Судостроение: Определение, История и Современное Состояние

Судострое́ние (кораблестрое́ние) - это процесс создания плавучих сооружений, таких как суда, корабли и плавучие объекты. Судостроение является отраслью тяжёлого машиностроения, специализирующейся на постройке судов.

История судостроения

Судостроение, как область коллективной деятельности людей, зародилось в глубокой древности в связи с возникновением потребности в судах значительных размеров. Развитое судостроение существовало в Древнем Египте, в Финикии, Древнем Китае.

С VII века у восточных славян последовательно менялась схема строительства: от каркасного (плетёного) судна, обтянутого корой или кожей (древнего корабля) к однодревке и набойной ладье, и, далее, к дощатому судну.

В России начала XVII века польский дипломат Станислав Немоевский упоминал о «немалых судах, больше наших барок, построенных наподобие змеи. Среди них можно найти суда, размером 70 шагов длиною и 5 сажен шириною, а в глубину на 5 локтей… Эти суда они делают без железных гвоздей: они сбиты деревянными гвоздями и затканы мхом; суда же более мелкие сшивают гибкими прутьями из можжевельника и, ничем не конопатя, мажут их только сверху смолой, смешанной с дёгтем.

Польскому послу вторит швед Пётр Петрей: «Москвитяне употребляют разные суда, которые строят сами: они не очень крепки и прочны, потому что сшиваются не железными гвоздями, а деревянными и такими же верёвками, сделанными из коры молодых деревьев. Москвитяне выделывают её, как кожу, режут на тесьмы, которыми и сшивают доски; так и делают себе судно для плавания.

В конце августа 2018 года, после сильного шторма, на южный берег Онежского озера, в непосредственной близости от мыса Петропавловский, был выброшен остов деревянного судна.

Предшественником судостроения следует считать ремесло первобытных людей по связыванию из отдельных брёвен плотов. С развитием доступных инструментов и умения древних людей появились выдолбленные из дерева или обтянутые звериными шкурами пироги и каяки.

Конструкция судов

Изначально водоизмещающие корпуса были небольшие по размеру, но уже содержали в себе все элементы современных кораблей - силовой каркас из продольных рёбер жёсткости - киля и стрингеров, а также поперечных - шпангоутов (в создании металлических судов применяют также полособульбы). К каркасу крепили обшивку, основным конструкционным материалом было дерево.

Изначально размеры корабля определяли наиболее доступной длиной пиломатериалов для строителей. Со временем люди научились соединять отдельные детали в шип и паз, скреплять соединения клеем или гвоздями, выгибать шпангоуты нужной формы. Таким образом появились первые мореходные корабли, для защиты которых от захлёстывания волнами появилась палуба.

Конструкции по поддержанию палубы - бимсы, пиллерсы и кницы дополнительно усиливали прочность корпуса в целом. В дальнейшем, уже до индустриальной эпохи, конструкция деревянных корпусов судов значительных изменений в принципе не претерпела, экстенсивно расширяясь в сторону увеличения размеров корабля, числа его палуб, применения новых пород и сортов древесины, методов её сохранения от влияния воды и жучков-древоточцев.

Схема конструкции корпуса судна

Современное судостроение

Совр. С. - од­на из ве­ду­щих, наи­бо­лее раз­ви­тых от­рас­лей пром-сти. Зна­чи­мость С. и его ме­сто в ми­ро­вой эко­но­ми­ке оп­ре­де­ля­ет­ся ро­лью, ко­то­рую иг­ра­ет вод­ный транс­порт в ми­ро­вой тор­го­вле, обес­пе­чи­вая ок. 80% всех тор­го­вых пе­ре­во­зок. Кро­ме то­го, С. име­ет важ­ное зна­че­ние для раз­ви­тия ту­ризма, ры­бо­лов­ст­ва, раз­вед­ки и до­бы­чи по­лез­ных ис­ко­пае­мых, на­уч. ис­сле­до­ва­ний и т. д.

Морской транспорт во все времена имел огромное значение для человека. С его помощью доставлялись различные грузы в самые отдаленные точки земного шара и люди имели возможность перемещаться на дальние расстояния.

Судостроение можно отнести к отраслям металлообработки и машиностроения. К этой отрасли относят судоремонтные и судостроительные заводы и предприятия, поставляющие оборудование на морские суда. Более того, судостроение занимается строительством буксиров, баржей-площадок и прогулочных судов.

Баржи-площадки, к примеру, имеют грузоподъемность от 40 до 2500 тонн, что позволяет реализовывать многочисленные проекты, как например защита буровых платформ и т.д. Прогулочные судна, напротив, предназначены для перемещения определенного количества пассажиров на нем.

Гл. объ­ект С. - круп­ные су­да, пред­став­ляю­щие со­бой слож­ное инж. со­ору­же­ние, соз­да­ние ко­то­ро­го свя­за­но с ре­ше­ни­ем ог­ром­но­го ко­ли­че­ст­ва разл. задач - от обос­но­ва­ния прин­ци­па дви­же­ния, фор­мы кор­пу­са, ти­па дви­жи­тель­но-ру­ле­вых ком­плек­сов до ре­ше­ния тех­нич. и тех­но­ло­гич. про­блем (вы­бор ма­те­риа­ла кор­пу­са и над­строй­ки, оп­ти­ми­за­ция кон­ст­рук­тив­ных ре­ше­ний, обес­пе­че­ние на­ви­га­ци­он­ных ка­честв, ми­ни­ми­за­ция мас­сы суд­на и т. д.).

По­строй­ка суд­на со­пря­же­на как со слож­ны­ми ус­ло­вия­ми пла­ва­ния (вол­не­ние, ог­ра­ни­чен­ный фар­ва­тер, ле­до­вые на­груз­ки и др.), так и с труд­но­со­вмес­ти­мы­ми тре­бо­ва­ния­ми к раз­но­об­раз­ным ка­че­ст­вам суд­на. По­это­му на ста­дии обос­но­ва­ния ха­рак­те­ри­стик суд­на и раз­ра­бот­ки про­ек­та в С. ог­ром­ное зна­чение име­ют экс­пе­рим. ис­сле­до­ва­ния, вы­пол­няе­мые в опы­то­вых бас­сей­нах разл. ти­па, ка­ви­та­ци­он­ных и аэ­ро­ди­на­мич. тру­бах, на круп­но­мас­штаб­ных са­мо­ход­ных мо­де­лях и т. п.

Современные технологии в судостроении

Экс­пе­рим. пу­тём, напр., бы­ли обос­но­ва­ны но­со­вые буль­бы (бу­ли), обес­пе­чив­шие сни­же­ние вол­но­во­го со­про­тив­ле­ния и по­вы­ше­ние ско­ро­стей дви­же­ния, на­прав­ляю­щие на­сад­ки, при­ме­не­ние ко­то­рых по­зво­ли­ло по­вы­сить кпд греб­ных вин­тов, ази­му­таль­ные дви­жи­те­ли, улуч­шив­шие управ­ляе­мость су­дов. Экс­пе­рим. ис­сле­до­ва­ния обес­пе­чи­ли вне­дре­ние су­дов с но­вы­ми прин­ци­па­ми дви­же­ния: на возд. по­душ­ке, на под­вод­ных крыль­ях, эк­ра­но­пла­ны и др.

Важ­ную роль в ре­ше­нии слож­ных про­блем при соз­да­нии суд­на на всех эта­пах иг­ра­ет при­ме­не­ние ком­пь­ю­тер­ных тех­но­ло­гий.

Технологии постройки судов

Од­но из осн. тре­бо­ва­ний при по­строй­ке суд­на - мак­си­маль­но воз­мож­ное вы­пол­не­ние ра­бот в це­хах или на спе­ци­аль­но обо­ру­до­ван­ных мес­тах - т. н. по­сте­лях и кон­дук­то­рах, для че­го суд­но раз­би­ва­ет­ся на отд. уз­лы (мо­ду­ли), сек­ции, бло­ки, с по­сле­дую­щим их ук­руп­не­ни­ем и окон­чат. сбор­кой суд­на на ста­пе­ле (на­клон­ная плат­фор­ма, слу­жа­щая ме­стом сто­ян­ки су­дов при их по­строй­ке или ре­мон­те).

Боль­шое зна­че­ние име­ет эф­фек­тив­ность ис­поль­зу­емых ме­то­дов об­ра­бот­ки и рас­кроя ма­те­риа­ла кор­пу­са (в сталь­ном С., напр., при­ме­ня­ют авто­ма­тич. ли­нии пред­ва­рит. об­ра­бот­ки ме­тал­ла, рас­кроя и рез­ки на плаз­мен­ных ма­ши­нах, ав­то­ма­тич. ком­плек­та­ции). При из­го­тов­ле­нии де­та­лей и сбор­ке уз­лов сек­ций и бло­ков при­ме­ня­ют бес­при­го­ноч­ные тех­но­ло­гии, мо­дуль­ность, аг­ре­га­ти­ро­ва­ние, ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся ав­то­ма­тич. свар­ка, спец. обо­ру­до­ва­ние для пре­дот­вра­ще­ния сва­роч­ных де­фор­ма­ций и сня­тия внутр. на­пря­же­ний (напр., низ­ко­час­тот­ная виб­ра­ци­он­ная об­ра­бот­ка свар­ных кон­ст­рук­ций), эф­фек­тив­ный ин­ст­ру­мент и т. д.

Специализация судостроительных предприятий

Раз­но­об­ра­зие ти­пов су­дов, при­ме­не­ние разл. ма­те­риа­лов для по­строй­ки кор­пу­сов, от­ли­чия в се­рий­но­сти строя­щих­ся су­дов обу­сло­ви­ли не­об­хо­ди­мость спе­циа­ли­за­ции про­из-ва. Су­до­строит. пред­при­ятия раз­ли­ча­ют в за­ви­си­мо­сти от ма­те­риа­ла кор­пу­са суд­на - ме­тал­лич. (сталь­ное, из лёг­ких спла­вов), пла­ст­мас­со­вое, жел.-бе­тон., де­рев., ком­по­зит­ное С., ти­па строя­щих­ся су­дов (ле­до­ко­лы, тан­ке­ры, су­хо­гру­зы и др.), а так­же от их во­до­из­ме­ще­ния, влияю­ще­го на раз­ме­ры це­хов, вы­бор об­ра­ба­ты­ваю­ще­го обо­ру­до­ва­ния, кра­но­во­го обо­ру­до­ва­ния, тип спус­ко­во­го уст­рой­ст­ва и др.

В за­ви­си­мо­сти от на­зна­че­ния, про­из­водств. мощ­но­сти, ос­на­щён­но­сти, спе­ци­фи­ки ор­га­ни­за­ции про­из-ва и тех­но­ло­гич. про­цес­сов пред­при­ятия су­до­строит. пром-сти под­раз­де­ля­ют­ся на су­до­строит. за­во­ды, вер­фи, пред­при­ятия су­до­во­го ма­ши­но­строе­ния и су­до­ре­монт­ные.

На су­до­строит. за­во­дах, кро­ме це­хов, вхо­дя­щих в со­став вер­фи, пре­ду­смот­ре­ны ма­ши­но­стро­ит. це­ха, про­дук­ция ко­то­рых пред­на­зна­че­на не толь­ко для собств. судо­во­го про­из-ва, но и для др. су­до­строит. пред­при­ятий в по­ряд­ке ко­опе­ра­ции.

Пред­при­ятия су­до­во­го ма­ши­но­строе­ния вы­пус­ка­ют из­де­лия разл. но­менк­ла­ту­ры - су­до­вую ар­ма­ту­ру, кла­па­ны, кин­г­сто­ны, на­со­сы, элек­тро­гид­рав­лич. ру­ле­вые ма­ши­ны, браш­пи­ли, ле­бёд­ки, на­ви­га­ци­он­ное обо­ру­до­ва­ние и др.

Судостроение в России

В Российской Федерации сейчас имеется 168 компаний, которые занимаются построением кораблей. 86 среди них являются государственными.

В первом квартале 2021 года средняя численность работников судостроительной отрасли составила 189,6 тыс. чел., из них: промышленность - 159,3 тыс. чел., наука - 29,5 тыс. чел., прочие - 0,8 тыс.

Также судостроение в России обеспечивает миллионы людей рабочими местами, что чрезвычайно важно для развивающейся экономики Российской Федерации. Кроме того, немалый доход приносит продажа судов за рубеж.

Эф­фек­тив­ность С. обес­пе­чи­ва­ет­ся при боль­шом объ­ё­ме за­ка­зов и вы­со­кой се­рий­но­сти по­строй­ки су­дов, что тре­бу­ет вы­со­ких за­трат на н.-и. и опыт­но-кон­ст­рук­тор­ские раз­ра­бот­ки. По­это­му круп­ные су­до­строит. пред­при­ятия ра­бо­та­ют по мно­го­числ. за­ка­зам иностр. су­дов­ла­дель­цев и в коо­пе­ра­ции с иностр.

В заключение стоит отметить, что судостроение играет ключевую роль в развитии морской инфраструктуры, экономики и обороноспособности страны.

Основные показатели судостроительной отрасли России в 2021 году:

Показатель	Значение
Компании, занимающиеся построением кораблей	168
Государственные компании	86
Средняя численность работников	189,6 тыс. чел.
Промышленность	159,3 тыс. чел.
Наука	29,5 тыс. чел.