57543 (История возникновения судостроения)

Реферат

История возникновения судостроения

Содержание

Возникновение судостроения и эпоха парусного флота

Паровые суда и железное судостроение

Современное гражданское судостроение и перспективы его развития

Развитие гражданского судостроения

Проблемы судостроения в современных условиях

Возникновение судостроения и эпоха парусного флота

Человек начал плавать по воде еще в доисторические времена. Плот, связанный из бревен, а потом челн, выдолбленный из ствола дерева, были первыми сооружениями, созданными первобытными людьми для передвижения по воде. Прошли тысячелетия, и на смену простейшим плавучим средствам пришли более сложные — появились обтянутые кожей лодки и ладьи, приводившиеся в движение мускульной силой человека при помощи весел.

Гребные морские суда, постройка которых началась в Древнем Вавилоне (примерно в XVII в. до н. э.), долгое время были единственным средством сообщения по морю. На них совершались торговые экспедиции, военные походы. Несколько позже, в XV — XII вв. до н. э. судостроение начало развиваться в Древнем Египте, затем в Греции и Риме. Повышения скорости морских судов пытались достигнуть увеличением количества гребцов, которых размещали иногда в несколько ярусов. Так, в X—V вв. до н. э. появились униремы, биремы и триремы (триеры), т. е. суда, на которых гребцы сидели в один, два и три яруса соответственно. Однако даже трирема передвигалась со скоростью 12—13 км/ч.

Уже в те времена суда, предназначенные для боевых операций и для торговли, строили по-разному. Более быстроходными были боевые корабли.

Их делали узкими и длинными, чтобы разместить в них побольше гребцов. Зато торговые суда были шире, вместительнее (их грузоподъемность достигала 300 т). Главным оружием боевых кораблей служил таран — бревно, иногда окованное железом, или металлическая отливка, расположенная в носу. На палубе боевых кораблей — пентерах — устанавливали метательные машины.

Много сделали для развития судостроения финикийцы, населявшие восточное побережье Средиземного моря. Они были не только хорошими мореходами, но и прекрасными судостроителями. Финикийские деревянные суда отличались обилием резных украшений. На носу судна часто изображали лошадиную голову — эмблему финикийского народа. Изобретенный китайцами магнитный компас способствовал развитию судоходства, а следовательно и судостроения, как в самом Китае, так и в других странах. Первыми заимствовали это изобретение арабы, чьи деревянные (из негниющего в воде тикового дерева), суда — доу — с успехом совершали длительные переходы в бассейне Индийского океана.

Начало судостроения и судоходства в России также уходит во времена глубокой древности. Археологические находки на р. Южный Буг, на побережье Ладожского озера и в других местах свидетельствуют о том, что древние славяне уже более 3000 лет тому назад строили челны-однодеревки, лодки из прутьев, коры или кожи. На смену им пришли более сложные и мореходные лодии (ладьи), на которых плавали по Черному морю в Константинополь. В XII в. получили распространение запорожские чайки", вооруженные веслами и небольшим парусом. Эти быстроходные суда, которые вмещали до 70 казаков, были боевыми кораблями и совершали военные походы.

К IX—XI вв. относят период бурного развития судостроения на севере России. В это время новгородцы вели оживленную торговлю со странами в бассейне Балтийского моря, ходили на север в Баренцево и Белое моря, где промышляли рыбу и морского зверя, а поморы доходили до Новой Земли и Шпицбергена. Русские северные морские ладьи поднимали около 200 т, были устойчивы и мореходны. Скорость их доходила до [7 уз (около 13 км/ч).

Поморские и сибирские кочи — плоскодонные однопалубные одномачтовые суда длиной около 20 м и грузоподъемностью до 30 т - передвигались под веслами и парусами из оленьих шкур со скоростью 5—6 уз и служили для походов по рекам и прибрежным участкам Северного Ледовитого океана. Их можно считать первыми судами ледового плавания.

С развитием науки и техники постепенно увеличивались размеры судов, и совершенствовалось парусное вооружение, а также создавались новые навигационные приборы и судовое оборудование. Однако гребные военные корабли, которые впоследствии называли галерами, участвовали в морских сражениях еще сравнительно недавно — около 200—300 лет тому назад. На галерах в качестве вспомогательного движущего средства устанавливали паруса. Первые парусные торговые суда появились в Древнем Египте около 3000 лет до н. э.

Первыми чисто парусными судами можно считать появившиеся в Европе в XIII в. нефы — одномачтовые суда с высокими бортами и башнями в носу и корме. В кормовой башне в несколько ярусов размещались каюты, а также командный пост управления судном. Нефы были широкими, тихоходными и отличались большой грузоподъемностью (до 1000 т груза или до 800 пассажиров), имели изогнутые штевни. В качестве руля на них использовалось рулевое весло.

В эпоху Великих географических открытий наибольшее распространение получили каравеллы — трех- или четырехмачтовые суда с очень высокой кормой, низким носом и сложной системой парусов.

Расширение торговли между странами, а следовательно и мореплавания требовало увеличения грузоподъемности и скорости судов, улучшения их мореходных качеств и увеличения боевой мощи. Так появились быстроходные галеоны, флейты пинасы, а затем фрегаты — трехмачтовые корабли с двумя артиллерийскими палубами. Их скорость достигала 10 уз (18,5 км/ч) Двухмачтовые парусные суда с прямыми парусами называли Оригами. Барки имели три или четыре мачты: кормовая мачта несла косые паруса, а остальные мачты — прямые.

Основным типом торгового парусного судна в XV-XVI вв. была шхуна с двумя-тремя или более мачтами и косыми парусами Шхуны считались наиболее экономичными судами, так как с управлением косым парусным вооружением легко справлялась сравнительно небольшая команда. Однако эти суда были неустойчивы

В России XV—XVI вв. регулярного морского флота не было — строили лишь отдельные морские суда. Однако и на них русские мореходы совершили немало выдающихся морских путешествий (плавания Афанасия Никитина в Персию, Индию и Африку, Семена Дежнева через Берингов пролив, Ерофея Хабарова вдоль Северо-Восточного побережья Азии и др.).

Новый этап в развитии русского судостроения начался в XVII в. В. 1669 г. на верфи в Дединове (на р. Оке) был построен первый русский военный корабль "Орел". В 1696 г. Боярская дума по предложению Петра I приняла решение — "морским судам быть".. Выдающуюся роль в создании русского военно-морского флота сыграл Петр I. Под его руководством начинается постройка судостроительных верфей в Петербурге, Архангельске, Олонце, Старой Ладоге, Новгороде, Воронеже — всего около 30. Особое внимание уделялось развитию русской Корабельной науки. Основанные по инициативе Петра I Морская академия (1716 г.) и Академия наук (1724 г.) сыграли значительную роль в развитии судостроительной науки. В 1749 г. в Петербурге был издан первый в мире классический труд по теории корабля "Корабельная наука", созданный членом Петербургской Академии наук выдающимся ученым Л. Эйлером. К концу XVIII в. Россия превратилась в могущественную морскую державу.

Эпоха парусного флота закончилась в начале XIX в.

Паровые суда и железное судостроение

В 1807 г. по проекту американского инженера Роберта Фултона был построен колесный пароход "Клермонт", который считают первым в мире речным пароходом. На нем была установлена изготовленная в Англии паровая машина Уатта мощностью 21 л. с. I (15,4 кВт). Первый рейс пароход совершил по р. Гудзон со скоростью около 4,5 уз (8,5 км/ч).

В 1815 г. на Адмиралтейском заводе в Петербурге был построен первый в мире морской пароход, предназначавшийся для линии Петербург—Кронштадт. Он был колесным с деревянным корпусом. Мощность его паровой машины равнялась 4 л. с. (2,9 кВт), скорость — 5 уз (9 км/ч).

В 1817 г. на Ижорском заводе был построен первый военный колесный пароход "Скорый" с паровой машиной мощностью 30 л. с. (22,1 кВт).

Первым паровым судном, пересекшим Атлантический океан в 1819 г., был американский трехмачтовый колесный пароход "Саванна" водоизмещением 350 т, имевший и полную парусную оснастку (кстати, свой первый рейс через Атлантический океан "Саванна" совершила в основном под парусами).

Гребные колеса на морских судах, особенно в условиях волнения, плохо работали (обнажались при качке), часто ломались. Вскоре их заменили гребными винтами, которые в качестве судового движителя были предложены еще в 1752 г. известным ученым, членом Петербургской Академии наук Д. Бернулли. Первым русским винтовым судном был фрегат. "Архимед", построенный в 1848 г. На нем установлена паровая машина мощностью 300 л. с. (220,6 кВт).

В первой половине XIX в. на смену деревянным конструкциям приходят железные. В 1843 г. было построено судно из железа "Грейт Бритн", а в 1858 г. — гигантский (длиной 211 м) английский океанский пассажирский пароход "Грейт Истерн" с паровой машиной мощностью 3400 л. с. (2500 кВт).

Вторая половина XIX в. ознаменовалась новыми прогрессивными изменениями — для постройки судов начинают применять сталь.

Развитию судостроения способствовало дальнейшее совершенствование и увеличение мощности судовых паровых машин, а также создание более экономичных паровых турбин и двигателей внутреннего сгорания. Использование паровых турбин на судах началось с 1901 г. в Англии, и в дальнейшем они получили широкое распространение на крупных океанских судах и военных кораблях.

Первым в мире теплоходом, т. е. судном с двигателем внутреннего сгорания, работающим на сравнительно дешевом нефтяном топливе, является построенное в 1903 г. в Сормово речное нефтеналивное судно "Вандал", на котором были установлены три отечественных дизеля мощностью по 120 л. с. (88,2 кВт) каждый. Первый в мире морской теплоход "Дело" водоизмещением 8000 т был также построен в нашей стране в 1907 г.

В эти же годы нашел практическое применение предложенный еще в 1838 г. русским академиком Б. С. Якоби принцип электродвижения, т. е. вращения гребного винта при помощи электродвигателя, питаемого от аккумуляторных батарей или от генератора электрического тока, вращаемого другим двигателем (паровой турбиной, дизелем и т. д.). Такой способ оказался особенно полезным для тех типов судов (например, ледоколов, траулеров, железнодорожных паромов и т. п.), которые по характеру своей работы нуждаются в частом реверсировании (переходе с переднего на задний ход), изменении скорости и т. д.

Современное гражданское судостроение и перспективы его развития

За последние двадцать лет объем мировых морских грузоперевозок увеличился в 3,7 раза, составив в 1988 г., около 3,6 млрд. т. Соответственно рос тоннаж мирового транспортного флота, который за этот же период увеличился более чем вдвое и достиг в 1987 г. 404 млн. per. т (75 240 судов). Однако, если в первой половине этого периода мировой транспортный флот ежегодно увеличивал свой тоннаж (в конце 70-х гг. среднегодовой прирост тоннажа составлял 16—18 млн. per. т), то в начале 80-х гг. из-за энергетического кризиса 1973—1975 гг., вызвавшего резкий спад заказов на крупнотоннажные танкеры и массовое списание их (или постановку на прикол), общий тоннаж мирового транспортного флота, достигнув максимума в 1980 г. — 419,9 млн. per. т начал из года в год уменьшаться в среднем на 2—4 млн. per. т. За последние пять лет тоннаж мирового флота уменьшился примерно на 12 млн. per. т. Однако с 1988 г. вновь наметилась тенденция постепенного роста тоннажа мирового транспортного флота.

Дальнейший рост мирового транспортного флота зависит от увеличения морских грузоперевозок, которые по прогнозам специалистов будут возрастать.

Отличительной особенностью современного судостроения является техническое совершенствование судов, широкое внедрение сварки, применение новых материалов, развитие судовой энергетики, создание новых навигационных приборов и оборудования. Все это находит отражение, прежде всего в увеличении размеров и скорости судов, улучшении условий обитаемости на них, увеличении безопасности плавания, улучшении внешнего вида.

Грузоподъемность крупнейших в мире танкеров достигает уже 540 000 т, длина — 390 м; длина самых больших пассажирских лайнеров превышает 300 м, а скорость — 35 уз (у судов на подводных крыльях она равна 50 уз и более).

В последние годы наметилась четкая специализация судов по назначению, появились новые типы судов: для перевозки навалочных грузов, сжиженных газов, сухогрузные суда открытого типа, специализированные высокоскоростные для перевозки грузов укрупненными местами (контейнеровозы, суда с горизонтальной грузообработкой, суда-лихтеровозы для перевозки плавучих барж), приспособленные для скоростной обработки в портах в течение нескольких часов и имеющие скорость 25—30 уз, комфортабельные пассажирские суда для морских путешествий, автомобильно-пассажирские паромы, специализированные промысловые суда и крупные промысловые базы, научно-исследовательские суда, суда для освоения континентального шельфа и Мирового океана (буровые суда, плавучие буровые установки и т. п.).

Происходит дальнейшее совершенствование и увеличение мощности паровых турбин и двигателей внутреннего сгорания, а также развитие новых типов главных энергетических установок. Большое распространение получили малооборотные экономичные судовые дизели, мощность которых уже достигает 29 400 кВт в одном агрегате, газотурбинные и атомные энергетические установки. В области применения новых газотурбинных и атомных установок на гражданских судах наша страна занимает первое место в мире.

В 1959 г. был введен в эксплуатацию первый в мире атомный ледокол "Ленин". Несколько лет спустя в США было построено атомное грузопассажирское судно "Саванна", в ФРГ — атомный рудовоз "Отто Ган", в Японии — научно-исследовательское судно "Муцу". В 1974—1977 гг. построены новые советские атомные ледоколы "Арктика" и "Сибирь", в 1985 г. — "Россия". В 1989 г. введен в эксплуатацию первый в мире атомный ледокольно-транспортный лихтеровоз-контейнеровоз "Севморпуть".

Значительных успехов достигли судостроители в области автоматизации и механизации управления судном, что позволило сократить состав экипажа, который составляет сейчас на больших грузовых судах не более 30—40 чел., повысить безопасность и рентабельность эксплуатации судов.