Парусные корабли позволяли мореплавателям обойти вокруг света и принесли богатства некоторым великим нациям, но у них был один главный недостаток - они не могли двигаться без ветра.
Долгое время энергией для движения кораблей и судов был ветер, но в 60-х годах XVIII века изобретатель Джеймс Уатт построил революционный двигатель, который использовал энергию пара для приведения в движение механизмы. Он предложил конструкцию для эффективной откачки воды из шахт, чтобы их не затапливало. Недостатком балансирных двигателей Уатта было то, что они весили сотни тонн и нуждались в огромных помещениях.
В 70-х годах того же столетия французскому инженеру Жаку Перье поручили построить первое водопроводное сооружение для Парижа. В то время это был лучший способ для откачки воды из Сены. Инженер приобрел двигатель Уатта для своего проекта и когда парижский водопровод был построен, эта паровая машина показала себя превосходно. Добившись большого успеха, француз задался вопросом, что же еще можно с ним сделать? Дело в том, что в Англии паровой двигатель совершенствовали очень мало, так как Уатту и его деловому партнеру Мэтью Болтону принадлежали все патенты, и они не разрешали проводить дальнейшие эксперименты с машиной, но во Франции такой проблемы не существовало. И тогда Перье решил усовершенствовать конструкцию паровой машины. Первые улучшения были очевидными - были значительно уменьшены размеры. И мотивом для французского изобретателя стало желание создать машину, которая могла бы двигать корабль.
Вскоре в 1775 году Перье испытал первый корабль с паровым двигателем на реке Сена в Париже, на котором был установлен небольшой двигатель с 20 см цилиндром. Он создавал очень малое давление всего 140 граммов на квадратный сантиметр, но этого было достаточно, чтобы заметить улучшение в движении против течения. Инженер понимал, что паровая машина требовала усовершенствования, но построить корабль с паровым двигателем оказалось гораздо сложнее. На этом багаж знаний Перье был исчерпан. Но он доказал миру, что большие паровые суда строить можно.
Роберт Фултон и его колесный пароход «Clermont»
Идеи Перье привели к созданию первого удачного колесного парохода в Америке в 1809 году. Американцу Роберту Фултону хватило порядочности признать, что если слава может принадлежать одному человеку, то она принадлежит автору экспериментов проведенных на реке Сена в 1775 году. После того как колесные пароходы завоевали коммерческий успех в США они быстро распространились по Европе. Новый способ водных путешествий считался намного лучше, чем трястись по ухабам в дилижансе. Паровые двигатели становились наиболее эффективными и мощными. Сначала малооборотные паровые машины прекрасно подходили к колесам в качестве движителей. Но колесный пароход имел некоторые ограничения - шлюзы на реках были узкими, волны часто раскачивали судно и в воду попадали не все лопасти.
Гребные колеса были не идеальным , но нашелся талантливый инженер, который обладал нужным опытом, чтобы найти лучший способ приводить в движение корабли. Джон Эриксон был шведским инженером, который приобрел свою профессию в армии. Он проектировал каналы и железнодорожные локомотивы, оттуда он и узнал о паровых двигателях. В 1829 году Эриксон построил железнодорожный локомотив, но решил сосредоточиться на разработке двигателей для . Швеция состоит из рек и озер, поэтому экономика очень нуждалась в эффективном водном транспорте. У нее была хорошо развита промышленность, транспортирующая такие природные ресурсы, как железо и медь, которые нужно было перевозить на судах. В холодные зимы реки и озера замерзали, и использовать колесные пароходы становилось невозможным, но вскоре у них появилась альтернатива. Винт Архимеда был известен тысячу лет, и использовался лишь для подачи воды для орошения. У Эриксона возникла идея использовать его для движения судна. Он начал искать инвесторов, которые бы профинансировали его идеи. Но денег на изобретение не нашлось, поэтому он отправился в столицу изобретений XIX века Лондон. В Лондоне Эриксон обратился в Адмиралтейство Британии. Он считал, что Королевский военно-морской флот будет идеальным клиентом для его проекта. Королевский флот мечтал получить такую установку, которая была бы надежно спрятана ниже ватерлинии.
Джон Эриксон намного опередил свое время, разработав конструкцию соосного винта с противоположным вращением. Изобретатель создал укороченный вариант винта Архимеда, который мог двигать судно. Его новая морская состояла из двух рядов лопастей, вращающихся в противоположном направлении, создавая большую тягу.
В 1836 году Эриксон подал заявку в Британское патентное бюро на свое изобретение. Он хотел произвести впечатление на британский военный флот своим кораблем, винт которого вращался ниже ватерлинии и не мог быть поврежден в бою. Вскоре после получения патента инженер построил 50-метровый корабль, который был спущен на воду в 1837 году. Он развивал скорость до 10 узлов. В августе того же года отправился вниз по Темзе с баржей на буксире весом 650 тонн. На борту находился первый Лорд Адмиралтейства Сэр Вильям Сименс. Паровой буксир без труда проплыл против течения реки Темза. Лорд был поражен. Стало очевидно, что сложный винт с противоположным вращением, работающий от парового двигателя стал гораздо лучшим средством двигать корабль, чем большие колеса.
Изобретатель был уверен, что флот подпишет с ним контракт, но лорд поблагодарил его за демонстрацию и «испарился». Эриксон оказался в большой беде. Он потратил все свои сбережения на постройку парохода с винтом. Британскому флоту следовало бы ухватиться за идею, но вместо этого инженерное предприятие потерпело крах. Через некоторое время Джона Эриксона посадили в тюрьму за долги. Адмиралтейство считало, что покупать можно только полностью проверенную технологию, а не какую-то демонстрацию.
Но у кораблей с паровыми машинами было несколько реальных преимуществ, которые заставляли многих людей поддерживать новую идею Эриксона. Во-первых, корабли на паровой тяге были гораздо маневреннее, чем , и идеально подходили для внутренних водных путей часто очень узких. Кроме того пароходы могли ходить точно по расписанию, так как не зависели от ветра.
Хотя парусные суда продолжали перевозить большую часть грузов, пароход становился самым важным судном в оживленных гаванях. После первых испытаний паровой машины на Сене такие машины все еще были громоздкими и дорогими в эксплуатации. Их главной проблемой было такое неэффективное использование угля, что не могли взять на борт достаточный запас для дальних путешествий. В результате в 40-х годах XIX века были построены хитроумные гибридные корабли, которые использовали паровые двигатели, чтобы войти в гавань и выйти из нее, а в океане шли на парусах.
Когда Эриксона выпустили из тюрьмы, удача была готова снова улыбнуться ему. Его друг американский консул в Ливерпуле Фрэнсис Пигеон, в честь которого и назвал свой первый паровой буксир, представил его офицеру американского военно-морского флота Стоктону. Последнему понравилась идея, и он заказал постройку корабля длиной 25 м, который был спущен на воду в Ливерпуле в июле 1838 года. У нового парохода был винт 2 метров в диаметр. Его новый корабль легко тянул 4 угольные баржи весом по 100 тонн каждая со скоростью 5 узлов. Это произвело на американского офицера такое впечатление, что он пригласил шведского изобретателя в первое плавание через Атлантику. Американское руководство военного флота проявило большой интерес к судну Эриксона. Вскоре его идеи использовали в первом паровом фрегате Америки под названием «Princeton ». Этот корабль обладал техническими характеристиками, подтверждающими гений Эриксона. Паровая машина размещалась гораздо ниже ватерлинии и была недоступна для вражеского огня. Дымовую трубу можно было опускать, чтобы не мешала. И что самое главное в развитии технологии паровых двигателей Эриксона - он сумел создать механизм меньших размеров, и при этом производящий большую мощность.
Проект Эриксона стал находкой для американского флота, но вскоре случалось нечто непредвиденное. Его друг капитан Стоктон построил для фрегата «Princeton » пушку сконструированную Эриксоном. Во время демонстрации этого оружия в присутствии высокопоставленных персон из правительства орудие разорвалось, в результате чего погибли госсекретарь и министр военно-морского флота. На шведского изобретателя возложили вину на этот досадный инцидент и ему не дали кредита на постройку нового парохода.
В течение 15 лет американский флот, игнорируя проект Эриксона, безуспешно пытался самостоятельно применить его идеи. Коммерческие перевозки к тому времени уже имели надежную двигательную систему, так как винт теперь устанавливали ниже ватерлинии. Это в свою очередь оставляло больше места для людей и грузов, а, следовательно, приносило хорошую прибыль. Когда были разработаны более эффективные паровые машины, торговые суда могли взять на борт достаточно топлива чтобы идти куда угодно. Вскоре Джон Эриксон стал зарабатывать целое состояние своими коммерческими патентами в США, а затем к его изумлению люди, которые отвергли его прежние идеи, изменили свое мнение и признали его морским инженером. В Европе его проекты становились очень популярными. Через 15 лет после первого опыта военные корабли оснащались только подобными , а к 1860 году они стояли на всех океанских пароходах.
Джон Эриксон продолжал богатеть в США. Он создавал совершенно новые одетые в железо корабли, конструировал пушки и продолжал совершенствовать паровой двигатель , но его конструкция винта оставалась самым большим достижением в мире. В 1889 году он умер в Америке, ставшая ему родиной. Здесь его почитают как героя, а его тело было доставлено назад в Швецию на крейсере «Балтимор » корабле, оснащенном , конструкции самого изобретателя.
Однажды к Наполеону пришел маркиз Жоффруа д"Аббан и попросил у него разрешения продемонстрировать свое изобретение, которое представляло собой примитивный пароход. Но великий император, который, как правило, поощрял все новинки в области судостроения, не проявил к этому ни малейшего интереса.
Не только Наполеон не увидел будущего за паровой машиной. Английское правительство тоже скептически отнеслось к первым изобретениям подобного типа. Почему открытие конструкторов-любителей встречало не только непонимание со стороны правительственных кругов, а порой и их яростное сопротивление, объяснить не составляет труда. Во все времена новое воспринималось с большим трудом и не получало признания и развития до тех пор, пока в этом не возникала общественная потребность.
Так случилось и с паровыми судами. Чтобы справиться с постоянно растущим потоком товаров, сырья и т. д., крупным индустриальным и торговым центрам требовались быстрые и точно выдерживающие график корабли. Таким образом, рост промышленности, торговли и населения обусловил появление нового вида транспортного средства - парохода.
Сначала создавали суда данного типа вместимостью 800 т. Десять лет спустя она уже составляла 1 300 т. Иным стал и материал, идущий на изготовление пароходов. На просторы водной стихии стали выходить не деревянные, а стальные красавцы. Но все это появилось позднее.
А пока хотелось бы отметить, что большое количество людей работало над проблемой приспособления силы пара для движения судна. Каким удивительным разнообразием отличались выдумки изобретателей по этому поводу. Была даже сконструирована система рычагов, копирующая движение рук гребца, которая приводилась в действие паром. Однако эта идея на практике себя не оправдала.
Французский изобретатель Жоффруа д"Аббан, потерпевший фиаско у императора Наполеона, не оставил свою научную работу и со временем решил проблему передачи энергии с помощью лопастного колеса (его примитивный пароход на реке Доу в 1778 г. прошел некоторое расстояние против течения).
В отличие от Жоффруа д"Аббана американцу Фитчу сопутствовал больший успех. Созданное им в 1787 г. судно «Персеви-ранс» проплыло по реке Делавэр со скоростью 6 км. Оно было снабжено гребным винтом - изобретением, которое было запатентовано двумя годами раньше англичанином Брейсом.
Его соотечественнику - горному инженеру Уильяму Сайминг-тону - удалось построить паровой бот. Вскоре он сконструировал двухколесный пароход. Колеса машины были расположены не параллельно, а одно за другим посредине судна. Но пригодный к эксплуатации паровой бот он создал только в 1801 г.
Когда судно совершало свой пробный рейс, среди зрителей, наблюдающих за этим событием, находился путешествующий по Европе американец Роберт Фультон. Он всегда проявлял безграничный интерес ко всем техническим новшествам, а увиденное в Англии настолько поразило его воображение, что вскоре в Париже он сконструировал и спустил на воды Сены собственный паровой бот. Но судно после непродолжительного плавания затонуло. Ошибка американца заключалась в том, что он, в отличие от своих предшественников, сделал в техническом оснащении парохода шаг назад, применив механические весла вместо колес или винта.
Уже в 1812 г. американские реки бороздили 15 паровых судов. Данный факт являлся большим техническим прогрессом. До той поры речные суда против течения тянули бечевой лошади или бурлаки. Первые пароходы на Миссисипи имели довольно странный облик из-за высоких стабилизаторов - балочных вертикальных опор для тросов, стягивающих между собой кормовую и носовую части судна.
В Германии первое паровое судно появилось в 1816 г. С 27 октября того же года между Берлином и Потсдамом стал регулярно курсировать пароход «Принцессин Шарлотта». Общественность приняла данный вид транспорта всерьез только после того, как он успешно совершил первый переход через Атлантику.
кзамен на прочность выдержала и «Саванна» - паровая машина, которая в 1818 г. отправилась в путешествие из Нью-Йорка в Ливерпуль. Однако во время плавания пароход боль-Шую часть 27,5-суточного рейса шел под парусом. «Саванна» являлась трехмачтовым фрегатом, на котором в дополнение к парусам была установлена паровая машина и два лопастных колеса по бокам. Сенсация произошла в 1838 г., когда пароход «Сириус» пересек Атлантику за 18 суток и 10 часов, перемещаясь только с помощью парового двигателя. Именно с этого события началась новая эра морского судоходства.
Введение нового двигателя сказалось и на внешнем облике средств передвижения по воде. Мачты были сохранены, но служили лишь для крепления огней и подъема флагов, позднее они стали использоваться в качестве носителей антенн и опор грузовых стрел.
В 1829 г. два изобретателя - Галлоуей и Морган - взамен прежних круглых ввели гребные колеса, которые имели форму девятистороннего многоугольника. Этот год в истории судостроения знаменит еще и тем, что Джозеф Рассел создал двухлопастный гребной винт. Он был поставлен на паровое судно «Чивет-та». В этом же году пароход с 40 пассажирами на борту вышел в свой первый рейс по Триестскому заливу. «Чиветта» двигалась со скоростью хода 6 узлов. Однако незначительная авария, постигшая судно в пути, определила его дальнейшую судьбу. Шеф полиции Триеста в дальнейшем запретил совершать на «Чиветте» какие-либо рейсы.
Десять лет спустя Френсис П. Смит спустил на воду пароход с винтовым двигателем. Позднее швед Джон Эриксон создал первый американский винтовой военный корабль и назвал его «При-стон». В 1834 г. сошедший с верфи пароход «Гарри Гоуен» был примечателен тем, что имел корпус, разделенный на отсеки металлическими водонепроницаемыми переборками.
Первым железным винтовым пароходом, совершавшим трансатлантические рейсы, был «Грейт Бритн». Судно сошло со стапеля в Бостоне в 1843 г. Оно было способно принять на борт до 600 т груза и 60 пассажиров. Путь от Ливерпуля до Нью-Йорка «Грейт Бритн» преодолевал всего за 14 суток и 21 час.
Окончательно железо стало основным материалом в судостроении лишь тогда, когда конструктивные элементы набора и обшивку научились изготовлять путем проката, а не ковки. С 1877 г. в качестве строительного материала стали использовать не только железо, но и сталь. Каждый год конца XIX в. знаменовался каким-либо прогрессом в области судостроения (усовершенствовался паровой винт, повышалась мощность паровых агрегатов и т. д.). Мир охватила горячка соперничества по постройке самых быстрых и самых больших пароходов.
В 1858 г. судостроение пережило событие века: со стапеля сошел первый океанский гигант «Грейт Истерн». Его длина составляла 207,25 м, а ширина - 25,21 м. Глубина трюмов исчислялась 14,17 м при водоизмещении 32 000 т. Двигательной силой корабля являлась мощная паровая машина, которая вращала че-тырехлопастный винт диаметром 7,2 м.
На этом судне огромных размеров было все. Очевидно, что и главный конструктор Брунель, и сама фирма-изготовитель «Джон Скотт Рассел-верфь» на Темзе стремились создать нечто уникальное, сильно отличающееся от всего ранее построенного. Помимо могучего винта, «Грейт Истерн» имел дополнительный движитель - два колеса диаметром по 16,8 м. На каждом из них закреплено по тридцать лопастей-плиц, размеры которых составляли 3,9 м в ширину и 1 м в высоту. Колеса приводились в движение специальной паровой машиной.
Постройка корабля обошлась судовладельцам в колоссальную сумму, высоки были и эксплуатационные расходы. Суточная норма угля составляла 330 т. Впоследствии судьба «Грейт Истерн» наглядно показала, что может произойти, если кипучая энергия техников не обуздывается холодным расчетом экономистов.
С самого начала существования судно-гигант преследовали неудачи. Несчастья начались еще во время спуска корабля со стапеля, когда барабан внезапно начал вращаться в обратном направлении. В результате пострадало пять рабочих. Спуск пришлось отложить на пять недель, так как, несмотря на все попытки, сдвинуть железного гиганта с места не удалось. К этому времени на создание «Грейт Истерн» уже был потрачен миллион фунтов стерлингов, а на нем еще не установили ни трубы, ни мачты, ни внутреннее оборудование.
В результате верфь обанкротилась, а главный конструктор перенес нервное потрясение. Чтобы завершить строительные работы, ему пришлось в буквальном смысле клянчить в Сити 160 000 фунтов стерлингов. Деньги Брунелю были даны, однако с условием, что он соорудит на судне для удовлетворения запросов богатых путешественников роскошный ресторан, танцевальный зал и 300 фешенебельных кают.
Конструктор так и не увидел завершения строительства своего гигантского детища. Он скончался от удара, когда прочитал в «Тайме» о том, что в результате акта саботажа передняя труба судна взлетела в воздух.
Но серия несчастий, преследующих «Грейт Истерн», на этом не завершилась. Во время отделочных работ на рейде Холихед произошел сильный шторм. Волны ударили в открытые окна салона и сильно повредили дорогостоящую обстановку. Для устранения ущерба, нанесенного штормовым приливом, судовладельцам пришлось вновь брать кредит в размере 100 000 фунтов стерлингов.
Отплытие в первый рейс до Нью-Йорка откладывали еще долгое время, а когда путешествие все-таки должно было состояться, на судно явилось лишь 35 пассажиров. Несмотря на это, корабль вышел в море. В Нью-Йорке «Грейт Истерн» встретили овациями. Гигант очень понравился американцам, и они с восторгом приняли весть о том, что судовладельцы собираются организовать двухдневный круиз стоимостью по 10 долларов с человека.
В целях пополнения кассы капитан принял на борт 2 000 гостей, хотя на судне было соорудили всего 300 кают. В результате большая часть пассажиров провела ночь на палубе. Люди почувствовали себя обманутыми и учинили на судне разгром. Возмущение было вызвано не только плохим размещением, но и недостаточным питанием. Во время путешествия практически все продовольствие оказалось залитым забортной водой.
Однажды судно, совершая свой очередной рейс, попало в шторм. Ураганный ветер поломал 16-метровые гребные колеса, а огромные волны вдребезги разнесли стекла каютных иллюминаторов. В результате пострадало большое количество пассажиров. С 1865 по 1873 г. пароход использовали только для прокладки кабеля. В 1888 г. легендарного океанского гиганта продали за 20 000 фунтов стерлингов на слом и в течение трех лет разобрали до винтика.
Однако судьба многих паровых судов бьша совершенно не схожа с горькой участью «Грейт Истерн», все беды которого заключались в том, что он превзошел хозяйственно-экономические возможности своего времени.
Первым конструктором, установившим на своем экспериментальном корабле паровую турбину, стал Чарлз Адджернон Пар-соне. Модель бьша всего два фута длиной. В 1897 г. она приняла участие в гонках быстрейших миноносцев Королевского флота. Рядом с кораблями-гигантами «Турбиния» выглядела невзрачным карликом.
Однако, когда прозвучал стартовый выстрел, все были поражены. Маленькое суденышко за несколько минут с легкостью обошло всех своих больших собратьев и уверенно приняло лидерство. «Турбиния» стала не чем иным, как провозвестником технического переворота в судостроении, предсказавшим ему новые пути развития, на которое оно вступит лишь десятилетия спустя.
Каждая судостроительная компания старалась создать самый быстрый корабль. Конкурентная борьба за первенство бьша причиной постоянной модернизации двигателей. В 1860 г. Джон Элдер из Глазго сделал первую попытку внедрить на английском торговом флоте компаундную машину. В 1862 г. он получил патент на трехцилиндровую машину тройного расширения, затем на четырехцилиндровую.
Снабженное такой машиной судно «Уайт Стар Лайн» в 1871 г. получило звание самого быстроходного. Его средняя скорость составляла 14,5 узла. В конце столетия по заказу Северогерманского Ллойда был создан корабль «Вулкан-верфи», который развивал скорость, равную 22,5 узла. На рубеже веков мировой рекорд скорости продемонстрировало судно «Дойчланд», оборудованное поршневой паровой машиной.
В том же году Парсон сконструировал турбину нового поколения. Она давала скорость 37 узлов. А мощность ее составляла около 2000 л. с. Гениальный конструктор расположил на общем вале ротора электрический генератор и многочисленные отдельные венцы - колеса с небольшими рабочими лопатками. На каждое из них он обеспечил подачу пара.
Турбина стала лидером высоких скоростей на воде. С ее помощью, например, торпедный катер-истребитель военного флота «Кобра» развивал скорость хода 31,1 узла. В 1904 г. свой первый корабль с паровой турбиной построили немецкие судостроители.
На протяжении 22 лет с 1907 г. самым быстроходным средством передвижения по воде считался пароход «Мавритания». Мощность его двигателя составляла 78 000 л. с. Лишь в 1929 г. скоростное первенство перешло к турбинному судну Северогерманского Ллойда «Бремен». Оно продемонстрировало скорость 27,5 узла. Больше турбина дать не могла.
Но новый век требовал все более рекордных скоростей. Вскоре на судах стали устанавливать дизель-мотор. А в 1937 г. на дизелях ходила уже половина мирового флота.
ПЕРВЫЙ РОССИЙСКИЙ ПАРОХОД
В 1815 году в России был построен первый пароход. Это знаменательное для отечественного судоходства событие произошло в Санкт-Петербурге на заводе Берда. Шотландец Чарльз Берд прибыл в Россию в 1786 году. Сначала он работал помощником Карла Гаскойна – тоже приглашенного специалиста в Петрозаводске на Александровском пушечно-литейном заводе. Позднее в 1792 году, вместе с тестем – еще одним шотландцем Морганом организовал товарищество. Одним из предприятий товарищества стал литейно-механический завод, названный впоследствии заводом Берда.
На тот момент монополия на производство пароходов была отдана Александром I Роберту Фултону, который был изобретателем паровой машины. Но так как в течение 3 лет Фултон не построил на реках России ни одного парохода привилегия на постройку перешла к Чарльзу Берду.
Шотландец взялся за дело всерьез, и уже в 1815 году в Санкт-Петербурге на заводе Берда был построен первый российский пароход, получивший название «Елизавета». Корабль, называемый на английский манер «пироскаф» или «стимбот» стал родоначальником российских пароходов. В качестве двигателя на «Елизавете» применили балансирную паровую машину Уатта, мощность которой составила 4 лошадиные силы, а частота вращения вала – сорок оборотов в минуту. На пароходе были установлены 6-лопастные бортовые колеса шириной 120 см и диаметром в 240 см. Длина «Елизаветы» составила 183 см, ширина 457, а осадка судна – 61 см. Паровой котел на одну топку работал на дровах, от нее шла дымовая труба из кирпича, которую позднее заменили на металлическую. Такая труба могла служить основой для паруса, ее высота составляла – 7,62 м. «Елизавета» могла развивать скорость до 5,8 узлов(почти 11 км/ч).
Первый раз пароход «Елизавета» был испытан на пруду Таврического сада и показал там хорошую скорость. Впоследствии, Чарльз Берд продолжил продвигать свое изобретение. Например, он приглашал петербургских чиновников на прогулку на пароходе. Во время поездки по Неве гостей развлекали и угощали, но, кроме того, в маршрут входило посещение завода.
Первый регулярный рейс парового бота «Елизавета» из Санкт-Петербурга в Кронштадт отправился 3 ноября 1815 года. Дорога туда заняла 3 часа 15 минут, обратно из-за плохой погоды – чуть более 5 часов. На борту находилось тринадцать пассажиров. В дальнейшем «Елизавета» стала регулярно ходить по Неве и Финскому заливу, а с легкой руки П.И. Рикорда английское название «стимбот» сменилось на русское «пароход». Рикорд одним из первых составил подробное описание первого российского парохода «Елизавета». Благодаря успеху своего изобретения Чарльз Берд получил несколько больших государственных заказов и создал свое пароходство. Новые пароходы перевозили и грузы, и пассажиров.
http://www.palundra.ru/info/public/25/
ПЕРВЫЕ ПАРОХОДЫ
Началом применения паровых двигателей "на воде" был 1707 год, когда французский физик Дени Папен сконструировалпервую лодку с паровым двигателем и гребными колесами. Предположительно после успешного испытания ее сломали лодочники, испугавшиеся конкуренции. Через 30 лет англичанин Джонатан Халлс изобрел паровой буксир. Э ксперимент закончился неудачно: двигатель оказался тяжелым и буксир затонул.
В 1802 году шотландец Уильям Саймингтон продемонстрировал пароход «Шарлотта Дундас». Широкое использование паровых машин на судах началось в 1807 году с рейсов пассажирского парохода «Клермонт»,построенного американцем Робертом Фултоном. С 1790-х годов Фултон занялся проблемой использования пара для приведения в движение кораблей. В 1809 году Фултон запатентовал конструкцию «Клермонта» и вошел в историю как изобретатель парохода. Газеты писали, что многие лодочники в ужасе закрывали глаза, когда «чудовище Фултона», изрыгающее огонь и дым, двигалось по Гудзону против ветра и течения.
Уже через десять-пятнадцать лет после изобретения Р. Фултона пароходы серьезно потеснили парусные суда. В 1813 г. в Питтсбурге в США заработали два завода по производству паровых двигателей. Через год к Нью-Орлеанскому порту было приписано 20 пароходов, а в 1835 г. на Mиссисипи и ее притоках работало уже 1200 пароходов.
К 1815 г. в Англии на р. Клайд (Глазго) работало уже 10 пароходов и семь или восемь на р. Темзе. В том же году был построен первый морской пароход "Argyle", который выполнил переход из Глазго в Лондон. В 1816 г. пароход "Majestic" выполнил первые рейсы Брайтон–Гавр и Дувр–Кале, после чего начинали открываться регулярные морские паровые линии между Великобитанией, Ирландией, Францией и Голландией.
В 1813 г. Фултон обратился к русскому правительству с просьбой предоставить ему привилегию на постройку изобретенного им парохода и употребление его на реках Российской империи. Однако в России пароходов Фултон не создал. В 1815 г. он скончался, а в 1816 г. выданная ему привилегия была аннулирована.
Начало 19 века и в России отмечается строительством первых судов с паровыми машинами. В 1815 году владельцем механико-литейного завода в Петербурге Карлом Бердом был построен первый колесный пароход "Елизавета". На деревянную "тихвинку" была установлена изготовленная на заводе паровая машина Уатта мощностью 4 л. с. и паровой котел, приводившие в действие бортовые колеса. Машина делала 40 оборотов в минуту. После успешных испытаний на Неве и перехода из Петербурга в Кронштадт пароход совершал рейсы на линии Петербург–Кронштадт. Этот путь пароход проходил за 5 ч 20 мин со средней скоростью около 9,3 км/ч.
Началось строительство пароходов и на других реках России. Первый пароход в Волжском бассейне появился на Каме в июне 1816 г. Его построил Пожвинский чугунолитейный и железоделательный завод В. А. Всеволожского. Имея мощность 24 л. с., пароход совершил несколько опытных рейсов по Каме. К 20-м годам 19 века в Черноморском бассейне был всего лишь один пароход – «Везувий», не считая примитивного парохода «Пчелка» мощностью 25 л.с., построенного киевскими крепостными крестьянами, который через два года был проведен через пороги в Херсон, откуда и совершал рейсы до Николаева.
НАЧАЛО ОТЕЧЕСТВЕННОГО КОРАБЛЕСТРОЕНИЯ
Несмотря на все неблагоприятные условия, задерживающие возможность осуществления и распространения русских изобретений, труды русских новаторов еще в XVIII в. в области строительства паровых машин и металлургии способствовали введению в России парового и железного кораблестроения. Уже в 1815 г. между Петербургом и Кронштадтом совершал рейсы первый русский пароход «Елизавета», машина; которого мощностью 16 л. с. была изготовлена в Петербурге на заводе Берда. В 1817 г. на Урале строились первые волжско-камские пароходы и машины к ним. На Ижорском адмиралтейском заводе в 1817 г. был построен пароход «Скорый» длиною 18 м с машиной мощностью 30 л. с. и в 1825 г. пароход «Проворный» с машиной мощностью 80 л. с. На Черном море первыми пароходами были «Везувий» (1820 г.) и 14-пушечный пароход «Метеор» (1825 г.).
На опыте строительства малых пароходов, служивших для портовых нужд и перевозки грузов, в 1832 г. был построен военный пароход «Геркулес». На нем была установлена первая в мире усовершенствованная пароходная машина без балансира, построенная русскими техниками-новаторами. Такие машины появились в Англии только в конце тридцатых годов XIX в. В 1836 г. был построен первый колесный 28-пушечный пароходо-фрегат «Богатырь» водоизмещением 1340 т, с машиной мощностью 240 л. с.,изготовленный на Ижорском заводе.
29 марта 1823 года заложен первый боевой пароход российского Военно-морского флота «Метеор»
Первый пароход в России был построен еще в 1815 году. Через три года свой первый паровой корабль получил Балтийский флот, еще через два года первый пароход появился и на Черноморском флоте. Однако это были именно невооруженные буксиры, оснащенные паровой машиной и гребными колесами, - они предназначались для грузоперевозок и буксировки парусных судов военного флота.
И только весной 1823 года на верфях Николаевского адмиралтейства был заложен первый пароход, вооруженный пушками и приспособленный не только для вспомогательных работ, но и для боевых действий. Первый военный пароход России предназначался для Черноморского флота - на Балтике после побед над Швецией у нашей страны в тот период не было сильных противников, а вот в Черноморском регионе отношения с Османской империей оставались традиционно сложными. Поэтому первый боевой пароход России стали строить именно здесь.
Инициатором создания первого вооруженного парохода был командующий Черноморским флотом вице-адмирал Алексей Самуилович Грейг, опытный моряк, неоднократно совершавший дальние плавания в Тихом океане, воевавший как в Средиземном море, так и на Балтике. Постройку первого боевого парохода адмирал Грейг поручил одному из лучших кораблестроителей России того времени - полковнику Корпуса корабельных инженеров Илье Степановичу Разумову.
Илья Разумов учился корабельному делу на верфях Петербурга, в Англии и Голландии. В начале XIX века во время войн с Францией и Турцией он был старшим корабельным мастером в эскадре адмирала Грейга, отправившейся из Кронштадта воевать в Средиземное море. В 20-е годы XIX столетия только в Николаеве полковник Разумов построил 40 судов, всего же он участвовал в создании свыше сотни кораблей.
Строительство первого боевого парохода, получившего имя «Метеор», велось два года. Летом 1825 года корабль был спущен на воду и после окончания всех работ и испытания паровой машины вошел в состав Черноморского флота. Пароход длиной почти 37 метров и шириной свыше 6 метров имел на вооружении 14 пушек.
Две его паровые машины общей мощностью 60 лошадиных сил были изготовлены в Петербурге на заводе принявшего российское подданство шотландского инженера Чарльза Бреда. Паровые машины позволяли «Метеору» даже в полный штиль при помощи двух гребных колес развивать скорость 6,5 узла (свыше 12 км/ч).
Уже через два года после вступления в строй пароход «Метеор» с успехом принял участие в боевых действиях. После начала русско-турецкой войны 1828–1829 годов одной из основных задач российского Черноморского флота стал захват турецких крепостей на побережье Кавказа. Форпостом турецкой армии, угрожающим Крыму и Кубани, тогда была сильная турецкая крепость Анапа. В конце апреля 1828 года к ней подошли основные силы нашего флота - семь линейных кораблей и четыре фрегата с немалым количеством десантных и вспомогательных кораблей.
В этом походе эскадру сопровождал и боевой пароход «Метеор». 6 мая 1828 года Черноморский флот начал десантную операцию для штурма Анапы. Турки контратаковали наши высадившиеся войска, и тут проявил себя «Метеор» - парусные суда не могли свободно оперировать совсем рядом с берегом из-за отмелей и дувшего с гор ветра, а пароход, имея небольшую осадку и свободу передвижения, легко переходил с одного места на другое возле берега и пушечными выстрелами поражал противника.
Именно действия не зависевшего от ветров парохода позволили нашим войскам успешно закрепиться на берегу возле Анапы и осадить крепость, которая пала через месяц. Так благодаря «Метеору» черноморский порт стал русским и впоследствии из турецкой крепости превратился в знаменитый курорт.
На этом успешное участие «Метеора» в той войне не закончилось - в следующем году он участвовал в штурме турецких крепостей на побережье Болгарии, включая наиболее сильно укрепленную Варну. В октябре 1828 года, после капитуляции Варны, император Николай I возвращался от болгарских берегов в Одессу на парусном линейном корабле «Императрица Мария». Парусник с русским императором на случай штиля и других непредвиденных обстоятельств сопровождал именно пароход «Метеор». Корабли благополучно прибыли в Одессу, выдержав на переходе жестокий шторм, продолжавшийся несколько суток.
Так заложенный 29 марта (17 марта по старому стилю) 1823 года «Метеор» с успехом открыл эру военного парового флота в России.
Первый пароход, как и его аналоги - это вариант поршневой паровой машины. Кроме того, такое название применяется к аналогичным устройствам, оснащаемыми паровой турбиной. Впервые рассматриваемое слово в обиход ввел российский офицер. Первая версия отечественного корабля такого типа возведена на базе баржи «Елизавета» (1815 год). Ранее подобные суда именовали «пироскафами» (на западный манер, что в переводе означает лодку и огонь). Кстати, в Росии подобный агрегат был впервые построен на комбинате Чарльза Бендта в 1815 году. Этот пассажирский лайнер курсировал между Санкт-Петербургом и Крондштатом.
Первый пароход в качестве движителей оснащался гребными колесами. Имелась вариация от Джона Фиша, который экспериментировал с конструкцией весел, приводимых в действие паровым устройством. Эти приспособления располагались по бортам в отсеке шпангоутов или за кормой. В начале ХХ столетия на замену гребным колесам пришел усовершенствованный гребной винт. В качестве энергоносителей на машинах использовались уголь и нефтепродукты.
Сейчас подобные суда не строятся, однако некоторые экземпляры до сих пор находятся в рабочем состоянии. Пароходы первой линии, в отличие от паровозов, использовали конденсацию пара, что позволяло снизить давление на выходе цилиндров, значительно повышая коэффициент полезного действия. На рассматриваемой технике также могут применяться эффективные котлы с жидкостной турбиной, которые практичнее и надежнее жаротрубных аналогов, монтируемых на паровозы. Предельный показатель мощности пароходов до периода середины 70-х годов прошлого века превосходил аналогичный параметр дизельных двигателей.
Первый винтовой пароход был абсолютно не требователен к сорту и качеству топлива. Строительство машин подобного типа длилось на несколько десятилетий дольше, чем выпуск паровозов. Речные модификации ушли из серийного производства значительно раньше, чем их морские «конкуренты». Речных действующих моделей в мире осталось всего несколько десятков.
Паровую энергию применял для придания объекту движения еще Герон Александрийский в первом веке до нашей эры. Он создал примитивную турбину без лопастей, которая эксплуатировалась на нескольких полезных приспособлениях. Многие подобные агрегаты были отмечены летописцами 15-го, 16-го и 17-го века.
В 1680 году французский инженер проживая в Лондоне, предоставил местному королевскому обществу проект парового котла с предохранительным клапаном. Через 10 лет он обосновал динамический термический цикл парового двигателя, однако готовую машину так и не построил.
В 1705 году от Лейбница был представлен эскиз паровой машины Томаса Сэвери, предназначенной для поднимания воды. Подобное устройство вдохновило ученого на новые эксперименты. Как свидетельствуют некоторые сообщения, в 1707 году было выполнено путешествие по в Германии. По одной из версий, лодка оснащалась паровым механизмом, что не подтверждено официальными фактами. Впоследствии судно было разрушено озлобленными конкурентами.
Кто построил первый пароход? Томас Сэвери продемонстрировал паровой насос для откачки воды из шахт еще в 1699 году. Через несколько лет усовершенствованный аналог представил Томас Ньюкмен. Имеется версия, что в 1736 году инженер из Великобритании Джонатан Халс создал корабль с колесом на корме, который приводился в движение при помощи парового устройства. Доказательств успешного тестирования такой машины не сохранилось, однако, учитывая особенности конструкции и количество потребления угля, эксплуатацию вряд ли можно назвать удачной.
В июле 1783 года французский маркиз Жоффуа Клод презентовал судно типа «Пироскаф». Это первое официально задокументированное судно на паровом двигателе, которое приводилось в движение посредством горизонтального парового механизма с одним цилиндром. Машина вращала пару гребных колес, которые размещались по бортам. Испытания проводились на реке Сене во Франции. Корабль прошел примерно 360 километров за 15 минут (приблизительная скорость - 0,8 узла).
Затем двигатель вышел из строя, после чего француз прекратил опыты. Наименование «Пироскаф» длительный период использовалось во многих странах как обозначение судна с паровой силовой установкой. Этот термин во Франции не потерял актуальности по сегодняшний день.
Первый пароход в Америке представил изобретатель Джеймс Рамси в 1787 году. Испытание лодки проводилось на Судно перемещалось при помощи водометных двигательных механизмов, функционирующих от энергии пара. В том же году соотечественник инженера провел тестирование парового корабля Perseverance («Настойчивость») на реке Делавэр. Эта машина приводилась в движение посредством парного ряда весел, которые работали от паровой установки. Агрегат создавался вместе с Генри Фойготом, поскольку Британия блокировала возможность экспорта новых технологий в свои бывшие колонии.
Название первого парохода в Америке - «Настойчивость». Следом за этим Фитч и Фойгот соорудили 18-метровое судно летом 1790 года. Паровое судно оборудовалось уникальным весельным движителем, осуществляло рейсы между Берлингтоном, Филадельфией и Нью-Джерси. Первый пассажирский пароход этой марки способен был перевозить до 30 пассажиров. За одно лето судно преодолело порядка 3-х тысяч миль. Один из конструкторов заявил, что лодка осилила 500 миль без каких-либо проблем. Номинальная скорость плавательного средства составила около 8 миль в час. Рассматриваемая конструкция оказалась вполне удачной, однако дальнейшая модернизация и совершенствование технологий позволили существенно доработать корабль.
Осенью 1788 года шотландские изобретатели Саймингтон и Миллер сконструировали и провели успешные испытания небольшого колесного катамарана на паровом ходу. Испытания состоялись на озере Далсвинстон-Лох, в десятикилометровой зоне от Дамфриса. Теперь мы знаем, как называется первый пароход.
Уже через год они протестировали катамаран аналогичной конструкции длинной 18 метров. Паровая машина, используемая в качестве двигателя, смогла выдать скорость 7 узлов. После этого проекта Миллер отказался от дальнейшей разработки.
Первый пароход в мире типа «Шарлотта Дантес» изготовил конструктор Сайнмингтон в 1802 году. Судно было построено из дерева толщиной 170 миллиметров. Сила парового механизма составила 10 конских сил. Корабль эффективно эксплуатировался для транспортировки барж в канале Форт-Клайд. Собственники озера опасались, что выдаваемая пароходом струя отвода пара способна повредить береговую линию. В связи с этим они запретили использование подобных кораблей в своей акватории. В итоге инновационное судно было оставлено хозяином в 1802 году, после чего пришло в полную негодность, а затем его разобрали на запасные части.
Первый пароход, который использовался по прямому назначению, построил в 1807 году. Изначально модель называлась North River Steamboat, а позже - «Клермонт». В движение она приводилась путем наличия гребных колес, испытывалась на рейсах по Гудзону от Нью-Йорка до Олбани. Расстояние передвижения экземпляра - вполне приличное, учитывая скорость 5 узлов или 9 километров в час.
Фултон на радостях оценил подобную поездку в том плане, что он смог опередить все шхуны и прочие лодки, хотя, мало кто верил в то, что пароход способен пройти хотя бы одну милю в час. Невзирая на саркастические замечания, конструктор пустил улучшенную конструкцию агрегата в работу, о чем ни капли не пожалел. Считается, что он первый построил конструкцию типа приспособления «Шарлотта Дантес».
Американское судно с гребными колесными элементами под названием «Саванна» в 1819 году пересекло Атлантический океан. При этом корабль большую часть пути прошел под парусами. Паровые машины в этом случае служили дополнительными двигателями. Уже в 1838 году пароход «Сириус» из Британии пересек Атлантику полностью без использования парусов.
В 1838 году был построен винтовой пароход «Архимед». Его создал английский фермер Френсис Смитт. Судно представляло собой конструкцию с гребными колесами и винтовыми аналогами. При этом намечалось значительное улучшение характеристик, по сравнению с конкурентами. В определенный период подобные корабли вытеснили парусники и прочие колесные аналоги из эксплуатации.
В военном флоте внедрение паровых силовых установок началось во время обустройства самоходной батареи «Демологос», возглавляемую Фултоном (1816 год). Данная конструкция сначала не нашла широкого применения по причине несовершенства движителя колесного типа, который отличался громоздкостью и уязвимостью для противника.
Кроме того, сложность имелась с размещением боевой части оборудования. О нормальной бортовой батарее не могло идти и речи. Для вооружения оставались лишь небольшие промежутки свободного пространства на корме и носу судна. При уменьшении количества орудий, возникла идея повышения их мощности, которая реализовалась в оборудовании суден крупнокалиберными пушками. По этой причине пришлось делать оконечности тяжелее и массивнее со стороны бортов. Данные проблемы были частично решены с появлением гребного винта, позволяющего расширить сферу применения парового двигателя не только в пассажирском, но и военном флоте.
Пароходофрегаты - именно такое название получили средние и крупные боевые единицы на паровом ходу. Такие машины логичнее больше причислить к классическим пароходам, чем фрегатам. Крупные корабли не удалось удачно оборудовать подобным механизмом. Попытки такого оформления предпринимали англичане и французы. В итоге боевая мощь была несопоставима с аналогами. Первым боевым фрегатом с паровым силовым агрегатом считается «Гомер», который создан во Франции (1841 год). Он оснащался двумя десятками орудий.
Середина 19 века знаменита комплексной переделкой парусников в суда на паровом ходу. Усовершенствование кораблей производилось в колесные или винтовые модификации. Корпус из дерева разрезался пополам, после чего делалась аналогичная вставка с механическим приспособлением, мощность которого составляла от 400 до 800 конских сил.
Поскольку расположение тяжелых котлов и машин было перенесено в часть корпуса под ватерлинией, исчезла необходимость приема балласта, а также появилась возможность достичь водоизмещения в несколько десятков тонн.
Винт расположился в отдельном гнезде, находящемся в кормовой части. Такая конструкция не всегда способствовала улучшению движения, создавая дополнительное сопротивление. Чтобы выхлопная труба не препятствовала обустройству палубы парусами, ее делали телескопического (складного) типа. Чарльз Парсон в 1894 году создал опытный корабль «Турбиния», испытания которого доказали, что паровые суда могут отличаться быстроходностью и использоваться в пассажирских перевозках и военном оснащении. Этот «летучий голландец» показал рекордную на то время скорость - 60 км/ч.
