HAJÓK TÖRTÉNETE: KORMÁNYEVEZŐK ÉS KORMÁNYLAPÁTOK
(2024 március)
ABSTRACT
A mediterrán hajóépítésben a 12. századtól használták a kormánylapátot, előtte gúzskötéses kormányevezőket használtak több mint négy évezredig. A kormánylapát eredete: indiai, arab közvetítéssel került Európába 1100 körül, Kínából. Egyes források szerint lehetséges, hogy a kormánylapát az É-Európában használt kogge típusú és a bizánci hajókon is egy időben megjelent meg. É-Európának a keresztes háborúk idején szoros kapcsolatai voltak a Közel-Kelettel. Az 1500 -as évektől az ágyúval és latin vitorlával szerelt hadihajókhoz erős kormányszerkezetre és jól kormányozható nagy hajókra volt szükség. /
HISTORY OF SHIPS: RUDDERS AND RUDDER BLADES: The rudder has been used in Mediterranean shipbuilding since the 12th century, before which rudder blades with a rubber band were used for more than four millennia. The origin of the rudder: it was introduced to Europe from China around 1100 by Indian and Arab mediation. According to some sources, it is possible that the rudder also appeared on the Kogge-type ships used in northern Europe at the same time as the Byzantine ships. Northern Europe had close links with the Middle East during the Crusades. From the 1500s onwards, gunboats required a strong rudder and large sailing ships with good manoeuvrability.
BEVEZETÉS
Áttekintjük a kormányevezők és a kormánylapát történetét, a hajók manőverezhetőségét vizsgáljuk. A kutatás módja az internetes keresés volt, célja az ismeretterjesztés.
Egyiptomban először 2x3, később 2x1 kormányevezővel, majd egy darab, jobb oldali kormányevezővel építették a hajókat. A vitorla csak segédeszköz volt, a mediterrán hajók kis merülésű ( kb. 80 cm), evezős, "gömbölyű" teherhajók voltak vagy hosszú hadigályák. A tengeren a part mentén hajózva teherszállításra, halászatra használták a gömbölyű hajókat. Az igen korai evezősök még menetiránnyal szemben állva, gondola-evezéssel, ill. térdelve, kenu-evezéssel hajtották a hajót. A kalózkodás a 2. évezredben már "foglalkozás" volt, közép méretű, igen gyors evezős hajóik voltak.
Szahuré hajója i.e. 2500 körül. Érdekessége a hosszanti tartókötél (http://www.warther.org/CarvingsDetail.php?36)
A korai hosszúpalánkos egyiptomi Napbárkák a sarló alakú nádhajók mintájára épültek cédruspalánkokból. A "gömbölyű", szabványos, (105 centiméteres), "varrott", csapos akáciafa rövidpalánkos hajókat teherszállításra építették hosszanti merevítő kötéllel. A vitorlákhoz, a nád, és a kötelek készítéséhez is használt papiruszsás a Nílus terméke volt. A nílusi nádhajó két nagyobb nádkötegből összekötözött tutaj, a kis nádhajók csónak szerűek voltak, melyeket tolórúddal vagy evezőkkel mozgattak. A nagyobb tutajokra egy talpfára "A" alakú (bipod) árbocot szereltek, alul-felül merevített négyszögletes vitorlával, a végére pedig gúzskötésű, forgatható kormányevezőket. A kormányevezőkre forgatókarokat szereltek.
A Mehenkverte hajó kormányevezője két ponton rögzített. I.e. 2000 körüli, a Mehenkverte - magas rangú tisztviselő sírjában talált- modellen merevített árboc
és oldalmerevítő kötelek láthatóak. Bonyolultabb a kormányszerkezete mint a korábbi hajóknak. A széles tollú kormányevezőt középen a tathoz, felső végét a
kormányemelvényre szerelt oszlophoz kötözték. A kormányevező forgatását egy merőleges karral oldották meg.
Punti expedíciós hajó, 2x1 kormányevezővel. Hatsepszut fáraónő 2x1 kormányevezős tengeri hajója i.e. 1470 körül, jól látható hosszanti is merevítő kötél (http://www.warther.org/CarvingsDetail.php?36)
A kormányevezők forgatása kb. egy méteres karral történt, rögzítése kötéllel, gúzskötéssel
Egyiptomi fenékgerendás hadihajó rostrummal, azaz döfőorral- i.e. 1175-ből, a Nílus-deltai csatából, egy darab kormányevező fordított v alakú támasszal (6)
"Tengeri" népek, az akhájok építette fenékgerendás hajók vélt szerkezete (4)
"Tengeri" népek, akhájok építette hajók modellje, a bal oldalon látható gerenda hosszabbítás talpgerenda (false keel) (4)
Minószi hajó kilépő-deszkával a hajó végén (4)
Az i.e. 1400 körül a Kréta-szigeti minószi kultúrában is kormányevezőket használtak, az i.e. 1400-as években az akhájok elfoglalták Krétát. Az i.e. 1200 körül a Fekete-tengerre átvezető útvonalat elzárta Trója, az ellene vonuló akháj flotta "gyors röptű, nagy öblű" (Homérosz) hajókból állt. A dórok a 11. századtól terjeszkedtek Ny felé, és alapítottak városok, első sorban kikötőket.
Föníciai és görög gyarmatok az i. e. 8. - i. e. 6. századok között. A Nap és a Sarkcsillag állása alapján hajóztak (https://de.wikipedia.org/wiki/Griechische_Kolonisation)
A felső sarokban egy római hajó, i.e. 100-ból, elő, (artemon), orrvitorlával (5, 38.o.), alul egy föníciai i.e. 600-ból, egy kormányevezővel (5)
Dór hajó a 6. századból döfőorral (https://en.wikipedia.org/wiki/Marine_navigation)
Viking eredetű normann hajó, falikárpit ((https://en.wikipedia.org/wiki/Marine_navigation))
Római kori hajók a 3. századból, kis (artemon) elővitorlával, ami a kormányzást is segítette. Mainz, Tengerészeti Múzeum (https://en.wikipedia.org/wiki/Marine_navigation)
A KORMÁNYLAPÁT TÖRTÉNETE
Arab terjeszkedés a Födközi-tengeren:
Arab terjeszkedés a Födközi-tengeren (4)
A Hariri kódex hajó ábrázolása egy arab hajóról kormánylapáttai 1100 körül:
Arab tengeri kormánylapátos hajó, i.u. 1100, Perzsa öböl (4)
A kormánylapáttal szerelt É-i kogge először a 10.-11. században jelent meg, (https://en.wikipedia.org/wiki/Cog_(ship), és a 12. század környékétől kezdve már széles körben használták. Részletesen vizsgálhatóak, mert vannak ismereteink a hajóról. A koggék klinkerpalánkos hajók voltak, tölgyfából készültek. A hajók egy árboccal és négyzet alakú vitorlával voltak szerelve. Leginkább a középkori Északnyugat-Európában, később különösen a Hanza-szövetség tengeri kereskedelmében használták. A tipikus tengerjáró koggék hossza körülbelül 15-25 méter között volt, szélessége 5-8 méter, teherbírása pedig 30-200 tonna. 300 tonnánál nagyobbak is voltak. Néhány jóval nagyobb, több mint 1000 tonnás is volt.
A cog, azaz kogge elnevezést már a 9. században feljegyezték, ekkor még kormánylapát nélkül. A 13. század folyamán a viking knarr típusú hajókat fokozatosan felváltották a koggék az északi vizeken. A koggék több rakományt tudtak szállítani, mint a hasonló méretű knarrok. Lapos fenekük lehetővé tette, hogy a sekély kikötőben, átjárókban könnyebben lehetett manőverezni és be- és kirakodni. Magas oldaluk miatt nehezebb volt a fedélzetre jutni tengeri harcban, ami biztonságosabbá tette őket a kalózok ellen. A legénység méretére vonatkozó ökölszabály szerint a hajó minden 10 tonnájához egy matrózra volt szükség, kivéve a harcosokat, bár ők a középkorban a legénységet jelentették. A polgári hajókon 45 fős legénységeket is feljegyeztek, és 60 fős legénységről írnak egy 240 tonnás, katonai szállításra használt hajó esetében.
É-Európában használt kogge típusú teherszállító vitorlás, az emelvényeket a tengeri csatákban használták (4)
A koggét tölgyfából építették, és az oldalaikat teljes klinker (átfedéses) deszkázat borította, általában a fenékpalánkoktól kezdve (korábban a fenékpalánkok varrott karvel palánkok voltak), a deszkák rögzítésére pedig kettős szorítású vasszögek szolgáltak. A keel, vagy hamis keel csak kissé volt vastagabb, mint a szomszédos gerendák, és nem volt rajta szegély. Mind a hajótőke, mind a tatoszlopok egyenesek és meglehetősen hosszúak voltak, és a keelpalánkhoz horgoknak nevezett kapcsokkal kapcsolódtak. A tömítés általában kátrányozott moha volt, amelyet az íves hornyokba helyeztek, fából készült lécekkel fedtek be, és sintelnek nevezett fémkapcsokkal (eszkábaszöggel) rögzítették. Farra szerelt, függesztett, középső kormányrúddal, kormánylapáttal szerelték, amely egy súlyos faroszlopra szereltek, ez egyedülálló északi fejlesztés volt. Az egyetlen, vastag árbocot a hajóközép előtt helyezték el, a keelpalánkra, egy lépcsőzetre erősítve, és egyetlen nagy, négyszögletes, négyzet alakú vitorlával szerelték fel. A nagyobb hajók árbocai összetett szerkezetűek voltak. Az árboc tartására és a vitorla működtetésére bonyolult kötélzetrendszereket fejlesztettek ki. A kötélzet általában kender vagy len volt, a vitorla pedig kender alapú vászon. A 13. századtól a koggékat, cogokat fedélzettel látták el, a nagyobb hajókat pedig hátsó bástyával szerelték fel, hogy a legénységnek és a kormányrúdnak nagyobb helyet biztosítsanak, és hogy a kormányosnak jobb kilátása legyen. A koggékat már fűrészelt, és nem hasított rönkökből építették.
A klinker palánkos építés szerkezeti előnye, hogy olyan hajót eredményez, amely a hosszanti tengelye körül (az orrtól a tat felé haladva) biztonságosan elfordul, rugalmas, ami az észak-atlanti hullámokban előnyös. A koggék hátránya, hogy nincsenek további árbocok felszerelésére alkalmas pontok: a manőverezőképesség érdekében legalább orr- és hátsó vitorla lenne kívánatos, de a klinkepalánkos koggék építése egyetlen vitorlára korlátozódott, ami a fordulékonyságukat rontotta, nehezen kormányozható hajók voltak.
A lapos hajófenék lehetővé tette, hogy a cogokat könnyen partra lehessen vontatni és kirakodni apálykor, amikor nem álltak rendelkezésre rakpartok; ez hasznos tulajdonság volt akkor, amikor még nem voltak elterjedtek a kifejezetten rakodási célra épített mólók. A cogok várható élettartama körülbelül 40 év volt. Klasszikus, hátulra szerelt kormánylapáttal rendelkező koggékról először 948-ban tesznek említést, az időpont igen korainak tűnik! (https://en.wikipedia.org/wiki/Cog_(ship))
Arab kormánylapát elterjedése a Földközi-tengeren: valószínűleg a normannok (https://hu.wikipedia.org/wiki/Normannok) közvetítésével (is) terjedt el É-i irányban az arab eredetű kormánylapát, a fartőkére, tattőre szerelték. Először a winchesteri katedrális 1180 körül faragott domborművén, keresztelőkútján tűnt fel, majd Dam és Ipswich 13. századi pecsétjein és a gotlandi (sziget Stockholm közelében) Fide templom falba vésett ábrázolásán (https://nautarch.tamu.edu/pdf-files/Mott-MA1991.pdf). Egy D-Angliai címerfaragáson is látható:
Tölgyfa kormánylapát Plymouth ( DNy-Anglia) közeléből, 1400-as évekből (4)
Gerenda-szerkezet és fartükör a kormánylapát felfüggesztéséhez (4)
A Földközi-tengeren a bizánciak közvetítésével terjedt el az arab kormánylapát. A 13. századig kormányevezős, fenékgerendás, karvel palánkos, keresztvitorlás varrott hajókat építettek gerinc nélkül. A 14. századtól tértek át a kormánylapátos, részben latin-vitorlás szegelt hajók építésére. Gerinces hajókat az 1400-as évektől Portugáliában építettek: a karavellákat először hamis keellel, majd hajógerinccel is építették. Kolumbusz két kisebb hajója is karavella volt, a Santa Maria egy nao (nave, karack néven is) volt. A hajóépítéssel foglalkozó
https://en.wikipedia.org/wiki/Rudder, https://en.wikipedia.org/wiki/Cog_(ship)),annak latin vitorlás változata. Újabb archeológiai bizonyítékok tanúsága szerint a kogge szülőhelye a fríziai part, Nyugat-Jylland volt, a hajó Földközi tengeren csak 1304-ben tűnik fel, cocha néven is. Lapos fenekű, könnyen rakodható, nagy teherszállító olcsó hajó volt, a kalózok ellen magasított oldalpalánkokkal, elől és hátul építményekkel. Olyan Hanza hajótípus volt, amelyet hadicélokra is alkalmaztak. Tölgyfából épített 15-25 méteres, 5-8 méter széles, közel száz tonna terhelhetőségű kormánylapátos hajó:
Kogge korabeli ábrázolása és rekonstrukciója (4)
A koggék felépítése: mindkét oldalán a gerinctől felfelé induló átlapolt, klinker palánkok burkolták, az átlapolásoknál szegekkel rögzítve. A keel csak kevéssel volt vastagabb, mint a mellette induló palánk és nem volt átlapolva. Az orrnyúlvány és a törzs vége egyenes és hosszított volt. A palánkdeszkák illesztékeit általában mohával tömítették (dugaszolták), melyeket iszkába kapcsokkal rögzített iszkába lécekkel takartak le. (Az iszkába szó eredete: az eszkábál szó főnévi alakban.) A kormányzás függesztett kormánylapáttal történt. A kogge fedélzete nyitott volt, rövidebb távokra evezőkkel mozgatták. A 13. századtól a fedélzet borítást kapott, ennek leghíresebb példája a brémai kogge.
A fejlődés során a koggén két keresztvitorlás árbóc és egy latin-vitorlás árbóc honosodott meg, a latin-vitorla a hajó manőverezési képességének fokozását szolgálta. A nagyobb hajótörzshöz nagyobb vitorla felület szükséges: erős szél esetén megjelentek a fogásoló zsinegek, a vitorla alsó részét meg-, összekötötték. Ennek ellenére esetlen hajó volt a nagy tömege miatt, ellenszélben még lavírozni sem igen tudott. A kogge első részén és a tatján -eleinte ideiglenes- magas felépítmények, bástyák emelkedtek, később itt az ágyúkat is elhelyeztek. A tatfelépítmény a hajó hosszának közel felét, 20 métert tett ki, így az ágyúk – ha fel volt szerelve velük – a hajó oldalain álltak. A fenékgerenda (keel) csak kevéssel volt erősebb, vastagabb, mint a fenékpalánkok (garboards) és a keel nem volt hornyolva. Kezdetben egy árboccal és egy orrárboccal építették, az orrárboc az orrtőke meghosszabbítása volt, a fővitorla rögzítésére és az árbóc merevítésére szolgált (2). A nagy koggék és ha az evezősök mellé ágyúkat építtek, szélességük elérte a 13 métert, merülésük a 3 métert, -addig ez egy méter körül volt- , a tatépítmény elérhette a hajó hosszának a felét, 20 métert. A koggék kormánylapát nélküli változatát nef-nek nevezik.
Az átfedéssel szegelt klinker tölgyfa palánkok -ezekhez több faanyag szükséges- eredete a vikingeknél keresendő, de a vikingek is kezdetben a vízvonal alatti hajórészt átfedés nélküli varrott karvel palánkokból építették. A varrás vékony kötelekkel történő összeerősítést jelent, az 1900-as évekig használták, olcsóbb mint a szegelés. Lényeges újítás a keelre épített hajók építése és sokkal kevesebb faanyag szükséges hozzájuk: a fenékgerendás hajóknál először a hajótestet építették fel a palánkokból és utána építették be a kereszttartókat, végül a hossztartókat az ugariti (szíriai) hajók építésétől kezdve kívülre vagy a palánkok közé. A Földközi- tengeren az új hajóépítési módszerek és alkatrészek a gályákon terjedtek el. Az ágyúk alkalmazásával egy időben a gályarabok váltották fel a zsoldososat, azaz a fizettet evezősöket és új tengeri hadászati módszerek alakulnak ki.
KORMÁNYOZHATÓSÁG ÉS FORDULÉKONYSÁG
Az ókori hajók igen nehezen kormányozható hajók voltak, a kormánylapát feltalálása sokat javított kormányozhatóságon. A hajó fizikájából következik, hogy a kormányzáshoz mozgás, sebesség szükséges. Hatékonysága a hajó sok tulajdonságától függ, első sorban a hajó alakjától. Megjegyzés: érdekeség az Eufrátesz folyón használt guffa.
Az Eufráteszen legalább ötezer éve használt nádból készített guffa és héjszerkezete, bitumenes bőrrel szigetelték (4)
A guffa esetén a hajó hosszanti keresztmetszete és a keresztmetszete azonos. Kormányozhatóság szempontjából iegen kedvezőtlen alakú, de egy helyben megfordítható, anélkül, hogy haladna.
A kormányozhatóságot a hajó alakja, súlypontja, az ív fordulási sugara is befolyásolják:
A fordulékonyságot, kormányozhatóságot meghatározó paraméterek továbbá a vitorlások dőlésszöge, a kormány pillanatnyi állásszöge, a kormánylapát mérete. Általános összefüggés nem ismertes, ezért a hajók kormányozhatóságának, irányíthatóságának számítható mértékét nem használják a szakírók.
Egy lehetséges irányíthatóság mértékfüggvény a hajónak az átlagos körülmények között másodpercenként bekövetkezett irányváltozása (ΔΦ/ Δt ) a kormánylapát szögállásának ( φ) aránya a φ kölönböző értékeinél, azaz ΔΦ = ΔΦ (φ)
ΔΦ (φ) / φ Δt
ahol: Δt = 1 sec., φ a kormánylapát szöge a haladási irányhoz viszonyítva, 0 < φ < 90 fok, és ΔΦ (φ) a hajó másodpercenként bekövetkezett irányváltozása, azaz amikor Δt = 1. A hányados dimenziója: sec -1 .
A LEPANTÓI CSATA 1571-BEN, AZ ELSŐ ÁGYÚKKAL VÍVOTT TENGER ÜTKÖZET
1522-ben már a Nagy Szulejmánt 300-nál is több vitorlás hajó kísérte és szállította át Rodoszra. 1534-ban újjá építette a flottáját az Aranyszarv-öbölben álló arzenálban, 1538-ban még csak 90 nagyobb és 50 könnyű, kisebb gályájával (galiottal) szálltak szembe a keresztény Szent Liga flottájával, 1571-ben Lepantónál viszont már több mint 200 nagy gályából és 56 kis galiotból állt az oszmán flotta. Hiába pusztult el ebben a csatában a hajóhad nagyobbik része, mindösszesen hét hónappal a nagy vereség után ismét 250 gályájuk, nyolc galeasszuk (velencei mintára épített, óriás hadihajójuk) és egy sor kisebb hajójuk szállt tengerre.
A lepantói csatát 1571 -ben vívta az egyesült keresztény flotta az Oszmán Birodalom hajóhadával a Jón-tengeren, a mai Görögországhoz tartozó Patraszi-öbölben. Az ütközetben nagyjából 600 hajó vett részt, a Földközi-tenger összes gályájának hetven százaléka, valamint 140 ezer ember – katonák, tengerészek, gályarabok. Málta 1565-ös sikertelen török ostroma után I. Szulejmán oszmán szultán északnyugat felé terjeszkedett, és Magyarországot támadta meg. Az idős uralkodó Szigetvár ostroma közben meghalt. A törökök visszavonultak, és az 1568-ban kötött drinápolyi béke biztosította a nyugalmat a Duna mentén. Az új szultán, II. Szelim úgy döntött, hogy a Földközi-tengeren folytatja a hódítást. Az ellentétes érdekeik miatt egymásra gyanakvó Spanyolország és Velencei Köztársaság csak 1570-ben szövetkezett, miután a törökök elfoglalták a velenceiek termékeny birtokát, Ciprust. Ciprus könnyű és a muzulmánok szemében fontos célpont is volt: a Mekkába és Egyiptomba vezető úton tengeri úton feküdt, és kiváló menedékül szolgált a zarándokokat és kereskedőket támadó kalózoknak. 1570 nyarán a szultán 300 gályával és több mint 60 ezer emberrel megtámadta Ciprust, és alig két hónap alatt elfoglalta.
1571-ben született meg a Szent Liga: a megállapodásban Velence, Spanyolország és a pápai állam vállalta, hogy közös katonai erővel hadjáratot indít a török ellen. A keresztény hajóhad 1571 nyarán gyűlt össze a Messinai-öbölben. A több mint kétszáz gályát Velence, a pápai állam, a spanyol király, a Genovai Köztársaság, a Savoyai Hercegség, a toszkánai Szent István Lovagrend, valamint a máltai lovagrend szerelte fel. A költségek felét II. Fülöp spanyol király állta, aki így jelentős súlyt kapott a főparancsnok kiválasztásában. A hajóhad élére féltestvérét, Don Juan de Austriát nevezték ki. Az ütközet a főerők között dőlt el, ahol összecsapott a két zászlóshajó, a La Real és a Szultána. A keresztényeknek sikerült visszaverniük a török támadást és elfoglalták Ali pasa hajóját. Ez zűrzavart váltott ki a törökök között, menekülni kezdtek. Az ütközetben a keresztények közül nagyjából nyolcezren vesztették életüket; az elesett törökök számát húszezerre becsülik. Bár a török flotta megsemmisült, Ciprus nem került vissza velencei fennhatóság alá. A Szent Liga hamarosan felbomlott, de az Oszmán Birodalom soha nem nyerte vissza egykori tengeri erejét. A csata egyben a kézi erővel hajtott hajók utolsó nagy ütközete lett, a gályák helyét ezután átvették az ágyúkkal szerelt vitorlások.
A flották: A hajók túlnyomó többségét adó gályák a 16. század közepére elérték technikai határukat.A bronzból öntött, megbízható ágyúk gyorsan elterjedtek, sok ágyút helyeztek el a gályákon, ami nagyobb hajótestet igényelt. A 16. század közepére a gályák nagyobbak és erősebb fegyverzetűek lettek elődeiknél, de nehézkesek, nehezen kormányozhatóak voltak, csökkent a hatótávolságuk is.
*
Mai vitorlásokon az árbóc döntése csökkenti a kormányra ható erőket, és szabályozni lehet, hogy a hajó kormányzás nélkül mennyire forduljon a széllel ellenkező irányban, vagy a szél felé. Tekintsük egységnyinek egy hajó víz alatti hosszanti keresztmetszetét, akkor az ókori hajók vitorla felülete ennek talán a 20-25 -szöröse lehetett, a mai vitorlásoknál ez a szám 40 - 60 lehet. Ha vitorla súlypontja a hajó súlypontja előtt van, akkor a szél felé fordul könnyen a hajó.
IRODALOMJEGYZÉK
(1) ROAF, Michael: A Mezopotámiai Világ Atlasza, Helikon, Budapest, 1998. ISBN 963 208 507 8
(2) GULAS, Stefan és LESCINSKY, Dusan: A vitorlás hajók története, Madách Kiadó, Pozsony 1984.
(3) Marjai, Imre - Pataky, Dénes: A hajó története. Corvina, 1973. ISBN
ill. Marjai, Imre: Nagy hajóskönyv. Móra Ferenc Könyvkiadó, 1981. ISBN 963 11 5573 0
(4) WIKIPÉDIA, a képek eredetét nem midig sikerült utólag kideríteni. Az INTERNET-s kutatás egyik tulajdonsága, hogy nagy és összegyűjtött, összeolvasott agyag kis része egy dolgozat. Utólag gyakran nem sikerül kideríteni a képek, térképek eredetét kideríteni.