حوض جاف

يذكر المؤلف اليوناني أثينايوس النقراطي (الكتاب الخامس، 204 ق-د) وجود ما يُحتمل أن يكون حوضًا جافًا في مصر البطلمية في عهد بطليموس الرابع فيلوباتور (221-204 ق.م.) بمناسبة تدشين سفينة التجديف الضخمة "تيساراكونتيريس" . ^{[ 1 ]} إلا أن جوزيف نيدهام يُعارض هذا الرأي، مُشيرًا إلى أن دراسة أجراها غودتشايلد وفوربس لا تُثبت وجوده. ^{[ 2 ]}

لكن بعد ذلك، ابتكر فينيقي طريقة جديدة لإطلاقها ( تيساراكونتيريس )، حيث حفر خندقًا أسفلها بطول السفينة نفسها، بالقرب من الميناء. وفي الخندق، بنى دعامات من الحجر الصلب بعمق خمسة أذرع، ووضع عليها عوارض متقاطعة تمتد على كامل عرض الخندق، بمسافة أربعة أذرع بين كل عارضة وأخرى؛ ثم شق قناة من البحر وملأ بها كل المساحة التي حفرها بالماء، فأخرج السفينة بسهولة بمساعدة أي رجال كانوا في الجوار؛ ثم أغلق المدخل الذي كان قد صنعه في الأصل، وصرف الماء مرة أخرى بواسطة مضخات (أورجانواس)؛ وعندما تم ذلك، استقرت السفينة بأمان على العوارض المذكورة سابقًا. ^{[ 3 ]}

وقد تم حساب أن حوض بناء السفن لسفينة بهذا الحجم ربما كان يحتوي على حجم من الماء يبلغ 750 ألف جالون . ^{[ 4 ]}

يعود استخدام الأحواض الجافة في الصين إلى القرن العاشر الميلادي على الأقل ^{[ 5 ]} في عام 1088، كتب العالم ورجل الدولة من أسرة سونغ، شين كو (1031-1095)، في مقالاته بعنوان "مقالات بركة الأحلام" :

في بداية عهد أسرة تشي (حوالي 965م)، قدمت مقاطعتا تشي (تشجيانغ وجنوب تشيانغسو حاليًا) سفينتين تنينيتين للعرش، يزيد طول كل منهما عن 60 مترًا. احتوت السفن على عدة طوابق تضم مقصورات فخمة وصالات، مزودة بعروش وأرائك، جاهزة لاستقبال جولات التفتيش الإمبراطورية. بعد سنوات عديدة، تآكلت هياكلها واحتاجت إلى ترميم، لكن العمل كان مستحيلاً وهي عائمة. لذا، في عهد شي نينغ (1068م إلى 1077م)، اقترح مسؤول القصر هوانغ هواي شين خطة. تم حفر حوض كبير في الطرف الشمالي من بحيرة تشين مينغ يتسع لسفينتي التنين، ووُضعت فيه عوارض خشبية متينة على أساس من الأعمدة. ثم فُتح ثغرة في الحوض ليمتلئ بالماء بسرعة، وبعد ذلك سُحبت السفينتان فوق العوارض. ثم (بعد إغلاق الثغرة) تم ضخ المياه بواسطة عجلات حتى استقرت السفن في الهواء. وعند اكتمال الإصلاحات، أُعيد إدخال المياه، فعادت السفن إلى الطفو (وأصبحت قادرة على مغادرة الحوض). وأخيرًا، أُزيلت العوارض والأعمدة، وغُطي الحوض بأكمله بسقف كبير ليشكل حظيرة تحمي السفن من العوامل الجوية وتتجنب الأضرار الناجمة عن التعرض المفرط. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

قبل القرن الخامس عشر، عندما كان هيكل السفينة تحت خط الماء يحتاج إلى صيانة، كان يُمارس ما يُعرف بـ"الميلان" : عند المد العالي، كانت السفينة تُطفو فوق شاطئ من الرمال الصلبة وتُترك لتستقر على جانب واحد عند انحسار المد. ويصف تقرير يعود لعام ١٤٣٤ كيف تم اختيار موقع بالقرب من ساوثهامبتون ذي قاع طيني ناعم لبناء السفينة الحربية "غريس ديو" ، بحيث يستقر هيكلها ويبقى منتصبًا عند الجزر. ثم بُني جدار من الخشب والأغصان والطين حول الهيكل. ^{[ ٨ ]} أمر هنري السابع ملك إنجلترا ببناء أول حوض جاف أوروبي حديث مبكر مصمم خصيصًا لهذا الغرض، وهو أقدم حوض جاف لا يزال قيد الاستخدام، في قاعدة بورتسموث البحرية الملكية عام ١٤٩٥. ^{[ ٩ ]} كان هذا الحوض عبارة عن حفرة مبطنة بالخشب، وكان طرفها المواجه للبحر مغلقًا بجدار مؤقت من الصخور والطين، وكان لا بد من إزالته يدويًا (وهي عملية تستغرق عادةً ٢٩ يومًا، بالعمل ليلًا ونهارًا لمواكبة المد والجزر ^{[ ١٠ ]} ) للسماح بمرور السفن. ^{[ ١١ ]} وكان يتم تفريغ الحوض بواسطة مضخة، ربما كانت على شكل سلسلة دلو تعمل بالخيول. ^{[ ١٢ ]} ويضم هذا الحوض الجاف حاليًا سفينة المراقبة الحربية البريطانية HMS M33 التي تعود إلى الحرب العالمية الأولى .

ربما يعود أقدم وصف للحوض العائم إلى كتاب إيطالي صغير طُبع في البندقية عام ١٥٦٠، بعنوان " Descrittione dell'artifitiosa machina" . ^{[ ١٣ ]} في هذا الكتيب، يطلب مؤلف مجهول الإذن باستخدام طريقة جديدة لإنقاذ سفينة جانحة، ثم يشرع في وصف طريقته وتوضيحها بالرسوم. يُظهر الرسم الخشبي المرفق سفينة محاطة بحاملين عائمين كبيرين، يشكلان سقفًا فوقها. تُسحب السفينة إلى وضعها الرأسي بواسطة عدد من الحبال المتصلة بالهيكل العلوي.

في عام 1866، تم بناء حوض جاف عائم باسم "حوض برمودا الجاف" التابع للبحرية الملكية، وأبحر عبر المحيط الأطلسي إلى برمودا من نورث وولويتش ، إنجلترا. وصل الحوض عام 1869 وظل في الخدمة حتى عام 1906. ثم استُبدل بحوض جاف أكبر بُني عام 1901، وهو "حوض الأميرالية العائم رقم 1". ولا تزال بعض آثاره ظاهرة للعيان بعد مرور أكثر من مئة عام. ^{[ 14 ]}

تمتلك شركة شانتييه دو لاتلانتيك في سان نازير واحدة من أكبر الأحواض الجافة في العالم، إذ تبلغ مساحتها 1200 متر في 60 مترًا (3940 قدمًا × 200 قدم) . أُغلق حوض ألفريدو دا سيلفا الجاف في ألمادا ، البرتغال، عام 2000. أما أكبر حوض جاف مسقوف فيوجد في حوض بناء السفن الألماني ماير ويرفت في بابنبورغ ، ألمانيا، ويبلغ طوله 504 أمتار وعرضه 125 مترًا وارتفاعه 75 مترًا. ^{[ 15 ]}   

يقع مصنع هارلاند آند وولف للصناعات الثقيلة في بلفاست ، أيرلندا الشمالية، ويضم حوضًا جافًا ضخمًا بأبعاد 556 × 93 مترًا (1824 قدمًا × 305 قدمًا) . وقد سُميت الرافعات العملاقة على اسم شخصيتي شمشون وجالوت المذكورتين في الكتاب المقدس .   

يُعدّ الحوض الجاف رقم 12 في شركة نيوبورت نيوز لبناء السفن، والذي يبلغ طوله 662 مترًا وعرضه 76 مترًا (2172 قدمًا × 249 قدمًا) ، أكبر حوض جاف في الولايات المتحدة. أما أكبر حوض عائم في أمريكا الشمالية فيُسمى "ذا فيغوروس"، وتديره شركة فيغور إندستريز في بورتلاند، أوريغون، في المنطقة الصناعية بجزيرة سوان على طول نهر ويلاميت. ^{[ 16 ]}   

الحوض الجاف هو الشكل التقليدي للأحواض الجافة. ^{[ 17 ]} وهو حوض ضيق، يُصنع عادةً من حواجز ترابية وخرسانية، ويُغلق ببوابات أو صندوق غاطس . تُدخل السفينة عائمةً إلى الحوض مع فتح البوابات، ثم تُغلق البوابات ويُضخ الماء إلى الخارج، تاركةً السفينة مدعومة على دعامات.

تُوضع كتل العارضة وكتلة قاع السفينة على أرضية الحوض الجاف وفقًا لخطة الإرساء الخاصة بها. ويُستخدم الحوض الجاف بشكل روتيني لأعمال الصيانة الدورية، أي تنظيف هياكل السفن وإزالة البرنقيل والصدأ وإعادة طلائها.

يمكن للغواصين إجراء بعض التعديلات الدقيقة على وضع السفينة بينما لا يزال هناك بعض الماء المتبقي للمناورة بها. من الأهمية بمكان أن تتوافق دعامات التثبيت مع العناصر الهيكلية حتى لا تتضرر السفينة عند تحميل وزنها عليها. تحتوي بعض سفن الحرب المضادة للغواصات على قباب سونار بارزة أسفل الهيكل، مما يتطلب دعم الهيكل على ارتفاع عدة أمتار فوق قاع الحوض الجاف، أو حفر تجاويف في أرضية الحوض لاستيعاب هذه البروزات. ^{[ 18 ]}

بمجرد ضخ ما تبقى من الماء، يمكن فحص السفينة أو صيانتها بحرية. وعند الانتهاء من العمل على السفينة، تُفتح البوابات للسماح بدخول الماء، ثم تُعاد السفينة إلى الطفو بعناية.

تتخذ الأحواض الجافة الحديثة شكلاً صندوقياً لاستيعاب السفن الأحدث والأكثر ضخامة، بينما غالباً ما تتخذ الأحواض الجافة القديمة شكل السفن المتوقع رسوها فيها. وكان لهذا الشكل مزايا عديدة، منها سهولة البناء، وسهولة دعم السفن من الجوانب، وتقليل كمية المياه التي يجب ضخها.

قد تُبنى الأحواض الجافة المستخدمة في بناء السفن الحربية أحيانًا بسقف، لمنع الأقمار الصناعية التجسسية من التقاط صور للحوض الجاف وأي سفن قد تكون بداخله. خلال الحرب العالمية الثانية ، استخدمت البحرية الألمانية (كريغسمارين) أحواضًا جافة محصنة لحماية غواصاتها من الغارات الجوية للحلفاء (انظر حظيرة الغواصات ).

تتمثل إحدى مزايا الأحواض الجافة المغطاة في إمكانية العمل فيها في أي طقس؛ وهذا ما تستخدمه أحواض بناء السفن الحديثة بشكل متكرر لبناء السفن المعقدة ذات القيمة العالية مثل سفن الرحلات البحرية، حيث أن التأخيرات ستؤدي إلى تكلفة عالية.

الحوض الجاف العائم هو نوع من العوامات المستخدمة في صيانة السفن، ويتميز بحجرات طفو قابلة للغمر ومقطع عرضي على شكل حرف U. تُستخدم الجدران لتوفير الثبات للحوض عندما يكون أرضيته أو سطحه تحت سطح الماء. عند فتح الصمامات ، تمتلئ الحجرات بالماء، مما يؤدي إلى انخفاض مستوى الحوض. يغمر السطح، مما يسمح بتحريك السفينة إلى موضعها داخله. عند ضخ الماء من الحجرات، يرتفع الحوض، وتُرفع السفينة من الماء على السطح المرتفع، مما يسمح باستئناف العمل على هيكل السفينة.

يتكون الحوض الجاف العائم الكبير من عدة أقسام مستطيلة. يمكن دمج هذه الأقسام لاستيعاب سفن بأطوال مختلفة، كما يمكن أن تأتي الأقسام نفسها بأبعاد مختلفة. يحتوي كل قسم على معداته الخاصة لتفريغ مياه التوازن وتوفير الخدمات المطلوبة، ويمكن أن تسهل إضافة قسم أمامي عملية سحب الحوض الجاف بعد تجميعه. بالنسبة للقوارب الصغيرة، يمكن بناء أحواض جافة عائمة من قطعة واحدة أو تحويل بارجة قديمة موجودة، والتي قد تأتي مزودة بقسم أمامي وآلية توجيه خاصة بها. ^{[ 19 ]}

تستخدم أحواض بناء السفن أحواضًا جافة عائمة كإحدى طرق سحب السفن أو إرساءها. وتكتسب هذه الأحواض أهمية خاصة في المواقع التي تمنع فيها التربة المسامية استخدام الأحواض الجافة التقليدية، كما هو الحال في حوض بناء السفن التابع للبحرية الملكية في أرخبيل برمودا الجيري . ومن مزايا الأحواض الجافة العائمة الأخرى إمكانية نقلها إلى أي مكان مطلوب، بالإضافة إلى إمكانية بيعها مستعملة. خلال الحرب العالمية الثانية ، استخدمت البحرية الأمريكية هذه الأحواض الجافة العائمة المساعدة على نطاق واسع لإجراء الصيانة في المواقع النائية. ومن الأمثلة على ذلك الحوضان AFDB-1 بطول 1000 قدم و AFDB-3 بطول 850 قدمًا . وقد شارك الأخير، وهو حوض بناء سفن متقدم ، في عمليات عسكرية في غوام ، ثم تم إيقاف تشغيله بالقرب من نورفولك، فيرجينيا ، قبل أن يُسحب لاحقًا إلى بورتلاند، مين ، ليصبح جزءًا من مرافق إصلاح شركة باث آيرون ووركس . ^{[ 20 ] [ 21 ]}

من سلبيات الأحواض الجافة العائمة احتمال حدوث عمليات غرق غير مجدولة وغطس خارج التصميم، كما حدث مع الحوض الروسي PD-50 في عام 2018. ^{[ 22 ]}

إن " بارجة التعدين هيوز "، أو HMB-1، عبارة عن حوض جاف مغطى وعائم وقابل للغمر أيضًا لدعم النقل السري لجهاز رفع ميكانيكي أسفل سفينة Glomar Explorer ، بالإضافة إلى تطوير سفينة Sea Shadow الشبحية .

كان حوض التوازن العظيم ، الذي بُني في مدينة نيويورك عام 1854، أكبر حوض جاف عائم في العالم عند افتتاحه. بلغ طوله 99 مترًا (325 قدمًا) وكان قادرًا على رفع 8000 طن، مما مكّنه من استيعاب أكبر السفن في عصره. ^{[ 23 ]} 

إلى جانب الأحواض الجافة الثابتة والأحواض الجافة العائمة، يمكن أيضًا إدخال السفن إلى الأحواض الجافة وإطلاقها بواسطة:

• سكة حديدية بحرية - لإصلاح السفن الكبيرة التي يصل وزنها إلى حوالي 3000 طن
• رافعة سفن - للإصلاح وكذلك لبناء السفن الجديدة. من 800 إلى 25000 طن من وزن السفينة
• منحدر إنزال القوارب ، منحدر حاصل على براءة اختراع - لإصلاح القوارب الصغيرة وإطلاق السفن الأكبر حجماً بعد بنائها حديثاً