Медная обшивка - это практика защиты подводного корпуса корабля или лодки от коррозионного воздействия соленой воды и биообрастания за счет использования 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.
Разработка
Износ корпуса деревянного корабля был серьезной проблемой в эпоху парусного спорта . Корпуса кораблей постоянно подвергались 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 служила неструктурной оболочкой корпуса для атаки червя, и ее можно было легко заменять в сухом доке через регулярные промежутки времени. Однако травка быстро росла и замедляла корабли. Свинцовая обшивка, хотя и более эффективная, чем дерево, в решении этих проблем, 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], которое представляло собой смесь китового жира , канифоли и серы ; Черный материал [2] смесь дегтя 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 опыты 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 урон 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 водорослей, поскольку при контакте с водой медь образовывала ядовитую пленку, состоящую в основном из оксихлорида меди , которая отпугивала эти морские организмы. Кроме 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, использованными при постройке корабля, в результате чего многие болты стали практически бесполезными. В 1766 году из - за плохого состояния железных болтов, сигнализации» меди с была удалена. [6]
После этого эксперимента, сдерживаемого непредвиденной и непонятной гальванической реакцией между медью и железом, снова была предпринята попытка обшивки из свинца, 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 для подготовки к открытому 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 внедрение
Когда американская война в самом разгаре, Королевский флот приступил к покрытию дна всего флота в 1778 году. Этого не произошло бы, если бы не война. Это произошло также потому, что в 1778 г. некий судостроитель из Ливерпуля г-н 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 наклеивания 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 большая проблема с поставкой более 100 кораблей для войны за независимость США (1775–1783), которая в том же году (1778) 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 за ней в 1779 году, а Нидерланды - в 1780 году, и поэтому Британии пришлось столкнуться с тремя своими главными соперниками. Миддлтон считал, что Британия «численно превосходит на всех позициях», и флот должен «вывести нас из нынешней опасности». Он понимал, что медь позволяет флоту оставаться в море намного дольше без необходимости чистки и ремонта подводного корпуса, что делает его очень привлекательным, хотя и дорогим предложением. Ему пришлось расширить флот, но не было времени на пополнение флота, а доступные 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 обратился непосредственно к королю Георгу III по этому «чрезвычайно важному вопросу» о выделении необходимого финансирования. Он взял с собой модель HMS Bellona с медным дном, чтобы проиллюстрировать этот метод. Король поддержал его за то, что было дорогостоящим процессом для непроверенной технологии.
На каждый корабль в среднем требовалось 15 тонн меди, уложенных в среднем в виде 300 пластин. Вся медь поставлялась британскими рудниками (единственной страной в мире, которая могла это делать в то время), крупнейшим рудником была гора Парис в Англси , северный Уэльс. Рудник Парис недавно начал крупномасштабное производство и наводнил британский рынок дешевой медью; тем не менее, 14 тонн металла, необходимые для медной обработки 74-пушечного третьего линейного корабля, по- прежнему стоят 1500 фунтов стерлингов [12] по сравнению с 262 фунтами стерлингов за дерево. Было сочтено, что преимущества увеличения скорости и времени нахождения в море оправдывают 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 за счет кораблей с 44 орудиями и менее, 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 судна 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 , сплавом из 60% меди, 40% цинка и небольшого количества железа. Преимущество металла Muntz в том, что он был несколько дешевле меди.
Гражданское использование
С его повсеместным внедрением 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 пятилетнего 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 инвестировать в 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 уклонялись от патрулирования судов Королевского флота, намеревающихся их захватить.
Эксперименты Хэмфри Дэви с медной обшивкой
В конце 18 - начале 19 века сэр Хамфри Дэви провел множество экспериментов, чтобы определить, как уменьшить коррозию, которую морская вода вызывает на незащищенных медных оболочках. Для этого он погрузил на берег медь различной толщины, а затем измерил, насколько морская вода испортила каждый из них. Листы различных металлов оставались в морской воде в течение четырех месяцев, 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 жизненных форм или обесцвечивания. . Незащищенная медь быстро меняла бы 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 отстаивал чугун для защиты меди, поскольку он был самым дешевым в производстве, и, по его наблюдениям, ковкое железо и цинк изнашивались быстрее.
Другое использование
Термин « медное дно» по-прежнему используется для описания предприятия, плана или инвестиций, которые являются безопасными и обязательно будут успешными. [19] Родственный ему медный крепеж (и форма глагола медный крепить ) используется аналогично, но с оттенком «защищенный, недвусмысленный», а не «заслуживающий доверия, надежный». [20]
Смотрите также
- Кренинг
- Корпус (гидроцикл)
- Нельсон Чекер
Рекомендации
- Перейти ↑ McKee, A. in Bass (ed.) 1972, p.235
- ^ 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.
- Перейти ↑ Gardiner (ed.) 2004, p. 142
- ^ а б Телегди, Дж .; 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 .
- ^ 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 ]
- ^ Хэй (15 мая 1863 г.). На медной и другой обшивке . Инженер . Лондон: Управление по публикациям и рекламе. п. 276.
- ^ Beaglehole 1966, С.195
- ^ а б Рыцарь, RJB "Введение медной оболочки в Королевский флот, 1779–1786" (PDF) . rogerknight.org . Проверено 28 декабря 2017 года .
- ^ 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.
- ^ «NOAA, BOEM: историческое затонувшее судно XIX века, обнаруженное в северной части Мексиканского залива» . NOAA Research . Проверено 18 июня 2020 .
- ^ Снег, Дэн (2010). «Империя морей: как флот создал современный мир» (серия 3 из 3). BBC TWO.
- ^ Роджер (2004), p.375
- ^ Маккарти, Майкл (2005). Судовые крепления: от сшитой лодки до парохода . Издательство Техасского университета A&M. п. 131. ISBN. 9781603446211.
- ^ Журнал истории транспорта, Тома 1-2 . Издательство Лестерского университета. 1972. с. 94 . Проверено 28 декабря 2017 года .
- ^ a b c d Маккарти, стр.108
- ^ Рыцарь, Роджер. Хоук (PDF) . п. 300 . Проверено 28 декабря 2017 года .
- ^ McCarthy, стр.109
- ^ а б Дэви, Хамфри (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 .
- ^ «Медное дно» . Кембриджские словари онлайн . Проверено 28 апреля 2016 года .
- ^ Мартин, Гэри. «Медное дно» . Поиск фраз . Проверено 28 апреля 2016 года .
Подлинный; заслуживает доверия.
Библиография
- 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
- 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.