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 , 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 зависи
мости 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 , 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 из железа. (Отметим, однако, что первым судном из металла была карликовая подводная лодка ,' построенная в 1776 г. американцем Дэвидом Бушнеллом. Она имела медную обшивку на железных шпангоутах.)
В 1822 г. первый железный пароход длиной
36 м с машиной в 80 л. с. прошел вниз по Темзе от Лондона, пе
ресек Ла-Манш и затем по Сене пришел в Париж. Его корпус
был изготовлен из листов толщиной 6,3 мм, а изнутри обшит де
ревом для защиты груза и пассажиров. Это англий
ское 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 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 , 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 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. Конгре-ва 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 , и . В 1845 г. в Англии строятся три железных пароходофрегата , и водоизмещением почти по 2000 т. Именно с борта колесного (переоборудованного в войсковой транспорт) при аварии в 1852 г. прозвучала команда, вошедшая в неписаный морской кодекс чести: 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 водоизмещением 32,7 тыс. т и длиной 210,4 м, о котором шла речь в главе . Тем самым был побит рекорд длины судна, принадлежащий китайским судостроителям (адмиральской джонки времен династии Мин), продержавшийся около четырех с половиной веков.
Через 20 лет после выхода в море , в 1880 г., итальянские кораблестроители спустили на воду наибольший боевой корабль из железа - бронепалубный шеститрубный крейсер водоизмещением 15,2 тыс. т. Крейсер был вооружен четырьмя 431-AIM орудиями в брустверных установках из брони компаунд (сталежелезной) и 152-мм орудиями; скорость хода - 18 уз.
Применение железа позволило значительно увеличить размеры кораблей: почти в 4 раза превосходит по водоизмещению деревянный гигант - шхуну , а бронепалубный крейсер - в 2,5 раза линейный корабль , о котором будет сказано чуть ниже. По длине почти в 1,3 раза превзошел деревянную джонку .
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 , и королевская яхта . 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 ско-рость около 20 уз.
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 , в США был построен последний крупный деревянный пароход для Атлантики под названием , 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 длиной ИЗ м. Его не смог превзойти по длине упомянутый ранее американский деревянный барк 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-пушечпый парусно-винтовой линейный корабль водоизмещением 6,1 тыс. т длиной 74,7 м. Он был построен в 1858 г., а в 1924 г. 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 водоизмещением 1,1 тыс. т, длиной 68,3 м. Шпангоуты этих кораблей клееные, слоистой конструкции, выполнены из дуба.