Реферат: Античное мореплавание

Античное мореплавание

Введение

Бескрайние морские просторы, разъединявшие народы и культуры в доисторическое время, стали объединяющим началом в период античности. Древний мир бурлил, как кипящий котел, выплёскивая пассионарное население древних полисов во все уголки Ойкумены. Разбой, война и торговля шли рука об руку, иногда переплетаясь настолько, что купцы в одночасье превращались в грабителей, а благородные герои и воины не гнушались торговать с аборигенами. Всё больше и больше народов вовлекалось в орбиту меновой торговли сырьём, в особенности металлами, произведениями искусства и рабами.

Военные корабли, обособившиеся ещё в гомеровскую и архаичную эпохи как средства транспортировки войск и разбоя, постепенно усовершенствуются и приобретают функции защиты транспортного флота и борьбы с пиратством. Но основным их предназначением становится борьба с такими же боевыми судами враждебных государств. Морские сражения не уступают в ожесточённости сухопутным битвам и зачастую решают исход войн (Саламин, Эгады, Акций). Упорная борьба за мировое господство в древнем мире во многом определялась военно-морской мощью, которая обеспечивала контроль над захваченными территориями, над рынками сырья и сбыта, а также над морской торговлей в целом. Могущество Афин, Карфагена и Рима основывалось в первую очередь на мощном флоте.

Широкий спектр тактических и стратегических задач, стоящих перед флотами держав античного мира, обуславливал в целом и многообразие типов кораблей, распространенных в древности.

Военно-техническое соревнование диадохов Александра Великого, превратившееся в настоящую гонку морских вооружений, закончилось созданием целого ряда кораблей-монстров. Строительство этих титанов эллинистических флотов преследовало цели скорее психологического давления на противника, чем практического использования. Многие из этих гигантов так и не смогли принять участие в морских сражениях, навечно оставаясь в гаванях памятниками инженерной мысли древних корабелов и военно-технической мощи своих заказчиков.

Военные корабли 

античность военный торговый корабль

Практически все исследователи делят античные корабли по их назначению на две основные группы: торговые и военные. Главным отличительным признаком этих групп является отсутствие или наличие тарана. И это естественно, ведь именно он явился первым морским вооружением и, почти конструктивно не изменяясь, просуществовал до эпохи пороха, невзирая на появление новых более эффективных средств, таких как многочисленные баллисты, катапульты, вороны или греческий огонь.

Таран (ростр) появился приблизительно в 8 в. до н.э, как средство для уничтожения кораблей противника. Обычно он выполнялся как продолжение килевого бруса, оконечность которого заострялась путём обстругивания или обжига. Для прочности поверхность оббивалась медью или бронзой.

Тактика таранного боя требовала от древних мореходов большого мастерства при маневрировании, а главное, стала основной причиной, вызвавшей борьбу за достижение античными судами большей скорости и маневренности, причём в любом направлении. И это естественно, ведь в таранном бою побеждал тот корабль, который не только пробивал борт противника, но и мог вовремя «ретироваться», уходя от абордажного боя и оголяя пробоину в корпусе вражеского судна. Таким образом, появление тарана косвенно подхлестнуло, гонку за скорость, а, следовательно, и строительство многоярусных кораблей.

Рис.4. Реконструкция таранного удара

Реконструкция таранного удара во время морского боя у Эгадских островов 241 до н.э. (1-ая Пуническая война.). Выполнена Х. Бум по обломкам двух пунийских судов из Марсалы (Лилибей, Сицилия).

Пика совершенства тактика таранного боя достигла после появления трехъярусных кораблей. Способность триер быстро маневрировать; практически на месте, не теряя скорость, изменять направление движения; дать при необходимости задний ход; позволила в полной мере использовать кинетическую энергию удара.

Безусловно, триеры были самыми быстрыми кораблями античности. Однако, говоря об их скорости нельзя обойти вниманием некоторые соображения, подтвержденные, в том числе и практикой плаваний. Каждое гребное судно имеет теоретический предел скорости. С одной стороны он определяется пределом скорости движения данной формы корпуса в водной среде. При скоростях выше 7 узлов этот предел, в основном, зависит от увеличения волнового сопротивления, характеризующегося так называемым числом Фруда и напрямую зависящего от соотношения длины и ширины корпуса судна. Эта зависимость убедительно показана в работе американских учёных Бернарда Фоули и Вернера Зёделя «Ancient Oared Warships», Scientific American, april 1981. С другой стороны, скорость движения гребного судна ограничена физической способность гребцов «проворачивать вёсла». Ведь совершенно очевидно, что скорость корабля не может быть выше скорости движения лопасти весла в воде. За один гребок корпус судна перемещается (если пренебречь проскальзыванием весла в воде) на длину взмаха лопасти, которая в свою очередь пропорциональна взмаху рукояти весла. Теоретический предел скорости гребного судна на гладкой воде (любая практическая величина будет ниже) зависит от многих факторов, но основными являются: такт гребли (количество гребков в минуту) и передаточное отношение весла (соотношение длин веретена и валька). Такт гребли, очевидно, не может быть более 30, а длина валька менее метра, несложный расчёт показывает, что для достижения скорости 8,3 узла длина весла должна быть не менее 6 метров. Однако, письменная традиция, по словам авторов реконструкции «Олимпии», однозначно указывает длину вёсел в пределах 4,2 м. При этом максимальная скорость триер, при работе всех 170 вёсел, и конечно в течение ограниченного времени могла, якобы, достигать 12 узлов!!! Если принять это за истину, то длина весла гребного судна движущегося с такой скоростью не может быть менее 8 м, что противоречит письменным источникам. К тому же сомнительно, что такое длинное весло мог обслуживать один гребец. Для доказательства своих расчётов Коутс и Моррисон увеличивают такт гребли до 50 гребков в минуту. Мне кажется, эта цифра завышена как минимум в полтора раза. Что бы убедиться в этом достаточно просто сесть на стул и попробовать имитировать движение гребца без весла и сопротивления воды (размах движения рук должен быть не менее 0,85 м). Если у Вас получится «прогрести» более 30 раз в минуту, это, скорее всего, будет рекорд. Такт гребли на соревнованиях по современной академической гребле обычно 27 гребков в минуту. Возможно, именно по этой причине не удалось разогнать «Олимпию» более 7 узлов, да и эта скорость, к сожалению, не подтверждена никакими видеоматериалами.

Таким образом, на сегодняшний день, мы вынуждены констатировать, что скорость знаменитых афинских триер более 7 узлов остаётся теоретической и спорной величиной. В отношении скоростных качеств реконструкции понтийской диеры «Ивлия», должен отметить, что нам ни разу не удалось разогнать судно при движении на вёслах быстрее 4,5 узлов. Теоретический предел скорости для «Ивлии» (при длине весла 6 м, передаточном отношении 3:1 и максимальном такте 30 гр./мин.) составляет 5 узлов. «Нет сомнения, что триера могла появиться только в результате упорных и заслуживающих всяческого восхищения усилий, предпринятых в Древней Греции и, возможно, в других частях восточного Средиземноморья»

Грузовые или торговые суда

Многочисленная группа грузовых судов отличалась в первую очередь по географическому признаку, т.е. в зависимости от того, в каком регионе они строились. Именно этот фактор определял конструктивные особенности корпуса, тип парусно-вёсельного устройства и материалы, из которых изготавливался корабль. Размеры же судна определялись теми задачами, которые ставили перед собой мореплаватели: дальностью маршрутов, их удаленностью от берегов, объёмами перевозок и характером груза. Таким образом, по географическому признаку мы можем разделить античные корабли на финикийские, карийские, самосские, фокейские и т.д. Таких типов существовали десятки, особенности их конструкций и парусного вооружения, к сожалению, в основном до нас не дошли. Тем не менее, анализируя найденные за последнее столетие обломки кораблекрушений, учитывая опыт проведенных реконструкций, благодаря раскопкам древних верфей и гаваней, можно выделить некоторые общие черты торговых кораблей различных народов, которые определялись сходными целями и задачами. Эти особенности, своеобразные ноу-хау, быстро перенимались народами-мореплавателями друг у друга, унифицируя элементы конструкции и создавая «общий образ» торгового корабля античности.

Античные грузовые корабли в основном имели поперечную систему набора, которая состояла из рёбер (шпангоутов), вертикальных стоек (пиллерсов) и балок поддерживающих палубный настил (бимсов). Шпангоуты, чаще всего, были не цельные, а разрезные, состоящие из двух или трёх частей, смещённых вдоль обшивки и перекрывающих друг друга. «… Ребра можно было постепенно, по мере готовности корпуса, вставлять в него, обычно тремя несоединенными между собой ярусами». Продольная прочность обеспечивалась килем и самой палубой. Позднее количество балок, обеспечивающих продольную жесткость, увеличилось, что позволило существенно увеличить и длину корабля.

Паруса были основным движителем такого судна, которое, при благоприятных обстоятельствах, развивало под ними скорость до 5-6 узлов. Вёсла устанавливались в один (реже в два) яруса и использовались только как вспомогательное средство движения. Например, для входа и выхода из порта или при маневрировании в узкостях. Безусловно, использовалась сила гребцов и в открытом море, но делалось это, в основном, при отсутствии ветра, либо при ветре слабом (до трех баллов по шкале Бофорта). Это позволяло сохранять минимальную скорость движения, необходимую для ориентации корабля. Одновременное использование парусов и вёсел с подветренного борта, как показывает практика, существенно снижает дрейф, и позволяет идти более крутым курсом относительно ветра (см. рис.9). Однако этот приём применим лишь при слабых ветрах, как только скорость корабля становится больше пяти узлов, возникает, проскальзывание лопасти весла, при котором гребля становится не эффективной. Гребцы просто не успевают проворачивать вёсла, и последние начинают тормозить ход. В любом случае вёсла применялись только при умеренном волнении, т.к. сколько-нибудь высокая волна делает греблю не просто бесполезной, но и опасной для экипажа с точки зрения травматизма.

В общем, вышесказанное позволяет нам предположить, что древние торговые суда были достаточно прочными и обладали хорошими мореходными качествами. Были манёвренны и автономны, могли, при необходимости, выдержать сильный шторм. Однако их экипажи были немногочисленны, и в качестве движителя они использовали преимущественно парус 24. Иногда этого было недостаточно, чтобы оторваться от преследования, и купцы становились жертвами пиратов, т.к. при отсутствии ветра, уступали в скорости небольшим немореходным, но весьма скоростным лодкам морских разбойников (Тацит «История», III, 47 или Иосиф Флавий «Иудейская война», III, 10, 9). Поэтому грузовые суда подолгу стояли в гаванях в ожидании попутного ветра, предпочитая совершать переходы под парусами вдали от опасных берегов, не боясь «свежей» погоды.

Технология древнего кораблестроения

Технология строительства древних кораблей до сих пор остаётся предметом острой полемики. Камнем преткновения для исследователей является вопрос о системе корабельного набора (рёбер-шпангоутов, вертикальных стоек – пиллерсов, продольных связей – стрингеров и т. д.). Само наличие или отсутствие этих связей сомнений не вызывает. Шпангоуты, т.е. поперечные элементы набора корпуса, существуют у всех судов, с тех пор как лодки перестали долбить или связывать из тростника, бамбука и т.п. (Гомер, Одиссея, XII, 414, 421). Изобретение подобной конструкции корпуса (киль, штевни, рёбра, обшивка) приписывают, как уже отмечалось выше, финикийцам. Другое дело, по какой схеме строились корабли. Киль – рёбра – обшивка или киль – обшивка – рёбра.

Сложная и дорогая технология, которую могли позволить себе только богатые полисы и государства, являлась таковой только при строительстве первого корабля. Много средств и времени уходило на создание технологической оснастки, на стандартизацию и унификацию деталей, а также на обучение и содержание высококвалифицированного персонала. Зато потом проведенная подготовка, которая сегодня называется в строительстве «нулевым этапом», оправдывала себя полностью и позволяла в короткие сроки строить целые флотилии (Плиний Старший XVI, 74). Непосредственным подтверждением данной теории явилась также находка остатков римских речных судов (в том числе боевых бирем) в немецком городе Майнц. Скрупулезная и качественная реконструкция, проведенная под руководством Р. Бокиуса, показала несомненную правильность основных выводов Дж. Морисона. Работы в Майнце тем более ценны, что остатки римских судов были найдены на древней верфи, что позволяет утверждать, что данная технология была стандартной и применялась во всех уголках огромной империи.

Торговые суда, в отличие от этого, в основном, строились по старинке: сначала скелет потом обшивка. Главным движителем для них был парус, а выигрыш в весе не имел решающего значения. Они уступали военным кораблям в скорости и манёвренности, однако значительно превосходили их в мореходности. Такие корабли были приспособлены для автономных длительных плаваний. Они хорошо переносили качку, даже лагом к волне, могли длительно штормовать в открытом море 30. Корпуса их были широкими, а значит – остойчивыми, но в тоже время тяжёлыми. Во-первых, трюм судна должен был быть максимально вместительным, а палуба и наружная обшивка достаточно прочной, чтобы достойно противостоять стихии. Эти факторы существенно утяжеляли конструкцию. Еще одна причина является чисто конструктивной. При работе гребного аппарата нагрузка, которая передаётся от движителя (вёсел) на корпус, распределяется вдоль последнего по борту.

При движении под парусом нагрузка от движителя (паруса) передаётся, в основном (часть нагрузки воспринимает на себя стоячий такелаж), через точки опоры мачты в районе степса и пяртнерса. Нагрузки эти, таким образом, сконцентрированы и заставляют дополнительно усиливать корпус в этих местах, что, в свою очередь, ещё больше утяжеляет конструкцию. Заказывались грузовые корабли, в основном, индивидуально, под определённые коммерческие цели, а поэтому стандартизировать их строительство не имело смысла. Зато требования к прочности корпуса были повышенные.

Основным фактором, тормозящим движение гребного судна при скоростях более 7 узлов, становится волновое сопротивление (расход энергии на образование волны, которую создаёт движущийся корабль). Эффективным методом борьбы с волновым сопротивлением является создание таких обводов корпуса, которые минимально «вспарывали» бы воду. В частности плавный изгиб ахтерштевня на уровне действующей ватерлинии уменьшает волновое сопротивление на образование кильватерной волны, а таран, исполняя роль своеобразного бульба, снижает волновое сопротивление в носовой оконечности. Также это достигается изменением числа Фруда, проще говоря, увеличением соотношения длины корпуса судна к его ширине. В конечном итоге увеличение длины корпуса даёт возможность установить большее количество вёсел. Однако такое удлинение корпуса корабля не беспредельно и ограничивается требованиями к продольной жёсткости корпуса. Слишком длинное судно просто переломится на волне. Борьба за увеличение продольной жёсткости являлась основной «головной болью» древних кораблестроителей. По некоторым данным под верхней палубой триер проходили льняные канаты (т.н. гипозоматы), связывающие фор – и ахтерштевни, и обеспечивающие продольную жёсткость судна. При реконструкции «Олимпии» авторы использовали в этих целях стальные тросы. Для грузовых судов этот вопрос не стоял так кардинально. Ведь, как уже отмечалось выше, отношение длины к ширине у них было в пределах от 3 до 5, что вполне отвечало не только требованиям жёсткости корпуса, но и обеспечивало судну большое трюмное пространство, необходимое для погрузки товаров, а также способствовало повышению такого важного мореходного качества, как остойчивость. Торговые суда, по преимуществу парусные, ходили со средней скоростью 4-5 узлов. Волновое сопротивление, при таких скоростях не являлось основным фактором противодействия движению. В отличие от этого военные корабли, соотношение длины, к ширине которых было не менее 6, а зачастую 8-10, были менее остойчивы, поперечная прочность их корпусов была на пределе. Всё это существенно снижало мореходные качества судна.

Литературы

1. В.Д. Блаватский, Архаический Боспор, МИА, вып. 33, М.,1954, стр. 11; весьма примечательно, что тесное переплетение грабежа и торговли свойственно всем «тёмным» эпохам, см. напр. А.М. Стриннгольм, Походы викингов, М., 2003, стр. 249.

2. И.Г. Дройзен, История эллинизма, М., 2003, т.1, стр.197.

3. Р. Хенниг, Неведомые земли, М., 1961, стр. 106, 155.

4. Р. Хенниг, Неведомые земли, М., 1961, стр. 76, 113.

5. В.Д. Блаватский, Г.А. Кошеленко, И.Т. Кругликова, Полис и миграции греков, Материалы симпозиума по проблемам греческой колонизации и структуре раннеантичных государств Северного и Восточного Причерноморья, Цхалтубо, 4-11.V.1977, стр. 12-14.

6. И.Г. Дройзен, История эллинизма, М., 2003, т.1, стр.231.

7. Эллинистическая техника. Техника мореходства, сб. ст. под ред. акад. И.И. Толстого, М., Л., 1948, стр. 321.

8. Эллинистическая техника. Техника мореходства, сб. ст. под ред. акад. И.И. Толстого, М., Л., 1948, стр. 325.