Створення першого пароплава
В ході закінчилася в XIX в. промислової революції були створені основні типи металообробних верстатів, отримали розвиток способи переділу чавуну в залізо і техніки отримання стали, винайдені парова турбіна і двигун внутрішнього згоряння, а також гребний гвинт і відкрита електрозварювання.
Все це, природно, не могло не позначитися на розвитку світового суднобудування. Можна сказати, що саме в XIX столітті були закладені основи для створення сучасних судів і судів-гігантів зокрема. Цей переворот в суднобудуванні був наслідком промислового перевороту, що відбувалося у всіх областях промисловості в XVIII в.
Початок цьому перевороту, як уже зазначалося вище, було покладено заміною на кораблях «вітрового двигуна» паровим. Саме застосування сили пара для руху судна - один з найважливіших факторів, що обумовили згодом створення надвеликих судів.
З точки зору кораблебудівників найбільш важливим фактором у зростанні розмірів судів, безсумнівно, стало застосування заліза. Адже використання заліза замість дерева при будівництві корпусів суден дозволило не тільки збільшити їх розміри (був перевершений рекорд довжини суперсудна кораблів середньовіччя), але і знизити їх масу.
Не менш важливим фактором у зростанні розмірів судів слід вважати, звичайно, поява гребного гвинта - найбільш надійного і простого рушія, робота якого майже не залежить від хвилювання.
Застосування стали і електрозварювання при будівництві корпусів суден призвело до подальшого зниження маси їх корпусу за рахунок майже 100% -ного і раціонального використання міцності основних зв'язків набору корпуса, що, власне, і дозволило будувати судна практично необмеженої величини.
На подальший розвиток суднобудування вплинуло створення парової турбіни - найпотужнішого з винайдених людиною двигунів для перетворення теплової енергії в механічну роботу. Адже по потужності сучасні суднові парові турбіни (до 60 тис. КВт) більш ніж в 4,5 рази перевищують найбільш потужну з коли-небудь встановлених на судні парових поршневих машин (13 тис. КВт) і в 1,5 рази - сучасний судновий дизель (37 тис. кВт).
ПОЯВА пароплав
Коли ж і де були зроблені перші спроби використання укладеної в парі енергії для руху суден, які зробили їх більш незалежними від погодних умов і поставили морські повідомлення на регулярну основу?
Фрідріх Енгельс писав: «Ймовірно, пройшло багато людей тисячоліття з часу відкриття добування вогню тертям до того, як Герон Олександрійський (близько 120 р. До н.е..) Винайшов машину, яка наводилася в обертальний рух випливають з неї водяною парою. І пройшло ще знову майже дві тисячі років, поки не була побудована перша парова машина, перше пристосування для перетворення теплоти в дійсно корисне механічний рух ».
Першим в історії техніки для практичних цілей силу пара використовував Архімед. У 215-212 рр. до н. е. римські кораблі під час облоги Сіракуз піддалися обстрілу з невідомого знаряддя - паровий гармати архітроніто, створеної вченим. Головною ж заслугою знаменитого винахідника універсального двигуна-парової машини - англійця Джеймса Ватта було застосування окремого конденсатора [в машинах англійців Томаса Севери (1705 г.) і Томаса Ньюкомена (1698 г.) пар перетворювався в конденсат в самому робочому циліндрі], що дозволив збільшити ККД машини в 2,7 рази!
Одна з ранніх зареєстрованих вдалих спроб застосування механічної сили для руху суден відбулася в 1783 р в Ліоні у Франції. Баржеподобное судно довжиною 45 м, обладнане горизонтальної паровою машиною, приводила в рух бортові гребні колеса, виявилося здатним пересуватися, і, що важливо, проти течії Рони. Це судно було вдало названо «Піроскаф» (від грец. «Пірос» - вогонь і «скафос» - судно), винахідник і проектант цього судна Клод Жоффруа д'Аббан визнаний ініціатором застосування сили пара для руху суден.
Досить численні спроби використання механічної сили на судах були зроблені в США. У 1784 р Джеймс Рамсей відчував на р. Потомак парову човен завдовжки 24,4 м з водометним рушієм, у якого сила, рушійна човен, створювалася виштовхується з нього струменем води. Досліди Рамсея виявилися не дуже вдалими.
Американський Стімбот «Експеримент», який відкрив в 1787г. перше в світі регулярне пароплавне повідомлення
Більший успіх випав на долю Джона Фітч. У 1787 р його третя парова човен «Експеримент» рухалася вже зі швидкістю 6,5 уз, але на ній було встановлено. весловий рушій. Одноциліндрова машина з діаметром циліндра 55 см і вогнетрубні паровий котел приводили в рух три весла в кормі, виконані у формі «качиної лапи», які забезпечували судну довжиною 18 м стерпне швидкість. Човен довгий час робила регулярні рейси по р. Делавер від Філадельфії вниз за течією до Уилмингтона і вгору -до Трентона, але мало хто наважувався здійснювати подорожі на ній.
У тому, що на човні використовувався «перевірений» весловий рушій, немає нічого незвичайного. Рушій такого типу застосовувався вже багато тисяч років. В Англії, іменували себе тоді «нацією мореплавців», перший пароплав з'явився в 1788 р Це Двухкорпусное судно з двома гребними колесами між ними було дітищем Патрика Міллера і Вільяма Саймингтона. Судно плавало по шотландському оз. Даллвінгтону зі швидкістю 5 уз. Парова машина його збереглася і знаходиться в лондонському Музеї науки.
Не добившись успіху у себе на батьківщині, Дж. Рамсей переїжджає в Англію, де в 1792 р будує парову човен «Колумбія Мейд». Як рушія на ній знову використаний водомет. Човен могла розвивати швидкість 4 уз.
Щоб закінчити розповідь про створення надійного пароплава, «серцем» якого є парова машина, доведеться трохи ваглянуть в початок XIX в.
У 1802 р в Англії був побудований пароплав «Шарлотта Дандас» довжиною 17 м, потужністю 12 л. с.- перший буксир і перше судно з кормовим гребним колесом. Новинкою була встановлена на ньому парова машина прямої дії, т. Е. З прямою передачею від штока до колінчастого валу без проміжного балансира. Цей буксир, який плавав по каналу Фертоф-Клайд, побудував англієць Вільям Саймінгтон. Відомо, що на ньому побував став згодом знаменитим американець Роберт Фултон, який багато зробив для офіційного визнання парового судноплавства.
Зауважимо, що перше в світі регулярне залізничне сполучення відкрилося в Англії через 18 років після початку регулярних рейсів пароплава Фултона.,
Але заслуги Фултона значно вище, ніж створення першого в історії суднобудування комерційно вигідного пароплава. Адже він, як тепер відомо, першим знайшов спосіб взаємної ув'язки корпусу, машини і гребних коліс, т. Е. Зробив винахід, якого настійно вимагало промисловий розвиток і яке в свою чергу вимагало вміння точно обчислювати силу опору майбутнього, ще не існуючого, судна. Так до Фултона питання про практичне розрахунку гідродинамічного опору не ставив ніхто!
У перші роки пароплавні рейси були, по суті, досвідченими. І лише в 1838 р майже через півстоліття після створення Фітч свого судна, англійська колісний пароплав під назвою «Сіріус» довжиною 63,4 м, потужністю 320 л. с. з 40 пасажирами перетнув Атлантичний океан при безперервної (зауважте, безперервної) роботі парової машини. Це стало можливим після винаходу в 1834 р поверхневого конденсатора (в якому охолоджуюча відпрацьована пара забортної вода не змішувалася з ним, як було раніше), що виключив необхідність періодичного (через кожні три-чотири дні) гасіння топок для чищення котлів від накипу, природно, з зупинкою машин. В той же день в той же порт і під тим же прапором прибув вийшов з Англії кількома днями пізніше колісний пароплав «Грейт Вестерн» - перше парове судно для регулярних плавань через Атлантику.
Американський торговий пароплав «Нора Рівер Стімбоут оф Клермон»
Ці рейси показали переваги парової сили. Витіснення вітрильників навіть з далеких ліній почалося в 1881 році після 42-добового рейсу пароплава «Абердін» з Англії до Австралії з однієї тільки зупинкою для прийому вугілля. На ньому були встановлені високоекономічними парова машина потрійного розширення і котли високого тиску. Через п'ять років після цього рейсу загальний тоннаж існуючих в світі пароплавів зрівнявся з тоннажем вітрильників. І незабаром всю земну кулю був оперезаний пароплавними лініями.
Хотілося б згадати і про тих, хто дожив до наших днів парових судах. Ветераном серед плаваючих досі первістків пароходостроенія вважається колісний «Скібландер», що здійснює з 1856 р (!) Регулярні рейси по норвезькому оз. Мьеса, що в 50 милях на північ від Осло. Цей пароплав (йому вже 129 років) пройшов всього два капітальні ремонти.
Отже, на зміну веслових і вітрильних суден прийшли пароплави. «Стовпи вогню вночі та стовпи диму днем», як називав їх Г. Лонгфелло, вели тепер мандрівників по морях.