Корабли делали из бетона
Обновлено: 17.05.2024
Уникальный проект — лишь часть общего плана освоения Россией Арктики. Он поможет добывать полезные ископаемые быстрее, чем раньше. Но зачем для этого использовать бетон?
Посёлок Белокаменка, что неподалёку от Мурманска, стал гигантской стройплощадкой Центра строительства крупнотоннажных морских сооружений. На будущей верфи будут строить железобетонные плавучие заводы. Проект оценивается в 120 миллиардов рублей, что примерно равно половине стоимости Крымского моста (228 млрд рублей). Но для чего понадобилось строить уникальный объект на севере страны?
В Арктике расположены крупные углеводородные бассейны: Западно-Сибирский, Печорский. Северный Ледовитый океан — хранилище газогидратов, из которых получают метан. Япония, Китай, Южная Корея и Канада — лидеры на этом рынке, но благодаря освоению ресурсов Арктики Россия может их потеснить. С этой целью строится Северный широтный ход, который через арктический порт Сабетта свяжет Северную железную дорогу и Северный морской путь.
Пока решается вопрос транспортировки газогидратов железнодорожным путём, на Кольском полуострове (неподалёку от Мурманска) возводится верфь ЦСКМС для производства железобетонных кораблей. Их будут использовать в качестве плавучих заводов для добычи газогидратов — проще говоря, сжиженного газа — в Арктике. Из порта на Кольском полуострове такая платформа отправится в Арктику добывать на дне морском сырьё, превращать его в метан и отгружать на грузовые суда. Интересно, что человечеству понадобилось более ста лет для того, чтобы понять, где выгодно использовать железобетонные корабли, а где не особо. И Россия в плане сообразительности обгоняет другие страны.
Секретная магистраль: Зачем Россия строит 700-километровую железную дорогу за 500 миллиардов рублей
Кирпич, плывущий по воде
Бетон в качестве материала дешевле металла, он долговечен, ему не страшна коррозия. Ещё одно неоспоримое преимущество — процесс постройки упрощается в разы. В качестве заполнителя используется железная арматура, прошедшая процедуру электротермического напряжения. Это способствует повышению её прочности. Армоцемент на долгие годы потеснил металл в кораблестроении. Первую железобетонную лодку, спроектированную инженером Луи Ламбо, спустили на воду в середине XIX века. Это было гениально и просто: из арматуры делался каркас, который обмазывался бетоном. Изобретение восприняли как диковинку и на десять лет забыли о нём, пока смекалистый садовник Монье, штамповавший железобетонные кадки для цветов, не додумался делать таким способом корабли.
Он запатентовал новинку, для арматуры придумал звучное название "железо Монье". Во Франции начался бум строительства яхт, яликов и парусных лодок из железобетона. Всё это было достоянием выставок и охочих до прогресса досужих обывателей, пока норвежец Фегнер в разгар Первой мировой не выпустил демоверсию самоходного судна из бетона Namsenfijord водоизмещением 600 тонн. Сотрудники Liberty Ship Building Company подсмотрели чертежи и создали сухогруз S.S. Faith, улучшив все характеристики прототипа в десять раз. Но самый знаменитый корабль США того времени — S.S. Atlаntus. Именно на нём возвращались с фронта многие американские солдаты. Великобритания, Германия, Турция, Китай и другие страны подхватили тренд. Стали для кораблестроения катастрофически не хватало, зачастую требовалось выпустить много кораблей за короткое время. В этом плане конкуренции у "армоцементного флота" не было.
Железобетонные паромы и буксиры показали устойчивость к бомбовым ударам. Бетонная баржа выдерживала взрыв 100 килограммов тротила под днищем судна. Впрочем, непосредственно для боевых задач такие "плавучие дома" не годились — слишком уж неповоротливы они были.
Оказывается когда-то океаны бороздили корабли из….железобетона! Особенно популярны они были во время Второй мировой войны. И их было немало, но со временем они были вытеснены, проиграв конкуренцию «нормальным» кораблям.
Впервые, железобетонная лодка увидела свет в 1855 году во Франции. Инженер Луи Ламбо построил лодки из бетона, которые были армированы железной сеткой.
Массовое производство кораблей из бетона началось во время Первой мировой войны. Их использовали, как дешевый транспорт.
Но настоящую популярность бетонные корабли получили во время Второй мировой войны. Их активно производили в США и не от хорошей жизни – обычные корабли пачками шли на дно от торпед немецких подлодок и железа катастрофически не хватало.
Это были так называемые корабли класса «Либерти», которые создавались специально для военных нужд, срок их эксплуатации – в среднем 5 лет, потому что ремонтировать их было трудно. Именно эти корабли привезли значительную часть десанта при знаменитой высадке союзников в Нормандии. После высадки десанта их использовали в качестве заграждений.
Плюсы бетонных кораблей:
-Дешевы в производстве. Очень простая технология изготовления и требуют минимум дефицитного железа;
-Им не страшны огонь и ржавчина в принципе;
-Крепкие – имели большую прочность к огню противника.
-Неповоротливы. В маневренности в разы проигрывали обычным военным кораблям;
-Не годятся для ремонта;
-При первой пробоине быстро идут на дно.
Кстати, семь бетонных кораблей до сих пор на плаву – они служат в качестве плавучего пирса-волнореза на одной из канадских рек.
В России такие корабли широкого распространения не получили. Наверное потому, что с чем чем, а уж с ресурсами проблем у нас никогда не было – и дерева и железа в избытке. Единственный представитель бетонной корабельной промышленности - яхта «Нефертити», которая принадлежит яхтклубу Нижнего Новгорода. На ней катаются по Волге и используют в учебных целях.
Первые судна, предназначенные для транспортировки на воде, изготавливались из дерева. После того как людьми была освоена методика кораблестроительства с использованием железа, корабли стали сооружаться из этого материала.
Однако существуют ещё и судна, построенные из бетона и при этом удачно держащиеся на поверхности воды, как бы это удивительно ни было.
Почему же подобные корабли не тонут?
И для каких целей вообще строились судна из бетона?
Когда было построено первое бетонное судно?
Впервые судно из бетона было сконструировано в середине 19 века. В 1849 году французский инженер Жан-Луи Ламбо построил бетонную лодку. Он соорудил сетку посредством прутьев из железа и после по полученной сетке равномерно разместил массу цемента. Застывший материал инженер отшлифовал.
Специалисты кораблестроения восприняли изобретение с энтузиазмом и крайним удивлением — никто и предположить не мог, что построенное из бетона судно можно действительно не тонуть. В итоге, Ламбо запатентовал своё изобретение, и в скором времени бетонные лодки по его схемам и методике стали изготавливаться и приобретать какую-никакую популярность.
Популяризация бетонных лодок и её причины
Так, появившиеся в середине 19 века бетонные судна стали активно создаваться на протяжении двух веков. Причина популярности таких лодок заключалась в том, что, на самом деле, они были гораздо устойчивее, нежели железные. Однако при этом бетонные лодки не могли развивать большую скорость и передвигались по воде медленнее, чем свои железные и, тем более, деревянные "коллеги".
Причина медлительности заключается в огромной массе судна. Почему же оно не тонет, если оно такое тяжелое? Потопления не происходит из-за, так называемой, выталкивающей силы. Именно эта сила не позволяет судну затонуть, а помимо этого даёт возможность транспортировки и людей, и больших грузов.
Историческая судьба судна из кораблей
В начале 20 века стали активно строить корабли из железобетона . Во время Первой и Второй Мировой войны инженеры из Норвегии и Америки создали несколько типов судоходного транспорта — самоходное судно, пароход, баржи. Оказывается, что такие судна по прочности эффективнее и лучше, чем корабли, сконструированные из металла. Если случались пробоины, то их починка протекала быстрее и менее затруднительно.
Также немаловажное достоинство бетонного судна заключалось в том, что в их строительстве могли участвовать люди, далёкие от сферы кораблестроения. Во время военных конфликтов это было большим плюсом. Во Второй Мировой войне бетонные судна использовались чаще всего в качестве барж для транспортировки боеприпасов, создания тупиков в различных гаванях и в наведении переправ.
После Второй Мировой войны производство бетонного судоходного транспорта постепенно сошло на нет. В настоящий момент эта технология строительства кораблей уже неактуальна и в официальных компаниях не используется. Строят бетонные судна исключительно энтузиасты, которые интересуются этой темой.
Знаменитые бетонные корабли
Очень крупное бетонное судно было построено в 1917 году, в период, когда строительство таких кораблей стало затухать. Именно строительство этого корабля снова вернуло живой интерес к бетонным суднам.
Построен этот корабль был в Норвегии и назвался «Намсеньфьёрд». Технические характеристики впечатляли: длина 26 метров и 400 тон водоизмещения. В целом, бетонные судна отличались неповоротливостью и медлительностью, однако норвежский корабль наоборот мог развивать достаточно большую скорость, а также показывал очень хорошие результаты относительно грузоподъёмности.
«Намсеньфьёрд» впечатлил американских корабельных инженеров, в результате спустя год, в марте 1918 года, был построен американский бетонный корабль «СС Файт». Для своего времени габариты судна были впечатляющими: 100 метров в длину, водоизмещение в 6125 тон, мощность в 1760 лошадиных сил. Так что среди неповоротливых бетонных кораблей встречались исключения, которыми и являлись американский гигант и норвежский «Намсеньфьёрд».
Люди тысячелетиями строили различные плавательные средства. Долгие годы единственным доступным и самым подходящим судостроительным материалом было дерево. Со временем ему на смену пришла сталь. Но даже тогда мысль кораблестроителей не остановилась. Человечество всегда искало альтернативные материалы, в XX веке таким материалом в кораблестроении неожиданно стал бетон.
Стоит отметить, что бетон, как и сталь, был более выгодным материалом, чем древесина. Такой материал не гниёт, не горит, обладает хорошей прочностью. При этом к необычным изысканиям кораблестроители обратились не от хорошей жизни. Спрос на железобетонные корабли появился в годы Первой мировой войны после возникновения одновременного дефицита стали и тоннажа действующих торговых флотов.
Первые эксперименты с бетонными судами
В XIX веке начался поиск альтернативного древесине материала, который можно было бы использовать в постройке кораблей. Очевидным выбором становилась сталь, которая придёт на смену дереву. Однако стоимость самой стали и стоимость постройки кораблей со стальным корпусом считалась большой. Сам процесс такого строительства в XIX веке выглядел очень трудозатратным и трудоёмким. Неудивительно, что поиски альтернативного материала в судостроении, который был бы дешёвым и технологичным, не прекращались.
Таким материалом неожиданно стал бетон. Ещё в середине XIX века французский изобретатель Жан Луи Ламбо предложил необычный проект, который привлёк внимание посетителей парижской Всемирной выставки 1854 года. Изобретатель представил вёсельную лодку, изюминкой которой были материал и технология изготовления.
Бетонная лодка Ламбо в музее Бриньоля, фото: podparusami.club
Каркас лодки был выполнен из проволочной сетки, которую облепили цементом. Своё изобретение Жан Луи Ламбо презентовал как нечто, способное полностью заменить дерево. Интерес к новинке проявили изобретатели из многих стран мира, которые принялись создавать собственные модели лодок и яхт. Правда, интерес этот продержался недолго и о проекте достаточно быстро забыли. Это было неудивительно, учитывая с какой скоростью в те годы шло развитие технологий.
Американские бетонные корабли
К идее постройки кораблей из бетона вернулись уже в первой четверти XX века. И вспомнили о такой возможности далеко не от хорошей жизни. До 1914 года постройкой железобетонных кораблей занимались не самые богатые страны мира. Такие корабли в единичных экземплярах выпускались, к примеру, Турцией и Китаем.
Однако после начала Первой мировой войны в мире возникла нехватка промышленных запасов стали, одновременно с этим нарастал дефицит тоннажа действующего торгового флота. Объёмы военных грузоперевозок нарастали, одновременно с этим корабли выходили из строя, в том числе будучи уничтоженными или перехваченными противником. На этом фоне уже с 1915 года практически все развитые страны обратили своё внимание на корабли из железобетона.
До 1919 года работы по постройке таких кораблей активно велись в США, Великобритании, Германии, Франции, Швеции, Норвегии, Дании, Нидерландах, Италии и других государствах. В общей сложности было собрано не менее тысячи бетонных судов самого разного назначения (барж, сухогрузов, самоходных паромов, морских буксиров и т.д.) общим тоннажем более 600 тысяч тонн. При этом с окончанием Первой мировой войны постройка подобных кораблей снова сошла на нет.
Наибольшую известность получила серия бетонных кораблей, построенных в годы Первой мировой войны в США. На американцев произвёл впечатление проект норвежского конструктора Николая Фегнера, который в 1917 году построил железобетонное самоходное морское судно. 26-метровый корабль водоизмещением примерно 400 тонн получил название «Намсенфьорд».
Под впечатлением от норвежского проекта в США спустя год создали гораздо более крупное судно. В марте 1918 года на воду был спущен сухогруз Faith. Корабль был достаточно крупным. Длина корпуса превышала 100 метров, а водоизмещение составляло 6125 тонн. Мощность установленных на борту силовых установок составила 1760 л.с. Данный корабль окончательно убедил американцев в возможности и перспективности бетонного судостроения.
Практически сразу же президент Вудро Вильсон одобрил проект по постройке 24 бетонных кораблей для торгового и вспомогательного флота. Сумма проекта составила 50 миллионов долларов (с учётом инфляции более 11 миллиардов долларов по сегодняшнему курсу). Корабли должны были расширить транспортные возможности американского флота в годы Первой мировой войны. Но к моменту их активного строительства война подошла к концу.
По данной программе было достроено 12 кораблей, ровно половина из запланированного объёма. При этом все они были введены в строй уже после войны. Сегодня можно легко найти информацию о том, что стало с каждым из 12 построенных судов, эта информация доступна в интернете. Можно лишь отметить, что самый первый сухогруз Faith, который был построен ещё до закладки серии, прослужил всего несколько лет и затонул у берегов Кубы в 1921 году.
Севший на мель бетонный пароход SS Atlantus, фото 1926 года
Второй всплеск интереса к бетонным кораблям возник уже в годы Второй мировой войны. В этот раз в США удалось построить 24 подобных корабля. Все они были построены с 1942 по 1943 год. За межвоенный период технология строительства была улучшена, новые корабли были крепче и легче, чем предшественники.
К июлю 1943 года заказ был полностью выполнен, при этом на постройку одного корабля уходило меньше месяца времени. Два железобетонных корабля американцы затопили в качестве заграждений во время высадки в Нормандии. Часть из переживших войну судов использовалась в качестве волнорезов. А бетонный корабль Quartz, переживший Вторую мировую войну, американцы использовали при испытаниях ядерного оружия на атолле Бикини. Корабль служил для оценки уровня повреждений, наносимых ядерным взрывом.
Плюсы и минусы бетонных кораблей
Бетонные корабли, которые были построены в начале XX века, главным образом использовались для транспортировки угля, нефти, а также хорошо зарекомендовали себя для перевозки сухих сыпучих грузов, например сахара. В этом плане они превосходили даже стальные аналоги, так как на бетонных кораблях не было проблемы с образованием конденсата, от которой страдали обычные стальные суда. Так что для грузов, которые не терпели влажности, бетонные корабли были однозначно лучше.
К основным плюсам железобетонных судов относили низкую стоимость постройки, а также возможность использования низкоквалифицированного персонала, без отвлечения специалистов с традиционных судостроительных верфей. Важными плюсами называли также неподверженность бетона коррозии и огнестойкие свойства материала. Помимо этого, простота строительства положительным образом сказывалась на времени постройки кораблей.
Помимо плюсов у бетонных кораблей были и очевидные минусы. Чтобы обеспечить прочность, сопоставимую с металлом, толщина корпуса бетонных кораблей должна была быть в несколько раз больше. Тяжелый корпус таких судов становился причиной большой осадки, что уменьшало их проходимость на мелководье, в каналах и реках. В свою очередь большая толщина корпуса снижала и внутренний полезный объём трюмов.
Так как бетонные корабли тяжелее стальных, для обеспечения сопоставимых показателей грузоподъёмности пришлось бы строить корабли больших размеров, в том числе по габаритам, что ведёт к росту буксировочного сопротивления. Такие корабли необходимо оснащать более мощными силовыми установками, что делает их эксплуатацию во многих аспектах нерентабельной, сводя на нет все остальные экономические плюсы.
Ещё одним серьёзным недостатком стало то, что бетон, способный выдерживать сильные статические нагрузки, легко повреждается при сильных столкновениях или ударах. К примеру, американский сухогруз Cape Fear, спущенный на воду в 1919 году, затонул уже в 1920 году после столкновения с другим судном. Корабль с 19 членами экипажа на борту утонул всего за три минуты.
Опыт Первой и Второй мировых войн, а также послевоенного кораблестроения позволил сформировать номенклатуру судов, для которых железобетонная конструкция оказывалась наиболее оправдана и целесообразна. К этой категории отнесли корабли стояночного флота или несамоходные суда. Например, шаланды, баржи, паромы, лихтеры. Такие корабли долгое время могут находиться без ухода, они не ржавеют и требуют меньших затрат на ремонт, находясь на приколе десятилетиями.
При этом через несколько лет после Второй мировой войны железобетонное судостроение практически сошло на нет. В настоящее время такими проектами увлекаются в основном лишь единичные энтузиасты. Наиболее экономически эффективными и дожившими до наших дней остаются плавучие сооружения из железобетона – доки и дебаркадеры. Упрощённая технология постройки, большая долговечность и низкая стоимость строительства позволяют им существовать и в современном мире.
Большинству будет сложно поверить, однако в XIX и XX века некоторое время пользовались не малой популярностью бетонные корабли. Большинство людей, наверняка удивится этому факту и спросит, как такое вообще возможно на практике. На самом деле все пугающе просто.
Дело в том, что конструкция таких кораблей ничем не противоречит известным законами физики, более того, бетонные корабли (как и любые другие) в полной мере работают в рамках закона Архимеда о вытеснении жидкости. В итоге корабль, созданный из железобетона, вовсе не уходит на дно, как камень брошенный вводу, а держится на поверхности, более того, имеет вполне неплохие динамические характеристики. Такой корабль с меньшей вероятностью переворачивается на волнах, однако и идет намного медленнее из-за большой массы.
Те, кто все еще сомневаются в том, что корабль из бетона способен плыть, должны задуматься над тем, что следуя этой же логикой, абсолютно каждый корабль с корпусом из металла должен все также стремиться ко дну. Однако это не происходит. Более того, и те и другие суда способны брать на борт сотни тонн груза и многочисленных пассажиров. Происходит все это благодаря выталкивающей и подъемной силе, которые равны весу объема вытесняемой жидкости частью тела, которая была погружена в воду. Этот закон был открыт Архимедом еще в III веке до нашей эры.
Первое судно из железобетона появилось еще в 1849 году благодаря усилиям французского инженера и изобретателя Ламбо. Это была всего небольшая лодка, однако и она смогла произвести невероятное впечатление на международной корабельной выставке 1855 года. Более того, творение Ламбо дало импульс к становлению моды на корабли из бетона. Правда, длилось все это совсем недолго и уже через несколько лет про инновацию забыли.
Вернулись в Европе к банным кораблям только в годы Первой мировой войны, когда конфликтующие страны нуждались в огромном количестве судов, но при этом испытывали острую нехватку высококачественной стали. На момент 1919 года было построено более 1 тысячи кораблей с использованием описываемой технологии. Больше всего их создали в Италии, Германии, Норвегии, Франции, Дании и Швеции. Некоторое количество судов из железобетона было спущено на воду в США и даже Китае.
Вторая реинкарнация моды на корабли из бетона случилась уже после Второй мировой войны. Пик строительства пришелся на 1946-1948 годы. На сей раз больше всего «каменных» судов построили в СССР и послевоенной Германии. В годы войны в США было создано около трех десятков подобных плавательных средств, однако впоследствии о них вновь забыли. Использовались корабли вплоть до начала XXI века. Некоторые из них на плаву и сегодня. Более того, даже в наши дни такие корабли иногда создаются энтузиастами.
Читайте также: