«  ББК 39.42 г   М 956  Рецензенты:  В.Г.Бугаев, докт.техн. наук, профессор ДВГТУ  В.М.Козин, докт.техн. наук, профессор ИМиМ ДВО РАН  Мытник Н.А.  М  956  Краткая  история  корабельных  наук  (хронология  событий  с  ...»

Н.А. Мытник 

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ КОРАБЕЛЬНЫХ НАУК 

(хронология событий с комментариями) 

Владивосток 

Издательство Дальневосточного университета 

2004 г. 

 

ББК 39.42 г 

 М 956 

Рецензенты: 

В.Г.Бугаев, докт.техн. наук, профессор ДВГТУ  В.М.Козин, докт.техн. наук, профессор ИМиМ ДВО РАН  Мытник Н.А.  М  956  Краткая  история  корабельных  наук  (хронология  событий  с  комментариями).    Издание  второе, переработанное, Владивосток: Издво Дальневост. унта, 2004. 197 с.  ISBN 5744408894  В  монографии  в  хронологическом  порядке  изложена  краткая  история  корабельных  наук  с  комментариями,  схемами,  рисунками  и  формулами.  Книга  предназначена  для  специалистов  и  читателей, интересующихся историей кораблестроения.М 2303020200/180(03)99 без объявл.    ББК 39.42 г  ISBN 5744408894  (c)Издательство Дальневосточного университета  (с)Мытник Н.А.  2004 г. 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Книга  носит  научнопопулярный  характер  и  рассчитана  на  широкий  круг  читателей,  интересующихся историей кораблестроения. Она посвящена истории развития корабельной науки    специальной  или  прикладной  отрасли  точных  наук,  которая  долгое  время,  на  протяжении  многих  веков,  считалась  в  техническом  научном  мире  лидирующей.  Только  с  конца  XIX  века  эта  наука постепенно стала уступать по важности другим техническим наукам, и в частности, наукам,  обслуживающим авиацию и космос. Однако последние стоят на той же самой теоретической базе  и поэтому могут считаться естественным продолжением корабельной науки.  В настоящее время материал по истории корабельных наук, публикуемый в научнопопулярной и  технической  литературе,  как  правило,  систематизирован  по  основным  ее  разделам,  например:  теории корабля, прочности, проектированию и т.д. Такой подход понятен с точки зрения научной  специализации,  однако  не  позволяет  рассматривать  корабельную  науку  как  целое,  увидеть  взаимосвязь  ее  составляющих  в  связи  с  развитием  техники  и  социальноэкономических  процессов.  Поэтому  в  данной  работе  исторический  материал  представлен  в  виде  последовательности  научных  событий,  изложенной  хронологически  вне  зависимости  от  раздела  корабельной  науки.  При  этом  каждое  научное  событие  сопровождается  перечнем  наиболее  интересных  моментов,  происшедших в это же время в области кораблестроения, мореплавания и военноморских войн.  Наиболее важные научные события имеют комментарий, поясняющий связь науки и практики, и  краткую  историческую  справку  по  биографии  ученых.  Такой  подход,  зачастую  нарушающий  логическую  связь  между  смежными  событиями,  заставляет  читателя  воспринимать  историю  корабельной  науки  как  естественную  часть  развития  кораблестроения  и  мореплавания,  социальноэкономического развития человечества в целом.  Так как история корабельной науки, как и всякой технической науки, по сути представляет собой  историю  специального  математического  моделирования,  многие  научные  события  сопровождаются  формулами  с  экспликацией,  напротив  каждой  из  которых  указан  год  их  появления,  а  также  различными  схемами,  поясняющими  физическую  суть  явления.  Пометки  формул, которые даются в современном виде, представляются весьма полезными при переходе к  обстоятельному изучению каждой конкретной науки.  Однако,  ввиду  ограниченности  объема,  изложенный  материал  рассчитан,  прежде  всего,  на  читателя,  который  знаком  с  историей  кораблестроения  и  мореплавания,  представляет  исторические типы кораблей, их принципиальное устройство и технологию постройки. Подробное  описание  некоторых  фрагментов  из  истории  кораблестроения,  в  том  числе  приведенные  изображения  судов  и  кораблей,  используются  лишь  как  комментарий  к  научной  проблеме,  связанной с конкретным научным событием.  Для  лучшего  восприятия  материала  научные  термины  выделяются,  а  вся  история  корабельных  наук  разбита  на  пять  периодов,  каждому  из  которых  тезисно  дается  краткая  констатирующая  характеристика,  отражающая  состояние  в  развитии  корабельной  науки  в  целом,  судостроения,  мореплавания,  военноморской  техники  и  тактики.  Для  систематизации  основных  исторических  событий  по  различным  корабельным  наукам  в  приложении  к  монографии  дается  таблица,  позволяющая легко восстановить их логическую последовательность.  Для  того,  чтобы  читатель  еще  раз  проникся  значением  корабельной  науки  в  развитии  человечества,  обслуживающей  кораблестроение  и  мореплавание,  можно  вспомнить  знаменитое  высказывание Уолтера Рэли: "Тот, кто владеет морем, владеет мировой торговлей. А кто владеет  мировой  торговлей,  владеет  богатствами  земли  и  ею  самой"  [29].  Думается,  что  в  нашу  информационную эпоху это положение остается еще в силе.  Глава 1. "Эмбриональный" период корабельной науки  (с 3000 г. до нашей эры по 400 год нашей эры)  Характеризуется  зарождением  первых  фундаментальных  точных  наук    арифметики  и  геометрии  в  Египте,  эллинистических  государствах  и  Римской  империи,  открытием  некоторых  физических  эффектов  и  законов,  имеющих  прямое  или  косвенное  отношение  к  судостроению, отдельными гениальными личностями.   Даже  самые  выдающиеся  кораблестроители  того  времени,  в  условиях  практического  отсутствия  математического  моделирования  не  могут  воспользоваться  абстрактными  знаниями великих мыслителей того времени.  Наибольшее  развитие  наука  и  судостроение  получают  в  античные  времена  в  государствах  Средиземноморского  бассейна.  В  государственном  судостроении,  в  отличие  от  других  производств, применение рабского труда достаточно ограничено. Судостроение развивается  только на интуитивной основе с передачей опыта от поколения к поколению внутри кланов.  Основной  судостроительный  материал    дерево,  недостатка  в  котором  в  целом  пока  не  испытывается. Передовая продукция судостроения  боевые и купеческие парусногребные суда.  Преимущественное  использование  для  движения  купеческих  судов  дармовой  энергии  ветра  и  для боевых кораблей  весел, приводимых в движение дешевой силой рабов и пленных.  Мореплавание  осуществляется  в  дневное  время  вдоль  берега  и  в  ночное  время    с  использованием маяков. Плавания финикийцев, египтян, греков и римлян из Средиземного моря  на север до Британских островов и на юг  вдоль Африканского континента.  Первые  боевые  действия  на  море  египетского  флота,  войны  средиземноморских  государств,  отражение натиска варварских племен с Балтийского моря. Основная тактика морского боя   поджег  и  разрушение  судов  противника  с  помощью  самострелов  и  катапульты,  таранный  удар и абордаж в условиях свободных действий в соответствии с оперативной обстановкой.  Считается,  что  корабельная  наука  начала  свой  отсчет  со  знаменитого  двухтомного  сочинения  “О  плавающих телах” великого древнегреческого ученого Архимеда (ок. 287212 гг. до н.э.), которое  является  первым  научным  трудом  в  области  гидростатики.  К  этому  времени,  если  не  считать  гипотезы существования свыше 30 тыс. лет назад легендарной Атлантиды с ее сильным флотом и,  видимо,  развитым  судостроением,  официальному  судостроению  на  нашей  планете  по  данным  археологических находок исполнилось уже 7200 лет.  Краткая биографическая справка:  Архимед,  родился  в  Сиракузах,  образование  получил  в  Александрии,  был  близок  с  учениками  Евклида (Александрия)  Эратосфеном, Кононом и Досифеем. Открыл закон рычага, разработал  методы  определения  центра  тяжести  тел  и  аналитического  определения  элементарных  площадей.  Автор  идеи  метода  неделимых  для  определения  площадей  и  объемов  сложной  формы.  Изобрел  винтовой  насос  и  впервые  использовал  шнековый  винт  в  качестве  судового  движителя (по Проклу, 410485 гг.). Выдающийся инженермеханик и кораблестроитель.  Главным  результатом  научного  труда  Архимеда  явилась  формулировка  закона  плавучести    основного закона всех кораблестроителей:  VI.  Тела  более  легкие,  чем  жидкость,  опущенные  в  эту  жидкость  насильственно,  будут  выталкиваться вверх с силой, равной тому весу, на который жидкость, имеющая равный объем с  телом, будет тяжелее этого тела.  VII.  Тела  более  тяжелые,  чем  жидкость,  опущенные  в  эту  жидкость,  будут  погружаться,  пока  не  дойдут до самого низа, и в жидкости станут легче на величину жидкости в объеме, равном объему  погруженного тела” [5].  Если  бы  в  те  далекие  времена  ученые  владели  математическим  моделированием,  какое  используется  в  настоящее  время,  эта  формулировка  завершилась  бы  уравнением  плавучести,  появившимся  лишь  в  XVI  веке.  В  соответствии  с  процитированными  пунктами  сочинения  “О  плавающих телах” кораблестроители впоследствии вес судна стали называть водоизмещением, а  объем подводной его части  объемным водоизмещением.  Анекдот о том, что Архимед открыл закон плавучести, сидя в ванной, принадлежит Плутарху (ок.  45ок.  127  гг.)    древнегреческому  писателю  и  историку,  автору  сочинения  “Сравнительные  жизнеописания” выдающихся греков и римлян.  Для перевозки большого количества зерна из Египта Архимед совместно с архитектором Архием  из  Корианды  построил  гигантский  для  того  времени  грузовой  корабль  “Сиракузия”  (водоизмещение    4200  т,  грузоподъемность    3300  т,  длина    90  м,  ширина    15,5  м)  и  корабль дворец аналогичных размеров по заказу тирана Сиракуз Гиерона II (268215 г. до н.э.).   Однако  сейчас  трудно  сказать,  насколько  тогда  открытие  Архимеда  было  вызвано  именно  потребностями судостроения, и были ли другие научные открытия, имеющие к нему отношение.1  Можно  только  констатировать,  что  оно  является  первым  и  единственным  документально  подтвержденным  научным  достижением  в  области  корабельных  наук  в  рассматриваемом  периоде.  Рис. 1. Предполагаемый вид одного из гигантских кораблей древности, в строительстве которого  принимал участие Архимед.  События периода жизни Архимеда  • Использование  примитивного  компаса  древними  китайцами  при  съемке  местностей  на  • Высказывание  Эратосфена  (ок.276    194  гг.  до  н.э.):  “Если  бы  обширность  Атлантического  моря не препятствовала нам, то можно было бы переплыть из Иберии в Индию по одному  и тому же параллельному кругу”.  • Начало в 265 г. до н.э. первой Пунической войны и высадка на о. Сицилия римских войск с  помощью греческого флота (за один год с помощью греческих союзников Рим строит 100  пентер  и  30  триер).  Морское  сражение  у  м.  Экном  (о.Сицилия)  между  римским  (Вулсон  Регул, 330 кор.) и карфагенским (Гамилькар, 350 кор.) флотами, закончившееся разгромом  карфагенского флота и высадкой десанта в Сев. Африке.

  • Липарское  морское  сражение  (Тирренское  море)  в  260  г.  до  н.э.  между  римским  (Гай  Дуилий,  113  кор.)  и  карфагенским  (140  кор.)  флотами,  закончившееся  поражением  • После 12летнего поражения Рима на море в 241 г. до н.э. состоялось морское сражение у  Эгатских  островов  (рон  Сицилии)  римского  (Лутаций  Катулл,  200  кор.)  и  карфагенского  (120  кор.)  флотов,  которое  закончилось  разгромом  карфагенян  и  привело  к  окончанию  первой  Пунической  войны,  в  результате  чего  Карфаген  потерял  все  свои  владения  на                                                                Скорее всего открытие Архимедом закона плавучести было вызвано проблемой определения  плотности материала, имеющего произвольную форму  • В 228 г. до н.э. погиб в бою (Иберия) выдающийся политический деятель и военачальник  Карфагена Гамилькар Барка (отец Ганнибала).  • После длительной осады Сиракуз в 212 г. до н.э. римский полководец Марцелл взял город,  в  ходе  боев  в  котором  римские  солдаты  убивают  Архимеда  в  своем  доме.  Применение  римлянами  при  осаде  Сиракуз  самбука    катамаранного  осадного  корабля  с  гигантской  • Строительство  в  Александрии  (Египет)  кораблестроителем  Калликсеном  по  заказу  Птолемея IV Филопатора (221  204 гг. до н.э.) двухкорпусного суднадворца  тессаконтеры  длиной 62 м с четырьмя тыс. гребцов (ширина  17 м, высота над водой надстроек в носу и  в корме  22 м, водоизмещение  3000 т, высота мачты  40 м).  • Окончание  строительства  в  279  г.  до  н.э.  одного  из  семи  чудес  света    Александрийского  маяка на о. Фарос.  • Ввод  в  эксплуатацию  в  277  г.  до  н.э.  египетского  канала  от  Нила  к  Красному  морю,  поддерживавшегося  с  тех  пор  в  судоходном  состоянии,  по  крайней  мере,  четырепять  столетий (до этого канал функционировал только при фараоне Сенурсете III, 1888  1850 гг.  • Применение  грекамиродосцами  (о.Родос)  на  своих  кораблях  установок  для  метания  “вспыхивающих  зарядов”,  укрепленных  на  шестах,  которые  выстреливались  из  самострелов.  В  первом  этапе  (4001400  гг.)  характеризуется  гонением  церкви  на  точные  науки  в  Европе  и  расцветом  их в Византии и арабском мире, где в трудах  многих астрономов и математиков  зарождается  алгебра  и  основы  математического  моделирования,  а  во  втором  этапе  ( 1650  гг.),  соответствующем  эпохе  Возрождения,    подъемом  фундаментальных  наук,  прежде  всего высшей математики и физики, в европейских странах.  Практическая  ценность  для  судостроения  фундаментальных  наук  пока  еще  мала,  ввиду  ее  абстрактности  и  сложности  даже  для  ведущих  корабельных  мастеров.  Научные  труды  в  области  кораблестроения  носят  в  основном  обобщающий  характер,  однако  в  конце  периода  формируются  требования  к  строящимся  судам  и  созревают  необходимые  предпосылки  выделения из фундаментальных наук специальной корабельной науки.   Наибольшее  развитие  наука  и  судостроение  получают  сначала  у  арабов,  затем  в  Китае  и  в  конце  периода    в  Европе.  В  государственном  судостроении  широко  используется  труд  казенных  мастеровых,  находящихся  в  крепостной  зависимости  уже  у  государства  и  на  его  содержании,  но  владеющих  своими  средствами  производства  (главным  образом  инструментом).  В  связи  с  расколом  католической  церкви  и  началом  развала  Священной  Римской  империи  с  конца  XVI  века  в  Голландии  и  Англии  зарождаются  капиталистические  производственные отношения, основанные на эксплуатации свободного труда. Судостроение  попрежнему  развивается  на  интуитивноэмпирической  основе  с  передачей  опыта  внутри  кораблестроительных  кланов,  однако  появление  в  XV  веке  технической  документации  резко  повышает  качество  серийно  строящихся  судов  и  делает  более  совершенной  организацию  и  технологию их производства.  Основной  судостроительный  материал    дерево,  ввиду  резкого  возрастания  объемов  производства  крупных  судов,  особенно  в  эпоху  Великих  географических  открытий  (с  1450  г.),  становится  постепенно  стратегическим  материалом,  переходящим  прямо  или  косвенно  во  владение государству.  Передовая  продукция  судостроения    для  Средиземноморья  и  Балтики    попрежнему  парусно гребные  суда,  а  для  океанских  плаваний  в  торговых  и  военных  целях    чисто  парусные  суда,  средние  размеры  которых  постепенно  увеличиваются.  Использование  в  качестве  гребцов,  главным  образом,  пленных  и  каторжников,  а  в  конце  периода    казенных  и  вольнонаемных  людей.  Мореплавание,  способное  осуществляться  как  в  дневное,  так  и  ночное  время  с  помощью  изобретенных  китайцами  компаса  и  арабами    астролябии  для  определения  широты,  становится океанским при полном отсутствии видимости берегов на значительное время.  Колониальный  раздел  мира  в  XV  и  XVI  веке  между  Португалией  и  Испанией,  и  начало  его  передела  Голландией,  Англией  и  Францией  сначала  с  помощью  пиратов  и  каперов,  а  затем  и  государственных  военноморских  сил.  Войны  на  море  восточных  государств    Японии,  Кореи  и  Китая.  Основная  тактика  морского  боя    поджег  и  разрушение  судов  противника  с  помощью  огнестрельной  артиллерии,  пришедшей  в  XIV  веке  на  смену  самострелам  и  катапультам,  а  также  свободный  абордаж.  В  конце  периода,  в  связи  с  появлением  флажной  сигнализации  как  средства  управления  и  увеличением  дальнобойности  корабельной  артиллерии,  появляются  предпосылки  принятия  на  европейских  флотах  тактики  линейного  боя    организованной  и  строго  регламентированной  артиллерийской  дуэли  корабельных  соединений,  завершающейся  абордажем противниковдуэлянтов.  Рис.2. Типичная венецианская галера XV века (L= 3540 м, B= 5,05,5 м, T= 1,5 м, D=150180 т  2, при  строительстве которой впервые использованы схемы и простейшие чертежи  В  средние  века  интенсивное  строительство  большого  количества  галер  в  Венеции  для  противоборства с Османской империей привело к появлению первой технической документации,  содержащей  кроме  всего  прочего  схемы  и  простейшие  чертежи.  Уже  в  XIV  веке  в  Венеции  на  морском  арсенале  (стапели  и  бассейны  для  достройки  кораблей)  работало  до  16  тыс.  рабочих  различных  цехов    плотников,  кузнецов,  парусников,  конопатчиков,  такелажников  и  др.  под  руководством мастеров и строителей.                                                                Здесь и далее использованы следующие обозначения характеристик судна: Lдлина по корпусу; Bширина  корпуса; Tосадка; Dводоизмещение; vскорость хода; Nмощность главных двигателей.  В  1410  г.  венецианский  кораблестроитель  Теодоро  де  Николо  создает  "Наставление  по  конструированию  галер"  и  "Руководство  к  конструированию  галер  и  кораблей",  считающихся  первыми  обстоятельными  трудами,  обобщающими  опыт  строительства  кораблей  и  ведения  строительной документации той эпохи.  При строительстве большого количества судов самыми разными мастерами, обладающими сугубо  индивидуальным  опытом,  и  к  тому  же  еще,  держащими  его  в  строгом  секрете,  естественно  возникала  проблема  обеспечения  точности  изготовления  деталей  корпуса  и  рангоута,  хотя  о  точности в те времена можно было говорить весьма условно.  Любая  техническая  проблема  обычно  вызывается  требованиями  и,  в  данном  случае,  ими  стали  идентичность  или  близость  строящихся  судов  по  грузоподъемности,  скорости  хода  и  управляемости.  Очевидно,  что  такая  проблема  могла  быть  решена  только  на  основе  разработки  общих схем и простейших чертежей, а также обучения их чтению.  События 1410 г.  • Расцвет китайского императорского флота при правлении Чжу Да (более 3 тыс. кораблей) и  третья экспедиция выдающегося китайского военачальника и мореплавателя Чжэна Хэ до  Индии  и  Малакки.  В  составе  экспедиции  находится  самая  большая  девятимачтовая  китайская джонка длиной 164 м (водоизмещение  3100 т), которая вплоть до появления  гигантского  парохода  “Грейт  Истерн”  в  середине  XIX  века  оставалась  самым  длинным  судном в истории судостроения (!).  Рис.3.  На  рисунке  изображен  прообраз  китайских  океанских  джонок  начала  XV  века,  которые  по  тем  временам  были  самыми  большими  кораблями  в  мире  и  до  сих  пор  поражают  своими  размерами и техническим совершенством. Поперечные переборки до верхней палубы, днищевые  стрингеры  и  палубные  карлингсы,  румпельный  руль  в  диаметральной  плоскости,  косые  паруса    вот  неполный  перечень  технических  решений,  позволявших  этому  типу  кораблей  иметь  удивительные прочность и долговечность, ход против ветра, непотопляемость и маневренность.  Значительному  развитию  технической  мысли  в  области  кораблестроения  в  XV  веке  способствовали  труды  великого  Леонардо  да  Винчи  (14521519  гг.).  Написанное  им  в  1507  г.  сочинение  «О  движении  и  измерении  воды»  можно  считать  первой  попыткой  со  времен  Архимеда  осмыслить  физические  процессы,  связанные  с  водой,  ее  поведение  в  покоящемся  состоянии и движении.  Краткая биографическая справка:  Леонардо  да  Винчи,  итальянский  живописец,  скульптор,  архитектор,  ученый  и  инженер.  Находясь  на  службе  у  герцога  Милана,  проявил  себя  как  военный  инженер  и  гидротехник.  Заложил физические основы гидравлики, выявил принцип равновесия жидкости в сообщающихся  сосудах,  занимался  вопросами  картографии  и  распространения  звука  в  воде  (гидроакустика),  создал  первый  проект  подводной  лодки,  летательного  аппарата  и  парашюта,  предложил  конструкцию  шлюза,  исследовал  сопротивление  материалов,  изобрел  водные  лыжи  и  спасательный круг.  Сверхъестественная  острота  восприятия  Леонардо  и  его  знаменитый  созерцательный  метод  познания мира позволили ему поразительно достоверно чувствовать поведение жидкости при ее  течении  (рис.4)  и  строительных  материалов,  находящихся  под  нагрузкой.  Только  этим  можно  было  объяснить  то,  что,  не  имея  на  вооружении  физических  законов,  он  считался  отменным  мастером  конструирования  каналов,  шлюзов  и  плотин,  проектировал  соборы,  пытался  исследовать циркуляцию крови и аэродинамику полета, изучал волнообразование воды во время  прибоя,  изобрел  гидравлический  прибор  для  определения  горизонтального  положения  и  даже  делал  серьезные  предложения  турецкому  султану  по  строительству  моста  через  Босфор  (!),  а  правителям Венеции  по созданию подводной лодки для уничтожения турецких кораблей.  Таким образом, труды Леонардо да Винчи, хотя и не обоснованные с физической точки зрения и  изданные,  как  правило,  спустя  много  лет  после  смерти  автора3,  во  многом  предопределили  развитие корабельных наук в XVI веке.                                                                Например, упомянутое сочинение "О движении и измерении воды" было опубликовано спустя почти 300  лет после смерти автора.

  Рис.  4.  Эскизы  Леонардо  да  Винчи  водных  образований  при  обтекании  преград  и  сливе,  сделанные  им  в  1507  г.,  по  всей  видимости,  для  сочинения  "О  движении  и  измерении  воды",  просто  поражают:  современная  замедленная  киносъемка  обнаруживает  завихрения,  которые  он  уловил невооруженным глазом и детально зарисовал.  События 1507 г.  • Испанские флотоводцы и капитаны предпринимают беспрецедентные меры безопасности  плавания  в  Средиземном  море  после  коварного  захвата  корабля  короля  Фердинанда  V  знаменитых пиратов Аруджа и Хайреддина.  • Появление  на  флоте  мортир  –  большого  диаметра  пушки,  которая  стреляет  ядрами,  начиненными горючим веществом или соединенными между собой цепью.  Дальнейшее  развитие  технической  документации  связано  с  английским  судостроением  и,  в  частности, с именем кораблестроителя Мэтью Бейкера (15331603 гг.), которому в 1571 г. впервые  в Англии было присвоено звание корабельного мастера.  Соперничество  на  море  с  Испанией  способствовало  настолько  сильно  развитию  судостроения  в  Англии,  что  весь  XVI  век  она  лидировала  в  судостроении  среди  европейских  стран,  значительно  опередив  Испанию  с  Португалией  и  соседнюю  Францию,  которая  еще  в  начале  века  строила  первоклассные корабли.  Основным  достижением  строительной  документации  Бейкера  явились  первые  теоретические  эскизы  и  чертежи  корпусов  кораблей,  позволяющие  производить  гибку  шпангоутов  (флоров  и  тимберсов)  для  серийных  кораблей  единообразно  с  помощью  лекал,  изготовленных  в  соответствии  с  этими  чертежами,  и  тем  самым,  значительно  повысить  точность  изготовления  корпуса корабля как самой сложной его части.  В  манускрипте  1586  г."Фрагменты  старого  английского  кораблестроения",  приписываемом  Бейкеру, представлены самые первые проектные чертежи корабля. По всей видимости это были  серийные  галеоны  типа  “Ревендж”  водоизмещением  976  т  (рис.5),  организацию  постройки  которых  накануне  разгрома  “Непобедимой  армады”  осуществлял  знаменитый  моряк  и  капер  Джон Хоукинс (15321595 гг.), являвшийся с 1571 г. главным кораблестроителем Англии.  Заложенные  великим  греком  основы  гидростатики  были  существенно  развиты  лишь  через  восемнадцать  веков,  когда  в  том  же  1586  г.  вышел  классический  труд  "Принципы  равновесия"  голландского  инженера  и  математика  Симона  Стевина  (15431620  гг.),  который  ввел  в  Европе  десятичные  дроби.  Стевин  по  сути  вновь  открывает  закон  плавучести,  формулируя  его  как  равенство  равнодействующих  сил    силы  веса  и  силы  плавучести  (поддержания),  действующих  с  условных  центров    центра  тяжести  и  центра  величины,  и  описывает  основное  условие  равновесия:  центр  тяжести  должен  находиться  на  одной  вертикали  с  центром  величины  (рис.6),  т.е.  D = g V ; xc = xg , (1586 г.)  где D  весовое водоизмещение судна, т; V  объемное водоизмещение судна, м 3; g  удельный  вес воды, т/м3; xc и xg – соответственно абсциссы центра величины и центра тяжести судна.  Вместе  с  тем,  тогда  Стевин  ошибался,  утверждая,  что  для  обеспечения  остойчивости  судна,  понятие которой он впервые формулирует, центр тяжести должен быть обязательно ниже центра  величины.  Еще  одним  существенным  вкладом  Стевина  является  описание  основных  свойств  гидростатического  давления  (всесторонность  давления)  и  объяснение  эффекта  сообщающихся  сосудов.  p = P / S ,  где p  гидростатическое давление, направленное перпендикулярно к поверхности, кг/м2; P  сила  давления жидкости, кг; S  площадь поверхности, м2.  Рис.5.  Галеон  “Ревендж”  (а)  и  прообраз  теоретического  чертежа  его  корпуса  (б),  разработанный  английским кораблестроителем Бейкером (L=30,0 м, B=8,7 м, T=4,55 м, D=976  Рис. 6. Схема сил, действующих на плавающий корабль.  События 1586 г.  • Третья экспедиция английского мореплавателя, изобретателя секстана (квадранта), Джона  Дэвиса (1550  1605 гг.) по отысканию СевероЗападного прохода в Индию.  • Начало издания голландским картографом И.Хондиусом капитального двухтомного Атласа  Меркатора  (латинизированная  фамилия  фламандского  ученого  и  картографа  Герарда  Кремера,  1512    1594  гг.),  положившего  начало  современному  атласному  картографированию (равноугольная цилиндрическая проекция Меркатора).  • Возвращение в Плимут пиратской экспедиции знаменитого английского мореплавателя и  капера Френсиса Дрейка (1540  1596 гг.), в которой участвовали 21 корабль и 2300 солдат  и  матросов.  Нападению  подверглись  острова  близ  Испании,  ова  Зеленого  мыса,  города  Эспаньола (центр испанских владений в Центральной Америке) и Картахена (Колумбия).  • В  Англии  строится  сравнительно  большой  для  королевского  флота  галеон  “Арк  Ройал”,  который  в  1588  г.  во  время  разгрома  Непобедимой  Армады  при  Гравелине  будет  головным кораблем главнокомандующего английским флотом лорда Говарда Эффингема.  • После возвращения с богатой добычей от берегов Индии в третье кругосветное плавание  (после  Ф.  Магеллана  и  Ф.  Дрейка)  отправляется  английский  моряк  и  капер  Томас  Кавендиш  (ок.  1555    1592  гг.),  во  время  которого  он  потопил  19  испанских  кораблей  и  захватил золото галеона “Великая Св. Анна”.  Почти  одновременно  со  Стевином  и  независимо  от  него  (труды  Стевина  были  написаны  на  малоизвестном в научных кругах голландском языке, а латинский перевод появился только в 1608  г.) вопросы гидростатики решал гениальный итальянский ученый Галилео Галилей (15641642 гг.),  сочинение которого "Рассуждения о телах, пребывающих в воде, и о тех, которые в ней движутся"  вышло  в  свет  в  1612  г.  В  нем  изложен  оригинальный  подход  к  обоснованию  закона  Архимеда  и  теории плавания тел. Галилей рассматривает поведение тела в жидкости в ограниченном объеме  и ставит вопрос о весе жидкости, способной удержать тело заданного веса.  Краткая биографическая справка:  Галилео Галилей, итальянский ученый, один из основателей точного естествознания. Заложил  основы  современной  механики:  выдвинул  идею  об  относительности  движения,  установил  законы  инерции,  свободного  падения  и  движения  тел  по  наклонной  плоскости,  сложения  движений;  открыл  изохронность  колебаний  маятника.  Построил  телескоп  с  32кратным  увеличением  и  открыл  горы  на  Луне,  четыре  спутника  Юпитера,  фазы  у  Венеры,  пятна  на  Солнце.  Обстоятельное  изучение  гидростатического  давления  Стевином  и  Галилеем  было  вызвано  тогда  не  только  потребностями  в  судостроении,  но  и  техническими  проблемами,  которые  возникали  при  строительстве  самых  различных  гидротехнических  сооружений,  что  в  особенности  касалось  Голландии, отвоевывавшей у моря каждый квадратный метр суши с помощью дамб.  В  1614  г.  опубликовывается  сочинение  итальянца  П.Пантеро  "Боевые  корабли"  первая  научная  работа,  систематизирующая  всевозможные  данные  по  средиземноморским  галерам  и,  в  частности, подробно описывающая конструкцию галер и их тактическое использование.  События 1614 г.  • Подготовка к плаванию в Индонезию через Южную Америку второй голландской торговой  экспедиции под командованием Виллема Схаутена  (15801625 гг.) и Якоба Лемера ( 1616 гг.) после того, как первая экспедиция, отправившаяся в 1598 г., оказалась неудачной  и закончилась пленением одного из кораблей в Японии.  • В  Англии  строится  корабль  “Мэйфлауэр”  (D=180  т,L=19,5  м),  на  котором  в  1615  г.  из  Плимута выйдут в плавание к берегам Северной Америки первые европейские поселенцы   “отцы пилигримы”, гонимые католической церковью английские протестанты.  • Четвертый год в строю английского королевского флота несет боевую службу 64пушечный  флагманский  корабль  “Принс  Ройал”  (D=1400  т,  L=35  м),  построенный  в  Вулвиче  выдающимся  кораблестроителем  Финеасом  Петтом  и  считающийся  родоначальником  класса парусных линейных кораблей.  Краткая биографическая справка:  Иоганн Кеплер, немецкий астроном, один из создателей астрономии нового времени. Окончил  Тюбингенскую  академию,  преподавал  математику  в  гимназии  г.  Грац.  Открыл  законы  движения  планет,  заложил  основы  теории  затмений  и  интегрального  исчисления.  Автор  планетных  таблиц,  теории  астрономических  рефракций,  фантастического  романа  «Сон»  и  трудов по астрономии. Изобретатель и создатель телескопа с двояковыпуклыми линзами.  1571  г.  был  знаменит  не  только  тем,  что  он  связан  с  именем  Бейкера  или  с  последним  на  Средиземноморье  сражением  галерных  флотов  Венеции  и  Османской  империи  при  Лепанто.  В  этом  году  родился  Иоганн  Кеплер  (15711630  гг.)    знаменитый  немецкий  астроном,  который  открыл  законы  движения  планет  и  заложил  основы  интегрального  исчисления.  В  1615  г.  он  написал  статью  «Новая  стереометрия  винных  бочек»  о  вычислении  объема  винных  бочек,  где  использовался  принципиально  новый  подход  к  вычислению  объемов,  ограниченных  криволинейными  поверхностями,  основанный  на  идее  метода  неделимых,  принадлежащей  Архимеду.  Предложенный  Кеплером  способ  замены  произвольных  криволинейных  отрезков  прямыми  линиями  стал  в  основу,  так  называемого,  приближенного  интегрирования,  которое  развивалось впоследствии многими учеными и широко используется до настоящего времени.  События 1615 г.  • Нападение флотилии донских и запорожских казаков на турецкие крепости Азов, Кафу  (Феодосия) и Трапезунд, в котором участвовало до 70 стругов.  • Экспедиция  французского  моряка  и  географа,  основателя  города  Квебек  (1608  г.),  С.  Шамплена  по  поиску  выхода  к  Тихому  океану  по  внутренним  водным  путям  на  территории современной Канады.  В  1629  г.  немецкий  ученый  Йозеф  Футтенбах  опубликовывает  в  Ульме  сочинение  “Корабельная  архитектура”,  в  котором  дается  описание  отдельных  строительных  элементов  таких  итальянских  судов, как галера, галеас и галеот, бергантино, фелукка, фрегатта и т.д., что явилось дальнейшим  обобщением судостроительного опыта Средиземноморья.  Рис. 7. Шведский 64пушечный галеон “Васа” (L= 62 м, B=11,7 м, T= 4,7 м, D= 1300 т) был одним из  крупных  кораблей  своего  времени.  В  1628  г.  на  глазах  у  ликующей  публики  Стокгольма  он  при  подготовке  торжественного  салюта  опрокинулся  от  небольшого  шквала  ветра  и  затонул,  унеся  с  собой  более  400  человек.  Катастрофы  судов  от  потери  остойчивости  в  те  времена  случались  и  раньше,  однако  эта  трагедия,  ввиду  ее  полной  нелепости,  обострила  проблему  обеспечения  остойчивости  корабля  при  минимальном  возвышении  вырезов  под  пушечные  порты  над  ватерлинией.  События 1629 г.  • Гибель  у  Дюнкерка  в  бою  с  испанскими  корсарами  голландского  флотоводца  Питера  Хейна  (15781629  гг),  который  вытеснял  португальцев  с  Молуккских  островов,  возглавлял  каперские  флотилии  против  испанцев  в  Карибском  море  и  португальцев у берегов Бразилии, в 1628 г.

 атаковал и разгромил в бухте Матансас  на  Кубе  испанский  “Серебряный  флот”  с  добычей  в  4  млн.  дукатов,  боролся  с  пиратством в Северном море и проливе ЛаМанш.  • Французские  моряки  и  корабельные  мастера  королевского  флота  третий  год  изучают и эксплуатируют пять галеонов (в том числе один из лучших кораблей того  времени  “Сен  Луи”),  заказанных  Ришелье  в  Голландии,  которые  впоследствии  послужили  моделями  и  прототипами  для  строившихся  на  французских  верфях  современных боевых кораблей.  • Захват  англичанами  столицы  Новой  Франции  порта  Квебек  и  пленение  С.  • Трагедия  голландского  корабля  “Батавия”  у  берегов  Австралии,  потрясшая  в  свое  время  всю  передовую  общественность  развитых  стран:  в  результате  кораблекрушения часть экипажа этого корабля подняла мятеж и убила множество  людей, в том числе женщин и детей.  Дальнейшее развитие интегральное исчисление на основе метода неделимых  получает в трудах  итальянского  математика  Бонавентуры  Кавальери  (15981647  гг.),  который  в  1635  г.  опубликовывает  сочинение  о  вычислении  площадей  и  объемов  с  помощью  совокупности  довольно  разнородных,  но  практически  пригодных  приемов  для  определения  площадей  и  объемов как простых, так и сложных фигур и тел.  И  хотя  первоначально  появление  интегрального  исчисления  было  вызвано  не  потребностями  судостроения,  развитие  этого  раздела  математики  в  дальнейшем  позволит  именно  кораблестроению  выйти  на  новый  качественный  уровень,  где  проблема  точности  определения  объемного  водоизмещения  как  нигде  обострилась  до  крайности.  Вслед  за  Кавальери  интегральное  исчисление  получило  дальнейшее  развитие  в  трудах  французского  математика  Пьера Ферма (16011665 гг.) и итальянского физика и математика, ученика Галилея, Евангелисты  Торричелли (16081647 гг.).  В  этом  же  году  французский  кардинал  Ришелье  высказывает  идею  и  предпринимает  первые  действия по созданию в стране академии наук, призванной, в частности, решать многие научные  проблемы кораблестроения и мореплавания.  События 1635 г.  • Во  Франции корабельным  мастером  Ш.Морье  строится  72пушечный  галеон  ”Ля  Корона”  (D=2100  т,  L=50,7  м.),  долго  являвшийся  эталоном  отличного  парусного  корабля  на  протяжении 200 лет.  • Строительство  в  Нижнем  Новгороде  немецкими  корабельными  мастерами  большого  парусногребного  корабля  “Фредерик”  для  транзитной  торговли  немецких  купцов  из  ШлезвигГольштейнского герцогства с Персией.  Рис.8. Титульный лист знаменитых “Бесед...” Галилео Галилея.  Возвращаясь  к  Галилею,  необходимо  отметить,  что  в  кораблестроении  он  прославился  не  исследованиями гидростатики, а как родоначальник новой науки о прочности. В 1638 г. незадолго  до  смерти  Галилея  в  голландском  городе  Лейдене  вышла  в  свет  на  итальянском  языке  его  знаменитая книга "Беседы и математические доказательства о двух новых науках, относящихся к  механике  и  местному  движению  синьора  Галилео  Галилея,  первого  философа  и  математика  великого герцога Тосканы" (рис.8). Первой наукой является механика равноускоренного движения  (падение тел), а второй  сопротивление материалов.  Определенное  представление  о  прочности  и  упругости  материалов  было  еще  в  античной  и  средневековой  науке  (Филон  из  Византии,  Герон  Александрийский,  Иордан  Неморадий    XIII  в.,  Леонардо да Винчи  XV в.). Однако Галилей первым поставил вопрос о прочности тел и первым  попытался его решить, так как в “Беседах” он рассматривает один из фундаментальных вопросов:  “сопротивление, оказываемое твердыми телами силе, стремящейся их сломать” [5].  Рис.9. Обычная и параболическая конструкция балок.  Сам  Галилей  подчеркивал  в  своей  книге  прикладное  значение  своей  работы  и,  в  частности,  для  нужд  кораблестроения.  Так,  например,  анализируя  изгиб  призматической  балки  (например  бимсов корабля), загруженной сосредоточенной силой в пролете, он заметил, что нагруженность  сечений  по  мере  удаления  от  точки  приложения  силы  падает.  Раз  так,  то  нужно  сечения  делать  переменными по площади и при постоянной ширине балки наиболее выгодно изменять ее высоту  по параболе (рис.9): "Отсюда ясно, что можем уменьшить вес балок на 33%, нисколько не вредя  их  прочности;  это  обстоятельство  может  принести  большую  пользу  при  постройке  крупных  кораблей,  в  особенности  при  укреплении  палуб  и  покрытий,  так  как  в  сооружениях  подобного  рода легкость имеет огромное значение" [5].  Таким  образом,  Галилея  можно  считать  и  основателем  специального  раздела  прочности    строительной механики корабля.  События 1638 г.  • Подготовка  в  Батавии  (о.  Ява)  Нидерландской  ОстИндийской  компанией  экспедиции  Маттиаса Кваста на поиски легендарных островов Рика де Оро и Рика де Плата к востоку от  • В  Якутске  организовывается  казачий  отряд  под  командованием  Ивана  Москвитина  для  похода  на  восток  к  Тихому  океану,  который  завершится  в  1639  г.  выходом  отряда  на  побережье Охотского моря в районе устья р. Улья.  • Вошел  в  строй  английского  королевского  флота  один  из  выдающихся  кораблей  своего  времени  104пушечный линейный корабль “Соверин оф Сиз”, построенный корабельным  мастером  Питером  Петтом,  сыном  Ф.Петта,  архитектурные  украшения  которого  выполнялись  по  эскизам  знаменитого  голландского  художника  ВанДейка.  Прослужив  почти  60  лет  и  пережив  множество  модернизаций,  этот  корабль  в  1696  г.  сгорел  от  обычной восковой свечки.  В  1641  г.  Торричелли  получает  формулу  для  определения  скорости  жидкости,  вытекающей  из  отверстия в сосуде  одну из основных формул гидравлики  где v  скорость жидкости,м/c; g  ускорение свободного падения, м/c2; h  отстояние отверстия от  поверхности жидкости, м.  События 1641 г.  • Подготовка  губернатором  голландских  владений  в  Азии  Антоном  ВанДименом  крупной  экспедиции под командованием Абеля Тасмана (16031659 гг.) на юг Индийского и Тихого  океанов  для  исследования  новых  земель  и  торговых  путей  и,  в  частности,  поиска  Соломоновых  островов,  которая  завершится  в  1643  г.  значительными  географическими  открытиями (Тасмания, Новая Зеландия, Тонга, Фиджи, Новая Гвинея).  • В Карибском море после выхода из Гаваны во время шторма затонули испанские галеоны  “Нуэстра  синьора  де  ля  Консепсьон”  флагман  знаменитого  “золотого  флота”,  и  “Сантиссимо  Сакраменто”,  на  борту  которых  находилось  более  60  тонн  драгоценных  металлов, оцениваемых более чем в 100 млн. долл.  В  1650  г.  в  Англии  впервые  обнародовано  сочинение,  посвященное  обзору  достижений  английского  кораблестроения,  одного  из  фаворитов  английской  королевы  Елизаветы  I,  мореплавателя и организатора пиратских и первых колониальных экспедиций в Америку Уолтера  Рэли4  (15521618  гг.),  написанное  им  в  первом  десятилетии  XVII  века  во  время  заключения  в  Тауэре.  В  результате  сравнения  английских  кораблей  XVI  и  начала  XVII  века  Рэйли  формулирует  шесть  главных требований к любому строящемуся кораблю: прочность корпуса, скорость, остойчивость,                                                                По некоторым источникам  Рэйли, Рэлей.  возможность  действовать  артиллерией  во  всякую  погоду,  плавность  качки  и  возможность  держаться против ветра. Особой ценностью является то, что в этом фундаментальном труде автор  дает обстоятельные рекомендации по размерам основных деталей корпусного набора, характеру  обводов и назначению осадки, выбору соотношения длины и ширины корпуса судна.  Краткая биографическая справка:  Уолтер Рэли, английский мореплаватель, организатор каперских экспедиций, поэт, драматург,  политик,  историк  и  ученый.  Получил  образование  в  Оксфордском  университете.  Фаворит  королевы  Елизаветы  I.  Основатель  первой  английской  колонии  «Вирджиния»  в  Северной  Америке. Управляющий рудниками, лорднаместник Девона и Корнуэлла, один из руководителей  разгрома испанской «Непобедимой армады». Автор книг о Гвиане и Истории мира.  События 1650 г.  • В  Голландии  строится  один  из  самых  крупных  судов  ОстИндийской  компании    пинасс  “Принс  Виллем”,  копия  которого  была  построена  в  1984  г.  для  Голландской  деревни  в  Нагасаки в честь 400летия внешней торговли Японии.  • В Чатаме П. Петт ведет строительство первых фрегатов английского флота: построенный им  в 1646 г. 32пушечный корабль “Констант Уорвик” считается родоначальником этого типа  боевого  корабля,  предназначенного  для  разведывательных  действий  и  защиты  торговых  • Идет второй год зимовки Семена Дежнева (16051673 гг.) с оставшимися в живых казаками  в устье р. Анадырь после величайшего географического открытия пролива между Евразией  и  Америкой:  она  продлится  еще  долгих  8  лет,  после  чего  Дежнев  начнет  свой  путь  на  запад,  чтобы  вернуться  домой  и  доставить  в  Москву  подробное  донесение  о  своей  поистине беспримерной экспедиции.  • Эскадра,  снаряженная  французским  флотоводцем  Авраамом  Дюкеном  (16101688  гг.),  усмиряет  восставший  город  Бордо,  предварительно  расправившись  с  английской  и  испанской эскадрами, поддерживающими мятежников.  • Эскадра Роберта Блейка (15991657 гг.) во время английской буржуазной революции  1660  гг.  в  течение  8  месяцев  блокирует  флот  роялистов  под  командованием  принца  Руперта в ирландском порту Кинсейл, а затем преследуя корабли до Лиссабона и Малаги,  уничтожает их у испанского порта Картахена.  • В Голландии построен флагманский  линейный корабль адмирала Мартина Тромпа ( 1653  гг.)  “Бредеро”  (D=1112  т,  L=39  м),  на  борту  которого  он  и  погиб  в  сражении  с  английским  флотом  при  Шевенингене  в  1653  г.  во  время  1ой  англоголландской  войны  16521654 гг.  Глава 3. Период становления и революционного развития корабельной науки  Характеризуется  выделением  из  фундаментальных  точных  наук  (математики,  физики  и  механики)  базисных  корабельных  наук    гидромеханики,  теории  корабля  и  строительной  механики,  изучающих  на  основе  общей  механики  деформируемого  твердого  тела  и  сплошных  сред  основные  мореходные  и  эксплуатационные  свойства  судов,  в  первую  очередь  такие,  как  плавучесть,  остойчивость  и  качку,  прочность  и  вибрацию,  управляемость  и  ходкость,  непотопляемость. Становление корабельной науки начинается с использования корабельными  мастерами  теоретического  чертежа  корпуса  судна  для  определения  его  основных  характеристик  и  создания  Парижской  академии  наук,  основным  техническим  направлением  деятельности  которой  явилось  кораблестроение.  В  научном  мире  корабельная  наука  занимает лидирующее и приоритетное положение, которое обеспечивается, начиная с начала  XIX  века,  развитием  металловедения  и  металлургии,  а  также  теплотехники  и  затем  термодинамики, что способствует ее революционизации в этот период.  Корабельная  наука  из  узкой  области  научных  знаний  кабинетных  ученых  на  начальном  этапе  становится инструментом решения многих инженерных задач; в конце периода, она начинает  превращаться  в  производительную  силу,  ускоряющую  постройку  и  повышающую  качество  судов как на стадии проектирования, так и на стадии строительства. Наибольшее развитие  корабельные  науки  получают  в  Европе,  главным  образом,  во  Франции,  Англии  и  Германии,  а  в  конце периода  и в России. Интенсивному развитию судостроительного производства в этих  странах  способствует  создание  в  XVIII  и  XIX  веке  специальных  учебных  заведений,  а  в  конце  периода  первых проектных и научноисследовательских организаций.  В  государственном  судостроении  широко  используется  труд  наемных  рабочих,  при  этом  все  средства  производства  находятся  во  владении  государства,  а  в  конечном  этапе  рассматриваемого периода  и частных лиц. Судостроение развивается посредством анализа  опыта  эксплуатации  судов  и  выработки  учеными,  корабельными  мастерами  и  инженерами  научно обоснованных рекомендаций по улучшению их качества. Это отражается в разработке  национальных  "Табелей  корабельных  пропорций"  для  боевых  кораблей,  а  в  конце  периода    и  в  первых публичных Правилах классификационных и страховых обществ для гражданских судов, а  также  в  публикациях  научных  работ  в  периодических  изданиях  и  проведении  национальных  и  международных выставок и конференций.  Истощение к началу XIX века во многих европейских морских державах запасов традиционного  судостроительного  материала    дерева  заставляет  кораблестроителей  искать  ему  альтернативу,  наряду  с  ужесточением  мер  по  несанкционированной  вырубке  строевого  леса:  во  многих  странах  она  начинает  караться  смертью.  С  учетом  недолговечности  деревянных  судов,  ввиду  сложности  обеспечения  качественной  просушки  леса  в  условиях  интенсификации  производства  и  слабой  защиты  его  от  древоточцев,  и  технических  проблем  обеспечения  общей  продольной  и  местной  прочности  их  корпусов,  в  особенности  оснащенных  паровой  машиной,  в  первой  половине  XIX  века  кораблестроители  останавливаются  на  железе,  а  позднее    на  стали  в  качестве  основного  конструкционного  материала,  предопределяя  интенсивное  развитие  металлургической  промышленности  в  тех  странах,  где  обозначился  наиболее острый дефицит строевого леса.  Передовая  продукция  судостроения:  в  гражданском  секторе  с  начала  XIX  века    железные  и  стальные  пароходы  клепанной  конструкции,  работающие  на  угле  и  имеющие  в  качестве  основного движителя сначала гребные колеса, а затем винты; в военном секторе с середины  XIX  века    металлические  винтовые  броненосцы.  Строительство  “восьмого  чуда  света”    гигантского парохода “Грейт Истерн”.  Мореплавание  с  изобретением  надежных  секстанов  и  хронометров,  позволяющих  точно  определять  долготу,  а  также  мер  по  частичному  устранению  магнитной  девиации  компаса,  становится  в  навигационном  отношении  полностью  обеспеченным,  что  способствует  формированию  к  середине  XIX  века  современной  картографии  Мирового  океана.  К  концу  периода  морская  географическая  карта  перестает  быть  предметом  тайны.  Возрастание  значения  для  торгового  и  военного  мореплавания  бункеровочных  баз    угольных  станций.  Использование в экипажах парусных и паровых судов только вольнонаемного труда.  Бесконечные  войны  на  море  и  суше  между  европейскими  державами  за  продолжение  колониального  передела  мира  в  свою  пользу,  покорение  и  освоение  русскими  Сибири.  Утверждение в начальном этапе для парусных линейных кораблей строго регламентированной  тактики  линейного  боя  и  переход  с  середины  XVIII  века  к  тактике  маневренного  боя  с  разрушением колонны противника с ходу на пересеченных курсах и последующего уничтожения  его  с  помощью  артиллерии  и  абордажа.  В  связи  с  резким  повышением  эффективности  артиллерии  бронирование  с  середины  XIX  века  сначала  деревянных,  а  затем  и  металлических  кораблей  и  начало,  тем  самым,  соревнования  брони  и  артиллерии.  Использование  в  конце  периода  новых  тактических  приемов  паровых  кораблей,  сражения  броненосных  флотов  Италии  и  Австрии,  США  и  Испании,  Японии  и  Китая,  России.  Появление  новых  видов  оружия    мин  и  торпед,  опасными  носителями  которых,  наряду  с  надводными  кораблями,  становятся  подводные лодки.  Открытые в 1660 г. английским физиком Робертом Гуком (16371703 гг.) и вслед за ним в 1680 г.  французским ученым Эдмом Мариоттом (16201684 гг.) законы пропорциональности между  напряжениями и деформацией материалов позволили последнему перейти к решению задачи  поперечного изгиба балок. При этом, правильно определив, исходя из гипотезы плоских сечений,  положение нейтральной оси, Мариотт все же с ошибкой вывел формулу для нормальных  напряжений, которая была затем повторена многими учеными, в том числе и Я.Бернулли.  где D l  удлинение  (приращение длины) материала (см), под действием растягивающего усилия  N,  кг;  Е    коэффициент  пропорциональности,  который  впоследствии  был  назван  модулем  упругости материала,5кг/см2; F  площадь поперечного сечения материала, см2.  Е = s / e ,  где  s    нормальные  напряжения  в  материале,  кг/см2;  e  =  D  l  /  l    относительное  удлинение  материала.  Научные  труды  Гука  и  Мариотта  позволили  в  те  времена  передовым  корабельным  мастерам  количественно определять напряженное состояние элементов корпусных конструкций и рангоута,  однако критерии такой оценки еще не были выработаны.                                                                В 1807 г. английским  ученым Томасом Юнгом.  Cобытия 1660 г.  • Английские изобретатели Тугуд и Хайес работают над патентом водометного движителя с  мехами в качестве насоса, который так и не был реализован.  Дальнейшее  развитие  интегрального  исчисления  можно  обнаружить  в  трудах  французского  математика  и  физика  Блеза  Паскаля  (16231662  гг.).  Однако  наиболее  знаменитым  оказался  его  вклад  в  гидростатику:  в  1663  г.,  уже  после  смерти  Паскаля,  был  опубликован  основной  закон  гидростатики, выраженный впоследствии формулой  p = po + g h , (1663 г.)  где p  абсолютное гидростатическое давление в рассматриваемой точке жидкости; po  давление  на поверхность жидкости; g h  избыточное давление жидкости в точке, отстоящей от поверхности  на расстоянии h.  Краткая биографическая справка:  Блез  Паскаль,  французский  математик,  физик,  философ  и  писатель.  Сформулировал  одну  из  основных  теорем  проективной  геометрии,  развил  геометрические  способы  вычисления  площадей плоских фигур и поверхностей объемных тел. Работы по арифметике, теории чисел  и  анализу  бесконечно  малых,  алгебре,  теории  вероятностей  и  гидростатике.  Конструктор  суммирующей  машины.  Автор  сатиры  «Письма  к  провинциалу»  и  философского  трактата  «Мысли».  На этом законе, разделяющем абсолютное давление в жидкости на поверхностное (атмосферное)  и  избыточное,  основана  работа  любых  гидравлических  машин,  а  также  многих  судовых  систем.  Несмотря  на  то,  что  простейшие  гидравлические  машины  использовались  в  судоходстве  еще  с  античных  времен  (например,  корабельные  водоотливные  поршневые  насосы,  изобретенные  Архимедом),  только  во  второй  половине  XVIII  века  появляется  возможность  приступить  к  их  теоретическому исследованию, а позднее и проектированию.  Сила плавучести: P = p LB = g LBT= g V  р = g T  Рис.10.  Схема  понтона  в  виде  прямоугольного  параллелепипеда,  иллюстрирующая  соответствие  основного закона гидростатики и закона плавучести.  События 1663 г.  • В  Голландии  заложен  флагманский  80пушечный  линейный  корабль  знаменитого  адмирала Михаэля де Рейтера (16071676 гг.) “Де Зевен Провинсиен” (L=62 м).  • В  Стокгольме  шведский  ученый  Ганс  Трайлебен  строит  колокол  для  исследования  затонувшего корабля “Васа”, с помощью которого в 1664 г. он поднимет около 50 тяжелых  орудий с глубины более 30 м.  1638  г.  оказался  знаменит  не  только  выходом  в  свет  “Бесед”  Галилея,  но  и  тем,  что  в  этом  году  родился известный всему миру английский кораблестроитель Антони Дин (16381721 гг.), который  явился  первым  кораблестроителем,  сумевшим  на  практике  использовать  известные  законы  гидростатики и математического интегрирования при создании своих кораблей.  Случилось это в 16641666 гг. во время постройки в родном городе Дина  Харидже 70пушечного  линейного корабля “Руперт”.  Дело  в  том,  что  военные  корабли  того  времени,  в  отличие  от  мирных  грузовых  судов,  должны  были иметь специальные вырезы в бортах для орудий (пушечные порты). Необходимо отметить,  что  впервые  бортовые  пушечные  порты  были  предложены  известным  французским  кораблестроителем  Дешаржем6  из  Бреста  еще  в  начале  XV  века  и  применялись  на  крупных  каракках с 1450 года.                                                                По некоторым  источникам  Дешард.  Рис.11.  Теоретический  чертеж  корпуса  первого  теоретически  обоснованного  судна    линейного  корабля “Руперт”.  Самый нижний ряд пушечных портов, соответствующий тяжелой артиллерии главного калибра, с  целью  обеспечения  остойчивости  судна  располагался  от  поверхности  воды  на  определенном  минимально  допустимом  с  точки  зрения  безопасности  расстоянии  (например,  для  английских  кораблей того времени это расстояние составляло порядка 0,50,7 м).  Краткая биографическая справка:  Антони  Дин,  кораблестроитель  и  ученый,  внесший  большой  вклад  в  развитие  английского  кораблестроения.  С  юности  работал  на  судостроительной  верфи  г.  Хариджа.  С  1664  г.  строитель  кораблей,  с  1684  г.  –  главный  сервейер  королевского  флота.  Строитель  серии  фрегатов  в  167375  гг.,  которые  превзошли  по  скорости  лучший  корабль  этого  класса  –  французский  «Сюперб».  Оказывал  содействие  становлению  русского  военного  флота.  Автор  нескольких научных работ и один из основателей инженерной кораблестроительной школы.  Насколько  важно  было  обеспечивать  допустимое  значение  этого  расстояния  говорят  следующие  факты  гибели  парусных  боевых  кораблей:  в  1545  г.  на  выходе  из  Портсмута  навстречу  французской эскадре затонула большая английская каракка  «Мэри Роз» водоизмещением  700 т,  опрокинувшаяся  в  результате  перегрузки  артиллерией  (на  борту  корабля  было  92  пушки  различного  калибра,  в  том  числе  и  осадные  орудия)  и  приема  большого  количества  воды  через  пушечные порты (погибло 660 чел.); в 1628 г.  опрокидывание галеона "Васа" (рис.7); в 1676 г. в  результате  неправильного  маневра  в  бою  с  датским  флотом  опрокинулся  и  затонул  шведский  линейный  корабль  "Крунан"  (погибло  800  чел);  в  1782  г.  на  рейде  Спитхеда  затонул  английский  линейный  корабль  “Ройал  Джордж”,  который  будучи  накрененным  для  ремонта  подводного  отверстия  водяной  трубы,  опрокинулся  от  приема  забортной  воды  через  открытые  пушечные  порты (погибло 900 чел.).  Ввиду невозможности в те времена более или менее точно предугадать водоизмещение судна и  его посадку на стапеле (даже оценка водоизмещения плавающего судна была предметом “тайны”  для каждого кораблестроителя), к моменту постройки “Руперта” сложилась следующая практика  строительства военных кораблей.   На  наклонном  стапеле  формировался  киль  со  штевнями,  днище,  а  затем  и  борта  судна  по  всей  высоте  со  всем  набором  и  обшивкой.  После  этого,  когда  корабль  представлял  собой  водонепроницаемую  скорлупу,  его  борта  раскреплялись  временными  распорками  и  производился  спуск  на  воду.  Затем  начиналась  операция  загрузки  корабля  всем  снаряжением  и  запасами, которые должны быть на борту при заданной автономности (порядка 46 месяцев). От  ватерлинии плавающего корабля откладывалось минимально допустимое расстояние до нижних  пушечных  портов  и  производилась  их  разметка  вместе  с  палубными  линиями,  устанавливались  бимсы и палубные настилы, и наконец, прорезались сами порты. Завершалась постройка корабля  на воде установкой рангоута и такелажа, а также всего вооружения и снаряжения.  Следует отметить, что для прогнозирования некоторых свойств и характеристик будущего корабля  в  XVIXVII  веках  иногда  использовалось  физическое  моделирование,  основанное  на  стремлении  достижения  полного  геометрического  и,  по  возможности,  физического  подобия.  Тогда  было  принято в обязательном порядке перед закладкой головного корабля по разработанному проекту  строить  достаточно  крупные  модели  этих  кораблей  (главным  образом  в  масштабах  1:48  и  1:32).  Иногда  такие  модели  выполнялись  настолько  точными,  что  позволяли  приблизительно  определить путем взвешивания вес, т.е. водоизмещение корабля, положение его центра тяжести  и посадку в воде, характер остойчивости.  Теоретически  условием  обеспечения  геометрического  и  физического  подобия  при  изготовлении  моделей  является  выдержка  геометрических  размеров,  массы  и  расположения  переменных  составляющих  нагрузки  (снабжения,  вооружения  и  запасов)  в  соответствии  с  принятым  масштабом модели, а также одинаковой плотности материалов корпуса корабля и его элементов.  Например,  пусть  масштаб  модели  принят  1:50.  Тогда,  если  при  постройке  модели  корабля  обеспечить  одинаковость  плотности  материалов  и  геометрических  размеров  всех  элементов  корпуса, рангоута, парусов и такелажа, можно путем взвешивания модели приближенно оценить  и  массу  перечисленных  составляющих  нагрузки  реального  (натурного)  корабля.  Например,  для  корпуса  с  рангоутом  его  вес  и  положение  центра  тяжести  определятся  следующим  образом  (индекс “н”  натурное судно, индекс “м” модель)  Рк )Н = ( Рк )М 50 3 ,  (x к )Н = ( x к )М 50 .  После  этого,  исходя  из  заданного  веса  вооружения,  оборудования,  снабжения  и  запасов  натурного корабля, определяется вес соответствующих нагрузок модели  ( Р об )М = ( Роб )Н (1/50) 3,  который  распределяется  в  соответствии  с  проектом  по  ней.  Оборудованная  таким  образом  модель  опускается  в  воду  и  исследуется,  в  результате  чего  определяется  посадка  корабля,  оценивается его остойчивость и т.п.  Однако  если  даже  предположить  всю  тщательность  и  дороговизну  изготовления  некоторых  моделей  того  времени,  погрешность  определения  искомых  характеристик  будущего  судна  оставалась  все  же  очень  высокой,  поэтому  судостроители  ограничивались,  как  правило,  весьма  приближенным  определением  положения  центра  тяжести  корабля  по  длине  (путем  подвешивания  модели  в  средней  части),  а  в  большинстве  случаев  модели  носили  чисто  демонстрационный характер.  Видимо,  хорошо  знакомый  с  трудами  Кеплера  и  Кавальери,  а  также  Стевина,  Галилея  и  других  ученых,  Дин  начал  вести  на  верфи  подсчет  всех  грузов,  входящих  в  весовую  нагрузку  корабля  (операции  взвешивания  и  регистрации  в  “Весовом  журнале”  до  сих  пор  являются  важными  и  используются  до  настоящего  времени,  в  частности,  при  строительстве  подводных  лодок  и  некоторых  головных  судов),  с  одновременным  контролем  формы  корпуса  корабля  по  разработанному им самим теоретическому чертежу (по практическим шпангоутам).   Таким  образом,  уже  к  концу  формирования  оконечностей  и  наружной  обшивки  корабля  на  стапеле Дин имел  достаточно достоверное значение полного веса или водоизмещения корабля.  Используя  математические  методы  определения  объемов  тел,  ограниченных  криволинейными  поверхностями,  т.е.  различные  методы  интегрирования,  он  по  теоретическому  чертежу  корпуса  получил  зависимость  объемного  водоизмещения  от  осадки  судна  V=f(T),  которая  в  настоящее  время называется грузовым размером.  Определив  объемное  водоизмещение  “Руперта”  как  V=D/g,  Дин  по  графику  без  труда  получил  искомую осадку корабля Т (рис.12). После того, как он отдал указания прорезать пушечные порты  и производить разметку палуб на стапеле, что вызвало, видимо, бурю самых различных эмоций у  специалистов,  а  затем  спустил  корабль,  самым  удивительным  оказалось  то,  что  в  условиях  тогдашнего  уровня  технологии  и  математических  вычислений  он  сел  в  воду  именно  на  ту  величину осадки, которую предсказал корабельный мастер.  Т, м   Рис.12. Грузовой размер корпуса судна.  События 1666 г.  • Во  главе  пиратской  флотилии  из  10  кораблей,  промышлявшей  разбойным  промыслом  в  Карибском море, становится Генри Морган (16351688 гг.).  • Самое  крупное  морское  сражение  времен  парусного  флота    четырехдневное  Дюнкеркское сражение между английским (80 кор.) и голландским (М. де Рейтер, 90 кор.)  флотами  во  время  2й  англоголландской  войны,  закончившееся  поражением  англичан  (потери: англ. 17 кор, голл. 4 кор).  • Голландские  корабельные  мастера  Гельт,  Ван  ден  Стрек,  Минстер  и  Бутлер,  нанятые  русским  царем  Алексеем  Михайловичем,  готовятся  к  строительству  в  с.  Дединово  Коломенского уезда первого русского боевого корабля “Орел”.  • Французский  гидрограф  Дени  впервые  замечает,  что  компас  в  разных  местах  корабля  показывает поразному.  • НортФорлендское  сражение  голландского  (М.  де  Рейтер,  88  кор  и  20  брандеров)  и  английского (Ж. Монк, 81 кор и 18 брандеров) флотов после неудачной попытки высадить  десант и заблокировать устье Темзы, закончившееся поражением голландцев (потери  20  кор) и окончательно закрепившее правила тактики линейного боя.  • Французский флибустьерголоворез Франсуа Олонне (Жан Давид, 16301671 гг.), командуя  флотилией  из  6  кораблей,  базирующихся  на  о.  ЛяТортуга  в  Карибском  море,  захватил  и  разграбил  города  Маракамбо  и  СанАнтонио  де  Гибралтар,  откуда  вывез  огромную  Вскоре  Дином  было  написано  несколько  научных  работ,  и  в  частности,  брошюра  под  названием  “Доктрина корабельной архитектуры”, вышедшая в Кэмбридже в 1670 г. (в России эта работа была  издана  в  1711  г.  под  названием  “Размеры  корабля  с  измерениями  для  описания  или  черчения  кораблестроительного  корпуса”).  В  этом  труде  Дин  дает  подробное  описание  по  составлению  проекции  “Корпус”  теоретического  чертежа  по  практическим  шпангоутам,  способ  вычисления  водоизмещения корабля и определения марок углубления до его спуска на воду.  В  1684  г.  Антони  Дин  становится  оберсервейером  (главным  инспектором  кораблестроения)  английского  флота.  За  время  деятельности  на  этом  посту  он  фактически  основал  инженерную  кораблестроительную  школу  Англии,  создав  строгую  систему  расчета  размеров  всех  частей  корабельного набора и нагрузки корабля, четко определив взаимозависимость размеров корабля  с водоизмещением, а также с количеством и весом пушек, людей и грузов на борту, размещением  мачт и парусностью.  Необходимо  отметить,  что  фамилия  Динов  тесно  связана  с  Петром  I.  В  1698  г.  на  верфи  в  Дептфорде близ Лондона русский царь учился математике и черчению корабельных планов. Уже  тогда  он  понял,  что,  в  отличие  от  Голландии,  где  корабли  часто  строились  без  какихлибо  теоретических  обоснований  и  расчетов,  исключительно  по  опыту  и  “на  глазок”,  в  Англии  корабельное  искусство  опиралось  на  строгие  правила  науки    в  первую  очередь  математики  и  гидростатики. Именно поэтому Петр I уговорил Дина послать своего сына Джона вместе с другими  иностранцами  в  Россию  для  оказания  помощи  в  постройке  кораблей  в  Воронеже.  К  сожалению,  Джон Дин скоропостижно скончался в Москве в 1699 г., где и был похоронен.  События 1670 г.  • Вступил  в  строй  французского  королевского  флота  первый  трехдечный  70пушечный  линейный  корабль  “Солей  Ройаль”  (D=1313  т,  L=60,9  м),  построенный  в  противовес  английскому  “Соверин  оф  Сиз”  на  основе  первых  технических  правил,  введенных  французским Адмиралтейством.  • Окончательный  развал  Ганзейского  союза:  решения  ганзтага  1669  г.  в  Любеке  констатировали экономический крах в прошлом уникального и богатейшего объединения  северогерманских городов.  Краткая биографическая справка:  Исаак  Ньютон,  английский  математик,  механик,  астроном  и  физик,  создатель  классической  теоретической механики. Окончил Кембриджский университет, член Лондонского королевского  общества, Парижской академии наук, автор фундаментальных работ по дифференциальному  и  интегральному  исчислению.  Открыл  дисперсию  света,  хроматическую  аберрацию,  исследовал  интерференцию  и  дифракцию,  развил  корпускулярную  теорию  света  и  высказал  гипотезу  о  дуализме  света.  Построил  зеркальный  телескоп,  открыл  закон  всемирного  тяготения,  разработал  теорию  движения  небесных  тел  и  создал  основы  небесной  механики.  Исследовал  статический  прилив  и  создал  основы  динамической  теории  приливов,  высказал  идею устройства секстана.  Дальнейшее  развитие  интегрального  исчисления  площадей  и  объемов  в  трудах  английского  математика Исаака Барроу (16301677 гг.) и его выдающегося ученика Исаака Ньютона (16421727  гг.)  привело  вскоре  к  повсеместному  использованию  математических  вычислений  в  английском  кораблестроении.  Видимо  уже  к  концу  XVII  века  многие  английские  корабли  строились  на  стапелях с установленными палубами и мачтами, что значительно сокращало время их постройки  (рис.13).  Продолжая  тему  английского  судостроения,  следует  отметить,  что  во  второй  половине  17  века  была  предпринята  первая  попытка  основать  экспериментальную  гидромеханику  для  выработки  хоть какихто рекомендаций по проектированию формы корпуса судна: исследователь С. Фортрей  (16221681  гг.)  провел  первые  буксировочные  испытания  деревянных  моделей  кораблей  в  гравитационном опытовом бассейне (пруде), однако сведений об их результатах не сохранилось.  Рис.13. Боевые корабли с вырезанными пушечными портами, строящиеся на голландской верфи в  начале 18 века.  В  знаменательном  1666  году  произошло  еще  одно  чрезвычайно  важное  для  корабельной  науки  событие    создание  первой  Академии  наук.  По  распоряжению  королевского  министра  финансов  Франции Жана Кольбера (16191683 гг.), уделявшего большое внимание развитию судостроения и  военноморского  флота  (один  из  создателей  регулярного  ВМФ  Франции),  была  официально  организована  Парижская  академия  наук,  которая  уже  к  концу  века  выведет  Францию  на  передовые  позиции  в  научном  обосновании  проектирования  и  строительства  кораблей.  За  относительно  короткое  время  в  Парижскую  АН  было  приглашено  для  работы  множество  талантливых ученых, которые уже к середине XVIII века заложили основы таких корабельных наук  как  гидромеханика,  теория  корабля  и  прочность  (Якоб,  Иоганн  и  Даниил  Бернулли,  Леонард  Эйлер, Жан Даламбер,  Жан Кондорсе, Поль Гост, Пьер Бугер, Жозеф Лагранж, Жан Борда, Жорж  Бюффон и др.).  К  середине  XVII  века  на  флотах  и  в  кораблестроении  Англии,  Голландии  и  Франции  начали  формироваться,  так  называемые,  “Табели  о  рангах”,  а  затем  и  “Табели  о  корабельных  пропорциях”. “Табели о рангах” способствовали регулярности или однотипности военноморского  флота  и  их  боевых  соединений,  что  повышало  боеготовность  и  боевую  эффективность  флота  в  целом.  Рис.14.  Так  выглядел  первый  русский  Табель  о  корабельных  пропорциях  1723  г.,  о  значении  которого  для  развития  военноморского  флота  свидетельствует  подпись  Петра  Михайлова  –  императора  Петра  I,  поставленная  им  наряду  с  главными  корабельными  мастерами  и  обер сервейером кораблестроения.  К  началу  XVIII  века  было  установлено  6  рангов  кораблей,  от  которых  зависели  количество  и  вес  орудий  на  борту  корабля,  количество  палуб,  распределение  орудий  различного  калибра  по  палубам, количество мачт и парусное вооружение, численность экипажа. В зависимости от ранга  корабля  назначались  суммы  на  его  содержание,  количественный  состав  флота  для  кораблестроительных  программ  на  плановый  период  времени.  По  рангу  можно  было  предварительно оценить также полное водоизмещение корабля и его стоимость (табл. 1).  Таблица 1. Табель о рангах английского флота 1727 г.  “Табели  о  корабельных  пропорциях”  представляют  собой  первые  открытые  рекомендации  по  проектированию  боевых  кораблей.  До  появления  таких  “Табелей...”  “отыскание  добрых  пропорций”  было  делом  целых  поколений  кораблестроителей,  которые,  опираясь  на  передаваемый от деда к отцу и от отца к сыну опыт проектирования, держали его в строжайшей  тайне. Кораблестроительные семьи и кланы никогда не делились опытом не только между собой,  но и внутри себя, если люди их семейного круга не имели отношения к этому ремеслу. В качестве  примера  можно  привести  корейские  кораблестроительные  кланы  в  Японии,  фамилию  англичанина Петта, в течение почти 200 лет дававшую судостроителей, или династию голландских  кораблестроителей ВанЦвийндрехт.  “Табели  пропорций”,  являющиеся  по  тем  временам  весьма  качественным  обобщением  опыта  проектирования кораблей и судов, в корне изменили ситуацию в области проектирования судов,  способствуя  созданию  национальных  кораблестроительных  школ  во  всех  развитых  морских  державах,  что  привело  позднее  к  появлению  и  первых  высших  кораблестроительных  учебных  заведений. Это не значит, что “Табели пропорций” были открыты для публикаций. Они в каждой  стране держались под секретом, но были вполне доступны для кораблестроителей внутри страны,  работающих на военноморские ведомства.   Типичный  “Табель  пропорций”  можно  рассмотреть  на  примере  “Табеля  о  кораблестроительных  пропорциях”  в  рамках  кораблестроительного  регламента  русских  корабельных  мастеров  Петровской эпохи, разработанного под руководством и при личном участии самого Петра I.  В  зависимости  от  количества  пушек  регламентировались  следующие  параметры  корпуса  кораблей:  1. Длина по нижней или главной палубе (1я батарейная палуба);  2. Ширина палубы (внутренняя без обшивки);  3. Высота борта до нижней палубы (без киля);  4. Относительная ширина плоской части днища на миделе ( у1 : В/2 или у 1 , рис. 15);  5. Завал борта на миделе ( у2 , рис. 15);  6. Отстояние последнего кормового пушечного порта (по нижней палубе) от ахтерштевня;  7. Шпация (практическая);  8. Относительная ширина верхней части транца ( у3 , рис. 15);  9. Погибь бимсов относительная (дюйм на фут длины);  10. Расстояние от бака до носового дейдвуда ( x , рис. 16).  Рис.15. Поперечные сечения корпуса корабля на миделе и транце  Не  исключено,  что  для  торговых  судов  существовали  аналогичные  военным  кораблям  “Табели  пропорций”,  регламентирующие  основные  элементы  судов  в  зависимости,  например,  от  грузоподъемности.  Рис.16.  Продольный  разрез  корабля  в  носовой  части.  1    бак;  2    фок    мачта;  3    бушприт;  4    форштевень; 5  носовой дейдвуд.  В  1671  г.  в  Амстердаме  опубликовывается  сочинение  “Sheeps  bouw  en  bestier”  известного  голландского  кораблестроителя  Николая  Витсена,  посвященное  описанию  методов  постройки  кораблей и содержащее конкретные рекомендации по их совершенствованию. Эта книга, по сути  обобщающая  опыт  голландского  кораблестроения,  явилась  вторым  по  фундаментальности  трудом  после  сочинений  Пантеро,  Футтенбаха  и  Рэли  и  вызвала  настолько  большой  спрос  в  Европе, что Голландия, находясь в состоянии войны с Англией и не желая передавать другим свой  опыт, запретила вывоз ее за границу.  Краткая биографическая справка:  Николай  Витсен,  голландский  кораблестроитель,  ученый  и  государственный  деятель.  Бургомистр  Амстердама,  главный  строитель  голландских  военных  кораблей  адмирала  де Рейтера.  Оказывал  техническое  и  организационное  содействие  строительству  Азовской  флотилии русского царя Петра I. Поставщик кораблей для русского военноморского флота.  События 1671 г.  • В  Париже  издано  сочинение  французского  хирурга  и  путешественника  Пьера  Ламартиньера  “Путешествие  в  северные  страны”,  который  явился  первым  французом,  побывавшем на севере России и пытавшимся пройти Северным морским путем.  • Поход пиратов Г. Моргана на Панаму, в результате которого испанским колониям и самой  метрополии был нанесен значительный материальный урон.  Уже через 11 лет после своего учреждения Парижская академия наук в 1677 г. выпустила первый  капитальный труд в области кораблестроения  сочинение Дасье “Архитектура судов, содержащая  способы  конструирования  оных”,  в  которой  даны  описания  боевых  кораблей  того  времени  и  обобщался  технологический  опыт  кораблестроения  во  Франции.  В  дальнейшем  научные  исследования  в  области  судостроения,  проводимые  под  эгидой  Парижской  АН,  оказались  настолько  важными,  что  французские  корабельные  инженеры  конца  XVII  и  XVIII  веков  были  признаны лучшими для той эпохи.  События 1677 г.  • Захват  французской  эскадрой  адмирала  Жана  д`  Эстре  (16241707  гг.)  голландских  поселений на западном побережье Африки и в ВестИндии (о. Тобаго).  В  1681  г.  в  Париже  по  приказу  Людовика  XIV  Академия  наук  созывает  первую  в  истории  кораблестроения  научную  конференцию,  в  которой  участвовали  ученые  и  знаменитые  морские  офицеры.  На  этой  конференции,  в  частности,  впервые  была  предпринята  попытка  узаконить  правила  постройки  судов,  однако  многие  решения  вызвали  заслуженную  критику  специалистов,  так как по выражению П. Госта "оные меры учреждены не на правилах, происходящих от знания о  движении судна и упорности воды, происходящей от движения" [25].  Примерно  в  это  время  на  заре  появления  технологий,  использующих  пар,  предполагают,  что  Мариотту  первому  удалось  вывести  знаменитую  котельную  формулу  для  нормальных  напряжений растяжения в цилиндрах, испытывающих давление изнутри  s = p r / d ,  где  s    нормальные  напряжения  растяжения,  кг/см2;  р    внутреннее  давление  среды,  кг/см2;  r    радиус цилиндра, см; d  толщина стенки цилиндра, см.  Эта  формула,  несмотря  на  то,  что  она  была  затем  использована,  прежде  всего,  для  расчета  различных энергетических агрегатов (сосудов под давлением пара  корпусов котлов, ресиверов,  котельных  труб  и  т.д.),  до  сих  пор  широко  используется  в  расчетах  многих  судовых  систем,  где  трубы и резервуары находятся под давлением.  Кроме того, если приложить к цилиндрической оболочке не внутреннее, а наружное давление, то  нормальные напряжения поменяют знак, т.е. будут не растягивающими, а сжимающими. В случае  появления  даже  небольшого  момента  в  результате  отклонения  от  круговой  формы  они  могут  вызвать изгиб и потерю устойчивости ее конструкции. Поэтому котельную формулу можно считать  исходной и при расчете прочных корпусов подводных лодок и резервуаров, находящихся в воде,  потребность в чем возникнет только к концу XIX века.   События 1681 г  • Архангельские  купцысудостроители  братья  Баженины  используют  при  строительстве  судов  на  р.  Вавчуге  станки  для  распиловки  бревен,  приводимые  в  действие  от  водяных  • Первый  успешный  поход  французской  средиземноморской  эскадры  адмирала  А.  Дюкена  на Триполи  и Алжир для борьбы с арабскими пиратами, приведший через четыре года к  искоренению пиратства в западном Средиземноморье.  • Р.Гук предлагает установить на судно гребной винт собственной конструкции с лопастями  как у ветряной мельницы.  В конце XVII века совершенствованию кораблестроительных расчетов по теоретическому чертежу  корпуса  во  многих  странах  в  значительной  мере  способствовали  научные  труды  немецкого  математика  Готфрида  Лейбница  (16461716  гг.),  считающегося  вместе  с  Ньютоном  основоположником  классического  интегрального  и  дифференциального  исчисления,  а  также  швейцарских ученых  братьев Якоба (16541705 гг.) и Иоганна Бернулли (16671748 гг.).  Краткая биографическая справка:  Иоганн  Бернулли,  швейцарский  математик,  профессор  Гронингенского  и  Базельского  университетов,  член  Парижской  и  Петербургской  Академии  наук.  Автор  научных  трудов  по  теории  бесконечно  малых  величин  и  вариационному  исчислению.  Поставил  и  решил  классическую задачу о геодезических линиях, развил теорию удара и учение о живой силе.  Основоположником  классической  теоретической  механики  твердых  тел,  как  известно,  является  Ньютон,  однако  ему  принадлежат  и  первые  научные  труды  по  динамике  жидкости,  т.е.  гидродинамике, являющейся частью гидромеханики. В 1687 г. вышла в свет его знаменитая книга  “Математические  начала  натуральной  философии”  (рис.17),  в  которой  наряду  с  математикой  и  теоретической  механикой  были  представлены  первые  исследования  по  трению  в  воде,  и  в  частности,  сформулирован  закон  трения  для  воды:  “Сопротивление,  происходящее  от  недостаточной  скользкости  жидкости,  при  прочих  равных  условиях  предполагается  пропорциональным скорости, с которой частицы жидкости разъединяются друг от друга” [5].  Fтр = t S , (1687 г.)  где  t    напряжение  трения  в  слое  жидкости,  н/cм2;  dv    приращение  скорости  в  слое  жидкости,  см/с;  dy    толщина  слоя  жидкости,  см;  m    коэффициент  пропорциональности,  который  впоследствии получит название коэффициента динамической вязкости, кг/(cмc); Fтр  сила трения  между слоями жидкости, н; S  контактная площадь слоя жидкости, см2 (рис.18).  Рис.17.  Титульный  лист  “Математических  начал  натуральной  философии”    выдающегося  фундаментального труда Исаака Ньютона.  Ошибочно  считая  все  же  сопротивление,  вызванное  трением,  пренебрежимо  малым7 ,  Ньютон  получает  формулу  для  определения  сопротивления  пластин,  установленных  перпендикулярно  потоку воды, полагая, что сопротивление движущегося тела в различных жидкостях определяется  ее плотностью  R = k r v2 W ,  которая и до сих пор используется как обобщенная формула гидродинамического сопротивления  (сил)  где  R    гидродинамическое  сопротивление  тела,  движущегося  в  жидкости  или  покоящегося  под  набегающим  потоком  жидкости,  н;  i    вид  гидродинамического  сопротивления;  r    плотность                                                                Отсюда, видимо, идеальная жидкость без трения носит название ньютоновской  жидкости,  кг/м3;  v    скорость  тела  или  набегающего  потока  жидкости,  м/с2;  W    характерная  площадь поверхности, м2; x  коэффициент гидродинамического сопротивления.  Рис. 18. Эпюра скорости жидкости около твердой поверхности.  События 1687 г.  • Оберсервейер  английского  флота  А.  Дин  после  проведения  инженерного  обследования  всех кораблей на предмет выявления их весовых нагрузок окончательно сформировывает  в  целом  "Табель  о  рангах"  боевых  кораблей  в  соответствии  с  установившейся  тактикой  линейного боя и создает типовые проекты кораблей разных рангов.  В 1689 г. в Париже издаются книги члена Парижской академии наук Рено "Механика жидкости" и  “Теория маневрирования судов”. Последнюю по праву можно считать первым научным трудом в  области ходкости и управляемости парусных судов. Позднее в 1693 г. Рено опубликовывает новый  труд  по  теории  управляемости,  который,  как  и  предыдущий,  посвящался  в  основном  задачам  отработки теории и практики хождения под парусами.  Необходимость  исследований  в  области  ходкости  и  управляемости  судов  в  те  времена  была  вызвана  обострившимися  проблемами  как  в  достижении  удовлетворительной  скорости,  так  и  хорошей  управляемости  для  крупных  боевых  кораблей,  размеры  которых  постоянно  росли.  В  частности, в соответствии с европейской концепцией формы корпуса судов (форма копировалась с  морских  рыб)  ватерлиния  имела  более  полные  образования  в  носу,  нежели  в  корме.  Это  приводило к повышенному сопротивлению корпусов в воде, на что и начали обращать английские  и  французские  ученые.  Решение  же  этой  проблемы  путем  увеличения  парусности  входило  в  неминуемое противоречие с обеспечением поперечной остойчивости корабля.  Интересным  событием  этого  же  1689  года  во  Франции  явился  королевский  указ,  в  котором  впервые  четко  определяется  понятие  “инженеркораблестроитель”.  Согласно  этому  указу  все  строители кораблей его величества короля Франции должны носить титул “инженерконструктора  флота”.  События 1689 г.  • Заканчивается  кругосветное  плавание  английского  мореплавателя  Вильяма  Дампира  (16521715  гг.),  совершенное  англичанами  впервые  с  заходом  в  район  Австралии  и  • Побег  знаменитых  французских  военных  моряков  Жана  Бара  (16511702  гг.)  и  Клода  Форбена (16561733 гг.) с Портсмутской тюрьмы, которым удалось добраться до Франции,  переплыв на шлюпке ЛаМанш.  Уже в 1681 г. французские кораблестроители на основании научных исследований Парижской АН  начинают  обсуждать  вопрос  применения  математических  методов  при  проектировании  судов.  В  1690  г.  спускается  на  воду  самый  мощный  линейный  корабль  того  времени    112  пушечный  линейный корабль 1го ранга “Ройал Луи” (рис.19), длительное время считавшийся самым лучшим  среди  кораблей  этого  класса  флотов  ведущих  морских  держав.  Примечательным  было  то,  что  водоизмещение  этого  корабля  (2130  т)  почти  вдвое  превышало  водоизмещение  вступившего  в  этом году в состав английского флота флагманского линейного корабля “Сент Джорж” (1296 т), а  качество постройки его было настолько высоким, что корабль прослужил более 90 лет (!).  Это  было  воплощением  крепнущего  союза  науки  и  практики,  секреты  которого  начинают  изучаться во всех морских державах, и в первую очередь,  в Англии, которая весь XVIII и начало  XIX  века  будет  упорно  отвоевывать  упущенные  позиции  и  бороться  с  французским  флотом  за  первенство на морях и океанах. Достаточно отметить, что взятые англичанами в плен французские  корабли  служили  им  образцом  для  усовершенствования,  а  английские  командиры  напрашивались на командование французскими призами.  Рис.19.  Выдающийся французский линейный корабль “Ройал Луи”. (L= 63,8 м; B= 17,2 м; T= 7,48 м;  D=2130 т)  В том же 1690 г. голландским ученым, изобретателем маятниковых часов и различных оптических  приборов,  Хейгенсом  Гюйгенсом  (16291695  гг.),  а  также  в  разное  время  Якобом  и  Иоганном  Бернулли,  Лейбницем  выведено  знаменитое  уравнение  цепной  линии,  по  которой  раздуваются  паруса и висят всевозможные морские канаты (в том числе якорные)  где а  отстояние от оси x экстремума цепной линии, симметричной относительно оси y.  Краткая биографическая справка:  Хейгенс  Гюйгенс,  голландский  ученый,  член  Парижской  академии  наук,  изобретатель  и  создатель  маятниковых  часов  со  спусковым  механизмом,  усовершенствовал  конструкцию  телескопа. Заложил основы теории удара, сформировал волновую теорию света и установил  совместно  с  Гуком  постоянные  точки  термометра.  Открыл  кольцо  у  Сатурна  и  его  спутник  Титан. Автор одного из первых трудов по теории вероятностей.  Данное  уравнение  для  нужд  кораблестроения  было  впервые  применено  в  научных  трудах  И.Бернулли, посвященных ходкости и управляемости парусных кораблей, где оно использовалось  для определения тяги, которая возникает в парусах.  В  целом,  работая  с  1665  г.  в  Париже,  Гюйгенс  внес  значительный  вклад  в  развитие  механики,  решая задачи применительно к кораблестроению.  События 1690 г.  • В  Англии  построен  86пушечный  линейный  корабль  “Сент  Джорж”  (D=1296  т,  L=59,6  м),  считавшийся самым великолепным английским кораблем со времен “Соверин оф Сиз”.  • Заложен самый крупный боевой корабль испанского королевского флота в XVII веке   пушечный  линейный  корабль  “Сан  Филипе”  (D=1890  т,  L=62,8  м),  судьба  которого  сложилась так, что он никогда не участвовал в сражениях и был списан на слом в 1736 г.  • Французский  физик  Дени  Папен  (16471712  гг.),  ученик  английского  ученого  Р.Бойля,  впервые  излагает  принцип  действия  пароатмосферной  машины  и  устройство  парового  • Сражение испаноанглоголландского (А.Херберт, 59 кор) и французского (А. де Турвилль,  75 кор. и 18 брандеров) флотов во время войны Франции против Аугсбургской лиги  1697 гг. у м. БичиХэд, которое закончилось поражением союзников и считается одним из  самых крупных военноморских успехов в истории Франции.  В  1697  г.  в  Лионе  вышло  в  свет  известное  капитальное  сочинение  французского  профессора  математики,  члена  Парижской  АН  Поля  Госта  “Теория  конструирования  кораблей,  содержащая  математические примеры расчета” (рис.20), в котором рассматриваются вопросы остойчивости и  качки  корабля,  а  также  сопротивления  материалов,  применяемых  в  судостроении  того  времени.  Эта книга фактически заложила предпосылки для окончательного формирования теории корабля  как  базисной  корабельной  науки,  так  как  в  ней  впервые,  не  смотря  на  физичность  подхода,  вводится  понятие  метацентра,  рассматриваются  некоторые  задачи  остойчивости,  в  том  числе  с  подвешенным на стреле грузом, и предлагается для ее оценки способ кренования, даются основы  поведения судна на волнении (рис.21).  В  этом  же  году  вышла  книга  голландца  Корнелиуса  ван  Эйка  “Нидерландское  судостроительное  искусство”,  которая  явилась  вторым  после  сочинения  Витсена  трудом,  посвященным  голландскому  судостроению.  Потомственный  кораблестроитель,  автор  книги  обобщил  в  ней  все  свои знания и опыт, накопленные в течение многих лет работы мастером на верфи ОстИндийской  компании в Делфсхавене.  Рис. 20. Титульный лист капитального сочинения П.Госта "Теория конструирования кораблей..."  Рис.21.    Схема  вертикальной,  бортовой  и  килевой  качки  из  книги  П.Госта  «Теория  конструирования кораблей»  События 1697 г  • После  взятия  в  1696  г.  Азова  и  постановления  Боярской  думы  “Морским  судам  быть”  русский  царь  Петр  I  организовывает  “Великое  посольство”  в  западные  страны  для  создания  коалиции  против  турецкого  султана  и  обучения  кадров  кораблестроителей  и  мореходов в ведущих морских державах Европы.  • Английский  капер  Вильям  Кидд  (16451701  гг.)  под  угрозой  бунта  на  своем  корабле  “Адвенчер  Галлей”  захватывает  в  Индийском  океане  торговый  корабль  правителя  Индии  Великого  Моголу  “Кведах  Мерчант”  с  баснословными  богатствами,  за  что  под  разными  предлогами был в конце концов казнен в Англии по решению суда как пират.  • Карибскими  флибустьерами  взят  и  разграблен  один  из  крупнейших  городов  Колумбии    порт Картахена.  В  1711  г.  в  Англии  издается  книга  Вильяма  Сюзерленда,  в  которой  он  одним  из  первых  дает  научно  обоснованные  рекомендации  по  выбору  формы  корпуса  кораблей,  опираясь,  в  первую  очередь, на теорию сопротивления Ньютона.  События 1711 г   • Уничтожение по Прутскому мирному договору русской Азовской флотилии и сдача Азова  В  1714  г.  И.  Бернулли  в  Базеле  издает  книгу  “Очерки  новой  теории  маневрирования  судов”,  в  которой  закладываются  фундаментальные  теоретические  основы  ходкости  и  управляемости  парусных  кораблей.  Впервые  в  этом  труде  И.Бернулли  дает  физическое  объяснение  возникновению  тяги  паруса  при  боковом  ветре,  позднее  названному  эффектом  крыла,  а  также  рекомендации  по  эффективному  использованию  прямых  парусов  для  хода  и  маневрирования  многомачтовых кораблей при различных курсовых углах ветра.  События 1714 г.  • Гангутское  сражение  во  время  Северной  войны  русского  галерного  флота  под  командованием  Федора  Апраксина  (16611728  гг.)  и  шведской  эскадры  Ватранга,  закончившееся  прорывом  заблокированных  русских  галер  вдоль  полуострова  Гангут,  окружением  и  пленением  шведской  эскадры  Н.Эреншельда,  поджидавшей  русских  у  основания полуострова с другой стороны.  • В устье р. Охотская основывается первый русский острог на Тихом океане  будущий порт  Охотск,  который  явится  первой  военноморской  базой  и  судостроительным  центром  Дальнего Востока.  • В  Англии  объявлена  большая  денежная  премия  за  метод  определения  долготы  с  точностью  до  половины  градуса    решение  острой  проблемы,  стоящей  перед  мореплавателями со времен Х.Колумба.  • В  Петербургском  адмиралтействе  английский  корабельный  мастер  Ричард  Козенц  ( 1735 гг.) ведет строительство 64пушечного линейного корабля “Ингерманланд”, который  будет флагманским кораблем Петра I до конца Северной войны в 1721 г.  • Россия имеет военный парусный  флот, состоящий из  16 кораблей и  8 фрегатов и шняв, а  также галерный флот из 99 полугалер и скампавей.  • Английский  кузнечный  мастер  Томас  Ньюкомен  (16631729  гг.)  второй  год  использует  в  горном деле сконструированную им пароатмосферную машину.  • Находясь  в  русском  плену  с  1710  г.,  шведский  губернатор  финской  губернии  Або  Ларс  Эренмальм  заканчивает  работу  над  сочинением  “Состояние  России  при  Петре  I”    ценнейшим источником по русской истории, в том числе морской, петровской эпохи.  • Командующим датским флотом во время Северной войны 17001721 гг. назначен Вессель  Торденшельд  (16911720  гг.),  который  вплоть  до  своей  гибели  на  дуэли  одержал  ряд  крупных  побед  над  шведским  флотом:  среди  них  наиболее  значительной  является  сражение в 1716 г. при Дюнекилне, где датчанами была захвачена шведская эскадра в 40  • Заканчивается каперская деятельность во время войны за Испанское наследство 17011714  гг. французского военного моряка Рене ДюгеТруэна (16731736 гг.), в результате которой  он захватил около 300 торговых и 20 военных кораблей Англии и Голландии.  В 1738 г. член Парижской АН Даниил Бернулли (17001782 гг.), сын И. Бернулли, опубликовывает  капитальный труд по гидромеханике*, в котором исследуется энергетический баланс  установившегося (стационарного) потока идеальной (невязкой) жидкости для точек, находящихся  на одной линии тока (рис.22)  где Н  полный напор или удельная энергия жидкости как постоянная величина (метр столба  жидкости);  z    геометрический  напор  жидкости  в  рассматриваемой  точке  на  линии  тока  как  отстояние  точки  от  базисного  уровня,  м;  p/g    гидростатический  напор  жидкости  в  рассматриваемой точке, м; v2/2g  скоростной напор жидкости в рассматриваемой точке, м.  Рис.22. Постоянство удельной энергии идеальной жидкости вдоль линии тока  Краткая биографическая справка:  Даниил Бернулли, швейцарский математик, механик и физиолог, академик, член Парижской  и Петербургской академии наук. Известен трудами в области математики, астрономии,  гидромеханики, разработал кинетическое представление о газах. Работа "Теория вибраций  упругих  полос"  послужила  основой  для  создания  судовой  акустики  и  теории  распространения колебаний в воде и воздухе.  Впервые  в  своем  труде  Д.  Бернулли  также  выдвигает  идею  использования  для  движения  судов водомета, которая, однако, на практике была реализована впервые Дж. Рамси только в  1784 г. при испытании паровой лодки с водометным движителем в виде поршневого насоса.  Традиционный для судостроения реактивный движитель  весло не удовлетворяет уже никого  изза своего низкого КПД, в связи с чем передовые ученые ищут новые движители, наверняка  не зная об экспериментах великого Архимеда со шнековым винтом.  События 1738 г  • Из  Охотска  выходит  в  плавание  экспедиция  на  трех  кораблях  под  командованием  сподвижника  В.Беринга  Мартына  Шпанберга  в  поисках  Японии  и  для  исследования  Курильских островов.  Краткая биографическая справка:  Жан Даламбер, французский математик, философ и механик, член Парижской и Петербургской  академии наук. Соавтор с Д.Дидро знаменитой «Энциклопедии наук, искусств и ремесел». Один  из  основателей  математической  физики,  автор  теории  воздушных  приливов  и  возмущения  планет,  работ  по  теории  дифференциальных  уравнений  и  рядов,  алгебре,  физике  и  астрономии, теоретической механике, музыкальной теории и эстетики.  В  1743  г.  французским  математиком  и  механиком  Жаном  Даламбером  (17171783  гг.)  сформулирован  один  из  основополагающих  принципов  теоретической  механики,  выраженный  в  правилах  составления  дифференциальных  уравнений  движения  материальных  систем:  если  к  фактически действующим на точки механической системы силам и реакциям наложенных на нее  механических  связей  присоединить  силы  инерции,  то  получится  уравновешенная  система  сил.  Таким  образом,  принцип  Даламбера  позволил  применить  к  решению  задач  динамики  более  простые  методы  статики,  что  открывало  совершенно  новые  возможности  в  решении  сложных  задач динамики корабля с помощью дифференциальных уравнений.  где F  активные силы; R  реакции; m  масса; x  перемещения; t  время.  События 1743 г.  • Завершилась  уникальная  в  мировой  практике  десятилетняя  Великая  Северная  (2я  Камчатская) экспедиция под общим руководством Витуса Беринга, включавшая более  500 морских офицеров, матросов и ученых и направленная на исследование Северного  морского пути, Дальнего Востока России, Японии и северозападной. Америки.  • Заканчивается  кругосветное  плавание  английского  адмирала  Джорджа  Ансона  ( 1762 гг.)  автора новой классификации военных кораблей, единой формы одежды для  офицеров флота и нового морского устава, просуществовавшего до 1865 г.  В  1746  г.  происходит  не  менее  важное  событие    издается  капитальный  труд  французского  ученого, одного из основателей фотометрии, Пьера Бугера * (16981758 гг.) “Трактат о корабле, о  его  конструкции  и  о  его  движении”  (рис.23),  который  принято  считать  первым  учебником  по  теории  корабля,  поэтому  эту  книгу  часто  называют  просто  “Теорией  корабля”.  В  сочинении  разрабатываются  основы  строгого  учения  о  плавучести  и  остойчивости  корабля,  его  измерения,  обосновывается  понятие  метацентра  и  его  радиуса,  плеча  восстанавливающего  момента,  рассматриваются  многие  другие  вопросы  мореходных  качеств  судна,  проблемы  обеспечения  прочности корпуса. Самое интересное, что Бугер сознавал в целом недостаточную теоретическую  подготовленность  судостроителей  того  времени,  поэтому  его  книга  написана  простым  языком  и  не  загромождена  сложными  математическими  выкладками,  что  сделало  ее  на  долгие  годы  учебником для кораблестроителей не только Франции, но и многих других стран.