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.

Попытки изобрести двигатель, который преобразовывает энергию пара в механическую работу, известны с древних времен. Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном из Александрии в первом столетии. Первым применённым на производстве паровым двигателем была «пожарная установка», сконструированная английским военным инженером Томасом Сейвери в 1698 году. Затем английский кузнец Томас Ньюкомен в 1712 году продемонстрировал свой «атмосферный двигатель». Первым применением двигателя Ньюкомена была откачка воды из глубокой шахты. Именно двигатель Ньюкомена стал первым паровым двигателем, получившим широкое практическое применение, с которым принято связывать начало промышленной революции в Англии.

Первая в России двухцилиндровая вакуумная паровая машина была спроектирована механиком И. И. Ползуновым в 1763 году и построена в 1764 году для приведения в действие воздуходувных мехов на Барнаульских Колывано-Воскресенских заводах.

В 1769 году шотландский механик Джеймс Уатт добавил к двигателю Ньюкомена ещё несколько важных деталей: поместил внутрь цилиндра поршень для выталкивания пара и преобразовал возвратно-поступательное движения поршня во вращательное движение приводного колеса. На основе этих патентов Уатт построил паровой двигатель в Бирмингеме. К 1782 году паровой двигатель Уатта оказался более чем в 3 раза производительнее машины Ньюкомена. Повышение эффективности двигателя Уатта привело к использованию энергии пара в промышленности. Кроме того, в отличие от двигателя Ньюкомена, двигатель Уатта позволил передать вращательное движение, в то время как в ранних моделях паровых машин поршень был связан с коромыслом, а не непосредственно с шатуном.

Французский изобретатель Николас-Йозеф Куньо в 1769 году продемонстрировал первое действующее самоходное паровое транспортное средство: «паровую телегу». Возможно, его изобретение можно считать первым автомобилем. Самоходный паровой трактор оказался очень полезным в качестве мобильного источника механической энергии, приводившего в движение другие сельскохозяйственные машины: молотилки, прессы и др. В 1788 году пароход, построенный Джоном Фитчем, уже осуществлял регулярное сообщение по реке Делавер между Филадельфией (штат Пенсильвания) и Берлингтоном (штат Нью-Йорк). Он поднимал на борт 30 пассажиров и шёл со скоростью 7–8 миль в час. Пароход Дж. Фитча не был коммерчески успешным, поскольку с его маршрутом конкурировала хорошая сухопутная дорога. В 1802 году шотландский инженер Уильям Симингтон построил конкурентоспособный пароход, а в 1807 году американский инженер Роберт Фултон использовал паровой двигатель Уатта для привода первого коммерчески успешного парохода. 21 февраля 1804 года на металлургическом заводе Пенидаррен в Мертир-Тидвиле в Южном Уэльсе демонстрировался первый самоходный железнодорожный паровой локомотив, построенный Ричардом Тревитиком.

Пароход Фултона

В 1813 году Фултон обратился к русскому правительству с просьбой предоставить ему привилегию на постройку изобретенного им парохода и употребление его на реках Российской империи. 10 декабря 1813 года в ответ на эту просьбу было дано такое высочайшее предписание министру внутренних дел: «Во уважение пользы, каковой можно ожидать от сего изобретения... выдать ему (то есть, Фултону – прим. Моргунова ), или поверенному от него, таковую привилегию... В случае если бы Фултон сам, или поверенный его в течение трех первых лет не успели ввести в употребление в России хотя одного судна, – данная привилегия считается недействительной». Но три льготных года прошло, однако в России пароходов Фултон не создал. В 1815 году он скончался, а в 1816 году выданная ему привилегия была аннулирована.

Для использования паровой машины в качестве судового двигателя созрели все необходимые исторические предпосылки, и в России независимо от Фултона начались самостоятельные работы в этом направлении. Велись они параллельно, но независимо и почти одновременно в Петербурге и на Урале.

Первое российское паровое судно, родоначальник первых русских пароходов (в те годы их называли на английский манер «стимботы» (паровые лодки) или «пироскафы») было построено в 1815 году на заводе Чарльза Берда – русского инженера и заводчика (бизнесмена) шотландского происхождения. Это судно под именем «Елизавета» было спущено на воду при большом стечении народа и в присутствии членов августейшей фамилии.

Пароход представлял собой копию так называемой тихвинской лодки и имел длину 18,3 метра, ширину 4,57 метра и осадку 0,61 метра. В трюме судна была установлена балансирная паровая машина Джеймса Уатта мощностью в четыре лошадиные силы и частотой вращения вала 40 оборотов в минуту.

Первый русский пароход, построенный на заводе Чарльза Берда

Модель парохода «Елизавета»

Машина приводила в действие бортовые колёса диаметром 2,4 метра и шириной 1,2 метра, имевшие по шесть лопастей. Однотопочный паровой котёл отапливался дровами. Над палубой судна возвышалась кирпичная дымовая труба (это было данью заблуждению, что трубы по аналогии с печами должны изготавливаться из кирпича). Впоследствии кирпичную трубу заменили металлической высотой 7,62 метра, которая могла нести на себе парус при попутном ветре. Скорость парохода достигала 10,7 км/час (5,8 узла).

Испытания стимбота «Елизавета» проходили при стечении народа в пруду Таврического дворца. На них корабль продемонстрировал хорошие ходовые качества.

Первый регулярный рейс первого отечественного стимбота состоялся 3 ноября 1815 года в 6 часов 55 минут. Маршрут первого рейса пролегал из Санкт-Петербурга в Кронштадт. Командир Кронштадтского порта приказывал состязаться с пароходом лучшему гребному катеру, который, не уступая в скорости, временами догонял пароход, а иногда перегонял и даже приставал к судну. В 7 часов паровой бот прошёл Петербургскую брандвахту, и в 10 часов 15 минут прибыл в Кронштадт. На преодоление пути было затрачено 3 часа 15 минут, средняя скорость составила 9,3 километра в час. Пароход, взяв на борт пассажиров, в 13 часов 15 минут отправился в Санкт-Петербург. Из-за ухудшения погоды обратный рейс занял 5 часов 22 минуты.

Путешествие это описано в статье морского офицера, в будущем адмирала Рикорда в газете «Сын Отечества» № 46 за 1815 год, где он впервые применил в печати термин «пароход», нашедший всеобщее распространение. Показав хорошие ходовые качества на испытаниях, пароход «Елизавета» стал ходить по Неве и Финскому заливу со скоростью до 5,3 узла.

После проведения успешных испытаний Чарльз Берд получил ряд выгодных правительственных заказов.

Первый пароход в Волжском бассейне появился на Каме в июне 1816 года. Его построил уже упоминавшийся Пожвинский чугунолитейный и железоделательный завод В. А. Всеволожского. Имея мощность 24 лошадиных сил, пароход совершил несколько опытных рейсов по Каме.

В 40-х годах XIX века появляются пароходы и на реках Сибири.

Чарльз Берд стал довольно успешным предпринимателем (заводчиком). Он владел речным пароходостроением по всей России, наладил пароходное сообщение между столицей и Ревелем, Ригой и другими городами. Обладание десятилетней привилегией давало ему право на монопольное строительство судов для Волги: никакое частное лицо без разрешения Берда не имело возможности строить свои пароходы или делать их на заказ. К 1820 году по рекам России уже ходили или были готовы к спуску пятнадцать пароходов, а к 1835 году в России было 52 парохода. Исключительная императорская привилегия принадлежала Берду до 1843 года: только его завод занимался строительством и эксплуатацией паровых судов в России.

Имя Берда стало символом успеха, появилась поговорка: на вопрос «Как дела?» петербуржцы отвечали: «Как у Берда, только труба пониже, да дым пожиже».

Появление первых пароходов на реках России сразу не могло изменить сложившиеся веками правила речного судоходства. Переход от сплавного судоходства и бурлацкой тяги к организации перевозок на базе новой паровой машинной техники занял почти 50 лет, на протяжении которых наряду со старыми методами судоходства развивались и отмирали переходные формы. Паровому флоту пришлось вести долгую и упорную борьбу за свое признание.

На первом этапе основными представителями парового флота являлись кабестаны, а несколько позднее туера.

Кабестан – это тип речного парохода, действовавший по принципу коноводного судна. Как и коноводное судно, кабестан подтягивал себя к завезённому вверх по течению якорю, однако в отличие от коноводного судна, шпиль кабестана вращали не лошади, а паровая машина. Для завоза якорей вверх по течению использовались два небольших пароходика, именовавшихся «забежками». Пока кабестан подтягивался к одному якорю, забежка доставляла вперёд другой; таким образом достигалась плавность движения. Средний кабестан имел около тридцати метров в длину и десять-двенадцать метров в ширину. Кабестан брал на буксир пять-шесть крупных подчалок, общая грузоподъёмность такого поезда составляла пятьсот тысяч пудов; или десять-пятнадцать барж-мокашин, такой состав имел общую грузоподъёмность в двести тысяч пудов.

В это же время и туеры переводили на паровую тягу. Паровая машина, вращая барабан, передвигала пароход по цепи. Туеры стали снабжать также гребными винтами, дающими им возможность в случае надобности передвигаться и самостоятельно, например, вниз по течению. В XIX веке на Волге и Шексне работало 14 туеров – пароходов. Постепенный рост мощности судов с гребным винтом, а также создание на Волге водохранилищ сделало туеры ненужными.

В конце XX века в составе речного флота России оставался всего один туер - дизель-электрический туер-буксир «Енисей». В течение сорока лет он трудился на Казачинском пороге одноимённой реки, проводя через пороги грузовые и пассажирские суда.

Туер «Енисей» на туерной стоянке выше Казачинского порога

Туер «Енисей» и «Плотовод-717» поднимают сухогруз и баржу в Казачинском пороге

В дальнейшем пароходы стали использоваться в качестве механической тяги для несамоходных судов, которыми в те времена было подавляющее большинство судов. То есть, пароходы использовались для буксировки грузовых и пассажирских судов. На реках и каналах большого поперечного сечения переход к применению буксирной тяги не представил больших затруднений. Сложнее обстояло дело с каналами малых размеров, с узостями на реках с быстрым течением, порогами, перекатами. Но, как уже говорилось, в таких местах использовались туеры.

Пароходы первоначально имели в качестве движителей гребные колеса с лопастями. Колеса устанавливались на горизонтальном валу по бортам судна. Понятно, что при этом увеличивались габариты судна по ширине, и требовалась большая ширина судового хода. Пробовали устанавливать гребные колеса на корме судна, но при этом увеличивалось воздействие потока воды на буксируемые суда.

В 1830 году появились колеса с поворачивающимися плицами. Сначала применялись плоские стальные плицы, а с начала XX века – вогнутые, которые улучшили работу колес, повысив их упор. Коэффициент полезного действия колес за период их развития с конца XIX по начало XX века вырос весьма значительно: с 0,30 – 0,35 до 0,70 – 0,75.

В 1681 году доктор Р. Гук впервые предложил применить винт в качестве судового движителя. Созданием теоретической базы для расчета гребных винтов занимались петербургские академики Даниил Бернулли (1752 год) и Леонард Эйлер (1764 год). До появления быстроходных паровых машин теория гребного винта являлась сугубо академической, невостребованной в судостроительной отрасли, дисциплиной.

Практическое применение гребного винта берет начало в 1829 году. Богемский инженер И. Рессель установил гребной винт на теплоходе «Циветта» водоизмещением 48 тонн. На проведенных в Триесте испытаниях судно развило скорость 6 узлов. И дальнейшие испытания судов с гребными винтами дали весьма посредственные скоростные показатели – лишь 10 узлов. Однако ошеломительный результат был получен при буксировке парусных судов по Темзе. Маленький пароход с 12-сильной машиной буксировал 140-тонную шхуну со скоростью 7 узлов, большой американский пакетбот «Торонто» (250 тонн) – со скоростью 5 узлов. В судостроении зародилось определение полезного упора движителя, который для винтов в десятки раз превышал эффективность колесного привода.

Совершенствование формы гребного винта вело к повышению эффективности его использования.

Очевидная эффективность гребного винта положила конец активному противоборству сторонников парусного и парового флотов. Год 1838 принято считать концом эры парусного флота.

На транспортных речных паровых судах гребные винты в качестве движителя в России до Великой Октябрьской социалистической революции не получили широкого распространения. Применение их сдерживалось малыми глубинами на реках, при которых этот движитель не может дать высокий КПД, более сложным ремонтом в случае поломки, непригодностью для установки в деревянных корпусах и в некоторой мере консерватизмом судовладельцев.

Таким образом, в ходе технического прогресса совершенствовались все элементы парохода. Это выразилось в улучшении формы и обводов корпуса с одновременным уменьшением его массы и усилением прочности; в повышении КПД движителей, в частности за счет применения гребных колес с поворотными плицами; в повышении давления пара в котлах и главным образом в улучшении конструкции паровой машины.

По своему назначению пароходы в основном делились на буксирные, пассажирские и грузовые. Причем эти назначения в XIX веке не всегда выдерживались в чистом виде, зачастую они сочетались в одном судне.

В обслуживании транспортных потребностей экономики страны наиболее важную роль выполнял буксирный флот во взаимодействии с несамоходными грузовыми судами.

Строительство буксиров развертывалось интенсивно. Уже в начале 50-х годов XIX века на Волге, по данным начальника Ярославского округа путей сообщения, насчитывалось 52 парохода, которые в состоянии заменить 5000 лошадей. В 1851 году в Астрахани побывало 15 пароходов, сделавших 47 рейсов; они перевезли 800 тыс. пудов груза, заменив 1 356 800 бурлаков.

В 1852 году начальник Нижегородской губернии докладывал царю: «С эпохи введения пароходства (8 лет тому назад) число судов и рабочих уменьшилось почти вдвое. Каждый пароход в один рейс заменяет, по крайней мере, 10, а в шесть рейсов 60 расшив, которые при этом совершенно излишни, так как при доставке пароходами груз помещается в особенных баржах. Наконец, число рабочих при этом уменьшается почти вдесятеро: при грузе 100 тыс. пудов пароход может ограничиться 30 человеками рабочих, тогда как при таком количестве груза на расшивах, полагая на каждые 1000 пудов по 3 человека, надо иметь 300 человек».

В начале XX века на базе окрепших и технически выросших машиностроительных заводов России продолжалось дальнейшее совершенствование судовых двигателей и судов в целом.

Появление в конце XIX веке молодой науки – строительной механики корабля – и создание первых расчетных методов проектирования корпуса судна обогатили отечественное судостроение и устранили многие недостатки в проектировании судов.

Гидротехническое строительство на водных путях России

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 »

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.

История любого изобретения играет большую роль в продвижении человечества по пути прогресса. Особое значение люди отдают появлению пароходов и это справедливо, потому что с этого момента водный транспорт стал быстрее и мощнее в разы и развитие цивилизации поднялось на новый уровень.

• Так кто же был первым?
• Как покорялись океаны
• Принцип устройства
• Видео: Современные пароходы

Так кто же был первым?

Если проанализировать историю возникновения паровых кораблей, то который из них появился первым установить трудно, хотя считается, что первым был «Клермонт» ("North River Steamboat"), построенный Робертом Фултоном в 1807 году и отправившийся в плаванье по реке Гудзон от пристани Нью-Йорка до Олбани.

Пароход "Клермонт" Роберта Фултона

Непонятно только как быть с тем фактом, что было ещё судно "Charlotte Dundas" в Англии и свободно перевозило баржи по лондонскому каналу уже в 1801 году и его паровая мощность составляла 10 лошадиных сил. Очень прочный деревянный корпус корабля был в длину 17 метров, это было достаточно уникальное явление, но его как-то не заметили и всерьёз не приняли, поэтому и имя создателя англичанина Вильяма Симингтона осталось в тени. Пароход стал не востребованным уже через год, 1802 году он стал на вечный для себя причал и пробыл там до 1861 года, когда его растащили на детали.

А вот Роберта Фултона подобная участь не коснулась. Его пароход в своё первое плаванье пошёл чуть ли под улюлюканье зевак на пристани, все ждали, что он потонет или остановится, но судно быстро удалялось от берега и, обгоняя все лодки и парусники по пути, всё убыстряло ход. Для того времени скорость в 5 узлов для водного транспорта была фантастикой.

Стоя на палубе своего парохода Роберт Фултон, понимал, что свершается чудо и пар, как движитель для кораблей, отныне будет заменять парус и флот станет совсем другим.

Как покорялись океаны

В океанские просторы пароход пришёл в 1819 году. Это было судно «Саванна» из Америки с гребными колёсами, как и все самые первые корабли. Именно оно покорило Атлантику, океан был пересечён, хотя многие мили пути проходились под парусами. Тогда все суда были оснащены дополнительно парусами, это было возможностью маневренности в чрезвычайной ситуации и регулирования скорости.

Только в 1838 году от парусов смогли отказаться полностью и английский корабль «Сириус» решился на безпарусный переход через Атлантику. Он также, как и все суда до него, был с гребными колёсами, которые устанавливались по боковому борту или сзади. В этом же году (1838) появился первый вариант винтового парохода, корабль назывался «Архимед», его построил английский фермер Френсис Смит. Это стало революцией в мировом пароходстве, потому что скорость движения значительно выросла и сам ход корабля стал другим, это был совершенно новый уровень развития морского транспорта и именно винтовые пароходы абсолютно вытеснили парусный флот.

Принцип устройства

В дальнейшем все пароходы конструировались по похожему принципу. Гребные винты устанавливались на едином валу с паровой машиной. Были и другие пароходы - с турбинами, они имеют привод через редуктор или турбина приводится в движение посредством электрической передачи, называются турбоходами и тоже имеют свою историю от тихоходных турбин до скоростных.

Канун 20 века,а именно 1894 год стал ещё одной вехой в истории пароходства, Чарльзом Парсонсом было построено судно по типу опытного образца «Турбиния», имеющая привод от паровой турбины. Это был первый скоростной корабль, он разгонялся до 60 километров в час. Даже пароходы середины 20 века уступали турбоходам, у пароходов КПД был меньше на 10%.

О начале Российского пароходства

В России имя Фултона тоже связывают с развитием пароходства. В 1813 году он решил обратиться к российскому правительству с прошением предоставить ему привилегию на строительство созданного им парохода и применения его на русских реках. Императором Александром I было пожаловано конструктор монопольное право на устройство пароходного сообщения между Санкт-Петербургом и Кронштадтом и в иных российских реках на 15 лет. Но выполнить договор изобретатель за три года, как было предусмотрено договором, не смог и лишился привилегии. Контракт стал осуществлять Берд с 1815 года.

Карл Берд владел механико-литейным заводом в Петербурге, на заводе была изготовлена паровая машина Уайтта мощностью в 4 л.с. и котёл, которые были установлены в деревянную лодку и приводили в движение бортовые колёса. Первый пароход был назван в честь императрицы «Елизавета» и проплыл от Петербурга до Кронштадта за 5 часов 20 минут. Ожидавшие на берегу люди были очень удивлены такой скоростью, поскольку этот путь на вёслах занимал целый день. Поверить в это было трудно и поэтому решили проверить в состязании весельный быстроходный катер и пароход. «Елизавета» обогнала катер и всем стало ясно, что у России есть перспектива построить новый флот.

Основные вехи развития пароходов в России

Далее развитие судостроения стало расти постепенно, эпоха знаменовалась новым освоением речных путей сообщения, вначале это коснулось волжского региона. В 1816 г. на реке Каме стал курсировать пароход «Пожва» между Пожвой и Ярославлем, он был построен на чугунно-литейном заводе в городе Пожва, который принадлежал В.А. Всеволжскому.

Продолжал строить пароходы и Берд, в 1820 году он пустил пароход «Волга» по реке Молога, судно курсировало затем на Волге до середины века, его модернизировали, улучшали машины и корпус и корабль исправно служил на великой русской реке.

В 1823 году эстафету подхватил Днепр, пароход «Пчёлка» построил в своём имении губернатор Новороссии Михаи́л Семёнович Воронцов, корабль преодолел Херсонские пороги и регулярно совершал рейсы по маршруту Херсон-Николаев.

Затем в деле пароходства в России наступает сезон затишья. Это случилось потому, что на всех реках ходили суда на конной тяге, работали бурлаки, традиционная технология перемещения грузов по водному пути побеждала и уничтожала стремление к новому. Но коммерческие интересы бизнеса всё больше требовали ускорения движения и увеличения перевозки объёмов грузов, а это можно было сделать только при условии включения в грузоперевозки судов на паровой тяге. Купцы и промышленники были готовы к тому, чтобы создавать речной флот, тормозом оказалось общественное мнение, люди считали пароходство несерьёзным занятием, в том числе и чиновники, от которых зависело движение по пути созидания.

Изменилось положение через четверть века. К середине 19 столетия судостроительная отрасль стала расти стремительными темпами. Исторические данные свидетельствуют о том, что к 1850 году по русским рекам ходили уже около полтораста пароходов. К этому времени стали открываться акционерные общества и верфи на Волге, на Каме, в Северо-Двинском регионе, в Сибири. Этот факт способствовал активной промышленной деятельности и росту городов по Волге и в Сибири, освоению природных богатств этих земель и увеличению народонаселения на окраинах России.

Таким образом, появление первого парохода в Америке на реке Гудзон можно считать событием мирового масштаба и позитивным моментом для нового витка развития мировой цивилизации.

Видео: Современные пароходы

В наши дни пароходы популярны в основном у энтузиастов. Смотрите на видео.