Koga to strona miłośników modelarstwa szkutniczego. Znajdziesz tu wszystko, co jest Ci potrzebne do zbudowania modelu od podstaw. Pochwal się swoją pracą, zapytaj o opinię naszą społeczność, wymień się doświadczeniami. Jak znajdziesz chwilę - spotkaj się z nami w realu albo na shoutboxie. Serdecznie zapraszamy.

GALEON / Szkielet podłużny
Temat rozpoczęty przez Karrex, w dniu 04 listopada 12:15 AM

SZKIELET PODŁUŻNY GALEONU


Głównym elementem strukturalnym okrętu jest stępka. Składa się z kilku części
połączonych złączami ciesielskimi wzdłużnymi. Ciągnie się od dziobu do rufy na całej długości kadłuba.


Strukturę okrętu można porównać do anatomii człowieka. Jeśli wyobrazimy sobie kadłub jak klatkę piersiową (z ożebrowaniem ;-) ), możemy powiedzieć, że podłużny szkielet galeonu pełni taką funkcję, jak kręgosłup u człowieka. Jego zadaniem jest podtrzymywanie całej konstrukcji. Bez niej kadłub nie byłby dostatecznie sztywny i stabilny, by utrzymać się na wodzie i stawiać opór falom.



Stępka

Szkielet podłużny statku z XVII wieku obejmował również konstrukcję dziobową i rufową, ale głównym elementem nośnym kadłuba była stępka. Jak już wiadomo stępka była i jest pierwszym elementem każdej jednostki pływającej układanym w stoczni (patrz rysunek na początku tematu).

Ten podstawowy element konstrukcyjny składał się z kilku grubych belek łączonych złączami ciesielskimi wzdłużnymi. Stępka ciągnęła się przez środek kadłuba na całej jego długości, od stewy rufowej po stewę dziobową. Najlepszym materiałem na stępkę było drewno dębowe, lecz szkutnicy sięgali również po inne surowce, takie jak modrzew, sosna zachodnia, buk czy wiąz. Stępka składała się z odpowiednio wyprofilowanych belek o przekroju prostokątnym. Ich wymiary były różne, dostosowane do wielkości statku.
Do XVI wieku grubość stępki ustalał samodzielnie szkutnik. Najczęściej jej szerokość wynosiła 40 do 50 cm. Długość każdej belki była uzależniona od rozmiarów budowanego statku, ale również od długości pni wyselekcjonowanych drzew. Wybór drewna uwarunkowany był wielkością budżetu, jakim dysponował budowniczy statku. Jeśli szkutnik musiał oszczędzać na materiałach, liczba belek składających się na stępkę była o jedną większa od pierwotnie zakładanej. Pod stępkami dużych statków umieszczano zwykle element wzmacniający grubości kilku centymetrów, montowany na całej długości stępki. Był to falszkil zabezpieczający stępkę właściwą przed uszkodzeniami. W razie uderzenia o dno lub skałę stępka właściwa pozostawała nienaruszona, a falszkil można było łatwo naprawić lub wymienić zniszczone odcinki.

Złącza wzdłużne

Pozyskanie z pni drzew elementów dłuższych niż 6–8 metrów nie było łatwe, dlatego szkutnicy musieli znaleźć sposób na łączenie belek. System musiał być niezawodny i zapewnić stabilność całego układu, czyli stępki czy nadstępki. W XVII wieku najbardziej rozpowszechnioną metodą łączenia elementów stępki były złącza ciesielskie wzdłużne. Dwa końce odpowiednio wyprofilowanych przeciwstawnych belek nacinano skośnie. Skosy wykonywano rozmaitymi sposobami, uzyskując też różne rodzaje połączeń. Jeśli składane powierzchnie skośne były płaskie, powstawała tak zwana nakładka skośna. Złącze to stosowano najczęściej do wiązania ze sobą elementów podłużnych, takich jak belki stępki, nadstępki, relingi czy falszburty. W wypadku innych rodzajów złącz, bardziej złożonych, takich jak nakładki zazębione lub z zamkiem czy czopem, głowice belek były mocniej wyprofilowane i obrobione, z kilkoma płaszczyznami, które na siebie zachodziły i zazębiały się. Wprowadzano w nie czopy lub kliny z dębu lub akacji, zwiększając odporność na siły ciągnące (schematy).






Skośne powierzchnie stykowe złącza wzdłużnego falszkilu były rozmieszczane w taki sposób, aby ewentualne tarcie o dno morskie powodowało uszkodzenie tylko tego odcinka, który miał bezpośredni kontakt z podłożem.



Złącza wzdłużne zabezpieczano dużymi sworzniami z odpowiednio szerokimi podkładkami. Część wystającą sworznia rozklepywano, by wzmocnić całą konstrukcję.

Wpusty w stępce

Po obu stronach stępki, dziobnicy i tylnicy wykonywano podłużny rowek o przekroju trójkątnym (wpust podłużny). Wpuszczano w niego pierwszy rząd odeskowania poszycia. Wykonanie tego rowka było jedną z najtrudniejszych czynności podczas budowy statku. Zadania tego podejmowali się osobiście mistrzowie szkutniczy. Często pomagali sobie własnoręcznie skonstruowanymi przyrządami. Niekiedy przyrządy te przekazywano z pokolenia na pokolenie. Ze względów praktycznych rowek wykonywano najpierw na niepołączonych belkach stępki, a dopiero potem wykańczano go w miejscach połączeń.
Trudność w wykonaniu wpustu podłużnego polegała na tym, że rowek musiał być identyczny po obu stronach belki, zaś jego przekrój zmieniał się w zależności od usytuowania na stępce. Kąt nachylenia desek poszycia zmieniał się w zależności od tego, czy deski układano po środku kadłuba czy bliżej rufy lub dziobu.





Inaczej mówiąc, deski pierwszego rzędu poszycia wsuwano w nacięcie w stępce pod różnym kątem, w zależności od pozycji i przekroju danego odcinka kadłuba (środek, dziób, rufa). Górna powierzchnia rowka zwana była skosem wewnętrznym, dolna zaś – skosem zewnętrznym.


Elementy szkieletu podłużnego: NADSTĘPKA


Jednym z elementów konstrukcyjnych szkieletu galeonu była nadstępka, montowana na stępce
jako jej wzmocnienie. Zwykle miała postać grubej belki podtrzymującej wręgi.


Konstrukcja szkieletowa podłużna galeonu, poza stępką właściwą, obejmowała również elementy strukturalne rufy i dziobu (stewa i inne części), oraz nadstępkę, czyli zespół belek łączących ożebrowanie i wzmacniających samą stępkę.

Nadstępka - konstrukcja wspierająca wręgi i maszty

Do stępki mocowano inne elementy podłużne. W poprzednim artykule opisaliśmy falszkil, który chronił przed uszkodzeniem stępkę właściwą. Nad stępką, na całej jej długości, umieszczano inny element konstrukcyjny o szczególnym znaczeniu dla solidności kadłuba galeonu. Elementem tym jest nadstępka, zwana też kilsonem lub stępką wewnętrzną. Nadstępka składa się z kilku belek połączonych złączami wzdłużnymi. Jej wymiary są porównywalne do wymiarów stępki (w szczególności szerokość).
Nadstępka służyła przede wszystkim jako nakładka mocująca dolną część wręg. Zamykała je i utrzymywała we właściwym położeniu, dociskając do gniazda dzięki odpowiednio wykonanym wpustom. Na bardzo dużych statkach do nadstępki mocowano dwa elementy boczne o takiej samej długości oraz – często – dodatkowy element wierzchni, który można nazwać nadnadstępką.
Ze względów technologicznych nadstępkę montowano w kadłubie po założeniu wszystkich żeber. W praktyce można uznać, że stępka i nadstępka, czyli kil i kilson wraz z dodatkowymi elementami, tworzyły jeden spójny kręgosłup, konstrukcję nośną dla innych części strukturalnych statku. Przede wszystkim tych poprzecznych, głównie wręg. Wręgi opierały się o stępkę i nadstępkę. W stępce wykonywano wyprofilowany rowek, w który wsuwano odpowiednio ukształtowane końcówki wręg. Szerokość i wysokość wpustów na wręgi była uzależniona od położenia wręgi oraz od jej wielkości. Nadstępka służyła nie tylko jako mocowanie wręg. Stawiano na niej maszty.
Na rysunku poniżej wyraźnie widać wszystkie elementy podłużne szkieletu kadłuba galeonu.



Na rysunku widoczne są wręgi oparte o stępkę i nadstępkę.
Na następnym widać szkielet rozłożony na czynniki pierwsze.



Na kolejnych rysunkach widać jak ubogie jest polskie nazewnictwo na elementy konstrukcyjne szkieletu


z książki "The Anatomy of Nelson's Ship"



na temat:
» Kolano dziobowe
http://santisimatrinidad....topic.php?t=878
» [Santisima] Stewa dziobowa, nos, kolano dziobowe
http://santisimatrinidad....c.php?p=996#996
» [HMS Victory] Stewa i kolano dziobowe, kil, stewa rufowa
http://santisimatrinidad....c.php?p=998#998



Różnice konstrukcyjne między technologią angielską i kontynentalną

Istniało wiele technologii budowy kadłuba statku. W różnych krajach stosowano różne metody. Różnice bywały znaczne. Jeśli chodzi o samą technikę wykonania stępki, metody można podzielić na dwie główne szkoły – angielską i kontynentalną (Francja, Holandia, Hiszpania, kraje skandynawskie).
W stoczniach na kontynencie wpusty na wręgi wykonywano bezpośrednio na górnej powierzchni stępki, zaś złącza wzdłużne ustawiano pionowo. Natomiast w systemie angielskim między stępkę a nadstępkę wsuwano dodatkowy element konstrukcyjny, czyli bakbord, w którym wykonywano wpusty. Złącza wzdłużne były ustawiane poziomo. Element ten mocowano na stępce w taki sposób, by złącza były przesunięte względem siebie.
Na rysunku poniżej pokazano elementy składowe zespołu stępki według systemu angielskiego.





przykład francuski, La Renommée, 1744 (Sławek)

Na kolejnym rysunku widać budowany statek ustawiony na podkładach stępkowych.



Szkielet jest już częściowo złożony. Widać wyraźnie stępkę, stewę dziobową, stewę rufową i wręgi. Od strony dziobu wsunięto już część nadstępki, do której zamocowane są wręgi.

Budowę możemy prześledzić na modelach naszych kolegów m.in.:
» [ANCRE] La Diligente / sekcja - Zbigniew
http://www.koga.net.pl/forum/viewtopic.php?f=7&t=33299
» Le Commerce de Marseille / sekcja - Zbigniew
http://santisimatrinidad....opic.php?t=1486


_________________


Elementy łącznikowe stępki, stewy rufowej i stewy dziobowej


Miejsca połączenia elementów szkieletu statku miały ogromne znaczenie dla zapewnienia solidności całej konstrukcji.
Dotyczy to przede wszystkim połączeń stępki, stewy dziobowej, stewy rufowej i żeber.


W poprzednich postach omawialiśmy konstrukcję stępki, nadstępki oraz różne sposoby ich łączenia. Lecz poza elementami związanymi ze stępką i nadstępką, złącza podłużnych elementów szkieletu kadłuba statku obejmują również wszystkie części składające się na dziób i rufę, gdzie stosowano specjalne technologie.

Połączenie ze stewą rufową

Na samym końcu rufy statku, w miejscu, które można nazwać ostrogą, znajduje się połączenie stępki ze stewą rufową. Stewa rufowa to belka prostopadła (lub prawie prostopadła) do stępki. Opiera się na niej cała konstrukcja rufy statku. Do niej przymocowana jest płetwa sterowa. Z uwagi na usytuowanie oraz funkcję stewa rufowa była szczególnie ważną częścią kadłuba, a jej połączenie ze stępką musiało być bardzo mocne i trwałe.
Nie można było w tym miejscu zastosować złącza wzdłużnego, gdyż uniemożliwiało to wzajemne położenie łączonych elementów. Dlatego przyjęto inny system, czyli połączenie czopowe proste. W stępce wydrążone było gniazdo, w którym umieszczano czop wyprofilowany na krańcu tylnicy.



Połączenie czopu i gniazda musiało być wyjątkowo precyzyjne. Gniazdo miało przekrój prostokątny, równy jednej trzeciej szerokości stępki. Należało je wykonać w taki sposób, by nie naruszyć masy stępki – w przeciwnym razie stępka mogłaby pęknąć lub się rozszczepić. Dlatego też czynność tę powierzano najbardziej doświadczonym cieślom.
Czop musiał być precyzyjnie dopasowany do gniazda. Jego wykonanie było znacznie łatwiejsze, gdyż chodziło tylko o pocienienie belki stewy rufowej na odcinku równym głębokości gniazda.

Połączenie ze stewą dziobową

Szkielet podłużny kadłuba statku, poza stępką i stewą rufową, obejmował również dość skomplikowaną konstrukcję dziobową. Połączenie stępki i dziobu było jednym z najtrudniejszych wyzwań w całej konstrukcji statku. Dziób, jako część kadłuba najbardziej wystawiona na działanie fal, musi być nadzwyczaj mocny i wytrzymały.
Pierwszym elementem stykającym się z przednią częścią stępki jest stewa dziobowa. Połączenie tych elementów ma postać bardzo skomplikowanego złącza. Nazywamy je łączem złożonym, albowiem musiało mieć kilka płaszczyzn styku i zazębienia, dzięki którym całość stawała się sztywna oraz wytrzymała na liczne wielokierunkowe naprężenia.



Złącze wzdłużne zwykle uzupełniano metalowymi lub drewnianymi wzmocnieniami. Niekiedy, żeby zapewnić większą trwałość połączenia, niektóre elementy dodatkowo spinano elementem wzmacniającym w kształcie podkowy (na naszej ilustracji są to stewa dziobowa i nakładka).



Połączenia elementów dzioba również mogły mieć postać połączeń typu „gniazdo-czop”, lecz wyłącznie dla wzmocnienia stępki w miejscu zabudowania nakładki dziobnicy. W ten sposób szkutnicy zwiększali sztywność podłużnych elementów szkieletu, także na krzywiźnie przechodzącej z płaszczyzny poziomej w pionową.



Połączenie elementów szkieletu podłużnych z poprzecznymi

Stępka i nadstępka to elementy, na których opierają się żebra. Obie służą też do utrzymywania wręg w odpowiednim położeniu, blokując je. Żebra/wręgi to elementy poprzeczne szkieletu kadłuba statku.



Wręgi tworzące żebra są łączone parami. Dwie złączone wręgi nigdy nie były identyczne. Wśród różniących je detali można wymienić ukształtowanie dolnego punktu zaczepu.
Jak widać na rysunku poniżej, również wpusty na stępce nieco inne.



Połączenie żeber, stępki i nadstępki to nie tylko wpusty, lecz także zespół drewnianych klinów i metalowych czopów, które służyły do mocowania i łączenia elementów. Dzięki nim powstawała mocna i trwała konstrukcja.



W środkowym odcinku kadłuba żebra znajdowały się mniej więcej na tej samej wysokości i łączyły ze stępką pod podobnym kątem. Stwierdzenie to nie odnosi się do odcinków rufowego i dziobowego, gdzie linie kadłuba są mocno zakrzywione, więc w tych partiach kadłuba kształt żeber musi być inny.
Na kolejnym rysunku widzimy wręgę dziobową statku budowanego w systemie kontynentalnym (Francja, Holandia, Hiszpania, kraje skandynawskie).



Żebro jest całe i zostało wpuszczone w odpowiednie gniazdo stewy dziobowej.
Na schemacie poniżej widać dwa żebra, rufowe i dziobowe, zgodne z systemem angielskim. Wręgi nie są całe, lecz podzielone na dwie części, czyli na dwie połówki, które łączą się pobocznie na wysokości dziobu i rufy.



_________________
Odpowiedz
Musisz zostać członkiem tej grupy tematycznej, aby móc zamieszczać odpowiedzi.