А нижняя часть штока заканчивается поперечиной с ползуном. Ползун скользит вверх и вниз по шлифованным поверхностям параллелей, укрепленных на колонне машины. Параллели для движения поршня - это все равно что рельсы для трамвайного вагона. Они предохраняют шток от искривления.
Поперечина соединена со следующей тягой, которую называют шатуном.
Шатун устроен так, что его верхняя часть ходит вверх и вниз вместе с ползуном и штоком, а нижняя часть вращает, словно нога велосипедную педаль, одно из колен коленчатого вала машины.
Таким образом, прямолинейно-возвратное движение поршня в цилиндре преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. И что интересно, вращение коленчатого вала при помощи особого передаточного механизма- эксцентрика - производит попеременный впуск пара то в верхнюю, то в нижнюю полость каждого цилиндра через специальную золотниковую коробку, расположенную рядом с цилиндром. Здесь мы имеем обратное явление: вращательное
Движение вала преобразуется эксцентриками в прямолинейновозвратное движение задвижек коробки, называемых золотниками.
Золотники открывают окна то в верхней, то в нижней полости цилиндра, впуская туда пар. Пар от котла подводится по трубе через золотниковые коробки в цилиндр высокого давления, затем, последовательно, в цилиндры среднего и низкого давления, а из цилиндра низкого давления он уже отводится в конденсатор. Коленчатый вал машины соединен с целой линией валов. Эта линия тянется по специальному тоннелю иногда через несколько отделений парохода и заканчивается гребным валом, выходящим из кормовой части судна наружу. На этот вал насаживается гребной винт. Так движение поршней цилиндров заставляет вращаться коленчатый вал машин, судовой валопровод и гребной винт.
У первых пароходов гребных винтов еще не было. Были гребные колеса. Колеса удобны на реке, где мелко и нет больших волн. И сейчас еще много речных пароходов с колесами. На море с гребными колесами - просто беда, особенно когда разгуляются волны. Вот пароход кренится на правый борт. Колесо этого борта глубоко зарывается в воду, а левое обнажается. В этот момент работа левого колеса бесполезна. Оно хлопает лопастями в воздухе, а пользы для парохода никакой нет. Перевалится пароход на левый борт, правое колесо вращается впустую. А если так, то и машина работает неравномерно. Одно колесо перенапрягается, другое действует вхолостую. От такой работы части машин быстро изнашивались, выхолили из строя, а лопасти колес ломались.
Так было до тех пор, пока на пароходе не установили винт. Полезное действие винта было известно еще в глубокой древности. В те времена его использовали для выкачивания воды. Рассказывают, что еще в 1630 году из Китая в Европу привезли модель винта, предназначенного для движения судна. Но в эпоху парусного флота еще не было машин, которые могли бы вращать такой винт.
И только с появлением механического двигателя начали создавать и применять все более удачные конструкции гребных винтов. Очень интересный винт предложил чешский изобретатель йосеф Рессель в 1827 году. Его винт в США и Австрии признали вполне пригодным для движения паро-хода. За создание гребного винта Ресселю даже поставили памятник в Вене и Нью-Йорке.
Необычайный случай произошел с другим изобретателем- англичанином Смитом: он испытывал в 1836 году судно, имевшее длинный деревянный винт Архимеда. При случайной аварии часть винта обломали, но судно пошло гораздо быстрее. Оказывается, винт получил более выгодную форму.
В нашей стране первым винтовым пароходом был фрегат «Архимед», построенный в 1848 году.
Соперничество винта с колесом тянулось долго. А иногда приходилось ставить и винт и колесо одновременно. Так на построенном в шестидесятых годах гигантском судне «Грейт-Истерн» (оно имело около 200 метров длины) строители взгромоздили и колеса (диаметром по 17 метров!), и винт (весом около 36 тонн), да еще шесть мачт с парусами!
В 1842 году, чтобы окончательно решить, какой движитель лучше, сделали так: взяли два совершенно одинаковых фрегата с одинаковыми машинами (по 200 сил), но один сделали винтовым, а другой - колесным. Потом установили их кормой друг к другу, соединили крепкими цепями и дали полный вперед обоим кораблям.
Винтовой перетянул и поволок соперника со скоростью
2,5 узла.
Гребной винт и гребные колеса называют движителями судна. Кстати сказать, многие путают двигатель с движителем. Считают, что это одно и то же. На самом деле эти понятия разные. Двигатель - это машина, создающая необходимую для движения судна силу. Но сама по себе такая сила не может двигать судно. Требуется дополнительное приспособление, с помощью которого сила машины будет воздействовать на воду, отталкивать судно от нее. Это приспособление и есть движитель. Встречается много разных типов движителей. Но
самым распространенным является пока гребной винт. Он состоит из трех или четырех лопастей и общей втулки - ступицы, которая насаживается на гребной вал. Суда чаще всего имеют один - два гребных винта и столько же машин.
Как же работает гребной винт?
У колесного парохода видно, чем и как он гребет. У него по бортам колеса, насаженные на вал машины, идущий поперек судна. Лопастями своих колес пароход загребает воду, будто веслами. А у винтового вы видите за кормой только мощный поток бурлящей воды. Это гребной винт, сидящий глубоко в воде, вращаясь, ввинчивается в нее, с силой отталкивает воду назад, а судно движет вперед. Эта сила - упор винта, через специальный упорный подшипник на валу, передается всему пароходу.
Очень много значат для нормальной работы гребного винта правильно подобранные размеры и форма его лопастей. Вот какой случай произошел с нашим выдающимся кораблестроителем - академиком А. Н. Крыловым. Однажды он плыл на новом английском судне. Капитан этого судна был мрачен и очень неохотно отвечал на все вопросы Крылова.
Видимо, он чем-то был недоволен. В конце концов удалось выяснить причину плохого настроения капитана. Оказывается, его раздражала малая скорость парохода.
Гребной винт состоит из трех - четырех лопастей и ступицы
Катер вошел в самую гущу затора
«Вы понимаете, - сердито говорил капитан, - как это неприятно: идти со скоростью черепахи на судне, которое по всем своим данным должно быть быстроходным. В чем здесь дело, ума не приложу». Крылов сочувственно слушал капитана. Ему была понятна печаль старого моряка. И он решил помочь ему. Когда пароход пришел в Англию, Крылов направился в контору общества, которому
принадлежало судно, и увидел там модель злосчастного парохода. Модель в точности воспроизводила все устройство судна, но, конечно, с уменьшением (в 100 раз). Крылову сразу же бросилось в глаза, что у парохода винт непомерно велик. Он порекомендовал владельцу судна обрезать каждую лопасть винта на 200 миллиметров. Судовладелец послушался и потом не раскаивался в том, что доверился русскому ученому. Стоило уменьшить лопасти винта, и пароход стал давать скорость на несколько узлов больше. Оказывается, диаметр винта был подобран неправильно.
Как вы могли так искусно определить болезнь моего судна? - спросил изумленный судовладелец.
Я тридцать два года читаю «Теорию корабля» в Морской Академии в Ленинграде! - просто ответил Крылов.
Конструкторы много трудятся над тем, чтобы улучшить работу винта и этим увеличить скорость парохода без повышения мощности двигателя. Они пытаются создать и такие суда, где можно обойтись вообще без гребных винтов, колес и даже без рулей.
Вот какую картину можно было наблюдать однажды на реке Ман, южнее Красноярска. Тишину реки нарушил рокот мотора. Из-за поворота показался небольшой катер. Неожиданно ему преградило дорогу препятствие - нагромождение бревен. Но катер не остановился и не свернул. Подминая с полного хода под себя бревна, он вошел в самую гущу затора. При таких условиях плавания у любого судна обязательно бы разлетелся вдребезги винт и он потерял бы всякую возможность двигаться и управляться. Но в том-то и дело, что у катера винта не было. Не было у него и машины с валами и руля. Вместо всего этого катер имел только мощный насос.
Этот насос через приемные отверстия в днище втягивает
воду, а затем с огромной силой выталкивает ее через корму, а катер получает движение вперед. Такая установка называется водометной или реактивной.
Конструкторы создают и такие устройства, которые помогают небольшим винтовым судам развивать необычайно высокую скорость.
К таким устройствам относятся, например, подводные крылья. На заводе «Красное Сормово» в Горьком уже построен катер «Ракета». У него под корпусом два несущих крыла. На малой скорости хода такой катер движется как обычное судно. Но вот скорость катера увеличивается до 30 километров в час. Большей скорости из этого винта, казалось бы, выжать нельзя. Но тут и вступают в действие подводные крылья. Они, как крылья самолета, создают подъемную силу и выталкивают корпус катера из воды. Он как бы повисает над поверхностью воды. Погруженными в воду остаются только крылья, гребной винт и руль.
Благодаря этому сопротивление воды движению катера резко уменьшается, а скорость его увеличивается со сказочной быстротой: шестьдесят... восемьдесят... сто километров в час. Стремительно проносится катер вдоль живописных берегов.
Началом применения паровых двигателей "на воде" был 1707 год, когда французский физик Дени Папен сконструировал первую 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.
"Клермонт"
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.
Речной пароход США (1810-1830гг.)
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.
Первое паровое судно Европы "Comet" 1812г.
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.
Российский пароход завода Берда.
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.
Крупный сибирский золотопромышленник Мясников,. получивший привилегию на организацию пароходства по оз. Байкал и рекам Оби, Тоболу, Иртышу, Енисею, Лене и их притокам, в марте 1843г. спустил на воду пароход “Император Николай I” мощностью 32 л. с., который в 1844 г. был выведен на Байкал. Вслед за ним был заложен и в 1844 г. закончен постройкой второй пароход мощностью 50 л. с., получивший название “Наследник Цесаревич”, который также был переведен на оз. Байкал, где оба парохода и использовались на перевозках.
В 40-50-е годы 19века
пароходы стали регулярно ходить по Неве, Волге, Днепру и другим рекам. К 1850 г. в России было около 100 пароходов.
В 1819 американское парусное почтовое судно "Саванна", дооборудованное паровой машиной и съемными бортовыми колесами вышло из г. Саванна США на Ливерпуль и совершило переход через Атлантику за 24 дня. В качестве двигателя на "Саванне" использовалась одноцилиндровая паровая машина низкого давления, простого действия. Мощность машины составляла 72 л.с., скорость при работе двигателя - 6 узлов (9 км/час). Двигателем пароход ьпользовался не более 85 часов и только в пределах прибрежной зоны.
"Саванна"
Рейс "Саванны" проводился для оценки необходимых запасов топлива на океанских маршрутах, т.к. сторонники парусного флота утверждали, что ни один пароход не сможет вместить достаточно количество угля для перехода через Атлантику. После возвращения судна в Соединенные Штаты паровой двигатель был демонтирован, а судно до 1822 г. использовалось на линии Нью-Йорк - Саванна
В 1825 г. английский колесный пароход "Энтерпрайз", используя паруса при попутном ветре, выполнил рейс к Индии.
Самый большой колесный пароход в истории флота "Великий восток"
Первый рейс вокруг Европы совершил в 1830-1831 гг. небольшой русский пароход "Нева". Выйдя 17 августа 1830 года из Кронштадта, "Нева" прибыла в Одессу 4 марта 1831 г., затратив на рейс 199 суток. Длительность рейса объяснялась продолжительными стоянками в портах из-за сильных зимних штормов.
Легендарный гигант "Титаник":
В котельных помещениях судна было установлено 29 паровых котлов - каждый весом в 100 тонн, которые разогревались жаром 162 топок. Угольные печи разогревали воду в котлах, чтобы получить пар. Затем пар подавался на поршневые двигатели. Как только пар попадал в один из четырех цилиндров двигателя, вырабатывалось необходимое усилие для вращения одного из гребных винтов. Лишний или потеряный пар конденсировался в испарителях и полученная вода могла быть возвращена в котлы для повторного нагревания. Изменение количества пара, поданного надвигатели управляло скоростью судна. Дым от топок и выхлопы двигателей выбрасывались через 3 первых трубы. Четвертая труба была фальшивой и использовалась для вентиляции. На "Титанике" все соответствовало последнему слову техники того времени.
Первый военный пароход был построен в США по проекту Р. Фултона в 1815г. Он предназначался для охраны акватории Нью-Йоркского порта и представлял из себя батарейный катемаран. Военные моряки называли его паровым фрегатом, однако Р. Фултон предпочитал называть его паровой батареей и дал ему имя "Demologos" ("Глас народа"). В 1829 г. пароход взорвался на рейде Нью-Йорка из-за неосторожного обращения матросов с огнем. В России первый пароходофрегат "Богатырь", ставший предтечей крейсеров, был построен в 1836 г.
Колесный пароходофрегат "Тамань" 1849г.
Лучшие образцы паровых машин 1870-х годов, предназначенных для нужд военно-морского флота, весили около 20 кг/л.с, а братьям Хересгофф в США удалось создать двигатель мощностью 4 л.с, вес которого вместе с котлом составлял всего 22,65 кг.
Применение паровой машины на подводной лодке откладывалось в течение многих лет. Главной проблемой была подача воздуха для сжигания топлива в топке парового котла при нахождении лодки в подводном положении, т.к. при работе машины расходовалось топливо и изменялась масса подводной лодки, а она должна быть постоянно готовой к погружению. Несмотря на препятствия в истории изобретательства подводных кораблей было много попыток построить подводную лодку, снабженную паровым двигателем.
Проект подводной лодки с паровой машиной первым разработал в 1795 г. французский революционер Арман Мезьер, но ему не удалось осуществить его.
В 1815 году Роберт Фултон
построил в Нью-Йорке большое подводное судно,
снабженное мощной паровой турбиной,
длиной восемьдесят футов и шириной двадцать два фута с экипажем в 100 человек. Однако Фултон умер до того, как "Mute" был спущен на воду, и эта подводная лодка пошла на слом.
Построить подводный корабль
удалось в 1846 г. соотечественнику Армана Мезьера доктору Просперу Пейерну
. В подлодке, названной "Гидростатом"
, пар к машине поступал от котла, в герметически закрытой топке которого сжигались специально приготовленное топливо - спрессованные брикеты селитры с углем, при горении выделявшие необходимый для горения кислород. Одновременно в топку подавалась вода. Водяной пар и продукты сгорания топлива направлялись в паровую машину, откуда, совершив работу, отводились за борт через невозвратный клапан. Однако и этот проект оказался неудачным.
Неудача Пейерна не отпугнула последователей. Уже в 1851 г. американец Лоднер Филиппс построил ПЛ с паровой машинной установкой. Но довести дело до конца изобретатель не успел. При одном из погружений на озере Эри ПЛ превысила допустимую глубину и была раздавлена, похоронив на дне озера экипаж вместе с Филиппсом.
Летом 1866 г. была создана подводная лодка талантливого русского изобретателя И. Ф. Александровского. Она испытывалась в течение нескольких лет в Кронштадте. Было вынесено решение о ее непригодности ее для военных целей и нецелесообразности проведения дальнейших работ по устранению недостатков.
Другие страницы по теме « Паровые двигатели »
11 февраля 1809 года американец Роберт Фултон запатентовал свое изобретение – первый корабль на паровой тяге. Вскоре пароходы пришли на смену парусным судам и были главным водным транспортом до середины XX века. Вот 10 самых известных пароходов
Пароход «Клермонт»
«Клермонт» стал первым официально запатентованным судном на паровой тяге в истории кораблестроения. Американец Роберт Фултон, узнав о том, что французский инженер Жак Перье удачно провел испытания первого корабля с паровым двигателем на Сене , решил воплотить эту идею в жизнь. В 1907 году Фултон удивил нью-йоркскую публику, спустив на воду Гудзона корабль с большой трубой и огромными гребными колесами. Зеваки были немало удивлены, что это творение инженерной мысли Фултона вообще смогло сдвинуться с места. Но «Клермонт» не только пошел по Гудзону, но и смог двигаться против течения без помощи ветра и парусов. Фултон получил патент на свое изобретение и в течение нескольких лет усовершенствовал теплоход и организовал постоянные речные рейсы на «Клермонте» по реке Гудзон от Нью-Йорка до Олбани. Скорость первого парохода была 9 км/ч.
Пароход "Клермонт"
Первый русский пароход «Елизавета»
Пароход «Елизавета», построенный для России шотландским механиком Чарльзом Бердом, вступил в строй в 1815 г. Корпус судна был деревянным. Металлическая труба диаметром около 30 см и высотой 7,6 м при попутном ветре служила вместо мачты для постановки парусов. Пароход мощностью 16 лошадиных сил имел 2 гребных колеса. Свой первый рейс пароход совершил 3 ноября 1815 года от Санкт-Петербурга до Кронштадта . Чтобы испытать скорость парохода, командир порта приказал состязаться с ним своему лучшему гребному катеру. Поскольку скорость «Елизаветы» достигала 10,7 км/ч, гребцам, усиленно налегавшим на весла, удавалось порой обогнать пароход. Кстати, русское слово «пароход» ввел в обиход морской офицер П. И. Рикорд, участник этого плавания. В дальнейшем пароход использовался для перевозки пассажиров и буксировки барж в Кронштадт. А к 1820 году русский флот насчитывал уже около 15 пароходов, к 1835 - около 52.
Первый русский пароход "Елизавета"
Пароход «Саванна»
Пароход «Саванна» стал первым пароходом, который в 1819 году пересек Атлантический океан. Он совершил рейс из американского города Саванна в английский Ливерпуль за 29 дней. Надо отметить, что почти весь путь пароход шел под парусами, и только когда стихал ветер, включали паровую машину, чтобы судно могло двигаться и в штиль. В начале эры пароходостроения на судах, совершавших далекие рейсы, оставляли паруса. Моряки полностью еще не доверяли силе пара : был велик риск, что паровой двигатель сломается посередине океана или до порта назначения не хватит топлива.
Пароход "Саванна"
Пароход «Сириус»
Отказаться от использования парусов рискнули только через 19 лет после трансатлантического рейса «Саванны». Колесный пароход «Сириус » вышел с 40 пассажирами из английского порта Корк 4 апреля 1838 года и достиг Нью-Йорка через 18 дней и 10 часов. «Сириус» впервые пересек Атлантический океан, не поднимая парусов, только при помощи парового двигателя. Этот корабль открыл постоянную коммерческую пароходную линию через Атлантику. «Сириус» двигался со скоростью 15 км/ч и расходовал чудовищно большое количество топлива – 1 тонну в час. Корабль был перегружен углем - 450 тонн. Но даже этого запаса для рейса не хватило. «Сириус» с грехом пополам добрался до Нью-Йорка. Чтобы судно продолжало двигаться, в топку пришлось бросать корабельные снасти, мачты, деревянный настил мостиков, поручни и даже мебель.
Пароход "Сириус"
Пароход «Архимед»
Один из первых паровых пароходов с винтом построил английский изобретатель Френсис Смит. Англичанин решил использовать открытие древнегреческого ученого Архимеда, которое было известно уже тысячу лет, но использовалось только для подачи воды при орошении, - винт. У Смита возникла идея использовать его для движения судна. Первый пароход под названием «Архимед» был построен в 1838 году. Он перемещался при помощи винта диаметром 2,1 м, на который работали две паровые машины мощностью 45 лошадиных сил каждая. Судно имело грузоподъемность 237 тонн. «Архимед» развивал максимальную скорость около 18 км/ч. Дальних рейсов «Архимед» не совершал. Пройдя успешные испытания на Темзе , корабль продолжил работать на внутренних каботажных линиях.
Первый винтовой пароход "Стоктон", пересекший Атлантику
Пароход «Стоктон»
«Стоктон» стал первым винтовым пароходом, совершившим плавание через Атлантический океан из Великобритании в Америку . История его изобретателя, шведа Джона Эриксона, весьма драматична. Он решил применить винт для движения парового судна одновременно с англичанином Смитом. Свое изобретение Эриксон решил продать военному флоту Великобритании, для чего на свои деньги построил винтовой пароход. Военное ведомство не оценило новшества шведа, Эриксон оказался в тюрьме за долги. Спасли изобретателя американцы, которых очень заинтересовало маневренное паровое судно, у которого двигательный механизм был спрятан ниже ватерлинии, а труба могла опускаться. Именно таким был пароход «Стоктон» силой в 70 лошадиных сил, который Эриксон построил для американцев, а назвал в честь своего нового друга, морского офицера. На своем пароходе в 1838 году Эриксон навсегда уехал в Америку, где получил славу великого инженера и разбогател.
Пароход «Амазонка»
В 1951 году газеты называли корабль «Амазонка» самым большим деревянным пароходом, когда-либо построенным в Британии . Этот пассажирский транспорт класса «люкс» мог поднять на борт более 2000 тонн и был снабжен паровой машиной мощностью 80 лошадиных сил. Хотя уже 10 лет с верфей сходили пароходы из металла, англичане построили своего гиганта из дерева, потому что консервативное британское адмиралтейство с предубеждением относилось к новшествам. 2 января 1852 года «Амазонка» с командой 110 лучших британских моряков отплыла в Вест-Индию , приняв на борт 50 пассажиров (в том числе лорда Адмиралтейства). В начале пути судно атаковал сильный и продолжительный шторм, чтобы продолжать двигаться дальше, пришлось запустить паровой двигатель на полную мощность. Машина с перегревшимися подшипниками работала без остановки 36 часов. И 4 января офицер, стоявший на вахте, увидел, что из люка машинного отделения вырываются языки пламени. Уже через 10 минут пожар охватил палубу. Потушить огонь в штормовой ветер не удавалось. «Амазонка» продолжала двигаться по волнам со скоростью 24 км/час, и спустить на воду спасательные шлюпки не было возможности. Пассажиры метались в панике по палубе. Только когда паровой котел выработал всю воду, людей удалось посадить в спасательные баркасы. Через некоторое время уплывшие в спасательных шлюпках услышали взрывы – это взорвался порох, хранившийся в трюмах «Амазонки», и корабль пошел ко дну вместе с капитаном и частью команды. Из 162 человек, которые вышли в плавание, спаслись только 58. Из них семеро умерли на берегу, а 11 человек сошли с ума от пережитого. Гибель «Амазонки» стала жестоким уроком для лордов Адмиралтейства, которые не хотели признавать, какую опасность таило в себе совмещение деревянного корпуса корабля с паровой машиной.
Пароход "Амазонка"
Пароход «Великий Восток»
Пароход «Великий Восток» - предшественник «Титаника». Этот стальной гигант, сошедший на воду в 1860 году, был 210 метров в длину и на протяжении сорока лет считался самым большим кораблем в мире. «Великий Восток» был оснащен и гребными колесами, и гребными винтами. Корабль стал последним шедевром одного из известных инженеров XIX века Изамбарда Кингдома Брюнеля. Огромное судно строилось, чтобы перевозить пассажиров из Англии в далекие Индию и Австралию , не заходя в порты для заправки топливом. Брюнель задумал свое детище,как самое безопасное судно в мире - «Великий Восток» имел двойной корпус, предохранявший его от затопления. Когда в свое время корабль получил пробоину большую, чем «Титаник», он не только остался на плаву, но смог продолжить рейс. Технология строительства таких больших судов в то время еще не была отработана, и сооружение «Великого Востока» было омрачено многими смертями рабочих, трудившихся в доке. Плавучий колосс спускали на воду целых два месяца – ломались лебедки, несколько рабочих получили травмы. Катастрофа произошла и при запуске двигателя – взорвался паровой котел, обварив кипятком несколько человек. Инженер Брюнель скончался, узнав об этом. Получивший дурную славу еще до схода на воду, «Великий Восток», рассчитанный на 4000 человек, отправился в свой первый рейс 17 июня 1860 года всего с 43 пассажирами и 418 членами экипажа на борту. И в дальнейшем желающих плыть через океан на «невезучем» судне было мало. В 1888 году судно решили разобрать на металлолом.
Пароход "Великий Восток"
Пароход «Великобритания»
Первый винтовой пароход с металлическим корпусом «Великобритания» сошел со стапелей 19 июля 1943 года. Его конструктору,Изомбарду Брюнелю удалось первым объединить последние достижения на одном большом корабле. Брюнель поставил задачу превратить длительные и опасные трансатлантические пассажирские перевозки в быстрые и роскошные морские путешествия. Огромные паровые двигатели парохода «Великобритания» потребляли 70 тонн угля в час, выдавали мощность 686 лошадиных сил и занимали три палубы. Сразу после спуска на воду пароход стал самым большим железным судном в мире с гребным винтом, положив начало эры паровых лайнеров. Но и на этом металлическом гиганте на всякий случай стояли паруса. 26 июля 1845 года пароход «Великобритания» отправился в свой первый рейс через Атлантику с 60 пассажирами на борту и 600 тоннами груза. Пароход двигался со скоростью примерно 17 км/ч и через 14 суток и 21 час зашел в порт Нью-Йорка. Через три года успешных рейсов «Великобританию» постигла неудача. 22 сентября 1846 года пароход, пересекая Ирландское море, оказался в опасной близости от берега, и начавшийся прилив вынес судно на сушу. Катастрофы не случилось - когда наступил отлив, пассажиров спустили с борта на землю и развезли в экипажах. Через год «Великобританию» выручили из плена, прорыв канал, и судно снова стало на воду.
Огромный трансатлантический паровой лайнер "Титаник", унесший жизни более тысячи пассажиров
Пароход «Титаник»
Печально известный «Титаник» был крупнейшим пассажирским лайнером в мире на момент своей постройки. Этот пароход-город весил 46 000 тонн и был длиной 880 футов. Кроме кают, на суперлайнере имелись гимнастические залы, бассейны, восточные бани и кафе. Отчаливший от английского берега 12 апреля «Титаник» мог вместить до 3000 пассажиров и около 800 человек команды и передвигался с максимальной скоростью 42 км/час. В роковую ночь с 14 на 15 апреля, столкновения с айсбергом, «Титаник» шел именно на такой скорости - капитан пытался побить мировой рекорд океанских пароходов. Во время кораблекрушения на борту было 1309 пассажиров и 898 членов экипажа. Спаслись только 712 человек, 1495 погибли. Спасательных шлюпок на всех не хватило, большинство пассажиров оставалось на корабле без надежды на спасение. 15 апреля в 2 часа 20 минут гигантский пассажирский корабль, совершавший свой первый рейс, затонул. Оставшихся в живых подобрало судно «Карпатия». Но и на нем не все спасенные были доставлены в Нью-Йорк живыми и здоровыми – часть пассажиров «Титаника» умерли в пути, некоторые лишились рассудка.
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.
Особенности
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.
Кто изобрел первый пароход?
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.
История
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.
Где был испытан первый пароход?
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.
Американские проекты
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.
«Шарлота Дантес»
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.
Реальные модели
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».
Нюансы
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.
Модернизация
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.
В завершение
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.
Нагреваемыми путём сжигания органического топлива (уголь, мазут), для производства пара.
В 1736 году английский изобретатель Джонатан Халл предложил буксир с установленым двигателем .
Кроме этого рисунка я ничего не нашёл.
В 1783 году , маркиз Claude François Dorothée de Jouffroy d"Abbans построил экспериментальный колёсный пароход «Pyroscaphe».
После пятнадцатиминутного плавания, лодка утонула.
В 1785 году , американский изобретатель Джон Фитч построил паровую вёсельную лодку.
Позже, он начал осуществлять регулярные коммерческие перевозки по реке Делавэр, между Филадельфией и Берлингтоном.
Модель лодки Фитча «Perseverance». Deutsches Technikmuseum Berlin
В 1801 году , шотландский инженер и изобретатель Уильям Симинтон запатентовал , и заручившись поддержкой Лорда Дандаса , построил пароход «Charlotte Dundas».
Наиболее известным пароходостроителем, был американский инженер и изобретатель .
Так же ему принадлежит проект одной из первых подводных лодок.
О Фултоне
Роберт Фултон родился 14 ноября 1765 года в городке Литтл-Бритн (Little Britain) графства Ланкастер, штат Пенсильвания, США. Его отец был ирландцем, а мать - родом из Шотландии, они занимались фермерством. Когда ребёнку было всего три года, отец умер, и мать с детьми переехали в Ланкастер, продав ферму. В школе юный Роберт не блистал успехами, предпочитая проводить свободное время в местных оружейных мастерских, занимаясь рисованием, черчением и изготовлением фейерверков. В возрасте 12 лет Роберт увлёкся паровыми двигателями, а уже в 14 лет - успешно испытал свою лодку, оснащённую колёсным движителем на ручном приводе.
С 17 лет Фултон жил в Филадельфии, работая поначалу помощником ювелира, а затем - художником и чертёжником. В 1786 году, в возрасте 21 года, то есть по достижении совершеннолетия, Фултон, воспользовавшись советом Бенджамина Франклина, уехал в Англию, где изучал искусство рисовальщика и архитектуру у знаменитого Бенджамина Уэста.
В 1797 году Фултон переехал во Францию. Здесь он экспериментировал с торпедами, а в 1800 году представил Наполеону I практическую модель подводной лодки «Наутилус - 1».
«Наутилус - 3» проект 1806 года.
Видимо, благодоря этой конструкции, подводная лодка называется «лодкой».
Лодка была испытана в гавани Гавра, она прошла под водой 460 метров на глубине 7,6 м.
Проект остался невостребованным, в результате чего Фултон посвятил свою дальнейшую деятельность строительству пароходов.
В этом же 1800 году, Фултон начал эксперименты с паровыми двигателями и через три года построил паровое судно длиной 20 м и шириной 2.4 м. В ходе испытаний на реке Сена, пароход разогнался до 3-х узлов (узел = 1 морская миля = 1.8 км) против течения.
Воодушевленный успехом, Фултон заказал более мощный паровой двигатель в фирме . В 1806 году двигатель был доставлен в Нью-Йорк, куда переехал и Фултон, чтобы руководить постройкой судна.
В первое плавание пароход вышел 17 августа 1807 года. Фултон назвал его «North River Steamboat», но познее его стали называть «Cleremont».
Проход перевозил пасажиров между городом Нью-Йорк и столицей штата Нью-Йорк - городом Олбани.
Фултон запатентовал свой пароход 11 февраля 1809 года и в последующие годы построил ещё несколько паровых судов.
После этого, паровые машины начали широко использовать в судостроениии.
В 1811 году , Джон Стивенс построил паровой паром, курсирующий между Хобокеном и Нью-Йорком.
В 1812 году , шотландский инженер Генри Белл построил паровой катер «Comet».
Судно получило своё название в честь «Большой кометы 1811 года» .
Реплика. Порт Глазго.
В 1825 году Белл построил второй пароход «Comet II», который тоже утонул. Погибли 62 человека.
Первый русский пароход «Елизавета», был построен на заводе Чарльза Берда в 1815 году . Он совершал рейсы между Санкт-Петербургом и Кронштадтом.
В 1819 году американское парусное почтовое судно «Саванна», дооборудованное паровой машиной и съемными бортовыми колесами вышло из г. Саванна (США) в Ливерпуль и совершило переход через Атлантику за 24 дня. Большую часть пути оно прошло под парусами.
Из Ливерпуля корабль продолжил своё историческое путешествие, направившись в Стокгольм, а затем Санкт-Петербург.
5 ноября 1821 года пароход «Саванна» потерпел кораблекрушение близ острова Лонг-Айленд. Почти три десятилетия после этого ни один построенный в США пароход не пересекал Атлантику.
Первым кораблем, прошедшим по этому маршруту исключительно на пару, считается «Sirius», он совершившил трансатлантический переход из ирландского города Корк в Нью-Йорк в 1938 году.
До 1839 года строились колёсные пароходы, а первым винтовым паровым судном стал «Archimedes», построенный английским изобретателем