Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Металлическая оболочка Cutty Sark из медного сплава Muntz metal

Медная обшивка - это практика защиты подводного корпуса корабля или катера от коррозионного воздействия соленой воды и биообрастания с помощью медных пластин, прикрепленных к внешней стороне корпуса. Он был впервые разработан и разработан Королевским флотом в 18 веке. В древности древние греки использовали свинцовые пластины для защиты подводного корпуса.

Развитие [ править ]

Износ корпуса деревянного корабля был серьезной проблемой в эпоху парусов . Корпуса кораблей подвергались постоянным атакам корабельных червей , ракушек и различных морских водорослей , все из которых оказывали неблагоприятное воздействие на корабль, будь то конструктивно, в случае червя, или влияя на скорость и управляемость в случае сорняков. Наиболее распространенные методы решения этих проблем заключались в использовании деревянной, а иногда и свинцовой обшивки. Съемная деревянная обшивка эффективно обеспечивала неструктурную оболочку корпуса для атаки червя и могла быть легко заменена в сухом доке.через равные промежутки времени. Однако травка быстро росла и замедляла корабли. Свинцовая обшивка, хотя и более эффективная для решения этих проблем, чем древесина, плохо реагировала на железные болты кораблей. [1]

Еще старше, чем методы обшивки, были различные техники гравировки и оплаты . Использовались три основных вещества: белое вещество [2], представляющее собой смесь китового жира , канифоли и серы ; Черный материал [2] смесь смолы и смолы ; и коричневый материал [2], который был просто добавлен серы к черному. Обычно корпус покрывали выбранным веществом, а затем покрывали тонким внешним слоем деревянной обшивки. [3]

Использование медной оболочки было впервые предложено Чарльзом Перри в 1708 году, хотя оно было отклонено военно-морским советом из-за высокой стоимости и предполагаемых трудностей с обслуживанием . Первые эксперименты с медной обшивкой были сделаны в конце 1750-х годов: днище и борта килей нескольких кораблей и ложных килей были обшиты медными пластинами. [4]

В 1761 году эксперимент был расширен, и 32-пушечному фрегату HMS  Alarm было приказано покрыть все его днище медью в ответ на ужасное состояние, в котором он вернулся со службы в Вест-Индии . HMS Alarm был выбран, потому что в 1761 году было отправлено письмо о состоянии корабля, в котором говорилось, что черви из воды нанесли значительный ущерб деревянному корпусу корабля. [5]Перед нанесением медных пластин корпус был покрыт мягким материалом, который представлял собой просто волосы, пряжу и коричневую бумагу. Медь хорошо зарекомендовала себя как в защите корпуса от вторжения червей, так и в предотвращении роста сорняков, поскольку при контакте с водой медь образовывала ядовитую пленку, состоящую в основном из оксихлорида меди , которая отпугивала эти морские организмы. Более того, поскольку эта пленка была слабо растворимой, она постепенно смывалась, не оставляя возможности для морских обитателей прикрепиться к кораблю. Однако вскоре Адмиралтейство обнаружило, что медные болты, которые использовались для крепления пластин к корпусу, вступили в реакцию с железными болтами, использовавшимися при строительстве корабля, в результате чего многие болты стали практически бесполезными. В 1766 году из-за плохого состояния железных болтовУбрана сигнальная медь. [6]

После этого эксперимента, сдерживаемого непредвиденной и непонятной гальванической реакцией между медью и железом, снова попытались обшить свинцовую оболочку, хотя она оказалась непригодной для этой задачи, поскольку пластины имели тенденцию падать с корпуса очень быстро. К 1764 году второе судно, HMS  Dolphin , было обшито медью специально, чтобы подготовить его к путешествию в тропических водах. [7] Корпус « Дельфина » был обследован в 1768 году после того, как корабль дважды совершил кругосветное плавание; произошла значительная коррозия железных деталей корпуса, которые пришлось заменить. [5]В 1769 году была предпринята еще одна попытка покрыть медью корпус корабля, на этот раз на новом корабле, который был построен с использованием болтов, сделанных из медного сплава. На этот раз результаты были гораздо более благоприятными, но проблемы с болтовым креплением остались. Начало и обострение войны с Америкой в 1773 году отвлекло внимание от проблемы крепления, необходимой для реализации полномасштабной программы борьбы с медью. [8]

К 1780-м годам технология распространилась на Индию. Правитель Майсур , Типу Султан распорядился , чтобы все его морские суда получают медь в ножны после наблюдения выгоды во французских и Ост - Индской компании судов. [9]

Широкое распространение [ править ]

Остатки деревянного корабля начала 19 века, обнаруженные в 2012 году на глубине 4 000 футов (1 200 м) в Мексиканском заливе исследователем NOAAS Okeanos Explorer . Большая часть древесины распалась, оставив медную обшивку, сохранившую форму корпуса [10]

Когда американская война в самом разгаре, Королевский флот в 1778 году приступил к покрытию дна всего флота. Этого не произошло бы, если бы не война. Это произошло также потому, что в 1778 году некий судостроитель из Ливерпуля мистер Фишер (который вел оживленную торговлю с Западной Африкой) направил письмо в Военно-морское управление. [11]В нем он рекомендовал «медную оболочку» как решение проблемы корабельного червя в теплых тропических водах и влияние на скорость усиков морских водорослей, цепляющихся за корпуса. Само письмо не сохранилось и косвенно упоминается в другой официальной переписке, хранящейся в Национальном морском музее; это могло быть связано или совпадать с критически важным новым техническим прорывом в защите железных болтов путем нанесения толстой бумаги между медными пластинами и корпусом. Это было недавно успешно (вероятно) испытано на HMS  Jupiter . Этот прорыв должен был победить Адмиралтейство. [8]

Письмо Фишера увидел новый контролер совета ВМФ Чарльз Миддлтон , у которого в то время была основная проблема с поставкой более 100 кораблей для войны за независимость США (1775–1783), которая в том же 1778 году усугубилась французским оппортунизмом в объявление войны Великобритании в поддержку американских повстанцев. Это фактически превратило то, что было локальной гражданской войной, в глобальный конфликт. Испания последовала в 1779 и Нидерландах в 1780 году, и так Великобританияпришлось столкнуться с тремя его величайшими соперниками. Миддлтон считал, что Британия «численно превосходит все позиции», и флот должен «вывести нас из нынешней опасности». Он понимал, что медь позволяет флоту оставаться в море гораздо дольше без необходимости чистки и ремонта подводного корпуса, что делает его очень привлекательным, хотя и дорогим предложением. Он должен был расширить флот, но у него не было времени на пополнение флота, а ресурсы были ограничены. Чтобы построить военный корабль, может потребоваться пять лет и 2000 деревьев. Однако он смог обновить существующий флот, он ухватился за решение Фишера и 21 января 1779 года написал в Адмиралтейство. Он также напрямую обратился к королю Георгу III по этому «чрезвычайно важному вопросу» о выделении необходимого финансирования.Взял с собой модель HMS. Bellona показывает медное дно для иллюстрации метода. Король поддержал его за то, что было дорогостоящим процессом для непроверенной технологии.

На каждое судно в среднем требовалось 15 тонн меди, уложенных в среднем в виде 300 пластин. Вся медь поставлялась с британских рудников (единственная страна в мире в то время, которая могла это делать), крупнейшим рудником была гора Парис в Англси , северный Уэльс. Рудник Парис недавно начал крупномасштабное производство и наводнил британский рынок дешевой медью; однако 14 тонн металла, необходимого для медной обработки 74-пушечного третьего ранга линейного корабля, все еще стоили 1500 фунтов стерлингов [12].по сравнению с 262 фунтами стерлингов за дерево. Было сочтено, что выгода от увеличения скорости и времени нахождения в море оправдывает связанные с этим затраты. Миддлтон в мае 1779 года разместил в Портсмутских доках заказы на заделку всех кораблей до 32 орудий включительно, когда они в следующий раз войдут в сухой док. В июле этот заказ был расширен и теперь включает корабли с 44 орудиями и меньше, всего за год 51 корабль. Затем было решено, что весь флот должен быть покрыт медью из-за трудностей в поддержании смешанного флота, состоящего из медных и не покрытых медью кораблей. К 1781 году 82 линейных корабля были покрыты медью, а также четырнадцать 50-пушечных кораблей, 115 фрегатов и 182 корабля без рейтинга.

Однако все это было слишком поздно, чтобы предотвратить потерю американских колоний; тем временем французы угрожали прибыльной торговле сахаром в Карибском бассейне, которая в то время считалась более важной для британских интересов, чем 13 колоний . Торговля сахаром покрывала расходы, связанные с Войной за независимость в Америке и англо-французской войной (1778–1783) . Недавно покрытые медью корабли Королевского флота, еще не испытанные, были успешно использованы Родни для победы над французами в битве при Сентес у Доминики в 1782 году.

К 1783 году, когда война закончилась, проблемы с креплением корпуса стали очевидными. [13] Наконец, был найден подходящий сплав для болтов корпуса - медь и цинк. В 1786 году Адмиралтейство, заплатив за это высокую цену, решило продолжить установку болтов на всех кораблях военно-морского флота, что окончательно устранило проблему коррозии болтов. Этот процесс длился несколько лет, после чего не потребовалось никаких существенных изменений в системе меднения, и металлическое покрытие оставалось стандартным методом защиты подводного корпуса корабля до появления современной противообрастающей краски . [4] В 19 веке чистая медь была частично вытеснена металлом Мунца., сплав 60% меди, 40% цинка и небольшого количества железа. Металл Muntz имел то преимущество, что был несколько дешевле меди.

Гражданское использование [ править ]

С его широким применением в Королевском флоте некоторые судовладельцы использовали этот метод на своих торговых судах. Единственное покрытое медью судно было внесено в реестр Лондонского Ллойда в 1777 году - шлюп- работорговец « Хоук» , грузоподъемностью 140 тонн. [14] [15] Это конкретное судно произвело впечатление на Адмиралтейство, когда оно было осмотрено Сэндвичем в 1775 году в Ширнессе после 5-летнего плавания в Индию. [16] К 1786 году 275 судов (около 3% торгового флота) были покрыты медью. К 1816 году это число возросло до 18% британских торговых судов. [15] Медные листы экспортировались в Индию для использования на построенных там кораблях. В конце 18 - начале 19 века около 30% индийских кораблей были покрыты медью. [17]

Владельцев торговых судов привлекла экономия, которую дала возможность обшить медью, несмотря на первоначальные затраты. Поскольку медь была дорогостоящей, только лучшие владельцы имели тенденцию вкладывать средства в этот метод, и в результате использование медной обшивки указывало на то, что судно находится в хорошем состоянии и обслуживается, что привело к тому, что Lloyd's of London взимала более низкие страховые взносы, поскольку суда были лучше рисковать. [ необходима цитата ] Отсюда фраза "с медным дном" как показатель качества,

Медь чаще использовалась на торговых судах, плавающих в теплых водах. Суда, плавающие в более холодных северных водах, часто продолжали использовать сменные деревянные доски для обшивки. Организмы, сверлящие древесину, представляли меньшую проблему для этих судов, и они часто подвергались регулярному уходу - операция, которая могла нанести значительный ущерб дорогостоящему медному покрытию. [15] Медь широко использовалась на невольничьих кораблях . [15] После того, как Закон об отмене работорговли стал британским законом в 1807 году, работорговля стала незаконной, поэтому работорговцы ценили быстрые корабли, которые с большей вероятностью уклонились от патрулирования кораблей Королевского флота, намеревающихся их захватить.

Эксперименты Хамфри Дэви с медной оболочкой [ править ]

См. Также: Катодная защита

В конце 18 - начале 19 века сэр Хамфри Дэвипровели множество экспериментов, чтобы определить, как уменьшить коррозию, которую морская вода вызывает на незащищенной медной оболочке. С этой целью он погрузил на берег медь различной толщины, а затем измерил, насколько морская вода испортила каждый из них. Листы из разных металлов оставались в морской воде четыре месяца, а затем были исследованы. В этом испытании также использовались два портовых судна: одно с дополнительной цинковой лентой, а другое - с железной. Дэви заметил, что, хотя цинк и железо сами по себе были покрыты карбонатом, который позволял сорнякам, растениям и насекомым прикрепляться к металлу, медные листы, которые были соединены с чугунными или цинковыми частями, были свободны от каких-либо прикрепленных форм жизни или обесцвечивания. . Незащищенная медь быстро сменит красноватый цвет на зеленоватый цвет коррозии.[18] Когда другие металлы были смешаны с медью в соотношении от 1:40 до 1: 150, не было видимых признаков коррозии и минимальная потеря веса. [18] Когда соотношение было изменено на 1: 200 и 1: 400, произошла значительная коррозия и потеря веса. Поэтому Дэви выступал за чугун для защиты меди, поскольку он был самым дешевым в производстве, и, по его наблюдениям, ковкое железо и цинк изнашивались быстрее.

Другое использование [ править ]

Термин « медное дно» продолжает использоваться для описания предприятия, плана или инвестиций, которые являются безопасными и обязательно будут успешными. [19] Родственный медный крепеж (и форма глагола медный крепить ) используется аналогично, но с оттенком «защищенный, недвусмысленный», а не «заслуживающий доверия, надежный». [20]

См. Также [ править ]

  • Крен
  • Корпус (гидроцикл)
  • Нельсон Чекер

Ссылки [ править ]

  1. ↑ McKee, A. in Bass (ed.) 1972, p.235.
  2. ^ a b c Лавери, Брайан (1987). Вооружение и оснащение английских военных кораблей, 1600-1815 гг . Великобритания: Conway Maritime Press. С. 57–58. ISBN 0-87021-009-2.
  3. ↑ Гардинер (ред.) 2004, стр. 142
  4. ^ a b Telegdi, J .; Trif, L .; Романски, Л. (2016). Монтемор, Мария Фатима (ред.). Интеллектуальные композитные покрытия против биообрастания для морского применения . Интеллектуальные композитные покрытия и мембраны: транспортные, структурные, экологические и энергетические приложения . Кембридж, Великобритания: Elsevier. С. 130–1. ISBN 9781782422952. OCLC  928714218 .
  5. ^ а б Харрис, младший (1966). «Медь и судоходство в восемнадцатом веке» (PDF) . Обзор экономической истории . 19 (3): 550–68. DOI : 10.1111 / j.1468-0289.1966.tb00988.x . [ мертвая ссылка ]
  6. ^ Хэй (15 мая 1863 г.). На медной и другой обшивке . Инженер . Лондон: Управление публикаций и рекламы. п. 276.
  7. ^ Beaglehole 1966, С.195
  8. ^ a b Knight, RJB "Внедрение медной оболочки в Королевский флот, 1779–1786" (PDF) . rogerknight.org . Проверено 28 декабря 2017 .
  9. ↑ Рой, Кошик (4 января 2019 г.). Война, культура и общество в Южной Азии раннего Нового времени, 1740–1849 гг . ISBN 978-1-136-79087-4.
  10. ^ "NOAA, BOEM: Историческое затонувшее судно XIX века, обнаруженное в северной части Мексиканского залива" . NOAA Research . Проверено 18 июня 2020 .
  11. ^ Сноу, Дэн (2010). «Империя морей: как флот выковал современный мир» (серия 3 из 3). BBC TWO.
  12. ^ Роджер (2004), p.375
  13. ^ Маккарти, Майкл (2005). Судовые крепления: от сшитой лодки до парохода . Издательство Техасского университета A&M. п. 131. ISBN. 9781603446211.
  14. ^ Журнал истории транспорта, Тома 1-2 . Издательство Лестерского университета. 1972. с. 94 . Проверено 28 декабря 2017 .
  15. ^ a b c d Маккарти, стр.108
  16. ^ Рыцарь, Роджер. Хоук (PDF) . п. 300 . Проверено 28 декабря 2017 .
  17. ^ McCarthy, стр.109
  18. ^ a b Дэви, Хэмфри (1824). «Дополнительные эксперименты и наблюдения по применению электрических комбинаций для сохранения медной обшивки судов и для других целей» . Фил. Пер. R. Soc. Лондон . 114 : 242–6. DOI : 10,1098 / rstl.1824.0015 .
  19. ^ "Медное дно" . Кембриджские словари онлайн . Проверено 28 апреля 2016 года .
  20. ^ Мартин, Гэри. «Медноногий» . Поиск фраз . Проверено 28 апреля 2016 года . Подлинный; заслуживает доверия.

Библиография [ править ]

  • Биглхол, JC (1966). Исследование Тихого океана . Адам и Чарльз Блэк, Лондон. OCLC  422331302 .
  • Гардинер, Роберт; Лавери, Брайан, ред. (2004). Линия битвы: военный корабль 1650-1840 гг . Conway Maritime Press. ISBN 0851779549.
  • Лавери, Брайан (1987). Вооружение и оснащение английских военных кораблей 1600-1815 гг . Лондон: Conway Maritime. ISBN 0-85177-451-2.
  • Маккарти, Майк (2005). Судовые крепления: от сшитой лодки до парохода . Издательство Техасского университета A&M. ISBN 1585444510.
  • Макки, Александр (1972). Басс, Джордж Ф. (ред.). История мореплавания на основе подводной археологии . Темза и Гудзон. ISBN 0500010773.
  • Роджер, Николас (2004). Призрак океана . Аллен Лейн. ISBN 0-7139-9411-8.

Внешние ссылки [ править ]

  • Национальный кадастр загрязнителей - Информационный бюллетень по меди и соединениям
  • Свинцовая обшивка , 1695 г.
  • Копперинг , Хеддервик, 1830 г.
  • На меди , 1852 г.
  • Обшивка , 1867 г.
  • Консервация днища железных кораблей , 1874 г.
  • Цены на противообрастающие составы , 1874 г.