غلاف نحاسي

يُعد الغلاف النحاسي طريقة لحماية هيكل السفينة الخشبية من هجوم ديدان السفن والبلح البحري وغيرها من الكائنات البحرية من خلال استخدام ألواح نحاسية مثبتة على سطح الهيكل، أسفل خط الماء . وقد تم تطوير هذه الطريقة من قبل البحرية الملكية خلال القرن الثامن عشر. في العصور القديمة، استخدم الصينيون القدماء ألواح النحاس بينما استخدم الإغريق القدماء ألواح الرصاص لحماية الهيكل تحت الماء.

كان تدهور هيكل السفينة الخشبية مشكلة كبيرة خلال عصر الشراع . كانت هياكل السفن تتعرض لهجوم مستمر من قبل ديدان السفن والبلح البحري وغيرها من الطحالب البحرية، وكان لكل منها بعض التأثيرات السلبية على السفينة، سواء من الناحية الهيكلية، في حالة الدودة، أو التأثير على السرعة والتعامل في حالة الأعشاب البحرية. كانت الطرق الأكثر شيوعًا للتعامل مع هذه المشاكل من خلال استخدام الخشب، وأحيانًا الرصاص ، والغلاف. يوفر الغلاف الخشبي القابل للاستهلاك غلافًا غير هيكلي للهيكل لمهاجمة الدودة، ويمكن استبداله بسهولة في حوض جاف على فترات منتظمة. ومع ذلك، نمت الأعشاب البحرية بسرعة وأبطأت السفن. بينما كان الغلاف الرصاصي أكثر فعالية من الخشب في التخفيف من هذه المشاكل، إلا أنه تفاعل بشكل سيئ مع البراغي الحديدية للسفن. ^[1]

كانت تقنيات النقش والدفع المختلفة أقدم من طرق التغليف. كانت هناك ثلاث مواد رئيسية مستخدمة: المادة البيضاء، [ ^2] وهي عبارة عن خليط من زيت الحوت والصمغ والكبريت ؛ المادة السوداء، ^[2] وهي خليط من القطران والزفت ؛ والمادة البنية، ^{[2] وهي عبارة عن كبريت مضاف إلى مادة سوداء. كان من} الشائع طلاء الهيكل بالمادة المختارة، ثم تغطيتها بطبقة خارجية رقيقة من الألواح الخشبية. ^[3]

كان تشارلز بيري أول من اقترح استخدام الغلاف النحاسي في عام 1708، إلا أن مجلس البحرية رفضه بسبب تكلفته المرتفعة وصعوبة صيانته . أجريت أولى التجارب على الغلاف النحاسي في أواخر خمسينيات القرن الثامن عشر: حيث تم تغليف قيعان وجوانب العديد من عوارض السفن والعوارض الزائفة بألواح نحاسية. ^[4]

في عام 1761، تم توسيع التجربة، وصدرت أوامر للفرقاطة إتش إم إس  ألارم ذات الـ 32 مدفعًا بطلاء قاعها بالكامل بالنحاس، ردًا على الحالة الرهيبة التي عادت بها من الخدمة في جزر الهند الغربية . تم اختيار إتش إم إس ألارم لأنه في عام 1761، تم إرسال خطاب بشأن حالة السفينة، يقول إن الديدان من المياه قد أحدثت ضررًا كبيرًا على الهيكل الخشبي للسفينة. ^[5] قبل وضع ألواح النحاس، تم تغطية الهيكل بـ "مادة ناعمة"، والتي كانت ببساطة شعرًا وغزلًا وورقًا بنيًا. كان أداء النحاس جيدًا للغاية، سواء في حماية الهيكل من غزو الديدان أو في منع نمو الأعشاب الضارة، فعند ملامسته للماء، أنتج النحاس فيلمًا سامًا يتكون بشكل أساسي من أوكسي كلوريد النحاس ، مما ردع هذه الكائنات البحرية. علاوة على ذلك، نظرًا لأن هذا الفيلم قابل للذوبان قليلاً، فقد جرف تدريجيًا، ولم يترك أي طريقة يمكن من خلالها للحياة البحرية أن تلتصق بالسفينة. ومع ذلك، سرعان ما اكتشفت الأميرالية أن مسامير النحاس المستخدمة لتثبيت الألواح على الهيكل تفاعلت مع مسامير الحديد المستخدمة في بناء السفينة، مما جعل العديد من المسامير عديمة الفائدة تقريبًا. في عام 1766، بسبب الحالة السيئة لمسامير الحديد، تمت إزالة النحاس من سفينة ألارم. [ 6 ^]

بعد هذه التجربة، وبسبب ردع التفاعل الجلفاني غير المتوقع وغير المفهوم بين النحاس والحديد، جُرِّبت عملية تغليف الرصاص مرة أخرى، على الرغم من أنه وجد أنه غير مناسب للمهمة، حيث كانت الألواح تميل إلى السقوط من الهيكل بسرعة مثيرة للقلق. وبحلول عام 1764، تم تغليف سفينة ثانية، إتش إم إس  دولفين ، بالنحاس، خصيصًا لإعدادها لرحلة استكشاف في المياه الاستوائية. ^{[7] تم فحص هيكل} دولفين في عام 1768 بعد أن دارت السفينة حول العالم مرتين؛ كان هناك تآكل كبير في مكونات الهيكل الحديدية، والتي كان لا بد من استبدالها. ^[5] في عام 1769، جرت محاولة أخرى لتغليف هيكل السفينة بالنحاس، هذه المرة على سفينة جديدة تم بناؤها باستخدام مسامير مصنوعة من سبيكة نحاسية. كانت النتائج أكثر ملاءمة هذه المرة، ولكن لا تزال مشاكل البراغي قائمة. أدى اندلاع الحرب مع أمريكا وتكثيفها منذ عام 1773 إلى تحويل التركيز بعيدًا عن قضية الترباس اللازمة للسماح ببرنامج نحاسي كامل النطاق. ^[8]

بحلول ثمانينيات القرن الثامن عشر، انتشرت التكنولوجيا إلى الهند. أمر حاكم ميسور ، تيبو سلطان ، بتغطية جميع سفن البحرية التابعة له بالنحاس بعد ملاحظة الفوائد التي تعود على السفن الفرنسية وسفن شركة الهند الشرقية. ^[9]

مع اندلاع الحرب الأمريكية، شرعت البحرية الملكية في تغطية قاع الأسطول بالكامل بالنحاس في عام 1778. ولم يكن هذا ليحدث لولا الحرب. وقد حدث هذا أيضًا لأنه في عام 1778 أرسل السيد فيشر، وهو صانع سفن من ليفربول (كان لديه تجارة نشطة مع غرب إفريقيا) رسالة إلى مجلس البحرية. ^[11] وفيها أوصى بـ "تغليف النحاس" كحل لمشاكل ديدان السفن في المياه الاستوائية الدافئة، وتأثير ذلك على سرعة تعلق مجسات الأعشاب البحرية بالهياكل. لم تنج الرسالة نفسها وقد تمت الإشارة إليها بشكل غير مباشر في مراسلات رسمية أخرى يحتفظ بها المتحف البحري الوطني؛ ربما احتوت أو كانت مصادفة مع اختراق تقني جديد حاسم لحماية مسامير الحديد عن طريق وضع ورق سميك بين ألواح النحاس والهيكل. وقد تم اختبار ذلك مؤخرًا بنجاح (ربما) على سفينة إتش إم إس  جوبيتر . كان هذا الاختراق هو ما سيكسب الأميرالية. ^[8]

لقد اطلع على رسالة فيشر مراقب مجلس البحرية الجديد تشارلز ميدلتون ، الذي كانت لديه المشكلة الرئيسية في ذلك الوقت مع توريد أكثر من 100 سفينة للحرب الثورية الأمريكية (1775-1783)، والتي تفاقمت في نفس العام (1778) بسبب الانتهازية الفرنسية في إعلان الحرب على بريطانيا لدعم المتمردين الأمريكيين. وقد أدى هذا فعليًا إلى تحويل ما كان حربًا أهلية محلية إلى صراع عالمي. وتبعتها إسبانيا في عام 1779 وهولندا في عام 1780، وبالتالي كان على بريطانيا أن تواجه أعظم ثلاثة منافسين لها. تبنى ميدلتون وجهة النظر القائلة بأن بريطانيا "كانت أقل عددًا في كل محطة"، وكان مطلوبًا من البحرية "إنقاذنا من الخطر الحالي". لقد فهم أن النحاس يسمح للبحرية بالبقاء في البحر لفترة أطول بكثير دون الحاجة إلى تنظيف وإصلاح الهيكل تحت الماء، مما يجعلها اقتراحًا جذابًا للغاية، وإن كان مكلفًا. كان عليه توسيع البحرية ولكن لم يكن هناك وقت لإضافة المزيد إلى الأسطول، والموارد المتاحة محدودة. قد يستغرق الأمر خمس سنوات و 2000 شجرة لبناء سفينة حربية. ولكن على الرغم من ذلك فقد أدرك أنه قادر على تجديد الأسطول الحالي، وفهم حل فيشر، وفي 21 يناير 1779 كتب إلى الأميرالية. كما قدم التماسًا إلى الملك جورج الثالث مباشرة بشأن "هذه المسألة ذات الأهمية البالغة" للحصول على التمويل اللازم. وأخذ معه نموذجًا لسفينة إتش إم إس  بيلونا يظهر قاعًا نحاسيًا لتوضيح الطريقة. وقد أيده الملك في هذه العملية المكلفة مقابل تقنية غير مجربة.

تطلبت كل سفينة في المتوسط ​​15 طنًا من النحاس المطبق في المتوسط ​​على شكل 300 لوحة. تم توفير كل النحاس من المناجم البريطانية (الدولة الوحيدة في العالم في ذلك الوقت التي كانت قادرة على القيام بذلك)، وكان أكبر منجم هو منجم باريس ماونتن في أنجلسي ، شمال ويلز. بدأ منجم باريس مؤخرًا إنتاجًا واسع النطاق وأغرق السوق البريطانية بالنحاس الرخيص؛ ومع ذلك، فإن 14 طنًا من المعدن المطلوبة لنحاس سفينة خطية من الدرجة الثالثة ذات 74 مدفعًا لا تزال تكلف 1500 جنيه إسترليني ، ^[12] مقارنة بـ 262 جنيهًا إسترلينيًا للخشب. اعتُبر أن فوائد زيادة السرعة والوقت في البحر تبرر التكاليف المترتبة على ذلك. وضع ميدلتون، في مايو 1779، طلبات في أرصفة بورتسموث لنحاس جميع السفن حتى 32 مدفعًا بما في ذلك عندما تدخل الحوض الجاف. في يوليو، تم توسيع هذا الطلب ليشمل السفن التي تحتوي على 44 مدفعًا وأقل، بإجمالي 51 سفينة في غضون عام. ثم تقرر بعد ذلك أن الأسطول بأكمله يجب أن يكون مطليًا بالنحاس، وذلك بسبب الصعوبات في الحفاظ على أسطول مختلط من السفن المطلية بالنحاس وغير المطلية بالنحاس. وبحلول عام 1781، كان قد تم طلاء 82 سفينة من السفن الحربية بالنحاس، إلى جانب أربع عشرة سفينة مزودة بخمسين مدفعًا، و115 فرقاطة، و182 سفينة غير مصنفة.

ولكن كل هذا كان متأخرًا للغاية لتجنب خسارة المستعمرات الأمريكية، وفي الوقت نفسه كان الفرنسيون يهددون تجارة السكر المربحة في منطقة البحر الكاريبي، والتي كانت تعتبر في ذلك الوقت أكثر أهمية للمصالح البريطانية من المستعمرات الثلاث عشرة . وكانت تجارة السكر تدفع تكاليف الحرب الثورية الأمريكية والحرب الإنجليزية الفرنسية (1778-1783) . وقد استخدم رودني السفن النحاسية الجديدة التابعة للبحرية الملكية، والتي لم يتم اختبارها بعد، بنجاح في هزيمة الفرنسيين في معركة سانتس قبالة دومينيكا في عام 1782.

بحلول الوقت الذي انتهت فيه الحرب في عام 1783، أصبحت مشاكل مسامير الهيكل واضحة مرة أخرى. ^[13] أخيرًا، تم العثور على سبيكة مناسبة لمسامير الهيكل، وهي سبائك النحاس والزنك. وبتكلفة كبيرة، قررت الأميرالية في عام 1786 المضي قدمًا في إعادة مسامير كل سفينة في البحرية، وبالتالي القضاء أخيرًا على مشكلة تآكل البراغي. استمرت هذه العملية عدة سنوات، وبعدها لم تكن هناك حاجة إلى تغييرات كبيرة في نظام النحاس وظل طلاء المعادن طريقة قياسية لحماية هيكل السفينة تحت الماء حتى ظهور الطلاء الحديث المضاد للأوساخ . ^[4] في القرن التاسع عشر، حل معدن مونتز محل النحاس النقي جزئيًا ، وهو سبيكة من 60٪ نحاس و40٪ زنك وكمية ضئيلة من الحديد. كان لمعادن مونتز ميزة كونها أرخص إلى حد ما من النحاس.

مع اعتمادها على نطاق واسع من قبل البحرية الملكية، استخدم بعض أصحاب السفن هذه الطريقة على سفنهم التجارية. تم تسجيل سفينة نحاسية واحدة في سجل لويدز بلندن في عام 1777، وهي سفينة نقل رقيق هوك ، 140 طنًا. ^{[14] [15]} أعجبت هذه السفينة بالذات الأميرالية عندما تم فحصها من قبل ساندويتش في عام 1775 في شيرنيس بعد رحلة استمرت 5 سنوات إلى الهند. ^[16] بحلول عام 1786، تم نحاس 275 سفينة (حوالي 3٪ من أسطول التجار). بحلول عام 1816، ارتفعت هذه النسبة إلى 18٪ من السفن التجارية البريطانية. ^[15] تم تصدير صفائح النحاس إلى الهند لاستخدامها في السفن المبنية هناك. في أواخر القرن الثامن عشر وأوائل القرن التاسع عشر، تم نحاس حوالي 30٪ من السفن الهندية. ^[17]

انجذب أصحاب السفن التجارية إلى المدخرات التي أصبحت ممكنة بفضل تغليف السفن بالنحاس، على الرغم من النفقات الأولية. ونظرًا لأن تغليف السفن بالنحاس كان مكلفًا، فقد كان أصحاب السفن الأفضل فقط يميلون إلى الاستثمار في هذه الطريقة، ونتيجة لذلك فإن استخدام تغليف السفن بالنحاس كان يشير إلى وجود سفينة جيدة الصيانة، مما أدى إلى فرض شركة لويدز أوف لندن أقساط تأمين أقل، حيث كانت السفن أكثر عرضة للمخاطر. ^{[ بحاجة لمصدر ]} ومن هنا تنبع عبارة "قاع نحاسي" كدليل على الجودة.

كان استخدام النحاس أكثر شيوعًا على السفن التجارية التي تبحر في المياه الدافئة. غالبًا ما استمرت السفن التي تبحر في المياه الشمالية الباردة في استخدام ألواح خشبية قابلة للاستبدال. كانت الكائنات الحية التي تحفر الخشب تشكل مشكلة أقل لهذه السفن وغالبًا ما كانت تنحرف بشكل روتيني - وهي عملية يمكن أن تسبب أضرارًا كبيرة للنحاس الباهظ الثمن. ^[15] كان استخدام النحاس يستخدم على نطاق واسع في سفن الرقيق . ^[15] بعد أن أصبح قانون إلغاء تجارة الرقيق قانونًا بريطانيًا في عام 1807، أصبحت تجارة الرقيق غير قانونية، لذلك كان تجار الرقيق يقدرون السفن السريعة التي كانت أكثر عرضة للتهرب من سفن البحرية الملكية التي كانت تنوي الاستيلاء عليها.

في أواخر القرن الثامن عشر وأوائل القرن التاسع عشر، أجرى السير همفري ديفي العديد من التجارب لتحديد كيفية تقليل التآكل الذي تسببه مياه البحر على غلاف النحاس غير المحمي. ولتحقيق هذه الغاية، قام بغمر طبقات مختلفة من النحاس على الشاطئ ثم قام بقياس مقدار تدهور كل منها بسبب مياه البحر. بقيت صفائح من معادن مختلفة في مياه البحر لمدة أربعة أشهر ثم تم فحصها. كما تم استخدام سفينتين ميناء في هذا الاختبار، واحدة مع شريط إضافي من الزنك والأخرى مع شريط من الحديد. لاحظ ديفي أنه بينما أصبح الزنك والحديد أنفسهما مغطى بالكربونات التي سمحت للأعشاب والنباتات والحشرات بالالتصاق بالمعادن، كانت صفائح النحاس المتصلة بأجزاء من الحديد الزهر أو الزنك خالية من أي أشكال حياة متصلة أو تغير في اللون. سيتحول النحاس غير المحمي بسرعة من اللون المحمر إلى اللون الأخضر بسبب التآكل. ^[18] عندما تم خلط المعادن الأخرى بالنحاس بنسب تتراوح من 1:40 إلى 1:150، لم تكن هناك أي علامة مرئية للتآكل وفقدان ضئيل للوزن. ^[18] عندما تم تغيير النسبة إلى 1:200 و1:400، كان هناك تآكل كبير وفقدان للوزن. لذلك، دعا ديفي إلى استخدام الحديد الزهر لحماية النحاس، لأنه كان الأرخص في التصنيع، وفي ملاحظاته بدا أن الحديد القابل للطرق والزنك يتآكلان بشكل أسرع.

لا يزال مصطلح copper-bottomed مستخدمًا لوصف مشروع أو خطة أو استثمار آمن ومن المؤكد أنه سيحقق النجاح. ^{[19] يتم استخدام} copper-fastened (وشكل الفعل copperfasten ) المرتبط به على نحو مماثل، على الرغم من وجود فارق بسيط بين "مؤمن، لا لبس فيه"، بدلاً من "جدير بالثقة، يمكن الاعتماد عليه". ^[20]

• الانحدار
• الهيكل (المركبة المائية)
• نيلسون تشيكر

• بيجلهول، جيه سي (1966). استكشاف المحيط الهادئ . لندن: آدم وتشارلز بلاك. OCLC  422331302.
• جاردينر، روبرت؛ لافيري، برايان، محرران (2004). خط المعركة: السفينة الحربية الشراعية 1650-1840 . دار كونواي البحرية للنشر. رقم ISBN 0851779549.
• لافيري، بريان (1987). تسليح وتجهيز السفن الحربية الإنجليزية 1600-1815 . لندن: كونواي ماريتايم. ISBN 0-85177-451-2.
• مكارثي، مايك (2005). أدوات تثبيت السفن: من القارب المخيط إلى السفينة البخارية . مطبعة جامعة تكساس إيه آند إم. رقم ISBN 1585444510.
• مكي، ألكسندر (1972). "التجار والقراصنة عبر الأطلسي: 1492-1733". في باس، جورج ف. (المحرر). تاريخ الملاحة البحرية استنادًا إلى علم الآثار تحت الماء . ثايمز آند هدسون. رقم ISBN 0500010773. OCLC  641632.
• روجر، نيكولاس (2004). قيادة المحيط: تاريخ بحري لبريطانيا، 1649-1815 . ألين لين. ISBN 0-7139-9411-8.

• جرد الملوثات الوطنية - ورقة حقائق حول النحاس ومركباته