Конструкция корпуса клиперов

Первые клипера строили из дерева, хотя железо как материал для судового корпуса успешно использовалось при постройке небольших судов еще в начале XIX в. В Северной Америке деревянные суда строились почти до конца XIX в. Это можно объяснить изобилием строительного материала и большими пошлинами на ввоз железа из Европы. В Америке в то время не существовало своей достаточно мощной черной металлургии.
Американские клипера в отличие от английских, как правило, были длиннее и, следовательно, на волнении в результате воздействия больших напряжений перегиба верхняя часть их корпуса растягивалась, а нижняя сжималась. Английские конструкторы военных кораблей ввели ряд новшеств, таких как диагональная решетчатая система бортового набора и сплошное днище, которое лучше сопротивлялось сжатию. В промежутки между шпангоутами в днище устанавливали деревянные чаки или брусья до уровня скулы. Поскольку днище было сплошным и гладким, трюмная вода собиралась на его поверхности и ниже делать отверстия для спуска воды не было необходимости. Такая конструкция была прогрессивной, но строители торговых судов придерживались старой вертикальной системы набора, закрывавшейся внешней и внутренней обшивкой. Плотная зашивка массивных деревянных конструкций способствовала возникновению в дереве процессов гниения. Любая массивная деревянная конструкция, составленная из деталей, плотно прилегающих друг к другу, подвержена гниению из-за отсутствия циркуляции свежего воздуха.

Типичная конструкция корпуса деревянного клипера:

а - шпангоут 1 -доски бархоута толщиной 12,6-13,8 см; 2-доски обшивки толщиной 10-12 см; 3- руслени; 4 - нижние планшири толщиной 10 см; 5 - дубовый или тиковый фальшборт; 6 - планширь релинга; 7 - релинг; 8 - планширь; 9 - стойка фальшборта (топтимберс) сечением от 15x15 см до 17,6x17,6 см; 11 -ватервейс толщиной 16,3-18,8 см; 12 - палубный настил из желтой сосны толщиной 8,8 см или из тика толщиной 7,5 см; 13 - дубовый бимс; 14 - горизонтальная кница; 15 - дубовая вертикальная кница; 16, 22 - воздухопроток; 17 - внутренняя обшивка толщиной 6,3-6,9 см; 18 - спиркетинг; 19 - шельф; 20 - клямс; 21 - дубовая внутренняя обшивка толщиной 7,5-8.8 см; 23 - внутренний скуловой и лимбербордовый поясья; 24 - вязовый лимбербордовый пояс; 25 -лимбербордовая доска; 26 -дубовый кильсон толщиной 37,7-40,2 см; 27 - дубовый или вязовый киль толщиной не менее 35,1-38,9 см; 28 - фальшкиль толщиной 15 см; 29 - лимбербордовый канал; 30 – шпунтовки пояс; 31 - доски наружной обшивки толщиной 10-11 см;
б - крепление с железной кницей,
в - нагель из твердого дерева,
г - способы соединения частей составного шпангоута,
д - общий вид набора корпуса: 1,2 - путенс- планки и вант-путенсы, 3 - топтимберс толщиной 15,1- 17.6 см, 4 - замок с шипом, 5 - 5-й футокс толщиной 22,6-26,4 см, 6 - 4-й футокс толщиной 26,4-27,6 см, 7 - 3-й футокс толщиной 27.6-31.4 см, 8 - 1-й футокс толщиной 30,1-32,6 см, 9 - 2-й футокс, 10 - флортимберс тол шиной 32.6- 35,1 см; 11 - килевой замок; 12 -деревянный или железный пиллерс, 13 - двухслойный шпангоут на футоксовом наборе, 14 - диагональная железная полоса (рндерс).

Типичная конструкция корпуса американского клипера:

а - шпангоут: 1 - шпунтовый пояс толщиной 17,8 см, 2 - днищевая обшивка толщиной 10,2 см; 3 - наружная обшивка из белого дуба или сосны, 4 - бархоут - 14,0 х 17,8 см; 5 -топтимберс из дуба, американской лиственницы или белой акации 16,5 х 25,4 см, 6 - нижний планширь толщиной 15,1 см; 7 - фальшборт толщиной 6,3 см, 8 - планширь 13,8 х 50,2 см, 9, 12 – легкая зашивка; 10 - планширь релинга, 11 - стойка, 13 - кофель-планка, 14 -ватервейс толщиной 35,1 см, 15 - сосновый палубный настил толщиной 8,8 см; 16 - сосновый бимс 35,1 х 21,3 см; 17 - подбалочный брус 15,2 см, 18 -внутренняя обшивка толщиной 12,6 см, 19 - спиркетинг 22,6x35,1 см, 20-ватервейс толщиной 37,7 см, 21 - сосновый палубный настил толщиной 8,8 см, 22 - сосновый бимс 40,1 х 35,1см; 23 - горизонтальная кница, 24 - клямс или шельф толщиной 17,6 см, 25 - вертикальная кница из американской лиственницы; 26 - сосновая внутренняя обшивка толщиной от 30,1 см в районе скулы до 12,6 см у верхней палубы; 27 - внутренняя обшивка толщиной 11,3 см; 28 - кильсон толщиной 37,7 см и боковые кильсоны толщиной 35,1 см; 29 - флор-тимберс 30,1 х 40,2 см, 30 - кленовый составной киль (3 бруса сечением 38,1 х 38,1 см);
б - фальшборт: 1 - бархоут, 2 - буртик нижнего планширя; 3 - пояс фальшборта; 4 - буртик планширя, 5 - фальшборт, 6 - легкая зашивка, 7 - планширь релинга; 8 - планширь и кафель-планка; 9 - планширь,
в - фальшборт: 1 - релинг в виде бруса или в виде стоек с обшивкой; 2 -брус; 3 - промежуточный планширь,
г - разновидность разделки киля под шпунт;
д - общий вид набора корпуса: 1 - килевой замок, 2 - соль, засыпанная между шпангоутами, 3 - ридерсы; 4 - бархоут, 5 – наружная обшивка над бархоутом; 6 - деревянные или железные кницы.

Элементы конструкции клипера «Вижен» (Абердин, 1854 г.):

а -носовая часть с брашпилем, занимающим почти всю ширину судна,
б - кормовая часть с высоким (ок. 1,2 м) квартердеком,
в - рубка, расположенная в нос от грот-мачты со шлюпкой в кормовой части;
г -трехслойная диагонально-продольная обшивка: 1 - двухслойные шпангоуты; 2 - длинные вертикальные чаки из лиственницы толщиной 5 см, которыми забираются пустоты шпаций, 3 - внутренняя диагональная обшивка из лиственницы толщиной 5 см; 4 - внешняя диагональная обшивка из лиственницы толщиной 5 см, 5 - наружная горизонтальная обшивка из лиственницы толщиной 11,4 см

В прошлом для борьбы с этим явлением соприкасающиеся поверхности обжигали раскаленным железом или вырезали в них так называемые «ходы древоточца», т. е. беспорядочно расположенные канавки. Этим стремились обеспечить циркуляцию воздуха.
Позднее было обнаружено, что если дерево вымочить в соленой воде или законопатить щели в деревянных конструкциях солью, то процесс гниения существенно замедлится. Страховое общество Ллойда даже продлевало на год срок действия своего сертификата, если судно было подвергнуто просаливанию. Промежутки между шпангоутами и внутренней обшивкой по мере установки досок лимбербордового пояса заполнялись солью. В верхней части палубных бимсов делали длинные канавки глубиной около 2,5 см, которые также заполняли солью, прежде чем настилать обшивку палубы. Таким же способом просаливали и другие части конструкции корпуса. На рисунке, изображающем типичную конструкцию корпуса английского судна, видно, что каждый шпангоут состоит из двух комплектов брусьев или футоксов; над килем они плотно прилегают друг к другу своими боковыми поверхностями. Вертикальные же ветви брусьев и футоксов постепенно сужаются кверху и между ними образуются промежутки, хотя наружные плоскости остаются параллельными. Такая неуклюжая конструкция создавала циркуляцию воздуха, а в дальнейшем облегчила операцию просаливания.
Существовали и другие системы набора корпуса. Одной их самых простых с точки зрения как постройки, так и разбивки на плазе была система, используемая большинством американских кораблестроителей. При этой системе шпангоуты состояли из двух комплектов футоксов, примыкавших друг к другу по всей длине.
Между шпангоутами оставлялся зазор, который на судах самого высокого класса тоже заполнялся солью. Кстати сказать, суда строившиеся из тика, как, например, многие английские клипера, в просаливании не нуждались: тиковое дерево само по себе устойчиво против гниения.
Следует заметить, что в американской системе набора флортимберсы не врезались в киль, и поэтому шпунт для наружной днищевой обшивки (шпунтового пояса) вырезали в его верхней части. Эта особенность была присуща и английским военным кораблям. На английских же торговых судах шпунт делали в боковой поверхности килевого бруса почти на середине его высоты, так что каждый футокс приходилось врезать в киль таким образом, чтобы его нижняя поверхность находилась на одном уровне с верхней кромкой шпунта. В результате основной килевой брус на английских судах выступал вниз меньше, чем на американских. Кроме того, продольная прочность на американских судах обеспечивалась и за счет дополнительных килевых брусьев, крепившихся снизу киля, а также дополнительных средних и боковых кильсонов, одновременно служащих и для подкрепления днища под грот-мачтой.
Различие в конструкции между английскими и американскими судами состояло и в том, что у американских судов ватервейсы, спиркетинги, внутренняя обшивка скулы и борта, а также фальшборт были больших размеров, чем у английских. Это объясняется тем, что элементы набора американских судов изготовляли из более мягких пород древесины, чем элементы набора европейских судов. Доски наружной обшивки на английских клиперах были шире - до 28 см, а на американских - 18 см (эта разница хорошо заметна на рисунках и фотоснимках того времени). Из-за нехватки железа на американских судах гораздо дольше сохранялись деревянные бимсовые кницы.
Конструктивные меры повышения продольной прочности судов, имевших довольно большую длину, были, как правило, недостаточны, и поэтому на первых клиперах шпангоуты снаружи дополнительно скрепляли железными ридерсами. Их врезали в шпангоуты заподлицо, чтобы доски наружной обшивки ложились на ровную поверхность. В более поздних, композитных конструкциях ридерсы накладывали поверх шпангоутов, так что в досках наружной обшивки приходилось делать для них пазы.
Другая конструкция обшивки, в которой также использовались диагональные связи, была применена при постройке знаменитых клиперов «Вижен» и «Шахэ». Она состояла из двух диагональных слоев и одного продольного слоя - внешнего. Обшивка обладала высокой прочностью, жесткостью и была практически водонепроницаемой, для нее требовался лесоматериал меньших сечений, чем для обычной обшивки. Шпангоуты в таком наборе были меньше, а шпации больше. Пространство между шпангоутами иногда заполнялось еще одним слоем вертикально расположенных досок. В результате обшивка получалась четырехслойной и очень трудно поддавалась ремонту.
Сэмьюэл Уайт из г.Кауса успешно построил большое число маленьких судов, а также один или два клипера, используя описанную выше конструкцию обшивки.
В Америке ее применяли для строительства речных судов. Для проконопачивания шпунтового пояса два или три других пояса обшивки выше него выполнялись обычно из продольно расположенных досок, толщина которых равнялась суммарной толщине четырех слоев обшивки. В торце самого верхнего из этих поясов делали паз, в котором закрепляли доски диагонального слоя. Подобным образом верхние концы диагональных досок обшивки закрепляли в толстом поясе обшивки, расположенном под ширстреком. В 1855 г. эта конструкция была использована при постройке королевской яхты «Виктория и Альберт II». В некоторых случаях доски трех слоев обшивки заделывались в три отдельные шпунта, вырезанные в килевом брусе. Если бы железо не обладало большими преимуществами как конструкционный материал, то возможно, что такой набор вытеснил бы традиционный.
Многие верфи, строившие деревянные суда, находились в отдаленных районах и большинство городского населения этих районов работало на верфях, передавая свое мастерство из поколения в поколение. Механическое оборудование таких верфей было минимальным. Бревна пилили маховыми пилами, кузнецы и медники были единственными людьми, работавшими на верфи с металлом, доски обшивки распаривали в длинном корыте с кипящей водой. В случае закрытия такой верфи ее место через некоторое время мало чем напоминало о существовании предприятия, строившего сложные сооружения - разве только небольшое кирпичное здание конторы да несколько лачуг. Не было в те дни ни портальных кранов, ни паровых машин. Железные шпангоуты, листы обшивки и прочие массивные детали перемещали с помощью ручных талей, закрепленных на трехногой мачте, сделанной из бревен. Это приспособление существовало на многих верфях даже в XX веке. Материалы перевозили на ручных двухосных тележках, иногда по рельсам. Часто небольшой верфи приходилось брать в аренду деррик-кран, если таковой находился у кого-нибудь поблизости.
Несмотря на то, что железные суда появились в начале XIX в. и их преимущества быстро стали очевидными, многие верфи так и не смогли перейти на изготовление железных корпусов, поскольку рабочим не хватало квалификации, и они к тому же не стремились менять свою профессию корабельных плотников на какую-либо другую. Кроме того, многие верфи не имели возможности приобрести сложные и мощные машины для обработки железных листов и профилей, да и местом для таких машин они тоже не располагали. Предубеждение против использования железа было настолько сильным, что даже в весьма населенных районах, где персонал можно было набирать из других отраслей промышленности, некоторые хозяева верфей упорно строили суда с деревянным корпусом, а многие судовладельцы поддерживали их в этом. Например, известный судостроитель Томас Райден из Ливерпуля, на верфи (основана в 1818 г.) которого было построено к 1863 г. более 70 деревянных судов, причем несколько с двигателями, совсем отошел от дел, когда двое его сыновей заявили, что собираются взять заказ на постройку двух судов с железными корпусами. Впоследствии некоторые суда, построенные на этой верфи, оказались одними из лучших и надежных парусников и пароходов в мире.
Любопытно, что знаменитый строитель блэкуольских фрегатов Ричард Грин до самой смерти (1863 г.) упорно отказывался работать с любыми материалами, кроме тика и дуба. Только после его смерти фирма начала строить железные суда. Однако нашлись дальновидные шотландцы, которые поняли, что нужно закладывать новые верфи, оборудованные машинами для работы с металлом и укомплектованные специально обученными рабочими.
На верфи оставались судовые плотники, но они занимались изготовлением палуб и других деревянных частей судового корпуса, а также плазовой разметкой. Вопрос о разделении труда на верфи стал настолько острым, что плотники, по понятным соображениям не желая, чтобы их работу выполняли другие специалисты, сами размечали металлические детали и изготовляли для них шаблоны. Разграничение работ дошло до того, что простые поручни с закругленными кромками делали плотники, но, если конфигурация поручней была сложнее, то их передавали судомонтажникам.
Дальновидными шотландцами были Джон Лейрд, основавший верфь на реке Мерси возле города Беркенхед, и Уильям Фейрберн, построивший верфь на Темзе. Это было в 30-е гг. прошлого века. Берега этих рек стали основными центрами постройки железных судов. Затем появились верфи на реке Клайд и северо-западном побережье. Уже в 1838 г. в Ливерпуле был построен железный парусник «Айронсайдз», за которым с некоторыми перерывами последовали и другие суда. На железолитейном заводе, расположенном на северо-западном побережье Великобритании, в графстве Камберленд в 1843 г. была построена красивая железная шхуна «Лоука», причем из железа было изготовлено почти все, включая мачты и такелаж. Шхуна была первым судном с таким такелажем, обогнувшим мыс Горн. Проволочный такелаж получил широкое распространение на английских клиперах только в 1860-е гг. На американских же клиперах стоячий такелаж из пенькового троса продержался до конца эпохи этих судов.
Первые железные листы обшивки были по нынешним понятиям невелики, их размеры составляли не более 1,8 х 0,75 м, а толщина - 1,9-2,2 см, величина шпации равнялась приблизительно 45 см. Расположение листов на корпусе напоминало кирпичную кладку в стене. К шестидесятым годам XIX в. длина листов увеличилась примерно до 2,7 м, а их стыки располагались минимум через шпацию. Ширина поясьев обшивки оставалась небольшой - от 0,75 до 0,9 м, благодаря чему их было легко изгибать и устанавливать. Гибка листов производилась с помощью вальцов, которые можно было регулировать для придания листам необходимой кривизны, однако форма листов оставалась несложной. Чтобы получить лист сложной формы, его нагревали до красного каления и выковывали на ковочном штампе.

Конструкция корпуса железного клипера:

а - крепление железного фальшборта: 1 - железный буртик, 2 - пространство, заполненное прокладкой, или двойной ширстрек,
б - шпангоут, 1 - релинг; 2 - вант-путенс; 3 - контрафорс, 4 - палубный стрингер; 5 - железные продольно-диагональные полосы подкрепления, 6 - кованая кница, 7 - трюмный рыбине; 8 - деревянный чак между шпангоутами; 9 - бортовой стрингер; 10 - скуловой кильсон, 11 - боковой кильсон; 12 - внутренняя днищевая деревянная обшивка; 13 - обратный угольник шпангоута, 14 - головки заклепок, шпангоут и лист обшивки, зацементированные заподлицо до уровня выреза, во флоре; 15 - шпунтовый пояс, 16 - листовой флор; 17 - угольник шпангоута, 18 - накрывающий пояс обшивки, 19 - прилегающий пояс обшивки;
в - крепление деревянного фальшборта,
г - бимс из полос с двумя угольниками;
д – обратный угольник шпангоута 1 - обратный угольник; 2 - шпангоут;
е – наружная обшивка внакрой;
ж - общий вид набора корпуса: 1 - накрывающий пояс обшивки, 2 - прилегающий пояс обшивки, 3 - ширстрек; 4 – железный буртик; 5 - стрингерный угольник, 6 - прокладка, 7 - стыковая планка; 8 - кильсон, 9 - киль, 10 - боковой лист многослойного киля, 11 – шпунтовый пояс, 12 - палубная шина, 13 - стыковая накладка ширстрека

Как только лист вынимали из печи, на него набрасывались люди с тяжелыми молотами, и во все стороны летели снопы искр. Бывали случаи, когда лист приходилось нагревать вторично, чтобы окончательно придать ему необходимую форму. Эта операция была дорогостоящей и применять ее старались как можно реже. Обычно для судна изготовляли таким образом лишь два листа, которые называли «подмышечными», так как их форма походила на форму подмышечной впадины, и которые были расположены под свесом кормы перед гельм-портом.
Одной из самых сложных операций при постройке железного судна была размалковка шпангоутных угольников. Для этого угольники нагревали и в горячем состоянии изгибали их полки, причем полку нужно было делать изменяющейся по длине угольника. В большинстве случаев эта операция из-за своей сложности выполнялась плохо, в результате чего листы прилегали к набору неплотно и в зазоры между шпангоутами и листами обшивки приходилось вставлять многочисленные прокладки. Отверстия для заклепок часто пробивались слишком близко к краям листов или недостаточно точно совпадали друг с другом. Именно по этим вполне обоснованным причинам суда с железными корпусами получали широкое признание довольно медленно, страховое общество Ллойда неохотно присваивало им высокие классы. Это вызывало возмущение ливерпульских судостроителей тем более, что качество судов, построенных на верфях реки Мерси, было превосходным да и судостроители Лейрда были признанными мастерами своего дела.
В результате ливерпульские судовладельцы и судостроители разработали в 1862 г. собственные правила классификации для железных судов, которые позже, в 1885 г., стали составной частью регистра Ллойда.
Гораздо раньше, в 1855 г. страховое общество Ллойда приняло правила классификации железных судов, которые время от времени пересматривались. Основой для классификации железных судов, так же как и деревянных, была их вместимость. К 1870 г. в качестве основного критерия классификации приняли размерения судна, а его корпус рассматривался как балка определенной длины и сечения. Еще в первой половине XIX в. в Англии считалось, что деревянное торговое судно высокого класса могут построить только на Темзе, и инспекторы страхового общества Ллойда старались давать судам, построенным в других районах страны, свидетельства на возможно более короткий срок. Ливерпульскими судовладельцами было закуплено значительное число судов в Канаде и США; эти суда были построены из более мягкого дерева, чем лучшие английские образцы, и хотя у них размеры связей корпуса были сравнительно больше, высокого класса они не получали. Судостроители Ливерпуля стали работать независимо от лондонского Ллойда и разработали свои правила классификации для деревянных судов еще в 1838 г. В 1845 г. они были объединены с правилами Ллойда, но разногласия по поводу правил классификации железных судов продолжались и далее.
Основным преимуществом железного корпуса является увеличение внутреннего объема судна, поскольку размеры конструкционных элементов стали намного меньше. Другое преимущество заключалось в том, что железный форштевень как продолжение киля имел меньшую толщину, чем деревянный, всего около 5 см. Повышенные прочность и огнестойкость железных судов были очевидны, однако вопрос их долговечности пока оставался открытым. Противники постройки железных судов находили их недостатки в невысоком качестве некоторых работ, в частности заклепочных, остальные же высказываемые ими суждения по этому вопросу были по меньшей мере спорными. Считалось, например, что железные корпуса до такой степени отпотевают изнутри, что это приводит к порче грузов, особенно чая. Однако у композитных судов, вершиной развития которых были чайные клипера, конструкция палубы была точно такой же, как и у железных: концы бимсов связывались палубными стрингерами, в нужных местах устанавливались люковые стрингеры, и этот набор зашивался деревянным настилом.
Безусловно, железные листы бортовой обшивки отпотевают, но эта влага стекает вниз по листам в промежутках между шпангоутами за трюмными рыбинсами и на груз не попадает. Кроме того, на металлических судах устанавливались палубные вентиляторы (даже раньше чем на деревянных), которые также способствовали снижению отпотевания. От этого недостатка не были свободны и деревянные суда: из-за нагрузок, которые вызывались рангоутом при крене, бортовые и палубные швы часто расходились, и морская вода просачивалась внутрь корпуса, причем следует подчеркнуть, что в этом случае это была соленая вода, а не пресная, как при отпотевании.
Другим недостатком железных корпусов считалось обрастание днища и вызванное этим снижение скорости; при этом не учитывалось, что деревянные суда в еще большей степени страдали от древоточца. На деревянных судах проблема обрастания и повреждения древоточцем была решена с помощью медных листов, которыми обшивалось днище. Кроме того, экспериментально было установлено, что у судов с медной обшивкой сопротивление движению несколько меньше, чем у судов с окрашенным днищем. В то же время проводились опыты и в другом направлении - испытывались различные составы противообрастающих и противокоррозионных покрытий. Эти краски содержали ядовитые для водорослей и моллюсков вещества и были более или менее эффективными. Зафиксирован случай, когда в 1840 г. у двух железных пароходов, эксплуатировавшихся в индийских водах, в течение девяти месяцев не было замечено ни малейшего обрастания; подобные случаи имели место и в других районах Мирового океана. Один из секретов удачной окраски днища заключается в том, чтобы наносить покрытие на чистую сухую поверхность (при английском климате это сделать довольно сложно). Но поскольку в те времена реклама не была столь всепроникающей, как в наши дни, эффективные красители и растворы не были широко известны, в результате чего противники железных судов и говорили об обрастании железного днища. Действительно, если за судном не следили, то слой моллюсков на днище мог достигать 20 см, а длина прикрепившихся водорослей - более метра.
В музеях иногда можно встретить модели судов с днищем золотистого или медного оттенка - так судомоделисты изображают противообрастающие покрытия тех дней, для которых в качестве основы использовался медный порошок. Если днище у модели розового цвета, это означает, что для покрытия была применена смесь жира со свинцовым суриком. Светло-зеленый цвет имели краски на основе арсената меди, на моделях этот цвет не следует путать с зеленым цветом, используемым модельщиками для имитации медной обшивки.
В первой половине XIX в. судостроители пробовали сочетать железо с деревянной обшивкой в различных вариантах: это были и просто железные бимсовые кницы, затем железные бимсы и шпангоуты, - но в любом случае с деревянной обшивкой, на которую (в основном из соображений ходкости) можно было поставить медные листы. Именно этим некоторые судовладельцы оправдывали свое нежелание переходить на железные суда - в этом случае о медной обшивке, по их мнению, не могло быть и речи. Учитывалась также скорость и стоимость постройки. Судостроители, для которых переоборудовать верфи для строительства целиком железных судов было экономически невыгодно, поддерживали их.
По мере того, как железные суда неумолимо вытесняли деревянные и хороший корабельный лес становился все более дефицитным, появились прекраснейшие в мире чайные клипера. Это были композитные суда, имевшие железный набор, покрытый деревянной обшивкой.
Из многих оригинальных конструкций соединения деревянной обшивки с железным набором самым распространенным был набор, изобретенный в 1849 г. ливерпульским конструктором Джорданом и с незначительными изменениями применявшийся при постройке большинства самых знаменитых английских чайных клиперов (в США композитные суда не строились).
На рисунке представлен окончательный вариант этой конструкции. В течение девяти лет после ее изобретения в Ливерпуле строили шхуны, баржи и суда данной конструкции. Первым чайным клипером, построенным по этой схеме, был «Тайпин», спущенный Робертом Стилом на воду в 1863 г. на реке Клайд.
Другая конструкция композитного корпуса, предложенная Мак-Лейном, выглядела иначе: к шпангоутам из углового профиля с внутренней стороны крепились листы железной обшивки - это напоминало корпус железного судна, вывернутый наизнанку.

Конструкция корпуса клипера композитной постройки:

а - разновидность деревянных фальшбортов. 1-соединение на вкладном шпунте, 2,5,1 - буртики, 3 - вкладной медный шпунт; 4 - наборная зашивка вгладь, 6 - декоративная филенка,
б - шпангоут 1 - железный, скуловой пояс; 2 -железный ширстрек; 3 - руслени, 4 - планширь толщиной 10,1 см, 5 - тиковый планширь; 6 - кафель-планка, 7 - деревянный фальшборт, 8 -тиковый ватервейс, 9 - тиковый или сосновый палубный настил толщиной 9.4-10 см, 10 - деревянная зашивка, закрывающая пространство между шпангоутами. 11 - ватервейс; 12 - сосновый палубный настил, 13 - палубный стрингер, 14 - портовой рыбине, 15 - бортовой кильсон, 16 - внутренняя сосновая обшивка, 17 - скуловой кильсон, 18 - боковой кильсон с интеркостельным листом между флорами, 19 - вертикальный кильсон. 20 -горизонтальный лист кильсона, 21 - горизонтальный лист киля; 22 - фальшкиль толщиной 15,1 см; 23 - киль и шпунтовый пояс из американского вяза, тика или дуба;
в - бимс: 1 - угольник 8,8 х 8,8 см; 2 -полособульб 23 см;
г - шпангоут: 1 - обратный угольник 5,0 х 7,6 см; 2 -угольник шпангоута 9,6 х 10,2 см при ширине шпации 460 мм;
д - железный фальшборт: 1 - релинг, 2 - планширь, 3 - водопроток,
е - планшири: 1,2,3 - сечения планширей (третий с медной оковкой), 4 – планширь релинга;
ж - шпунтовой пояс, применявшийся до 1867 г.,
з - вант-путенс и путенс-планка без русленей при большом завале борта,
и - общий вид набора корпуса: 1 - железная полоса подкрепления скулового пояса; 2 - ридерс, 3 - стыковая накладка; 4 - крепление вант-путенсов и путенс-планок под ширстреком болтами влетай, 5 - кафель-планка с нагелями; 6 - железный пояс ширстрека; 7 - железный палубный стрингер; 8 - конструкция внутреннего набора, подобная конструкции железного корпуса; 9 - войлок; 10 - листы медной обшивки;
к - коробчатый кильсон.

Между железными шпангоутами, расположенными парами, на болтах крепились дополнительные деревянные шпангоуты, а уже к ним - доски наружной обшивки. Данная конструкция корпуса из-за неэкономичности долго не просуществовала.
Единственной композитной конструкцией, которая могла соперничать с изобретенной Джорданом, была конструкция, предложенная и опробованная в 1856 г. на Темзе Томасом Билбом. Шпангоуты в этой конструкции выполнялись из швеллерного профиля полками наружу. В промежуток между полками забивались деревянные (обычно тиковые) чаки, т. е. шпангоуты, наружная поверхность которых немного выступала за края швеллерных полок и к которым на болтах крепилась внешняя обшивка. Болты крепления проходили сквозь стенку швеллера, не касаясь ее, через отверстия несколько большего диаметра, чем диаметр болтов, а изнутри крепились на внутренней деревянной обшивке.
Билб построил два чайных клипера: «Ред Райдинг Худ» (1857 г.) и «Лодердейл» (1858 г.), причем у последнего наружная обшивка была диагональной.
В указанных конструкциях киль, форштевень, старнпост и, как правило, ватервейсы делались деревянными, а шпангоуты, флоры, кильсоны, стрингера, ширстрек, палубные бимсы, рядерсы, палубные шины и люковые стрингеры - железными. Одна из самих трудных задач заключалась в том, чтобы избежать контакта между медной обшивкой и железными частями, поскольку при попадании в место контакта соленой воды возникает электролитическая коррозия. По этой причине страховое общество Ллойда предложило делать болтовые крепления наружной обшивки из латуни или меди. Если их выполняли железными, то на них следовало нанести гальваническое покрытие, а головки болтов утопить в доске обшивки, получившиеся углубления забить деревянными пробками или заделать цементной шпаклевкой, закрыть войлочными прокладками и зашить досками толщиной не менее 3 см. Это изменило форму обводов корпуса и водоизмещение судна. Внутри корпуса в случае конструкции Джордана болты затягивались непосредственно на железных шпангоутах и, если они были медными или латунными, их изолировали покрытием из каучука или железного сурика. Несмотря на то, что на крепления иногда попадала трюмная вода или конденсат, они успешно выдерживали это испытание, о чем свидетельствует пример «Катти Сарк», на которой стояли именно такие болты.
Произвольные размеры или неудобную для обработки конфигурацию имели только флорные листы. Профильное железо гнули и малковали без применения сложных механизмов, а люковые стрингера, ширстреки и т. п. можно было ставить на место практически в том виде, в каком они поступали с литейного производства. Затруднительной была лишь обработка флорных листов, особенно когда их кромки были выпуклыми или вогнутыми. На плохо оснащенных верфях их иногда вырезали, пробивая или высверливая ряд соединяющихся друг с другом отверстий, в результате чего кромка была похожа на перфорированный край почтовой марки.
Бимсовые кницы выковывали заодно с самими бимсами. Лучшие из квалифицированных рабочих могли придать профильному угольнику такие прихотливые изгибы, что он пересекал другой угольник под прямым углом и при этом пригонялся так плотно, что для обеспечения водонепроницаемости нужно было лишь слегка зачеканить стыки. Рабочие, имевшие дело как с листовым, так и с профильным железом, достигли высокого уровня мастерства и положили начало собственным традициям, так же как в свое время судовые плотники. Рабочие одевались соответственно своей профессии: плотники - в короткие куртки без воротников и штаны из толстой голубой саржи с длинным карманом для складного метра, рабочие металлообрабатывающего производства - в молескиновые штаны, покрытые сверху молескиновым или кожаным фартуком, с неизменным красным фланелевым или хлопчатобумажным платком для вытирания пота, засунутым в задний карман.
За исключением нескольких случаев, когда по просьбе заказчика композитные суда строились на верфях, занимавшихся только постройкой судов из железа, окончательная отделка железных элементов была не слишком высокого качества. Однако доводка деревянных частей была превосходной. Для их изготовления использовали, как правило, тик, дуб и вяз. Появление в Англии вяза, который в начале XIX в. стал поступать с востока, было значительным событием для английских судостроителей, которым постоянно не хватало собственной высококачественной древесины. Прекрасными качествами обладал и английский дуб. Однако лучшим сортом вяза, из которого изготовляли детали и узлы, постоянно находящиеся в воде, считался североамериканский.
Существует мнение, что американские клипера строились из мягких пород дерева. Это не так. Просто применявшаяся в США древесина была мягче той, из которой изготовлялись лучшие английские клипера. Американские суда строились из американского дуба, белого клена, американской лиственницы, белой акации, жесткой сосны и других местных пород дерева. Если страховое общество Ллойда не присваивало им такого высокого класса, как судам, построенным из тика или английского дуба, то эта объясняется тем, что эти породы обладали склонностью к гниению в случае неправильной сушки дерева естественным путем. Суда из мягкого дерева (желтой сосны) строились в конце века в Канаде с тем, чтобы по прибытии в Англию их можно было разобрать и продать вместе с палубным грузом леса. Дерево, называемое в английских источниках «желтой сосной», в Америке известно под названием «белой сосны». Она имеет красивую светло-желтую древесину и используется для изготовления моделей. Для судовых палуб из-за своей мягкости дерево применяется лишь в том случае, если на судне не будет производиться операций с тяжелыми съемными люковыми бимсами или палубными грузами, имеющими острые углы.
Деревянные, железные и композитные суда заметно отличались друг от друга способом крепления такелажа к борту. На деревянных судах ванты, бакштаги и т. п. относили от борта и крепили к корпусу судна с помощью русленей. Сквозь них проходили вант-путенсы, на которых были установлены талрепы на юферсах; на нижнем конце вант-путенсов для усиления ставилась путенс-планка. Система крепления на первых железных судах была аналогичной. На железных клиперах более поздней постройки с металлическими фальшбортом и ватервейсами такелаж крепили с помощью вант-путенсов и талрепов, установленных внизу фальшборта с внутренней стороны. Если же у железного судна фальшборт и ватервейсы были деревянными, что иногда делалось для придания хорошего внешнего вида, применяли руслени и, соответственно, крепление такелажа с внешней стороны борта. На композитных судах с железным фальшбортом вант-путенсы и юферсы устанавливались с внутренней стороны борта, а на судах с деревянным фальшбортом ставились руслени с наружной его стороны. В последнем случае болты крепления вант-путенсов и путенс-планок проходили сквозь борт и шпангоуты ниже уровня ширстрека, чтобы он не был ослаблен.
На рисунке, изображающем различные типы конструкции корпуса, видно, что фальшборт обшивался по-разному. Это бросалось в глаза, особенно если кромки у досок обшивки были скошены, как это часто делалось на американских судах.
Обтягивать стоячий такелаж с помощью винтовых талрепов стали уже после расцвета чайных клиперов, хотя в литературе есть упоминания о том, что в некоторых случаях такелаж бушприта был обтянут именно таким образом. В некоторых случаях использовались железные юферсы вместо обычных деревянных (бакаутовых), на военных кораблях чаще всего применяли юферсы из вяза.
В связи с этим мне вспоминается такой случай. Во время второй мировой войны один мой приятель, служивший старшим помощником на военном транспорте, попал однажды на Фолклендские острова. Отправившись на морскую прогулку, он на катере дошел до находящегося в то время в бухте судна «Грейт Бритн», построенного в 1843 г. На судне он обнаружил несколько юферсов. Перепилив болт, он оказался обладателем чугунного юферса диаметром около 30 см. В течение двух лет он таскал его повсюду с собой, под обстрелами и бомбежкой, пока, наконец, не вернулся домой, в Лондон. Выйдя из порта с тяжелым юферсом в чемодане, он стал ждать автобуса или такси; не дождавшись, вытащил юферс и, оставив его на обочине, направился в город. Так что если у кого-нибудь из жителей припортового района Лондона есть здоровая чугунная болванка с тремя отверстиями...
На поперечном разрезе киля и флеров композитного судна видно, что там, где нижняя часть флорного листа имеет уклон по направлению к килю, доски шпунтового пояса толще чем обычно и слегка вогнуты для лучшего согласования с днищевой обшивкой. Такое требование появилось в первых правилах Ллойда для композитных судов 1867 г.

Конструкция носовой и кормовой оконечностей:

а - кормовая, деревянного клипера 1-контртимберс, 2 - брештук, 3 - старн-кница, 4 - кильсон, 5 - старн-пост. 6 - фалстарнпост, 7 – кормовой дейдвуд. 8 - основные шпангоуты,
б - носовая, деревянного клипера 1 - недгедсы, 2 - чаки, 3 - княвдигед 4 - лисель-инднгед, 5 - брештук, 6, 12 - фальстемы, 7 - стемсон, 8 - стем. 9 - кильсон, 10 - стемпис, 11- дейдвуд, 13 - греп, 14 - бакс, 15 - килевой шпунт, 16 - фальшкиль, 17- киль,
в - кормовая, железного клипера 1 - старн-пост. 2 - флор, 3 - транцевый лист, 4 - гельмпортовая труба, 5 – поворотные шпангоуты и бимсы, 6 - приподнятый ют, 7 - основные шпангоуты, 8 - верхняя палуба, 9 – нижняя палуба. 10 - тавробульб кильсона, 11 - пластины кильсона. 12 - киль,
г - носовая, железного клипера 1 - палуба полубака. 2 - пластина недгедса, 3 - карман между флорами, заполненный цементом. 4 - брусковый форштевень. 5, 8 - флоры, б - килевой замок, 7 - водонепроницаемая переборка
д - кормовая композитного клипера: 1 -фалтарнпост; 2 - деревянный старнпост; 3 - разрез гельмпортовой трубы ниже верхней палубы, 4 - деревянный чак, 5 - обшивка кормового свеса; 6 - верхняя палуба; 7 - железные шпангоуты; 8 - нижняя палуба; 9 - железный коробчатый кильсон; 10 - деревянный киль; 11 - фальшкиль;
е -носовая композитного клипера: 1 - деревянный планширь, 2 - угольник планширя; 3 - палуба бака; 4 - деревянные надгедсы; 5 - железный скуловой пояс; 6 - деревянный стем; 7 - деревянный стемсон; 8 - дейдвуд; 9 - килевой шпунт; 10 -железный флорньй лист; 11 - железный фальшборт; 12 - деревянный релинг фальшборта

Толщина шпунтового пояса должна была равняться двум третям толщины киля. Шпунтовый пояс должен был крепиться горизонтальными болтами к килю и вертикальными - к горизонтальному килевому листу. Из-за этого на многих композитных судах шпунтовый пояс доставлял много хлопот, поскольку выполнялся почти параллельно днищевой обшивке и находился под острым углом к боковой поверхности киля, что затрудняло надежное крепление его болтами в горизонтальной плоскости и в результате чего в килевом шпунте возникали протечки. В некоторых случаях шпунтовый пояс делали с вогнутой выемкой, и он крепился к килю почти горизонтально, что обеспечивало прочное соединение и большие размеры выступающей книзу части киля. При этом нижнюю кромку флорных листов приходилось также делать вогнутой; это увеличивало трудоемкость работ и приводило к менее экономному использованию материала. Поэтому, увеличивая размеры досок шпунтового и примыкавшего к нему поясьев, можно было спроектировать шпунтовый пояс, который удовлетворял бы требования Ллойда и при этом не был бы сильно вогнут или вообще был бы прямым, когда этого требовала технология работ с металлическими листами. Такую конструкцию имел знаменитый клипер «Фермопилы» (1868 г.) и почти такую - «Катти Сарк» (1869 г.).
В первоначальном проекте последнего нижняя кромка флорных листов была довольно сильно вогнута, но впоследствии из экономических соображений и для удовлетворения требованиям Ллойда эта конструкция была изменена.
Последними настоящими чайными клиперами были композитное судно «Лотер», построенное в Лондоне в 1870 г., и два железных - «Блэкэддер» и «Хэллоуин», которые были построены в том же году и тоже в Лондоне. После этого традицию чайных клиперов продолжали железные и стальные клипера, уже не имевшие таких острых обводов и работавшие в 50-е гг. на перевозке эмигрантов и шерсти. Позже к ним присоединились некоторые из оставшихся чайных клиперов, которые стали ходить на австралийских и новозеландских линиях, где скорость не имела большого значения.

По материалам книги "Волшебство моделей" Севастьянова А. М.

www.shipmodeling.ru