К штевням крепили концы досок, образующих борта. Весла стали крепить в уключинах. Появились и поперечные брусья — бимсы, распирающие борта судна. Поперечная прочность судна возросла, но продольная оставалась слабой. Теперь уже поперечная обвязка канатом была не нужна, но трос вдоль судна оставался.
Стало возможным ставить на таких судах мачту с прямым парусом. Камень, обвязанный канатом, служил якорем. Водоизмещение такого древнеегипетского судна достигало 60—80 т.
Шли века... Расцвели и набрали силу греческие города-государства. Суда Древней Греции были намного совершеннее древнеегипетских. Задолго до нашей эры, около 2500 лет назад, греки плавали вдоль берегов Средиземного моря, торговали с Египтом, странами Малой Азии.
Росли размеры судов. Надо было увеличить их движущую силу, чтобы сделать их мореходнее. Значит, увеличивать число гребцов? По этому пути и стало развиваться судостроение древних.
На одной палубе нельзя было разместить большое количество гребцов. И тогда появились двух- и трехпалубные гребные суда. В древнегреческом флоте было три основных типа кораблей: униремы — небольшие суда с одним рядом весел, биремы — с двумя и триремы — с тремя. Последние имели палубный настил и трюм, в котором хранились оружие, провизия, различное судовое имущество.
На триреме размещалось до 90 гребцов — 45 с каждого борта, по 15 в ряду. К этому надо добавить 10 матросов и не менее 20 воинов. Средние размеры триремы таковы: длина около 25 м, ширина — 4 м, осадка — 1 м, водоизмещение — 45—50 т.
Отличительной особенностью греческой триремы (рис. 1) был подводный таран, зачастую окованный железными полосами. Таким тараном при умелом маневре можно было пробить борт вражеского корабля и поломать его весла.
Древнеримские судостроители, взяв за основу греческую трирему, пошли дальше, оснастив свои корабли четырьмя (квадриемы) и даже пятью (пентеры) рядами весел. И хотя такие корабли превосходили по размерам и вооружению все прочие, очень скоро эти исполины гребного флота стали историей — уж слишком сложно было управлять многочисленной командой гребцов-невольников на высокобортном, неповоротливом корабле с огромными (до 15 м длиной) веслами. Триремы же просуществовали в составе флотов большинства средиземноморских государств более 13 веков.
Хотя морские суда греков и римлян были гребными, они имели мачту, на которой на рее, при благоприятном ветре, поднимался четырехугольный парус. Но управлять им древние мореходы еще не могли. Примитивным было и общее управление судном: повороты и удержание на курсе выполнялись с помощью двух больших весел, прикрепленных к бортам в кормовой части корабля. Слабой оставалась и продольная прочность. Попадая в шторм, и даже просто на морском волнении древние суда часто разламывались и гибли.
Низкие борта не давали возможности плавать в ветреную погоду — суда заливало водой. Так что по существу древние суда предназначались для прибрежного плавания. Шторм заставлял их укрываться в бухтах и «ждать у моря погоды».
Древние греки и римляне, плохо владея парусом, полагались в основном на гребцов, которые набирались из самых бедных слоев общества или рабов и не могли служить надежным «движителем» во время боя или шторма. Нередко в трудную минуту рабы восставали или бросали весла, что неминуемо вело к гибели корабля.
Особое место в истории мореплавания занимают варяги (или викинги), строившие свои суда — дракары по примеру славянских лодей. Это были мореходные безпалубные суда с продольным килем, шпангоутами и штевнями, украшенными резьбой.
Несколько варяжских судов было найдено археологами. Длина наибольшего из них достигает 24 м, ширина 5 м. Варяги применяли на своих судах прямой четырехугольный парус, имели железные якоря. В отличие от древних греков и римлян гребцами на дракарах были сами воины. С падением рабства содержание огромной армии гребцов-невольников стало невозможным. Еще в древние времена пытались гребцов заменить животными (лошадьми или быками). Посредине палубы делали круглый помост, а в его центре — ворот с дышлами. Припряженные к ним лошади ходили по кругу.
Ворот был соединен с поперечным валом, на котором с обоих бортов насаживались гребные колеса. По оказалось, что на лошадях далеко не уплывешь. Скорость не увеличивалась, а груза на судне стало больше: лошади, корм для них, стойла и т. д.
Нужен был другой тип движителя. И на смену веслу пришел парус.
Суда, не имевшие весел, пытались строить еще в Древней Греции и Риме, но плохо управляемые, с примитивным парусом, они могли ходить только при попутном ветре.
Шло время, корабельные мастера постепенно совершенствовали суда, улучшали их мореходные качества. Чтобы при сильном ветре судно не опрокидывалось и не заливалось водой, борта стали делать выше. Шире и полнее становился корпус. Осадка увеличилась, судно стало меньше сносить при встречном ветре. Постепенно увеличивалось число парусов на мачтах — вместо одного большого паруса стали устанавливать 2—3 меньших по размерам.
Изменилась и форма паруса: наряду с четырехугольным появился и треугольный. Намного облегчилось управление судном. Стало возможным ходить заданным курсом под парусом даже при встречном ветре. Это было большим достижением.
Появление больших и надежных, вместительных и мореходных судов ознаменовало собой эпоху великих географических открытий XV—XVII веков.
Наиболее характерными типами судов этой эпохи были нефы, каракки, каравеллы и галионы.
Строительство нефов (рис. 2) в XIII веке положило начало переходу от гребных судов к парусным. Венецианские, самые крупные нефы, имели до 40 м в длину. За форму корпуса их называли «круглыми». Было на них по две мачты, на каждой из которых — треугольный (латинский) парус.
Позже стали устанавливать на каждой мачте по 2—3 паруса. Нефы имели уже спасательные шлюпки.
Каракки (рис. 3) представляли собой крупные трехмачтовые суда, грузоподъемностью до 1000 т. Они строились в Генуе, Португалии, Франции. Эти суда имели несколько палуб (2—3), расстояние между которыми позволяло ходить по ним взрослому человеку.
Каракки были первыми крупными невоенными судами, появление которых дало новый толчок развитию торговли.
Примерно в начале XV века появляется новый тип океанского парусного судна — каравеллы. Именно на этих небольших суденышках флотилия Христофора Колумба достигла берегов Америки. Примечательно, что длина наиболыного из судов Колумба «Санта-Мария» (рис. 4) не превышала 24 м, а маленькой «Ниньи» 18 м.
Благодаря правильным пропорциям корпуса и удачному парусному вооружению, эти суда обладали отличными мореходными качествами, что и определило выбор «великого генуэзца» перед более крупными и менее мореходными судами.
Грузоподъемность каравелл была небольшой: около, 80 человек команды и 100—150 т груза. По сравнению с нефами и каракками палубные надстройки каравеллы были гораздо меньше, корпус более прочный, что и давало, возможность небольшим судам совершать океанские переходы.
Галион (рис. 5) — военное судно португальского происхождения — составлял основу флотов испанцев и англичан. Имел сравнительно острый корпус. Именно на нем впервые орудия были установлены и под главной палубой, что привело к появлению батарейных палуб. В XVII—XVIII веках главенствующее положение в судоходстве заняла Англия, ставшая «владычицей морей», после длительной и упорной борьбы с Испанией, Португалией, Голландией.
Появляются совершенно новые типы судов — бриги, шлюпы, фрегаты (рис. 6).
Непрерывно совершенствуется конструкция корпуса и парусное вооружение.
Самого большого совершенства парусные суда достигли к середине XIX столетия. Их размеры значительно увеличились, возросла и скорость. По морям и океанам ходили крупные трех- и четырехмачтовые суда-барки (рис. 7). Затем появились самые быстроходные парусники — клипера (рис. 8) для перевозки особо срочных и дорогих грузов (золота, чая, кофе, шерсти и др.).
На мачтах суда с узким заостренным корпусом поднимали столько парусов, сколько раньше не могли поставить и на двух судах такого типа. Клипера, скорость которых достигала 18 узлов, стали называть «выжимателями ветров».
Рекордную скорость — 21 узел — показал английский клипер ««Джем Бейнс». Интересно отметить, что подобная скорость была «не по плечу» даже многим пассажирским судам XX века.
До 1500 т груза поднимали парусники. Но когда такое судно шло под всеми парусами на сильной волне, оно испытывало большое напряжение. Сделать же из дерева более прочный корпус было невозможно, ибо тогда он получался чрезвычайно тяжелым.
Выход был найден в ... железе, борта судов начали обшивать металлическими листами, а вскоре все деревянные ребра корпуса заменили на металлические. Вот так, постепенно, по частям парусное судно превращалось из деревянного в металлическое.
Суда с косыми парусами — шхуны — позволили уменьшить число матросов, так как эти паруса было легко и удобно убирать и ставить прямо с палубы, не лазая по мачтам.
Появились и другие усовершенствования. Так, проводилась вентиляция и ставилось отопление (печное). С появлением иллюминаторов помещения судна освещались естественным светом. Вместо тяжелых кирпичных камбузов ставили легкие, из железа, а вместо громоздких якорных канатов из пеньки стали применять металлические цепи. Но какими бы не были все эти усовершенствования, парусные суда уже не могли удовлетворять человека. Ведь любой парусник всецело зависел от ветра: дует он — идет судно, а нет ветра — и нет движения. Сильный ветер тоже приносил хлопоты: надо было срочно убирать паруса, иначе — беда. Одним словом, встал вопрос о создании такого судна, движение которого не зависело бы от капризов погоды и моря.
Переход от деревянного корпуса к металлическому и от парусов к механическому двигателю как раз и стал новым этапом в истории мореплавания и судостроения. В то время механическим двигателем могла быть паровая машина.
Так где же и когда появился первый пароход?
Остановимся на истории изобретения самой паровой машины. Силу пара человек пытался использовать еще две тысячи лет назад. Но попытки ни к чему не приводили. Во II в. до н. э. Герон Александрийский соорудил механизм «эолипил», который вращался реактивной силой струи пара. Но практически этот механизм ничего не дал, и как последующие механизмы других изобретателей, стал просто диковинной игрушкой. И только лишь в XVIII в. появились первые «огнедействующие» паровые машины. Но и это еще были не паровые двигатели, а только лишь водоподъемные насосы.
Конечно, паровая машина не сразу попала на судно. Прошло довольно много времени, пока, наконец, суда стали передвигаться с помощью силы пара.
Первый пароход построил в Европе американец Роберт Фультон в 1803 г., а в 1807 г., вернувшись на родину, он построил более удачное паровое судно «Клермонт». Его длина была 40 м.
«Клермонт» плавал между Нью-Йорком и Олбани несколько лет, перевозил пассажиров и грузы.
После первенцев в мировом судостроении — «Клермонта» в Америке и «Елизаветы» в России — пароходы начали строить и в других странах. Таким образом, конец XIX века на море стал «золотым веком» пароходов. С развитием машиностроения можно было создавать паровые машины все большей и большей мощности и, что важно, без значительного увеличения их размеров.
Первые пароходы напоминали угольные склады. Запас топлива на них бывал большим, чем вес груза на судне. Позже, с применением многоцилиндровых машин, экономичность пароходов повысилась, но не настолько, разумеется, чтобы на этом можно было ставить точку.
Как известно, у первых пароходов гребных винтов не было, а гребные колеса на море были малоэффективны. Другое дело — река, вода там тихая. А вот если на море разгуляется шторм, пусть даже и не сильный, пароход качается и колеса попеременно выходят из воды, работая вхолостую. А это очень невыгодно.
Полезное действие винта было известно еще в древние времена. Тогда с его помощью качали воду. Но применять винт в эпоху парусников было невозможно. Когда же появился механический двигатель, сразу нашлось применение винту на судне.
Предложенный чехом Ресселем винт в 1826 году был признан Австрией и США пригодным для движения пароходов. Изобретателю за это поставлены памятники в Вене и Нью-Йорке.
Немного странно, но гребное колесо не сдалось винту и еще долго соперничало с ним. В 60-х годах прошлого столетия было построено гигантское судно «Грейт-Истери» (его длина около 200 м). На нем поставили гребные колеса (диаметром 17 м) и винт (весом 36 т). Ко всему этому еще и шесть мачт с парусами.
И все же винт взял свое!
Чтобы решить окончательно, какой же движитель лучше, в 1842 году сделали следующее: взяли два совершенно одинаковых фрегата и один сделали винтовым, а другой — колесным. Затем соединили их кормовые части крепкими цепями и дали полный ход обоим судам. Перетянул винтовой. Более того, он потащил соперника со скоростью 2,5 узла.
В конце XIX в. на смену паровой машине пришла паровая турбина. Ее изобрели швед Г. Лаваль и англичанин Ч. Парсонс.
В дальнейшем паровая турбина совершенствовалась, из одноступенчатой стала многоступенчатой. Ее мощность в десятки раз превзошла мощность паровых машин.
Одновременно с усовершенствованием двигателей и движителей росло технически и кораблестроение в целом. На морских и океанских дорогах появляются новейшие корабли — турбо- и электроходы, атомные гиганты...