Betonowe statki. Niezwykły eksperyment w przemyśle stoczniowym
Budowa betonowego statku w USA podczas I wojny światowej, fot. erazvitie.org
Ludzie od tysięcy lat budują różne obiekty pływackie. Przez wiele lat jedynym dostępnym i najbardziej odpowiednim materiałem do budowy statków było drewno. Z czasem został zastąpiony stalą. Ale nawet wtedy myśl stoczniowców nie ustała. Ludzkość zawsze szukała alternatywnych materiałów, w XX wieku beton nagle stał się takim materiałem w przemyśle stoczniowym.
Warto zauważyć, że beton, podobnie jak stal, był bardziej opłacalnym materiałem niż drewno. Taki materiał nie gnije, nie pali się, ma dobrą wytrzymałość. W tym samym czasie stoczniowcy zwrócili się do niezwykłych badań nie z dobrego życia. Popyt na statki żelbetowe pojawił się w czasie I wojny światowej po jednoczesnym braku stali i tonażu istniejących flot handlowych.
Pierwsze eksperymenty z betonowymi statkami
W XIX wieku rozpoczęto poszukiwania alternatywnego dla drewna materiału, który mógłby być wykorzystany do budowy statków. Oczywistym wyborem była stal, która zastąpiłaby drewno. Jednak koszt samej stali i koszt budowy statków ze stalowym kadłubem uznano za wysoki. Sam proces takiej budowy w XIX wieku wyglądał na bardzo pracochłonny i czasochłonny. Nic dziwnego, że nie ustały poszukiwania alternatywnego materiału w przemyśle stoczniowym, który byłby tani i zaawansowany technologicznie.
Beton nagle stał się takim materiałem. W połowie XIX wieku francuski wynalazca Jean Louis Lambeau zaproponował niezwykły projekt, który przyciągnął uwagę zwiedzających na paryskiej Wystawie Światowej w 1854 roku. Wynalazca zaprezentował łódź wiosłową, której główną atrakcją był materiał i technologia produkcji.
Betonowa łódź Lambo w Muzeum Brignoles, fot. podparusami.club
Szkielet łodzi wykonano z drucianej siatki, którą otynkowano cementem. Jean Louis Lambeau przedstawił swój wynalazek jako coś, co może całkowicie zastąpić drewno. Zainteresowanie nowością wykazali wynalazcy z wielu krajów świata, którzy zaczęli tworzyć własne modele łodzi i jachtów. To prawda, że zainteresowanie to nie trwało długo i projekt został szybko zapomniany. Nie było to zaskakujące, biorąc pod uwagę szybkość, z jaką technologia rozwijała się w tamtych latach.
Amerykańskie statki betonowe
Pomysł budowy statków z betonu powrócił już w pierwszej ćwierci XX wieku. I pamiętali taką okazję z dala od dobrego życia. Do 1914 roku nie najbogatsze kraje świata zajmowały się budową statków żelbetowych. Takie statki były produkowane w pojedynczych egzemplarzach, na przykład przez Turcję i Chiny.
Jednak po wybuchu I wojny światowej na świecie zabrakło rezerw stali przemysłowej, a jednocześnie tonażu istniejących handlowych flota. Wzrastał wolumen przewozów wojskowych ładunków, w tym samym czasie statki psuły się, w tym niszczone lub przechwytywane przez wroga. Na tym tle prawie wszystkie kraje rozwinięte od 1915 roku zwróciły uwagę na statki z betonu zbrojonego.
Do 1919 r. prace nad budową takich statków były aktywnie prowadzone w USA, Wielkiej Brytanii, Niemczech, Francji, Szwecji, Norwegii, Danii, Holandii, Włoszech i innych państwach. W sumie zmontowano co najmniej tysiąc betonowych statków różnego przeznaczenia (barki, masowce, promy z własnym napędem, holowniki morskie itp.) o łącznym tonażu ponad 600 tys. ton. W tym samym czasie, wraz z końcem I wojny światowej, budowa takich statków znów poszła na marne.
Budowa pierwszego amerykańskiego betonowego statku Faith, fot. twitter.com/CenturyAgoToday
Najsłynniejsza była seria betonowych statków zbudowanych podczas I wojny światowej w Stanach Zjednoczonych. Amerykanie byli pod wrażeniem projektu norweskiego konstruktora Nikołaja Fegnera, który w 1917 roku zbudował żelbetowy samobieżny statek morski. 26-metrowy statek o wyporności około 400 ton nazwano „Namsenfjord”.
Pod wrażeniem norweskiego projektu w Stanach Zjednoczonych rok później powstał znacznie większy statek. W marcu 1918 roku zwodowano frachtowiec Faith. Statek był wystarczająco duży. Długość kadłuba przekraczała 100 metrów, a wyporność 6125 ton. Moc zainstalowanych na pokładzie elektrowni wynosiła 1760 KM. Ten statek w końcu przekonał Amerykanów o możliwości i perspektywach budowy statków betonowych.
Niemal natychmiast prezydent Woodrow Wilson zatwierdził projekt budowy 24 betonowych statków dla floty handlowej i pomocniczej. Kwota projektu wyniosła 50 milionów dolarów (po uwzględnieniu inflacji, ponad 11 miliardów dolarów według dzisiejszego kursu). Okręty miały zwiększyć możliwości transportowe floty amerykańskiej podczas I wojny światowej. Ale do czasu ich aktywnej budowy wojna dobiegła końca.
W ramach tego programu ukończono 12 statków, dokładnie połowę planowanego wolumenu. Co więcej, wszystkie zostały oddane do użytku po wojnie. Dziś bez problemu można znaleźć informacje o tym, co stało się z każdym z 12 zbudowanych statków, informacje te są dostępne w Internecie. Można tylko zauważyć, że pierwszy statek towarowy Faith, który został zbudowany jeszcze przed położeniem serii, służył zaledwie kilka lat i zatonął u wybrzeży Kuby w 1921 roku.
Betonowy parowiec SS Atlantus, fot. 1926
Drugi wzrost zainteresowania betonowymi statkami nastąpił już podczas II wojny światowej. Tym razem w USA zbudowano 24 takie statki. Wszystkie zostały zbudowane w latach 1942-1943. W okresie międzywojennym udoskonalono technologię budowy, nowe statki były mocniejsze i lżejsze od swoich poprzedników.
Do lipca 1943 r. zamówienie zostało w pełni zrealizowane, a budowa jednego statku zajęła niecały miesiąc. Amerykanie zatopili dwa żelbetowe statki jako bariery podczas lądowania w Normandii. Część statków, które przetrwały wojnę, wykorzystywano jako falochrony. A statek z betonu kwarcowego, który przetrwał II wojnę światową, był używany przez Amerykanów w próbach jądrowych. broń na atolu Bikini. Statek służył do oceny poziomu szkód spowodowanych wybuchem jądrowym.
Plusy i minusy betonowych statków
Betonowe statki, które zbudowano na początku XX wieku, służyły głównie do transportu węgla, ropy, a także dobrze sprawdzały się przy przewożeniu suchych ładunków masowych, takich jak cukier. Pod tym względem przewyższały nawet swoich stalowych odpowiedników, ponieważ statki betonowe nie miały problemu z tworzeniem się kondensatu, na który cierpiały zwykłe statki stalowe. Tak więc w przypadku ładunku, który nie wytrzymywał wilgoci, zdecydowanie lepsze były betonowe statki.
Głównymi zaletami statków żelbetowych były niski koszt budowy, a także możliwość wykorzystania nisko wykwalifikowanego personelu, bez odwracania uwagi specjalistów od tradycyjnych stoczni. Ważnymi zaletami były również odporność betonu na korozję i właściwości ognioodporne materiału. Ponadto łatwość budowy wpłynęła pozytywnie na czas budowy statków.
Oprócz zalet statków betonowych były oczywiste wady. Aby zapewnić wytrzymałość porównywalną z metalem, grubość kadłuba statków betonowych musiała być kilkakrotnie większa. Ciężki kadłub takich jednostek powodował duże zanurzenie, co zmniejszało ich drożność na płytkiej wodzie, w kanałach i rzekach. Z kolei duża grubość kadłuba zmniejszyła również wewnętrzną użyteczną objętość ładowni.
Amerykański tankowiec żelbetowy "Palo Alto", Kalifornia, 1920, fot. wikimedia.org
Ponieważ statki betonowe są cięższe od statków stalowych, aby zapewnić porównywalną nośność, konieczne byłoby budowanie statków o dużych gabarytach, w tym gabarytowych, co prowadzi do wzrostu nośności holowania. Takie statki muszą być wyposażone w mocniejsze elektrownie, co sprawia, że ich eksploatacja jest pod wieloma względami nieopłacalna, niwecząc wszelkie inne korzyści ekonomiczne.
Inną poważną wadą było to, że beton, który może wytrzymać silne obciążenia statyczne, łatwo ulega uszkodzeniu w wyniku silnych kolizji lub uderzeń. Na przykład amerykański statek towarowy Cape Fear, zwodowany w 1919 r., zatonął w 1920 r. po zderzeniu z innym statkiem. Statek z 19 członkami załogi na pokładzie zatonął w zaledwie trzy minuty.
Doświadczenia I i II wojny światowej oraz powojennego przemysłu stoczniowego pozwoliły na stworzenie szeregu statków, dla których konstrukcja żelbetowa okazała się najbardziej uzasadniona i celowa. Ta kategoria obejmowała statki floty cumowniczej lub statki bez własnego napędu. Na przykład kryki, barki, promy, zapalniczki. Takie statki mogą być pozostawione bez nadzoru przez długi czas, nie rdzewieją i wymagają mniejszych kosztów naprawy, układane są przez dziesięciolecia.
Jednocześnie, kilka lat po II wojnie światowej, budowa statków żelbetowych praktycznie poszła na marne. Obecnie tylko nieliczni pasjonaci lubią takie projekty. Najbardziej opłacalne i zachowane do dziś są konstrukcje pływające żelbetowe – doki i pomosty. Uproszczona technologia budowy, większa trwałość i niskie koszty budowy pozwalają im zaistnieć we współczesnym świecie.
informacja