Ewolucja żagli na statkach XVIII wieku
Cechy wytwarzania żagli
Przed pojawieniem się energii parowej w XIX wieku okręty wojenne opierały się na wietrze i żaglach. To właśnie żagle zapewniały żaglowcom siłę napędową i zdolność manewrowania w bitwie. Wydawałoby się, że co może być prostszego niż żagiel? Pociągnęłam za szmatę i voila!
Aby jednak żagiel dobrze działał, musi być wystarczająco mocny (wytrzymać wiatr i uszkodzenia) oraz lekki i elastyczny, aby mógł nim sterować żeglarz, który wykonuje tę pracę na dużych wysokościach i często w trudnych warunkach atmosferycznych.
A ta równowaga, jak się okazało, jest bardzo trudna do osiągnięcia, dlatego w XVIII wieku kompromisowym rozwiązaniem było zastosowanie różnych rodzajów płótna na różne żagle: lżejszy materiał przyjęto na żagle drugiej, trzeciej i czwartej kondygnacji, a grubszy i mocniejszy materiał na żagle niższego poziomu.
Rysunek ten posłużył do zilustrowania artykułu „Żagle”, opublikowanego w siedemnastym tomie „Encyklopedii Wojskowej”, który został opublikowany przez spółkę wydawniczą I. D. Sytina w 1914 r. w stolicy Imperium Rosyjskiego - mieście St. Petersburgu .
Płótno w języku brytyjskim flota oceniano liczbowo. Płótno nr 1 było najgrubsze i najcięższe, a płótno nr 8 było najcieńsze i najlżejsze. Cięższe wersje płótna miały zwykle podwójną osnowę, podczas gdy lżejsze wersje miały pojedynczą osnowę.
Nawet prosty żagiel miał dość złożoną konstrukcję. Początkowo żagle były kwadratowe lub prostokątne, ale na początku XVII wieku przypominały bardziej trapez, ponieważ oczka i zapięcia na górnym rei były krótsze niż na dolnym. Było to spowodowane wprowadzeniem bardziej niezawodnego olinowania i wydłużeniem stoczni. Lik przedni jest najczęściej wklęsły ku górze, aby lepiej łapał wiatr.
Na brzegach płótno zagięto na pół i przepuszczono tam lycrop, który przesunięto na tył żagla, aby w najciemniejszą noc marynarz mógł za pomocą dotyku odróżnić przednią część materiału od tyłu. Linka liku przedniego była grubsza niż pozostałe.
Żagiel musiał wówczas mieć przelotki (otwory) i miecze (liny rafowe), aby pomieścić dziób rafowy (poziomy pasek umożliwiający refowanie).
Krawędź żagla. Wyraźnie widoczne lyctro i oczka.
Tak więc w XVIII wieku wykonanie jednego żagla górnego dla 74-działowego statku tej linii zajmowało ponad tysiąc roboczogodzin.
Żagiel wypływa do oceanów
Przed rokiem 1700 największe potęgi morskie eksploatowały swoje floty na wodach europejskich w miesiącach letnich i zawsze znajdowały się w pobliżu przyjaznych portów. Ponieważ siła ognia była kluczowa, statki zostały załadowane bronią i amunicją do pełna – ze szkodą dla ich obsługi i warunków pogodowych.
Jednak szybko rozwijająca się gospodarka kolonialna Nowego Świata i masowa ekspansja handlu z Azją doprowadziły do zmiany priorytetów strategicznych. Należało przenieść siłę morską na oceany świata przy użyciu statków zdolnych do działania w trudniejszych warunkach pogodowych. Zmieniły się także operacje morskie, z większym naciskiem na manewrowanie flotą w celu uzyskania przewagi taktycznej nad wrogiem. W rezultacie okręty wojenne i ich żagle musiały dostosować się do tych wymagań.
A skoro mówimy o adaptacji statków, możemy mówić także o adaptacji żagli. I właśnie w tym czasie zaczęły pojawiać się sztaksle, czyli żagle umieszczone pomiędzy masztami. Ich liczba wzrosła dopiero w XVIII wieku, ponieważ sztakże były żaglami ukośnymi i pozwalały statkowi na ostrzejsze wiatry, zapewniając zarówno przewagę taktyczną w bitwie, jak i większe bezpieczeństwo przy złej pogodzie, zwłaszcza gdy statek wiał przy silnym wietrze.
HMS Lady Nelson (1798) z zestawem sztaksli.
Pierwsze sztaksle pojawiły się w Royal Nevi w 1709 roku i do 1720 roku były trójkątne, ale po 1760 roku zaczęto instalować także żagle czworokątne. Sztaki początkowo umieszczano na sztagu pomiędzy bezanem a masztem głównym oraz pomiędzy głównym a przednim masztem, a gdy sztaksle stały się zbyt grube na skutek powiększenia olinowania, wzdłuż sztagu dociągnięto poręcz.
Jeśli chodzi o wysięgnik, był on używany w XVII wieku na małych statkach, ale nie szybko trafił do marynarki wojennej. Faktem jest, że żagiel ten jest umieszczony na osobnej szynie, która może przebiegać niezależnie pomiędzy forsztagami, dlatego w jego liku przednim wszyto dodatkową linkę, ponieważ fok był podnoszony z pokładu, a nie z bukszprytu. Zatem lik przedni wysięgnika był jak kontynuacja szyny.
Pod koniec XVIII wieku wysięgniki umieszczono na stałych szynach, aby ułatwić ustawienie.
Najważniejsze dla manewrowania były żagle dziobowe i to one przeszły największe zmiany.
Po pierwsze, im bardziej wysunięte są żagle do przodu, tym bardziej, zgodnie z zasadą dźwigni, statek będzie rozwijał prędkość. Na początku XVIII wieku żaglowce posiadały na bukszprycie niewielki pionowy maszt, na którym umieszczano jeden lub dwa żagle proste (ślepe bomby), a także żagiel pod bukszprytem (ślepy lub spritsel). Razem z większym prostym spritselem żagle te służyły do zwiększania prędkości lub mogły pełnić funkcję dźwigni skrętu. Najczęściej jednak roleta była używana jako żagiel manewrowy, do portów lub do zdejmowania/kotwiczenia. Brak dużej ilości olinowania umożliwił ustawienie podwórza niemal pionowo (tzw. podgrzewana roleta), czyli w tej pozycji działał jak wysięgnik.
HMS Prince (1670) na wietrze. Roleta i roleta bombowa są wyraźnie widoczne.
Ponieważ jednak taki sprzęt żeglarski był jednocześnie skomplikowany i mało skuteczny, od 1705 roku zaczęto zanikać żaluzje i stopniowo (proces ten trwał 20–25 lat) zastąpiono je fokami.
Co dokładnie zrobili? Wydłużyli bukszpryt i zaczęli rozciągać między nim a fokszprytem trójkątne żagle, dzięki czemu był łatwiejszy w manewrowaniu i łatwiejszy w sterowaniu niż żagle proste.
Spośród żagli głównych najwięcej zmian przeszedł mizzen. Od dawna znane są zalety posiadania żagla późnego na rufie dla manewrowości. Żagiel ten zapewniał znaczną dźwignię podczas skrętu. A przez maszt mizzen płynął ukośnie ryu-ray, na którym znajdował się żagiel typu łacińskiego.
HMS Woolwich (1677). Łaciński mizzen na ru-rey jest wyraźnie widoczny.
Ale to było niewygodne. Kiedy ryu-ray był obrócony w jednym kierunku, część żagla znajdująca się po drugiej stronie masztu mizzen uniemożliwiała mu skuteczne wykonanie skrętu. Dlatego od lat trzydziestych XVIII wieku ryu-ray był stopniowo skracany, a do lat sześćdziesiątych XVIII wieku nie przekraczał masztu, ale teraz znajdował się tylko po jednej stronie, chociaż oczywiście zachowano jego funkcje obrotowe. Jednak późny żagiel nadal pozostał.
Jednak do czasu amerykańskiej wojny o niepodległość Brytyjczycy zaczęli zastępować późny mizzen żaglem typu trysail. Zrobili to po prostu - zamiast ryu-ray zainstalowali dwa półjardy (bom i gaf), pomiędzy którymi przeciągano trysail gaflowy. Stopniowo ta innowacja rozprzestrzeniła się na prawie wszystkie statki. Od roku 1798 – roku bitwy pod Aboukir – tylko HMS Vanguard zachował późny żagiel na bezenie i ryu-ray przecinające maszt.
HMS Indefatigable jako część sił Moore'a przeciwko hiszpańskim fregatom, 5 października 1804. Wyraźnie widoczny jest trysail na mizzen.
Nawiasem mówiąc, drugim takim statkiem mógł być HMS Alexander, ale nie byłoby szczęścia, ale nieszczęście pomogło - statek wpadł w sztorm podczas wyścigu o Napoleona, stracił wszystkie maszty, a podczas naprawy mizzen na odbudowano go najnowszą metodą.
Z czego robiono żagle?
Tutaj trzeba powiedzieć, że w różnych krajach używano różnych materiałów. Początkowo głównym materiałem do produkcji żagli były konopie, przede wszystkim dlatego, że materiał ten skutecznie opiera się słonej wodzie i prawie nie gnije. Ale była też znacząca wada - żagle konopne były bardzo ciężkie i żeglarzom bardzo trudno było sobie z nimi poradzić. Dodatkowy ciężar na masztach zwiększył wartość wysokości metacentrycznej, co groziło statkowi słabą stabilnością i wywróceniem się.
Dlatego od około lat trzydziestych XVIII wieku Brytyjczycy zaczęli przestawiać się na żagle wykonane z lnu, najczęściej len wytwarzano w Rosji.
Jeśli chodzi o flotę rosyjską, prawie całe olinowanie rosyjskich żaglowców, liny, sieci, flagi, żagle, a nawet mundury marynarskie, aż do mundurów marynarzy, były wówczas wykonane z konopi. Każdy statek potrzebował co dwa lata 50–100 ton włókna konopnego na sprzęt.
Taki stan rzeczy utrzymywał się aż do Mikołaja I, który przeniósł flotę rosyjską na len. Dlatego prawie wszystkie historia We flocie żaglowej żagle rosyjskich statków miały brudny żółto-zielony kolor - dokładnie w kolorze tkaniny konopnej.
Nie myśl, że nasi przodkowie byli głupi – miały miejsce zwykłe oszczędności: płótno konopne kosztowało 7–8 rubli za funt, a płótno lniane – 16–22 ruble za funt, w zależności od jakości wykonania. Oczywiste jest, że w Rosji priorytet w dostawach i finansowaniu zawsze miała armia, dlatego zdecydowano, że marynarze poradzą sobie z żaglami konopnymi.
Do szycia żagli Holendrzy i Francuzi używali bielonego płótna lnianego z niewielką domieszką włókien konopnych.
Bitwa pod Abukirem, angielska eskadra atakuje pod żaglami.
Hiszpanie postrzegali len jako główny materiał na żagle, jednak dodatkowo nasączali go specjalnymi barwnikami i „gruntowali” tak, aby tkanina była odporna na gnicie i słoną wodę.
Amerykanie prawdopodobnie jako pierwsi wykonali żagle z bawełny. Nie, początkowo, jak wszyscy, robili swoje żagle z mieszanki lnu i konopi. Ale w latach trzydziestych XIX wieku zaczęto myśleć. Bawełna jako materiał jest dobra dla każdego - lekka, miękka. Jest jeden problem – nie trwa to długo. I idąc za przykładem Francuzów, zaczęto impregnować bawełnę olejem lnianym. Wkrótce olej lniany zastąpiono żywicą – i okazało się, że bawełna w zupełności nadawała się na płótno. Jednocześnie wykonane z niego żagle, przy tej samej wytrzymałości, są lżejsze niż len i konopie. Od około lat czterdziestych XIX wieku flota amerykańska zaczęła pływać na żaglach bawełnianych.
Prędkości żaglowca
Ciekawie byłoby zobaczyć, co ewolucja żagli dała żaglowcom. Ale jak możemy to ustalić? Wypróbujmy najprostszy parametr - prędkość. Tak, to trochę nie w porządku, bo wpływ na to miał kształt kadłuba, poszycie dna blachą miedzianą i stosunek długości do szerokości, ale mimo to...
Tak więc, zgodnie z artykułem Morgana Kelly’ego „Prędkość żaglowców podczas wczesnej rewolucji przemysłowej, 1750–1830”, prędkość statków na przejściach wzrosła z 3–4 węzłów w latach pięćdziesiątych XVIII wieku do 1750–6 węzłów w latach dwudziestych XIX wieku– Lata 7. XIX wieku. Nie wydawałoby się to dużo, prawda?
Ale prędkości maksymalne przy zwrotach i baksztagach prawie się podwoiły. W latach trzydziestych XVIII wieku standardowa prędkość pancernika przy świeżym wietrze wynosiła 1730–5 węzłów, w XIX wieku – 6–1800 węzłów. Fregaty zamiast 8–9 węzłów (zwykła prędkość przy dobrym wietrze na początku stulecia) zaczęły rozwijać się do 6–7 węzłów (np. USS Constitution i HMS Endymion).
I na koniec przykład prędkości niektórych okrętów Floty Czarnomorskiej w latach dwudziestych XIX w. (z artykułu A. M. Glebowa „Analiza napędu, stateczności i sterowności okrętów Floty Czarnomorskiej podczas wojny rosyjsko-tureckiej 1820–1828 na podstawie danych archiwalnych”).
Literatura:
1. Philip K. Allan „Na wybrzeżu Malabaru” – publikacja niezależna, 2021.
2. A. M. Glebov „Analiza napędu, stateczności i sterowności okrętów Floty Czarnomorskiej podczas wojny rosyjsko-tureckiej 1828–1829”. na podstawie danych archiwalnych” – News of Ałtaj State University, 2012.
3. Morgan Kelly i Cormac Ó Gráda „Prędkość pod żaglami podczas wczesnej rewolucji przemysłowej (ok. 1750–1830)” – seria dokumentów roboczych Centrum Badań Ekonomicznych UCD, nr 14. WP10/XNUMX, University College Dublin, Szkoła Ekonomiczna UCD, Dublin.
4. Robert Kipping „Elementy żaglomistrzostwa: kompletny traktat o wycinaniu żagli według metod najbardziej zatwierdzonych w służbie handlowej” – FW Norie & Wilson, 1847.
5. David Steel „Elementy i praktyka olinowania i żeglarstwa” – David Steel: Londyn, 1794.
informacja