодаря тому, что ветер действует на парус, создавая подъемную силу (П) и силу сопротивления (С). Это эквивалентно наличию движущей силы (Д) и силе бокового сноса (С)

Средневековые суда с квадратными (прямыми) парусами не могли ходить к ветру ближе 90°; даже более поздние корабли с квадратными парусами не могли идти под углом менее 70°. Косые паруса (передний край которых закреплен на мачте или штаге так, что они могут поворачиваться), такие, как средиземноморский латинский и бермудский паруса современных яхт, позволяют судну держать курс 45° к ветру [4].

При зигзагообразном движении против ветра косые паруса позволяют судну держаться ближе к ветру. Поэтому, пройдя то же количеств миль, судно с косыми парусами окажется далеко впереди

Идея создания косых парусов появилась в III в. в результате эволюции египетского квадратного паруса, приведшей к латинскому парусу арабских доу и к рейковому парусу китайской джонки. Однако прямой парус служил вплоть до окончания торговых перевозок на парусных судах, так как был эффективнее косого при дальних плаваниях с попутным ветром.

Римляне внесли в развитие египетского парусного вооружения шпринтовый парус и треугольный топсель [6], но как и на египетских судах, так и позднее на судах викингов рулевое управление осуществлялось веслом, установленным сбоку на корме. Китайцы уже в I в. использовали осевой руль и компас. Такое устройство руля улучшило управляемость судна и было более прочным, чем рулевое весло; компас позволил уверенно вести судно вне видимости берегов, не опасаясь, что облачное небо скроет звезды. Эти открытия достигли Европы только в конце XI в. и сыграли огромную роль в развитии европейского мореплавания.

Развитие типов судна и паруса. Родина многомачтового судна-Китай; на Западе это новшество появилось во времена Марко Поло (XIII в.). До этого торговля между Европой и странами Средиземноморья велась на одномачтовых барках с одинаковой формой кормы и носа. К концу XV в. трехмачтовые суда стали обычными в европейских водах. Глубокие, широкие караки [7] были одним из таких торговых судов. К тому же времени относится появление каравеллы. На этом простом и легком судне плавали преимущественно португальцы. У каравелл были латинские косые паруса, но иногда передний парус делался прямым.

В XV-XVII вв. форма корпусов судов значительно изменилась. У нефа в 1400 г. [А] и нос, и кромка были заострены и высоко подняты. Многомачтовые суда (по образцу китайских джонок) появились с караками в 1450 г. [Б] и 1465 г. [В]. Транцевая корма появилась на больших судах в 1520 г. [Г], в корпусах которых делались отверстия для пушек. Галеоны [Д] (1545) и [Е] (1587) имели обтекаемую форму и полубак.

Галеон [9], появившийся в середине XVI в., объединял в себе черты тяжелого карака и стройной венецианской галеры. Эти суда характеризовали более изящные линии корпуса [7], чем у карак, квадратная корма (в отличие от карак) и полубак вместо нависающего носа.

Корабль Дрейка «Золотая лань» был елизаветинским галеоном средних размеров. Его палуба имела длину около 28 м. Парусное вооружение состояло из прямого паруса на бушприте, двух прямых парусов на фок-мачте и двух на грот-мачте и латинского паруса на бизани. Корпус судна характеризовался изящной подводной частью, княвдигедом (возникшим из тарана прежних галер), полубаком, входящим в конструкцию корпуса, и транцевой кормой с кормовой галереей. Управление производилось румпелем (штурвал появился в XVIII в.). На судне имелись две палубы. Такие суда использовались как для военных, так и для торговых целей

Переход от карак к галеонам был последним существенным конструктивным скачком для парусных судов. Различие между галеоном XVI в. и почтовым судном XIX в., таким, как «Блэкуолл», было только в деталях, хотя по оснащению последний превосходил галеоны. Постепенная эволюция парусных судов заключалась в увеличении размеров и числа парусов и введении косых стакселей между мачтами и кливеров перед фок-мачтой.

С середины XVIII в. судостроение в Европе развивалось в направлении создания судов с различным числом мачт - от двух до шести или даже семи, как, например, у шхуны «Томас В. Лоусон».

Последние парусные суда. Самыми быстроходными и красивыми среди крупных парусных кораблей были клипера [11]. Они прожили короткую жизнь: их начали строить в 20-е гг. XIX в. в США, апогея своей славы клипера достигли в 1850-1860 гг. и уже в конце столетия вышли из употребления.

Клипер был создан в первую очередь для достижения высоких скоростей. Изящный и легкий, он имел ограниченный объем грузовых трюмов и нес огромные паруса. Ему поручалось перевозить самые различные ценности (золото, китайский чай, шерсть и зерно из Австралии). Судовые компании состязались в быстроте переходов кораблей ради высоких прибылей, а потому команды на клипера набирались из самых лучших моряков.

Клипер середины XIX в. был особенно быстроходным. Его феноменальная скорость сделала торговлю между Австралией, Китаем, США и Великобританией более выгодной

С созданием пароходов, открытием Суэцкого канала и появлением трансконтинентальных железных дорог клипера вышли из употребления. Их место заняли большие парусные суда, построенные из стали, в которых ценились не скорость, а емкость грузовых трюмов и устройства, экономящие человеческий труд. Несмотря на значительно больший тоннаж (до 5800 т), их обслуживал почти такой же экипаж, как и клипера. Но даже эти корабли со временем вынуждены были сойти со сцены, не выдержав соревнования с пароходами.

Стальной четырехмачтовый барк конца XIX в. перевозил по всему миру товары, зерно и удобрения. Фок-мачта барка несла реи. Вооружение барка появилось в конце XVIII в., а стальные корпуса- с 70-х гг. XIX в.