คาร์เวล (การต่อเรือ)

การสร้างเรือแบบคาร์เวลหรือการวางแผ่นไม้แบบคาร์เวลเป็นวิธีการต่อเรือที่ วางแผ่นไม้ ตัวเรือชิดขอบกันและยึดติดกับโครงที่แข็งแรง ทำให้เกิดพื้นผิวเรียบ ตามธรรมเนียมแล้ว แผ่นไม้จะไม่ติดกันหรือเสียบเข้าด้วยกัน โดยจะมีเพียง วัสดุอุดร อยรั่วระหว่างแผ่นไม้เพื่อป้องกันน้ำซึมเข้า ผู้สร้างเรือแบบคาร์เวลสมัยใหม่อาจติดแผ่นไม้เข้าด้วยกันโดยใช้กาวและวัสดุยึด[ 1 ]เป็นวิธีการสร้างตัวเรือแบบ "สร้างโครงก่อน" ซึ่งรูปร่างจะถูกกำหนดโดยโครงที่ยึดแผ่นไม้ไว้ ซึ่งแตกต่างจากวิธีการ "วางแผ่นไม้ก่อน" หรือ "สร้างเปลือกก่อน" ซึ่งจะสร้างผิวภายนอกของตัวเรือก่อนแล้วจึงเสริมความแข็งแรงด้วยการใส่ไม้ที่พอดีกับรูปร่างนั้น[ 2 ]วิธีการ "วางแผ่นไม้ก่อน" ที่พบได้บ่อยที่สุดในปัจจุบันคือการสร้างแบบคลินเกอร์ ในยุคคลาสสิก "การต่อไม้กระดานแบบวางแผ่นก่อน" หมายถึงการต่อขอบแผ่นไม้เข้าด้วยกันโดยใช้ ข้อต่อ เดือยและร่องภายในความหนาของไม้ ทำให้ดูเหมือนเรือที่มีลำตัวเรียบเหมือนการต่อเรือแบบคาร์เวล แต่แท้จริงแล้วทำได้ด้วยวิธีการที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเรือที่สร้างด้วยวิธีการต่อไม้แบบคลินเกอร์ การสร้างเรือแบบคาร์เวลช่วยให้สามารถสร้างเรือขนาดใหญ่ขึ้นได้ เนื่องจากจุดยึดของตัวเรือแบบคลินเกอร์รับแรงดึงและแรงแอ่น ทั้งหมด ที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของเรือผ่านคลื่นขนาดใหญ่ ในขณะที่การสร้างเรือแบบคาร์เวล แรงเหล่านี้จะถูกรับโดยการสัมผัสกันระหว่างขอบของแผ่นไม้ตัวเรือด้วย
นิรุกติศาสตร์
มาจากภาษาอังกฤษยุคกลางcarvel , carvelle , carvile , kervel ('เรือลำเล็ก'; 'เรือคาราเวล '); จากภาษาฝรั่งเศสโบราณcaruelle , carvelle , kirvelle [ 3 ]คำนี้ถูกใช้ในภาษาอังกฤษเมื่อเรือคาราเวลได้รับความนิยมในน่านน้ำยุโรปเหนือตั้งแต่ราวปีค.ศ. 1440เป็นต้นไป และวิธีการสร้างตัวเรือก็ใช้ชื่อตามแบบเรือลำแรกที่สร้างขึ้นด้วยวิธีนั้นในอู่ต่อเรือของอังกฤษและยุโรป[ 4 ] ในภาษาเดนมาร์ก สวีเดน และเยอรมันช่วงปลายยุคกลาง มีการใช้คำต่างๆ เพื่อ อ้างถึงเรือคาราเวล รวมถึงkraffel , karfell , krawegel , kravel , krauell , crauellและcraueln [ 5 ]
ประวัติศาสตร์

การต่อเรือแบบคาร์เวล (Carvel) มีต้นกำเนิดในแถบเมดิเตอร์เรเนียนในช่วงสหัสวรรษแรกของคริสต์ศักราช วิธีการนี้ค่อยๆ เข้ามาแทนที่การต่อไม้กระดานตัวเรือแบบขอบชนขอบด้วยเดือยและร่อง (mortises and tenons) ซึ่งเป็นเทคนิค "การปูไม้กระดานก่อน" ที่ชาวอียิปต์โบราณ ชาวฟีนิเชีย และยุคคลาสสิก ส่วนใหญ่ใช้กัน หลักฐานทางโบราณคดีบ่งชี้ว่าการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นตั้งแต่ประมาณ ค.ศ. 500ถึงศตวรรษที่ 9 การนำมาใช้แบบค่อยเป็นค่อยไปนี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงและการทดลองบางอย่าง เรือบางลำถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคนิค "การวางโครงก่อน" (framing-first) ซึ่งแตกต่างจากระบบ "การวางโครงก่อนแบบเต็มรูปแบบ" (full "frame-first") ในเทคนิค "การวางโครงก่อน" นั้น จะมีการติดตั้งโครงบางส่วนในส่วนล่างของตัวเรือก่อน จากนั้นจึงปูไม้กระดานในบริเวณนั้น เพิ่มโครงเพื่อเพิ่มความสูงของตัวเรือ แล้วจึงปูไม้กระดานเพิ่มเติมเข้าไปอีก (ประเพณีการต่อเรือของชาวโรมัน-เซลติกในยุโรปเหนือใช้ "การวางโครงก่อน" แต่ยุโรปส่วนนี้ไม่ได้นำวิธีการ "วางโครงก่อน" แบบเต็มรูปแบบมาใช้จนกระทั่งในภายหลัง ดังที่กล่าวไว้ด้านล่าง) [ 6 ] : 101
การเปลี่ยนจากการวางแผ่นไม้ก่อนไปเป็นการวางโครงก่อนเกิดขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันกับการเปลี่ยนจากใบเรือสี่เหลี่ยมแบบเมดิเตอร์เรเนียนไปเป็น ใบเรือ แลตีน การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวได้รับการเสนอแนะเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง การตกแต่ง และการบำรุงรักษา (แม้ว่าก่อนหน้านี้จะคิดว่าเพื่อประสิทธิภาพการแล่นเรือที่ดีขึ้น ซึ่งขัดกับข้อสันนิษฐานของนักประวัติศาสตร์ทางทะเลหลายคน สามารถแสดงให้เห็นได้ว่าไม่ได้เกิดขึ้น) การเปลี่ยนไปใช้การก่อสร้างแบบคาร์เวลเชื่อว่าเป็นมาตรการประหยัดต้นทุนอีกอย่างหนึ่ง (แม้ว่าจะรู้สึกว่านักโบราณคดีทางทะเลไม่เข้าใจเรื่องนี้ดีนัก) [ 7 ]ทักษะที่ยากลำบากในการเซาะร่องแผ่นไม้ให้ได้มุมที่ถูกต้องแม่นยำ (ซึ่งตัวเรือโค้งที่ส่วนโค้งของท้องเรือ ) จะถูกหลีกเลี่ยง การก่อสร้างแบบคาร์เวลช่วยให้สามารถกำหนดรูปทรงของตัวเรือได้ตามการออกแบบ ในขณะที่การวางแผ่นไม้ก่อนนั้นขึ้นอยู่กับ "สายตา" ของผู้สร้าง ดังนั้นจึงต้องการบุคลากรที่มีทักษะสูงน้อยลง[ 6 ] : 101
หนึ่งในเรือช่วงเปลี่ยนผ่านคือ เรือ Yassi Ada (คริสต์ศตวรรษที่ 7) ซึ่งขุดค้นระหว่างปี 1960 ถึง 1965 เรือลำนี้มีแผ่นไม้กระดานด้านล่างที่ยึดติดกันแบบขอบชนขอบด้วยเดือยและร่อง จากนั้นจึง เพิ่ม พื้นตามด้วยแผ่นไม้กระดานเพิ่มเติมที่เชื่อมต่อกันด้วยเดือย ซึ่งทำให้แผ่นไม้กระดานสูงขึ้นมาถึงระดับน้ำ มีการเพิ่มโครงเพิ่มเติมลงในแผ่นไม้กระดานชุดถัดไป แต่โครงเหล่านี้ยังคงสูงขึ้นไปจนถึงความสูงของเส้นขอบเรือที่ตั้งใจไว้ จากนั้นแผ่นไม้กระดานจากระดับน้ำขึ้นไปจะถูกยึดติดแบบแผ่นไม้กระดานแบบคาร์เวล (โดยมีแผ่นไม้ขวางแทรกอยู่กับแผ่นไม้กระดานปกติ) [ 8 ] : 61
ยุโรปเหนือใช้การต่อเรือแบบคลินเกอร์ในช่วงเวลาที่กล่าวถึงข้างต้น และต่อเนื่องมาจนถึงศตวรรษที่ 15 (และยังคงใช้ต่อไปสำหรับเรือขนาดเล็กหลายลำจนถึงปัจจุบัน) นักเดินเรือในทั้งสองพื้นที่รู้จักวิธีการที่แตกต่างกัน แต่เมื่อเรือกัลเลย์ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนถูกใช้งานโดยชาวฝรั่งเศสและอังกฤษในช่วงสงครามร้อยปีช่างต่อเรือที่คุ้นเคยกับงานคาร์เวลต้องถูกเกณฑ์มาเพื่อดำเนินการบำรุงรักษาและซ่อมแซม[ 9 ] : 51 ในช่วงทศวรรษ 1440 ความสนใจในเรือคาราเวลเพิ่มขึ้นในน่านน้ำทางเหนือ และอู่ต่อเรือที่นั่นเริ่มสร้างเรือคาราเวลด้วยโครงสร้างคาร์เวล
ตัวอย่างทางโบราณคดีของเรือที่สร้างด้วยวิธีคาร์เวลในยุคแรกในภูมิภาคบอลติกคือซากเรือกริบชุนเดนเรือธงของพระเจ้าฮันส์แห่งเดนมาร์ก-นอร์เวย์ เรือสามเสาติดอาวุธหนักลำนี้สร้างขึ้นในปี 1484 น่าจะใกล้กับเมืองรอตเตอร์ดัม และทำหน้าที่เป็น "ปราสาทลอยน้ำ" ของพระเจ้าฮันส์เป็นเวลาสิบปีก่อนที่จะจมลงในเดือนมิถุนายน ปี 1495 [ 10 ] [ 11 ] [ 5 ]
ความสัมพันธ์ระหว่างคลินเกอร์และคาร์เวล
การต่อเรือ แบบคลินเกอร์เป็นวิธีการต่อเรือที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในยุโรปเหนือก่อนการต่อเรือแบบคาร์เวล ในเรือที่สร้าง ด้วยวิธีคลินเกอร์ ขอบของแผ่นไม้จะซ้อนทับกัน ส่วนการต่อเรือแบบคาร์เวลที่มีโครงสร้างแข็งแรงกว่า ทำให้ตัวเรือหนักกว่าแต่มีความแข็งแกร่งกว่า สามารถรองรับ ใบเรือ ได้หลากหลายแบบ การต่อเรือแบบคลินเกอร์ (lapstrake) คือการใช้แผ่น ไม้ที่ผ่าครึ่งแล้วซ้อนทับกันตามแนวยาวโดยยึดเข้าด้วยกันบนโครงสร้างที่ เบามาก เรือที่สร้างด้วยวิธีคาร์เวลมีพื้นผิวที่เรียบกว่า ทำให้ดูเหมือนว่า มีประสิทธิภาพ ทางด้านพลศาสตร์ของน้ำ มากกว่า เนื่องจากขอบที่เปิดโล่งของแผ่นไม้คลินเกอร์ดูเหมือนจะรบกวนเส้นสาย ของเรือ และทำให้เกิดแรงต้าน แน่นอนว่าเรือคลินเกอร์มีพื้นที่สัมผัสกับน้ำมากกว่าเล็กน้อย แต่ตัวเรือแบบคาร์เวลไม่ได้มีประสิทธิภาพมากกว่าเสมอไป สำหรับความแข็งแรงของตัวเรือที่เท่ากัน เรือคลินเกอร์โดยรวมแล้วเบากว่าและแทนที่น้ำน้อยกว่าเรือคาร์เวลที่มีโครงสร้างแข็งแรงกว่า
เมื่อเรือบรรทุกสินค้ามีขนาดใหญ่ขึ้น น้ำหนักของเรือจะน้อยลงเมื่อเทียบกับปริมาตรระวางบรรทุกทั้งหมด และสำหรับปริมาตรภายนอกที่เท่ากัน จะมีพื้นที่ภายในตัวเรือมากขึ้น เรือที่สร้างด้วยวิธีคลินเกอร์ (clinker) ซึ่งซี่โครงของเรือใช้พื้นที่น้อยกว่าเรือที่สร้างด้วยวิธีคาร์เวล (carvel) จึงเหมาะสำหรับสินค้าที่มีขนาดใหญ่มากกว่าสินค้าที่มีความหนาแน่นสูง
ข้อดีเชิงโครงสร้างของการต่อเรือแบบคลินเกอร์คือ ทำให้เรือสามารถบิดและโค้งงอได้อย่างปลอดภัยรอบแกนยาว (จากหัวเรือไปท้ายเรือ) ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบใน คลื่นลมแรง ของมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือโดยมีเงื่อนไขว่าเรือต้องมีระวางขับน้ำโดยรวมน้อย เนื่องจากวิธีการต่อเรือแบบนี้มีน้ำหนักเบา การเพิ่ม ความกว้างของ ลำเรือจึงไม่ได้เพิ่มความอยู่รอดของเรือภายใต้แรงบิดที่เกิดขึ้น เช่น ในกรณีที่แล่นเรือตามลมแล้วคลื่นกระทบด้านข้างเรือมากกว่าด้านท้ายเรือในสภาวะเช่นนี้ ความกว้างของลำเรือที่มากขึ้นอาจทำให้เรือคลินเกอร์มีความเปราะบางมากขึ้น เมื่อแรงบิดเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของน้ำหนักบรรทุก (หรือน้ำหนักที่ขับถ่าย) แรงที่กระทำต่อตัวเรือจึงกำหนดขีดจำกัดสูงสุดของขนาดเรือที่สร้างด้วยคลินเกอร์ ความแข็งแกร่งที่มากกว่าของการต่อเรือแบบคาร์เวลจึงกลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเรือบรรทุกสินค้าขนาดใหญ่ที่ทำงานในทะเลเปิด ต่อมาเรือใบที่สร้างด้วยคาร์เวลมีขนาดใหญ่กว่าเรือที่สร้างด้วยคลินเกอร์หลายเท่า
ข้อจำกัดอีกประการหนึ่งของการสร้างเรือแบบคลินเกอร์คือ มันไม่สามารถรองรับแรงกระทำเฉพาะจุดที่เกิดขึ้นกับ เรือใบ แบบแลตีนหรือสลูปได้ง่าย อย่างน้อยที่สุดก็จำเป็นต้องใช้ใบเรือแบบหน้า-หลังเพื่อความคล่องตัว ปัญหาเดียวกันนี้ในการรองรับแรงกระทำแบบจุดยังทำให้เกิดความยากลำบากในการติดตั้งและรองรับกระดูกงูหรือกระดูกงูแบบลึก ซึ่งจำเป็นอย่างมากเมื่อแล่นเรือขวางลมหรือแล่นเรือทวนลม สามารถเพิ่มไม้ค้ำยันได้ตามความจำเป็น แต่ก็ต้องแลกมาด้วยการสูญเสียข้อดีพื้นฐานของวิธีการสร้างนี้ไปบ้าง การสร้างเรือแบบคลินเกอร์ยังคงเป็นวิธีการสร้างที่มีประโยชน์สำหรับเรือไม้ขนาดเล็ก โดยเฉพาะเรือเล็กที่ใช้เดินทางในทะเล ซึ่งจำเป็นต้องมีน้ำหนักเบาพอที่จะเคลื่อนย้ายและจัดเก็บได้ง่ายเมื่ออยู่นอกน้ำ
วิธีการแกะสลักแบบสมัยใหม่
วิธีการต่อเรือแบบดั้งเดิมจะเว้นช่องว่างเล็กๆ ระหว่างไม้แต่ละแผ่น แล้วอุดด้วย "สำลีอุดรอยรั่ว" หรือวัสดุเส้นใยอ่อนนุ่ม ยืดหยุ่นได้ (เช่นใยฝ้าย ) บางครั้งอาจผสมกับสารยึดเกาะหนาๆ ซึ่งจะค่อยๆ เสื่อมสภาพและทำให้ตัวเรือรั่ว เมื่อเรือจอดเกยตื้นเป็นเวลานาน ไม้จะแห้งและหดตัว ดังนั้นเมื่อนำเรือลงน้ำครั้งแรก ตัวเรือจะรั่วอย่างหนักเว้นแต่จะอุดรอยรั่วใหม่ ซึ่งเป็นงานที่ใช้เวลานานและต้องใช้แรงกายมาก วิธีการที่ทันสมัยกว่าคือการใช้ไม้ที่แคบกว่ามากและใช้กาวติดขอบแทนการอุดรอยรั่ว ด้วยเครื่องขัด ไฟฟ้าที่ทันสมัย ทำให้ได้ตัวเรือที่เรียบเนียนกว่ามาก เนื่องจากสามารถขจัดรอยนูนเล็กๆ ระหว่างไม้ได้ทั้งหมด วิธีนี้เริ่มเป็นที่นิยมมากขึ้นในทศวรรษ 1960 เนื่องจากมีการใช้กาวกันน้ำอย่างแพร่หลายมากขึ้น เช่นรีซอร์ซินอล (กาวแดง) และ เรซิน อีพ็อกซี่[ 12 ]กาวกันน้ำสมัยใหม่ โดยเฉพาะเรซินอีพ็อกซี ได้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในการสร้างเรือแบบคาร์เวลและคลินเกอร์ ตามธรรมเนียมแล้ว ตะปูเป็นตัวให้ความแข็งแรงในการยึด แต่ปัจจุบันเป็นกาวแล้ว ตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา การสร้างเรือแบบคาร์เวลและคลินเกอร์จึงมักใช้กาวเป็นตัวยึดเกือบทั้งหมด เรือขนาดเล็กหลายลำ โดยเฉพาะเรือสกี ฟไม้อัดน้ำหนักเบา มักสร้างโดยไม่มีตัวยึดเชิงกล เช่น ตะปูและสกรูเกลียวปล่อยเลย เนื่องจากกาวมีความแข็งแรงกว่ามาก