カーベル（船の建造）

カーベル造りまたはカーベル板張りは、船体の板を端から端まで並べて頑丈なフレームに固定し、滑らかな表面を形成するボートの建造方法です。伝統的に、板は互いに接着も差し込みもされておらず、板の間には水の浸入を防ぐためのコーキングシーラントがあるだけです。現代のカーベル造りでは、接着剤と固定具を使用して板同士を接着する場合があります。^[1]これは「フレームファースト」の船体建造方法で、板を固定するフレームワークによって形状が決まります。これは「プランクファースト」または「シェルファースト」の方法とは対照的です。「プランクファースト」または「シェルファースト」の方法では、船体の外皮が作られ、その形状に合わせて木材を挿入して補強します。^[2]最も一般的な現代の「プランクファースト」方法はクリンカー工法です。古典期の「板先」は、木材の厚さの範囲内で板の端をほぞ継ぎで接合し、表面的にはカーベル構造の滑らかな船体の外観を与えていましたが、これはまったく異なる方法で達成されました。

クリンカー製船体と比較すると、カーベル構造ではより大きな船を建造できます。これは、クリンカー船体の固定具が、大きな波の中を進む船によって生じるすべてのたわみ力とたわみ力を吸収するためです。カーベル構造では、これらの力は船体板の端と端の接触によっても吸収されます。

中期英語のcarvel、carvelle、carvile、kervel（「小型船、キャラベル」）から。古期フランス語のcaruelle、carvelle、kirvelleから。^{[3]この用語は、}  1440年頃以降、キャラベル船が北ヨーロッパの海域で普及したときに英語で使用され、船体の建造方法は、イギリスとヨーロッパの造船所でそのように作られた最初の船の種類の名前を採用しました。^[4]

カーベル構造は、紀元 1 千年紀に地中海で始まりました。これは、船体の板を端から端まで接合するほぞ継ぎ (「板張りを先にする」技法) に徐々に取って代わりました。この技法は、古代エジプト人、フェニキア人、および古典古代の大部分で使用されていました。この移行に関する考古学的証拠は、それが 紀元 500 年頃から9 世紀にかけて起こったことを示しています。このゆっくりとした採用には、いくつかのバリエーションと実験が含まれていました。一部の船は、完全な「フレーム ファースト」システムではなく、「フレーム ファースト」システムを使用して建造されました。「フレーム ファースト」では、フレームの一部を船体の下部に設置し、次にその領域に板張りを行い、さらにフレームを追加して船体の高さを増し、さらに板張りを追加します。 （北ヨーロッパのローマ・ケルト人の造船の伝統では「フレームファースト」が使われていたが、このヨーロッパの地域では、後述するように、ずっと後になってから「フレームファースト」の方法が全面的に採用された。）^{[5] : 101}

板張りからフレーム張りへの変更は、地中海のスクエアセイルの帆装がラテン帆装に置き換えられたのと同じ時期に起こった。この変更は、建造、艤装、保守のコストを節約するためだとされている（以前は、帆走性能を向上させるためだと考えられていたが、多くの海事史家の推測に反して、これは起こらなかったことが証明されている）。カーベル構造への移行は、もう 1 つのコスト削減策だと考えられている（ただし、海洋考古学者にはよく理解されていないと思われる）。^[6]板材を正確に直角にほぞ穴加工する難しい技術（船体がビルジの曲がり角で曲がっている部分）は不要である。カーベル構造では、船体の形状を設計によって決定できるが、板張りからでは建造者の「目」に頼る。したがって、非常に高度な技術を持つ人員が少なくて済む。^{[5] : 101}

過渡期の船の 1 つに、1960 年から 1965 年にかけて発掘されたヤッシ アダ船 (紀元 7 世紀) があります。この船では、下部の板材がほぞ穴とほぞ穴で端から端まで固定され、次に床板が追加され、さらにほぞ穴で接合された板材が続きました。これにより、板材が喫水線まで伸びました。この次の板材セットにさらにフレームが追加されましたが、これらは意図したシアラインの高さまで続きました。喫水線から上の板材は、カーベル板材として固定されました (通常の板材の間にいくつかのウェールが点在していました)。 ^{[7] : 61}

北ヨーロッパでは、上で述べた時代から15世紀までクリンカー構造が採用されていた（そして現在でも多くの小型船で採用され続けている）。両地域の船員は異なる方法を知っていましたが、例えば、百年戦争中にフランスとイギリスが地中海のガレー船を使用したとき、メンテナンスと修理を行うために、キャラベル船の作業に精通した造船技師を採用する必要がありました。^{[8] : 51} 1440年代には、北の海域でキャラベル船 への関心が高まり、造船所ではキャラベル船の建造が始まりました。

バルト海地域における初期のカーベル船の考古学的例としては、デンマーク・ノルウェー王ハンスの旗艦であるグリブスンデンの残骸がある。この3本マストの船は1485年にロッテルダム近郊で建造され、1495年6月に沈没するまで10年間ハンスの「浮遊城」として機能した。^{[9] [10]}

クリンカーは、カーベル以前に北欧で主に使用されていた船の建造方法でした。クリンカーで造られた船体では、板の端が重なり合っています。カーベル構造は、強力なフレームにより、より重いがより堅固な船体となり、さまざまな帆装 に対応できます。クリンカー (ラップストレーキ) 構造では、非常に軽い寸法で固定された、縦方向に重なり合う「裂けた木材」 (割った木材) の板が使用されています。カーベル ボートは表面が滑らかで、クリンカー板の露出した端が流線を乱し、抵抗を引き起こすように見えるため、流体力学的に効率的であるという印象を与えます。クリンカーは確かに濡れ面積がわずかに大きいですが、カーベル ボートの船体が必ずしも効率的であるとは限りません。船体の強度を考えると、クリンカー ボートは全体的に軽く、重厚なフレームのカーベル ボートよりも排水量が少なくなります。

貨物船が大きくなるにつれて、船の重量は総排水量に比べて小さくなり、一定の外部容積に対して、利用できる船体内部のスペースが大きくなります。カーベル船よりもリブが占めるスペースが少ないクリンカー船は、密度が高い貨物よりもかさばる貨物に適しています。

クリンカー構造の構造上の利点は、船首から船尾までの長軸の周りで安全にねじったり曲がったりできる船を作れることです。これは、船の全体的な排水量が小さい場合に、北大西洋の波浪で有利になります。この構造方法は軽量であるため、船幅を大きくしても、たとえば風下に向かって航行しているときに波列が真後ろではなく船尾に当たる場合に生じるねじり力に対する船の生存率は、それに見合ったほどには上がりませんでした。^{[説明が必要]これらの状況では、船幅が広いとクリンカー船[どちらが? ]}より脆弱になった可能性があります。ねじり力は排水量 (または貨物) に比例して増加するため、船体に作用する力によって、クリンカー製船のサイズに上限が課せられました。より大きな沖合貨物船には、カーベル構造のより高い剛性が必要になりました。後にカーベルで建造された帆船は、クリンカー製船の最大サイズを数倍超えました。

クリンカーのさらなる制限は、ラテン型またはスループ型の帆走装置に関連する点荷重を容易に支えられないことです。操縦性のためには、少なくとも前後に揺れる帆が望ましいです。集中荷重に対応するという同じ問題により、風を横切るか風に接近して航行するときに非常に必要なセンターボードまたは深いキールの設置と支持が困難になります。必要に応じて木材を追加することもできますが、その場合、この建造方法の基本的な利点がいくらか失われます。クリンカー建造は、小型木造船、特に水から出たときに簡単に移動および保管できるほど軽量である必要がある海洋ディンギーの建造方法として今でも有用です。

伝統的なカーベル工法では、各板の間に小さな隙間が残り、その隙間を柔らかくて柔軟性のある繊維質の適切な材料でコーキングします。厚い結合剤を併用することもあります。この物質は徐々に摩耗して船体に水が漏れてしまいます。ボートを長時間浜辺に打ち上げておくと、板は乾燥して縮むため、最初に浮かべたときに、再度コーキングしないと船体はひどく水漏れしてしまいます。これは時間のかかる、体力を要する作業です。現代のバリエーションでは、コーキングする代わりに、はるかに細い板を使用し、端を接着します。現代の電動サンダーを使用すると、板の間の小さな隆起をすべて取り除くことができるため、はるかに滑らかな船体が作成されます。この方法は、レゾルシノール（赤接着剤）やエポキシ樹脂などの防水接着剤がより広く入手できるようになった1960年代に、より一般的になり始めました。^[11]現代の防水接着剤、特にエポキシ樹脂は、カーベル構造とクリンカー構造に革命的な変化をもたらしました。伝統的に、釘が固定強度を提供していました。今では接着剤が主流です。1980 年代以降、カーベルとクリンカーの構造では、締結に接着剤をほぼ完全に使用することが非常に一般的になっています。多くの小型ボート、特に軽量合板スキフは、接着剤の方がはるかに強力であるため、 釘やラグ スクリューなどの機械的締結具をまったく使用せずに建造されています。