The wonderful sail
Конструкция корпуса парусного судна часть IV
Обшивка
Под обшивкой понимают оболочку, которой покрывают набор судна. На больших судах имеются наружная и внутренняя обшивки, на малых судах и шлюпках внутренняя обшивка встречается редко, да и то на отдельных участках. Обшивка наружная должна быть водонепроницаемой; на деревянных судах она состоит из рядов обшивочных досок, прикрепленных к шпангоутам нагелями (гвоздями). Несколько рядов досок одинаковой толщины, подогнанных встык, называют поясом обшивки. Шпангоуты соединяют друг с другом с помощью обшивочных досок, благодаря чему увеличивается прочность корпуса. Поэтому доски должны быть достаточной толщины, которая в различных местах корпуса неодинакова и зависит от их положения и возникающих в этих местах нагрузок. Два нижних поясья, которые с обеих сторон прилегают к килю, заходя в его шпунт, называют шпунтовыми. Они толще последующих поясьев днищевой обшивки. Наибольшая толщина досок — в районе переменных ватерлиний, так как они должны противостоять напряжениям, возникающим в обшивке вследствие попеременного высыхания и смачивания. Довольно значительна толщина пояса обшивки и в районе верхней палубы, так называемого ширстрека, наиболее толстый из них самый последний пояс - привальный брус.
Названия поясьев внутренней обшивки и их положение приведены на рисунке.
Сечение по мидель-шпангоуту деревянного двухпалубного парусного судна.
1 - киль; 2 - шпунтовый пояс; 3, 4 - днищевая обшивка; 5 - бархоут; 6 - привальный брус; 7 - фальшборт; 8 - флортимберс; 9 - первый футокс; 10 - третий футокс; 11 - топтимберс; 12 - стойки фальшборта; 13 - планширь; 14 - кильсон; 15 - водопроток; 16 - внутренняя скуловая обшивка; 17 - воздухопроток; 18 - бимсовая кница; 19 - бимс; 20 - клямс (привальный брус) ; 21 - „подклямс”; 22 - палубный настил; 23 - пиллерс; 24 - ватервейс; 25 - спиркетинг; 26 - верхняя, или главная, палуба; 27 - нижняя, или промежуточная, палуба; 28 - трюм.
Продольные швы между боковыми краями обшивочных досок, примыкающих друг к другу, называют пазами, а поперечные - стыками. Под действием температуры и переменных сил швы могут расширяться или сужаться, что влияет на водонепроницаемость корпуса. Обычно швы конопатят - заполняют пенькой или иным мягким материалом, пропитанным смолой, тиром или другим подобным веществом, а сверху заливают смолой или особым составом из смеси гарпиуса, сала и серы. Благодаря этому швы «играют», но водонепроницаемость корпуса не нарушается.
На деревянных судах доски шпунтовых поясьев, поясьев в районе ватерлинии и шпангоуты изготовляли только из дуба, остальные поясья - из дуба, вяза, сосны, тика и др. Размеры досок зависели от способа постройки и размеров судна; длина равнялась 6-8 м, ширина – 10-25 см. Крайние концы поясьев входили в шпунты фор- и ахтерштевней и крепились нагелями из оцинкованного железа или меди. Железные нагели забивали в обшивку, как и в шпангоуты, не сверля предварительно отверстий в дереве, медные же - в предварительно просверленные отверстия, с внутренней стороны их расплющивали на подкладочных шайбах.
Для крепления обшивки небольшой толщины обычно использовали шипы конической формы из дуба или акации.
Различают следующие виды обшивок:
- простую обшивку вгладь с парным швом (римский способ) выполняли главным образом на больших корпусах со сравнительно толстыми обшивочными досками;
- двойная наборная обшивка состояла из двух слоев досок различной толщины, наложенных друг на друга так, чтобы шов нижнего ряда прикрывался верхней доской, этот вид использовали на судах средней величины;
- существует вид обшивки кромки на кромку – внакрой, в двух смежных рядах досок нижняя кромка доски верхнего ряда накладывается на верхнюю кромку доски нижнего ряда, затем края досок соединяются друг с другом медными нагелями. Корпус при такой обшивке получается очень прочным, поэтому можно уменьшить число и толщину шпангоутов. Такой способ сейчас обычно применяется для обшивки шлюпок;
- диагональная обшивка вгладь - двойная, ее слои положены под углом друг на друга. Она предназначена для обшивки корпусов судов, которые при малом весе должны обладать наибольшей поперечной и продольной прочностью, например на катерах, торпедных катерах и т. д.
Способы обшивок шлюпок: а - вгладь с парным швом; b - внакрой; с - диагональная обшивка.
Обшивка старинных судов имела свои особенности. Сперва шли два первых, более толстых ряда обшивочных досок, заделанных в киль, которые называли шпунтовыми поясьями. Далее следовала более тонкая обшивка нижней части судна от шпунтового пояса до ватерлинии — днищевая обшивка. Выше ватерлинии поясья обшивки чередовались с усиленными поясьями — бархоутами.
Бархоуты не только обеспечивали необходимую продольную прочность судна, но и служили украшением корпуса. Они были толще обычных обшивочных досок, поэтому выступали над ними приблизительно на один дюйм (2,54 см). Первый, или нижний, бархоут начинался у винтранца и заканчивался на форштевне. Второй бархоут в середине судна касался нижних косяков пушечных портов нижней батарейной палубы - орлоп-дека, а затем отходил от них, так как седловатость палубы не совпадала с кривизной бархоута. Между первым и вторым бархоутами проходил пояс обычной, нормальной обшивки. На английских судах оба бархоута представляли единое целое. Третий и четвертый бархоуты, в свою очередь разделенные поясом наружной обшивки обычной толщины, располагались между пушечными портами орлоп-дека и портами второй батарейной палубы - мидель-дека. Пятый и шестой бархоуты проходили между портами мидель-дека и третьей батарейной палубы - опер-дека. Последний бархоут, называвшийся фальшбортным, проходил на высоте верхних футоксов: начинался несколько ниже линии ахтердека и заканчивался в носу несколько выше линии бака.
Теоретический чертёж судна «Соверин оф зе Сиз»
Обшивка подводной части судна, находившаяся ниже первого бархоута, тоже была довольно толстой, так как должна была противостоять вражеским ядрам.
Поясья внутренней обшивки, покрывающие днище судна, называли пайолом, в районе скул - скуловыми; толстый пояс, на который опирались своими концами бимсы, - клямсом, а пояс, находившийся между нижними косяками пушечных портов и ватервейсом, - спиркетингом.
Конструкция средней части корпуса
Борта судна в средней части корпуса почти параллельны, поэтому форма шпангоутов в этом районе аналогична форме мидель-шпангоута. У узких судов она менее протяженна, к оконечностям шпангоуты становятся все острее.
Средняя часть парусного деревянного судна (вид снаружи).
1 - фальшкиль; 2 - киль; 3 - шпунт киля; 4 - кильсон; 5 - внутренний кильсон; 6 - шпунтовый пояс; 7 - днищевая обшивка; 8 - бортовая обшивка; 9 - ширстрек; 10 - привальный брус; 11 - фальшборт; 12 - релинг для коечных сеток; 13 - штормовой шпигат (полупортик); 14 - юферсы; 15 - верхний руслень; 16 - нижний руслень; 17 - крепление вант-путенсов; 18 - ватервейс; 19 - спиркетинг; 20 - трюмный пиллерс; 21 - палубные пиллерсы; 22 - бимсы; 23 - палубный настил; 24 - бимсовая кница; 25 - клямс; 26 – «подклямс»; 27 - флортимберсы; 28 - шпигат; 29 – «воздушный» пояс; 30 - планширь.
Бимсы
Противоположные ветви шпангоутов связаны друг с другом с помощью поперечных балок - бимсов. Они воспринимают боковое давление воды на корпус и несут на себе палубный настил.
Верхняя поверхность бимсов изогнута. Обычно бимсы устанавливали на расстоянии 1-2 м друг от друга. Если расстояние было больше, то на продольные балки между бимсами ставили небольшие поперечные балки, чтобы обеспечить настилу палубы большую поверхность опоры.
На старинных судах бимсы ставили в качестве поперечных связей, а между ними - продольные и поперечные балки для подкрепления палубы. Уширенные бимсы были наборными и могли, например, состоять из двух штук, соединенных в замок, или с соединительным брусом посредине.
Бимсы, находящиеся в наиболее широкой части судна, называли мидель-шпангоутами.
Бимс передних релингов в носовой части одновременно служил в качестве верхнего косяка пушечных портов для погонных орудий, предназначавшихся для преследования противника. Именно он образовывал начало уступа при переходе к гальюну и на нем крепились стойки передних релингов. Снизу в середине бимса находилось полукруглое отверстие для прохода бушприта.
Сечение по мидель-шпангоуту судна XVI1-XVIII вв.
1 - киль; 2 - кильсон; 3 - шпунтовый пояс; 4 - днищевая обшивка; 5 - доски днищевой обшивки; 6 - первый бархоут; 7 - второй бархоут; 8 - третий бархоут; 9 - четвертый бархоут; 10 - верхняя обшивка фальшборта; 11 - пояс переменных ватерлиний; 12 - внутренняя скуловая обшивка; 13 - внутренняя обшивка; 14 - спиркетинг; 15 - флортимберс; 16 - первый футокс; 17 - третий футокс; 18 - топтимберс; 19 - стойки фальшборта; 20 - ридерс; 21 - обшивка фальшборта; 22 - планширь; 23 - бимсы; 24 - железные кницы; 25 - настил палубы; 26 -соединительная штука; 27 - клямс; 28 - „подклямс”; 29 - ватервейс; 30 - связные поясья палубного настила.
Мидель-шпангоут английского судна „Виктори” (перспектива).
Клямсы и ватервейсы
Концы бимсов были врублены в мощные продольные балки судна - клямсы, соединенные со шпангоутами сквозными болтами. Под клямсом находился один (реже два) „подклямс”. Сверху, на концы бимсов устанавливали другой мощный брус — ватервейс. Сбоку от него укладывали два или три ряда утолщенных досок настила палубы. Таким образом, с одной стороны бимсы были врезаны в лапу с клямсом, а с другой — с ватервейсом и утолщенными досками настила. Внутренняя сторона ватервейса была скошена и в нем имелись отверстия для стока воды — шпигаты. Конструкция крепления бимсов на старинных судах была такой же, как описано выше.
Бимсы.
1 - бимс; 2 - клямс; 3 - „подклямс”; 4 - ватервейс; 5 - утолщенный палубный настил.
Кница. Пиллерсы
Для более прочного соединения бимсов с бортами на концах бимсов устанавливали прямоугольные связи - бимсовые кницы. На старинных судах их выполняли из развилок стволов или ветвей деревьев и крепили деревянными или металлическими накладками. Пиллерсы — вертикальные стойки, выделанные из одного бруса, устанавливали под бимсами.
Настил палубы
На бимсы в продольном направлении накладывают палубный настил - доски, которые в определенной мере повышают продольную прочность корпуса. Швы между палубными досками, обычно сосновыми или тиковыми, тщательно проконопачивали, чтобы в них не попадала вода. К бимсам доски крепили при помощи нагелей или болтов, которые сверху утапливали и закрывали деревянными пробками.
Трюм (нижняя палуба) судна XVII в. и его конструкция.
1 - бимсы; 2 - люк в камеру оружейного мастера; 3 - люк в крюйт-камеру; 4 - люк в помещение боцмана (вернее баталера, ведавшего размещением и хранением продуктов питания команды, т. е. в баталер-камеру) ; 5 - помповая шахта у бизань-мачты; 6 - помповые шахты больших помп у грот-мачты; 7 - грот-мачта; 8 - большой люк; 9 - грузовой люк - помещение для хранения вант и прочих снастей; 10 - люк в шкиперскую; 11 - пяртнерс фок-мачты; 12 - ватервейс; 13 - усиленные доски палубного настила; 14 - отдельные поясья палубы; 15 - рымы для крепления пушечных талей; 16 - палубный настил; 17 - степс бизань-мачты; 18 - якорный битенг.
Трюм английского судна второй половины XVIII в.
1 - бимсы; 2 - ватервейс; 3 - усиленные доски палубного настила; 4 - палубный настил; 5 - люк в камеру оружейного мастера; 6 - люк в крюйт-камеру; 7 - люк в баталер камеру; 8 - большой люк; 9 - люк в помещение для хранения тросов; 10 - люк в шкиперскую; 11 - степс бизань-мачты; 12 - пяртнерс грот-мачты; 13 - пяртнерс фок-мачты; 14 - карлингсы; 15 - горизонтальные бимсовые кницы; 16 - рамы для крепления пушечных талей; 17 - помповые шахты; 18 - сливная труба помп; 19 - якорный битенг.
На старинных судах толщина настила палубы и бака зависела от типа судна и веса устанавливаемых орудий. Обычно толщина досок нижней палубы - 5 дюймов (около 12,5 см), а каждой последующей палубы на один дюйм меньше (4 дюйма - для второй, 3 - для третьей и т. д.). На основе длительного строительного опыта были выработаны правила определения толщины наружной и внутренней обшивок в зависимости от толщины палубного настила. В соответствии с ними у большого линейного судна толщина наружной обшивки и настила первой палубы равнялась 5 дюймам, второй палубы и обшивки - 4, толщина досок на баке - 3-м и на квартердеке - 2-м дюймам. Толщина досок поясьев ширстрека была на 1 дюйм больше толщины нормальной обшивки, а именно: 6 дюймов - для первого пояса, 5 - для второго и т. д.
Фальшборт и коечные сетки
На деревянных судах обшивка фальшборта состояла из сравнительно узких досок, укрепленных на стойках. Верхний закругленный брус, заканчивающий последний ряд обшивки фальшборта и соединяющий верхние концы его стоек, называют планширем. Заметим, что на больших судах фальшборт может поддерживаться и стойками, укрепленными сбоку от шпангоутов.
На старинных судах фальшборт называли „ганвейл” (англ, gunwale: gun - орудие и wale - полоса, вельс, т. е. пояс борта, где стояли верхние пушки). Фальшборт состоял из балок, установленных на стойках фальшборта, к которым снаружи и изнутри (в зависимости от размеров судна) крепили обшивку.
Опорой фальшборта являлся „фальшбортный” бархоут, его внешнюю поверхность было принято расписывать и отделывать профилированными продольными планками. Это так называемое фальшбортное украшение. Фальшборт судна на фор- и ахтердеке обычно представлял собой балюстраду из балясин.
Фальшборт парусного судна XVII XIX вв.
1 - ватервейс; 2 - бимсы; 3 - спиркетинг; 4 - планширь; 5,7- стойки фальшборта; 6 - релинг для коечной сетки; 8 - деревянная коечная сетка; 9 - подвесные койки.
На старинных судах коечная сетка представляла собой ограждение, установленное над фальшбортом и состоявшее из U-образных железных форм, в которые матросы для защиты от вражеских пуль устанавливали свои койки. Встречались и деревянные коечные сетки. Позднее для хранения коек стали использовать внутренние объемы фальшборта.
Фальшборт парусного судна XIX в.
1 - ватервейс; 2 - спиркетинг; 3 - стойки фальшборта, поставленные сбоку от шпангоутов; 4 - коечный релинг; 5 - шпангоуты; 6 - углубления в фальшборте для установки коек; 7 - подвесные койки.
Люки. Помещения
В палубах имеются отверстия для пропуска воздуха и света, а также доступа к нижележащим палубам. Для прохода в основном служат люки, которые обрамляют четырех угольной рамой - комингсом, составленным из двух продольных и двух поперечных балок. Поперечные балки комингса опираются на два бимса, так называемые концевые люковые бимсы, а продольные - на продольные балки - карлингсы, врезанные в бимсы.
Если длина люка больше расстояния между соседними бимсами, то их приходится прорезать, а концы закреплять на карлингсе. Такие укороченные бимсы называют полубимсами. Для их крепления на карлингсе дополнительно устанавливают горизонтальные кницы. Люки закрываются люковыми крышками - съемными покрытиями из досок, соответствующих люковому отверстию.
Люк
1 - концевые люковые бимсы; 2 - продольный комингс люка; 3 - поперечный комингс люка; 4 - карлингс; 5 - полубимсы; 6 - горизонтальные кницы; 7 -люковая крышка; 8 - съемный стрингер; 9 - трюмный пиллерс; 10 - мачтовые бимсы; 11 - ,,мачтовый” карлингс; 12 - мачтовые полубимсы; 13 - детали мачтовой подушки.
Если люки широкие, то посредине их ставят съемный стрингер, а люковые крышки укладывают в два продольных ряда. Во время непогоды люковые крышки закрывают водонепроницаемым брезентом. В хорошую погоду вместо крышек на люки ставят специальные решетки - решетчатые люки, или рустеры, которые не мешают проникновению воздуха и света в помещения.
Решетчатая крышка люка - рустер.
На трюме - на первой нижней палубе парусного военного судна - обычно было шесть люков, которые вели в камеру оружейного мастера в конце кормы, крюйт-камеру, продовольственную камеру, или баталер-камеру, „большой” люк у грот-мачты, в помещение для хранения тросов и люк в „львиную яму” - шкиперскую.
На второй палубе - орлоп-деке - было на три люка больше. Люки трюма закрывали люковыми крышками, люки орлоп-дека, третьей палубы (мидель-дека), верхней (опер-дека), бака и квартердека - рустерами, которые при плохой погоде закрывали водонепроницаемой парусиной.
Рустерами были покрыты также палуба гальюна и шкафуты - на судах XVIII в. так называли боковые переходы, соединявшие палубу бака с квартердеком.
На старинных судах продольные комингсы люков крепили на карлингсах - мощных балках прямоугольного сечения, которые были врезаны в бимсы и шли от носа до кормы, образуя боковые края люков. Карлингсы не только поддерживали комингсы, но и способствовали повышению прочности палубы; в них крепили рымы для заводки пушечных талей. Другие карлингсы проходили между люками и ватервейсом.
Световые люки, тамбуры
Над некоторыми люками ставили обвязку с иллюминаторами или остекленными крышками, которые можно было поднимать, например, для пропуска воздуха. Такие устройства называют световыми люками.
На судах имелись и сходные люки с небольшой пристройкой и дверью - тамбуром.
Тамбур и световой люк: а - тамбур; b - деревянный световой люк