Пар как двигатель, железо как строительный материал

Наряду с заботой об усовершенствовании и улучшении оснастки судов, в начале ХУИ в. делаются первые попытки применить на судах новую движущую силу — силу пара [41].

Едва ли можно сейчас доказать, что в 1543 г. в Барселоне Бласко де Гарай действительно демонстрировал опыты с лопастным колесом, вращаемым силой пара. Однако доподлинно известно, что в течение XVII в. как англичане (например, Ворчестер в 1661 г., Севери в 1698 г.), так и французы (Дюкёв 1669 г., Папён в 1681 г.) неоднократно делали заявки на механические судовые двигатели.

Еще в 1630 г. Рамзей предложил использовать на судах реактивный двигатель. Через 30 лет, в 1662 г. с подобной же заявкой выступил Хайес. В 1644 г. француз Мер-сенн рекомендовал применять в судостроении вместо дерева железо. Однако лишь после того, как в 1784 г. на смену кованым железным плитам пришли катаные листы, англичанин Дж. Уилкинсон построил в 1787 г. в Виллее (Англия) первое железное судно длиной 21,5 м. По свидетельству современников, в 1818 г. по случаю спуска на воду небольшого железного судна в Клайд (Англия) со всех концов страны устремились люди, «дабы личноубедиться в том, что судно из железа, действительно, может плавать по воде».

В 1707 г. Дени Папён собирался добраться на своем боте, снабженном лопастным колесом (с ручным приводом), до Англии, чтобы заменить там ручной привод паровым двигателем. Однако в г. Мюндене судовладельцы разрушили его судно, поскольку у Папёна не было разрешения' гильдии на плавание бота по р. Везеру.

21 декабря 1736 г. Джонатан Хулл получил английский патент № 556 на паровой бот с двигателем на корме (рис. 34); даже не верится, чтобы в то время, когда в качестве двигателя могла быть использована лишь ньюкоменовская пароатмосферная машина, можно было построить такое судно. Задумано оно было, как буксирное.

Эксперименты с паровыми ботами увенчались успехом лишь в последней четверти ХУІИ в.; сделать это удалось во Франции Доксирону и Перрьё [84]. Хотя первый их бот с пароатмосферной двухцилиндровой машиной в 1772 г. затонул, не успев пройти ходовых испытаний, опыты с двумя другими, проведенные два года спустя на Сене, оказались весьма успешными. Одновременно (в 1773 г.) Чарльз Коллз разработал в Филадельфии первый в Соединенных штатах паровой катер [65].

В 1775 г. Готье построил бот с двигателем мощностью в 1 л. с. и плавал на нем по Сене; то же самое проделал и Перрье. Однако и в том и в другом случае мощность была слишком мала. В это же время в США в защиту идеи паровых ботов выступил Бенджамен Франклин.

Более удачными оказались испытания судов, построенных Жоффруа Даббаном: девятитонного бота длиной 13 м на р. Ду в 1781 г. и катера РуговсарН на реках Соне и Сене в 1783 г. (рис. П.55). РугоБсарН, имевший длину 45 м и двигавшийся при помощи расположенных по бортам колес диаметром 4 м, смог в течение 15 мин. плыть против течения, и хотя большой успех ему и не сопутствовал (скорость его при плавании вверх по реке была явно незначительной), Жоффруа по праву был назван французами «знаменитейшей личностью в истории изобретения по-настоящему пригодного к эксплуатации парового судна» [84].

В 1783 г. часовщик Дж. Фич получил в США патент на трехкорпусное судно с двумя размещенными между корпусами лопастными колесами с ручным приводом. Затем, 27 сентября 1785 г., он сделал в Американском философском обществе в Филадельфии доклад о судне

Пар как двигатель, железо как строительный материал

с бесконечной гребной цепью по Левому борту и швертоад по правому. В августе 1787 г. первый паровой бот Фича, длиной 13,7 м, развивающий скорость до 4,85 км/ч и приводимый в движение 6 парами шарнирно-соединенных весел, плавал по р. Делавар (рис. П.56). Однако бот дошел лишь до Барлингтона, где у него взорвался котел.

Годом позже новый паровой бот Фича, Experiment, с кормовыми веслами, стал совершать рейсы и достиг в 1790 г. (как это со скрупулезной точностью засвидетельствовано в печати) скорости 12,87 км/ч! Experiment имел 18,3 м в длину и 3,15 м в ширину.

Еще в 1738 г. Бернулли предлагал использовать в двигателях реактивный принцип. Однако лишь 3 декабря 1787 г. американцу Рамзею удалось впервые испытать на р. Потомак паровое судно с подобньря приводом. Водометный движитель работал на нем с помощью человеческой мускульной силы. Помпа имела ход поршня ~1,80 м и создавала реактивную тягу в результате засасывания и выталкивания из трубы водяной струи; в дальнейшем помпа была настолько усовершенствована, что в 1793 г. судно подобного типа смогло развить на Темзе скорость ■—4,8 км/ч.

Огромное значение имел катамаран (двухкор-пусное судно), разработанный в 1787—1789 гг. шотландцем П. Миллером совместно с горным механиком У. Сай-мингтоном. Движение его осуществлялось при помощи гребных колес, вращаемых мускульной силой, а затем — паровым приводом. Паровая машина размещалась в одном корпусе судна, котел — в другом, а колеса приводились в движение при помощи цепной передачи. Несовершенство паровой машины вынудило Миллера прервать дорогостоящие опыты, поглотившие за это время круглую сумму — около 30 ООО фунтов.

Робкими и разобщенными были в XVIII в. первые шаги по пути технического прогресса. Правда, людям удалось накопить некоторые познания как по паровым машинам, так и по различного рода двигательным приспособлениям, однако XVIII в. так и не смог создать экономически выгодного парового судна. Решающая роль по-прежнему принадлежала парусным деревянным судам.

Несмотря на интенсивное строительство флотов, верфи оставались, по существу, ремесленными предприятиями, а строительные методы мало чем отличались от прими-тивных методов предыдущих столетий.

На рис. П.57 показаны различные фазы постройки судна в четырех дллингах (слева направо) на Штральзундской верфи. В левом эллинге собранные шпангоуты уже поставлены и строители начинают крепить к ним доски внешней обшивки как в верхней части бортов, так и на дниш,е. Дощатые стеллажи дают возможность вести работу одновременно по всему корпусу судна.

На площадке между первым и вторым эллингами «распаривают» предназначенные для изогнутых деталей (например, для шпангоутов) деревянные брусья.

Во втором эллинге уложен киль, лежат готовые к установке отдельные шпангоуты. С правой стороны эллинга мастеровые при помощи шпиля и талей вытаскивают из воды бревна, пригнанные на верфь по лесосплаву.

На площадке между вторым и третьим эллингами, на заднем плане, видны высокие козлы: двое мужчин — один сверху, другой — снизу, — распиливают поперечной пилой лежащее на козлах бревно.

В третьем эллинге уложен киль для нового судна и уже установлен ахтерштевень, а форштевень подвешен на талях к стойке-треноге и готов к установке.

В правом эллинге постройка корпуса судна, за исключением палубного настила, уже закончена. Однако, прежде чем судно — носом вперед — сойдет со стапеля, будут еще, по всей вероятности, установлены нижние части мачт и произведены отделочные работы.

Об изобретении «верблюда» уже говорилось. В 1708 г. был построен сухой док в Ливерпуле, в 1721 г. —■ ремонтный док в Кронштадте, а три года спустя, в 1724 г., — сухой док в Карлскроне.

О растущем стремлении окрепшей русской державы к влиянию на море свидетельствуют закладки верфей в Астрахани (1667 г.), в Петербурге (1704), Ижорской верфи (1762 г.). Херсонской (1778 г.) и Николаевской (1789 г.) Еще в 1725 г. Петр I издал первые указы о плавании нефтеналивных судов по Волге.

В 1729 г. была основана верфь в Хавельберге, руководство которой было поручено мастеру-судостроителю Дж. С. Сепелиусу, ученику Чепмена.

Доказательством добротности и хорошей конструкции судов этого периода может служить Victory, флагманский корабль Нельсона в битве при Трафальгаре. Корабль был построен в 1759—65 гг. в Чатаме и обошелся казне*в 63167 фунтов стерлингов. Ныне он стоит в старом сухом доке в Портсмуте и после устранения многочисленных переделок, которым он подвергался за свою долгую и добросовестную флотскую службу, вновь приведен к виду. Который имел в 1805 г. Имея 850 человек экипажа. Victory нес в батарейной палубе тридцать 32-фунтовых пушки, в средней палубе — двадцать восемь 24-фунтовых, на верхней палубе — тридцать, в квартердеке — десять и набаке — две 12-фунтовые пушки; сверх того, еще две 68-фунтовые пушки, корранады, тоже на баке.

Длина батарейной палубы составляла 56,5 м, длина киля — 46,5 м; ширина и глубина трюмов — 15,7 и 6,55 м соответственно.

На постройку корабля пошло более 10 ООО м^ леса, что вполне естественно, если учесть, что внешняя обшивка вместе с внутренней имела в среднем в толщину —30 см, а шпангоуты в сечении представляли собой квадрат со стороной —25 см. Ахтерштевень при длине 9 м имел у основания сечение 92x40, а у верхнего конца — 66x66 см.

Парусное вооружение кораблей в течение XVIII в претерпело некоторые изменения: на бизань-мачте был ликвидирован бизань-рей с латинским парусом; вместо него был поставлен косой парус на гафеле. Кроме того, отказались от блинда-стеньги, но зато добавили стаксель.

Уже начиная с 1707 г. корпуса судов стали защищать медными листами. Так как суда нередко годами плавали вдали от родных гаваней, приходилось более внимательно относиться к сохранности деревянного корпуса судна. Особенно важно было защитить его от обрастания. Однако обивка внешней обшивки медными листами стала широко внедряться на английском флоте лишь к 1780 г. В 1782 г. на французском флоте проводились опыты по обивке судов тонкими цинковыми пластинами.

В заключение еще несколько замечаний об определении так называемых строительных пропорций, т. е. о выборе необходимой толщины строительных материалов. Правда, технических условий постройки судов в современном понимании не существовало, однако были добрые традиции, передаваемые часто от поколения к поколению (например, династия голландских судостроителей Ван-Цвийндрегт).

Точные пропорции для судна хорошо оправдали себя на практике, независимо от того, шла ли речь о взаимосвязи ходовых качеств судна с его парусностью, о соотношении размеров мачт и рей или о порядке величины отдельных деталей набора. Например, длина грот-мачты определялась как доля длины судна, а размеры реи, в свою очередь, как доля длины мачты. Места установки мачт определялись в процентах от длины судна, считая от носового перпендикуляра. Толщина и, следовательно, высота палубных бимсов соответствовали их длине и являлись, таким образом, долей ширины судна. Отголоски этихметодов сохранились в правилах постройки судов вплоть до начала XX в.

В 1771 г. испанец Г. Хуан составил правила, по которым можно было определить размеры деревянных деталей, изготовленных из разных пород дерева, сравнивая их с наиболее широко применявшимися дубовыми деталями. За основную масштабную меру принимался вес дуба. Например, если дубовый шпангоут следовало заменить новым, изготовленным из другой породы дерева, то удельный вес дуба надлежало умножить соответственно на толщину и ширину старого шпангоута. Это произведение являлось константой и для нового шпангоута. Путем деления его на удельный вес дерева, из которого он должен быть изготовлен, получали площадь сечения нового шпангоута, а по ней, принимая во внимание обычные соотношения между длиной и шириной, определяли требуемые размеры.

В 1775 г. Чепмен во вступлении к своему трактату об архитектуре торговых судов [30] замечает: «Искусство придавать отдельным частям, из которых строится корабль, размеры, присущие им по соотношению с другими, зиждется на одном лишь опыте».

В качестве примера приведем из «Правил судостроения» середины ХУПІ в. два основных правила. Первое из них служит для определения толщины деревянных гвоздей для крепления внутренней обшивки к шпангоутам: эти гвозди следует делать «толщиной во столько дюймов, сколько раз по сто футов укладывается в длину судна». Второе правило необходимо при определении толщины шпангоутов, которая «обычно составляет столько же дюймов, сколько футов имеет четвертая часть ширины судна».

Надо сказать, что выражение «правила судостроения» не совсем удачно, — более справедливо было бы назвать их «рекомендациями по судостроению», поскольку судостроитель никоим образом не был обязан работать по тем или иным правилам. Тем не менее отмечается, что все же частично (территориально), определенная унификация соблюдалась. Понятно, что подобное нормирование особенно одобрялось и всячески поощрялось военными флотами, проявляющими большой интерес к взаимозаменяемости строительных элементов и предметов оснастки. Эти «правила судостроения» служили также первоосновой Для вынесения решений Классификационными советами —

предшественниками нынешних Морских регистров, кот рые к концу XVIII в. стали приобретать все больше значение. С помощью этих правил Совет определял общу стоимость судна и его мореходные качества.

К началу XIX в. развитие паровых машин настольк продвинулось вперед, что период испытаний можно было в какой-то степени считать законченным. В Европе и Северной Америке интенсивно строили паровые суда различных систем, но, по существу, с тем же самым движителем.

От весел (как это имело место, например, на судах Фича) полностью отказались и для движения судна стали применять лопастные колеса, правда, пока еще с неподвижно закрепленными плицами. В 1813 г. англичанин Бьюкенен изобрел подвижные плицы. Колесо круглой формы в 1829 г. было усовершенствовано Гал-лоувеем и Морганом и приняло форму правильного десятиугольника.

Гребной винт (предложенный еще в 1793 г. французским математиком Поктоном), прежде чем он смог служить достаточно эффективным движителем, прошел длинный путь изменений и усовершенствований по проектам ученых и исследователей разных стран: Литтлтона (1794), Чартера (1800 г.), Даллеруа (1803 г.) (рис.35), Стивенса

Пар как двигатель, железо как строительный материал

(1804 г.), Рассела (1812— 27 гг.) (рис. 36), Мил-лингтона (1816), Дели-ста (1823 г.), Перкинса (1825 г.), Чёрча (1829 г), Смита (1836) и, наконец, Эриксона (1838 г.).

В 1827 г. Традголдом была разработана математическая теория гребного винта.

Однаковплотьдо1875г. на трансатлантических линиях все еще плавали суда с колесами, расположенными по бортам. Последним таким судном была Scottia, построенная в Англии в 1861 г., бывшая в 1862—1867 гг. обладательницей Голубой ленты Атлантики за переход через океан в 1863 г. в рекордный срок — 8 суток 3 часа.

Речные пароходы с колесами по бортам, а то и на корме, оказались вполне пригодными к эксплуатации вплоть до наших дней. Но на морских судах лопастное колесо утратило свое техническое превосходство примерно в середине прошлого столетия: оно оказалось слишком чувствительным к нагрузкам, создаваемым морскими течениями и ударами волн, а его эффективность сильно зависела от глубины погружения судна.

Более высокая эффективность гребного винта для морских судов по сравнению с лопастными колесами была доказана в 1849 г. на испытаниях, проведенных Британским адмиралтейством. В испытаниях участвовали корабли его величества короля Англии Niger (с винтовым движителем) и Basilisk (с колесами), оба с паровыми двигателями по 400 л. с. и примерно одинакового водоизмещения. С одного корабля на другой завели трос и оба судна с машинами, работающими на полную мощность, устремились в противоположных направлениях. При этом Niger буксировал Basilisk в течение часа со скоростью ~ 1,466 узла.

Пар как двигатель, железо как строительный материал

Рис. 36. Конструкция винта Рассела (1827 г.).

Вполне естественно, что первые паровые суда или, точ нее говоря, паровые боты XIX в., были судами для пере возки пассажиров и грузов по каналам, рекам и озерам

В 1801 г. Саймингтон спроектировал паровой буксир ный бот (катер) Charlotte Dundas с колесом на корм для транспортировки барж по Клайдскому каналу Строил судно А. Харт. Одноцилиндровая, двойного дей ствия машина Уатта развивала мощность —10 л. с. Раз меры катера составляли 17,07x5,48x2,44 м. В 1802 г катер при сильном встречном ветре смог за 6 часов отбук сировать две баржи по 70 т каждая на расстояние ~31,5 км (рис. 37).

Примечательно то, что заложено это судно было в 1801 г., а пущено на слом лишь в 1861 г. и что, несмотря на его успех, ни одного судна такого типа для буксирной службы на каналах, как это вначале предполагалось, построено больше не было. Объясняют это боязнью повредить береговые откосы!

в 1803 г. Стивене проводил испытания ротационной паровой машины с верхним расположением крейцкопфа.

Пар как двигатель, железо как строительный материал

Рис. 37. Charlotte Dundas (1802 г.).

связанной с гребным винтом зубчатой передачей. Впоследствии эта машина была заменена двигателем Уатта. Катер Little Juliana при плавании между Нью-Йорком и Хобокеном достиг скорости 5,4 км/ч.

О. Эванс сконструировал в 1804 г. в Филадельфии паровой катер для очистки доков; братья Ньепс спроектировали в 1806 г. во Франции паровой катер Phréo-lophore.

Огромного успеха добился после нескольких неудач Роберт Фультон. Еще в 1803 г. он построил первое судно с паровой машиной и колесами по бортам для плаванья по Сене. Однако сочленения судна оказались слишком слабыми и оно затонуло при установке на него тяжелой машины. В июне того же года было готово новое судно, на котором установили ту же самую, поднятую из воды, машину. 9 августа состоялся пробный рейс.

Поскольку Фультону не удалось добиться поддержки от правительства Наполеона, он отправился в Англию, где и заказал фирме «Боултон и Уатт» паровую машину для следующего судна, которое предполагалось построить позднее в США. 3 октября 1807 г. судно North River Steamboat, известное в литературе под именем Clermont, совершило свое первое успешное плавание против течения от Нью-Йорка до Олбени. С двигателем в 18 л. с-оно преодолело путь —200 км за 32 часа, т. е. со скоростью 6,3 км/ч. Деревянный корпус судна был построен Ч. Броуном и имел первоначально длину 43,28, ширину 4,27 и высоту 1,22 м. Зимой того же года корпус был удлинен до 45,11 M и расширен на 1,2 м. Судно прослужило вплоть до 1814 г. Следующим за ним были Karitan (1808 г.) и почти вдвое большие, чем Clermont, паровые суда — Саг of Neptune («Колесница Нептуна», 1809 г.) и Raritan (1810 г.), также построенные Фультоном.

В 1811 г. Фультон создал свой первый паровой катер на Миссисипи New Orleans и (в том же году) Paragon. Его последними проектами были паровой фрегат Fulton the First, до ходовых испытаний которого на море в 1815 г. Фультон не дожил, и Chancellor Livingstone—судно водоизмещением 494 т. с машиной мощностью 75 л. с. Chancellor Livingstone, построенный в 1816 г., имел имел длину 47,85 м, ширину 10,21 м и при диаметре гребного колеса 5,5 м развивал скорость до 13,7 км/ч. Длина парового фрегата Fulton the First составляла 66 м, общая ширина — 17 м. При помощи гребного колеса, работаю щего в проеме внутри судна, фрегат развивал скорость до 9,5 км/час.

Развитие строительства паровых судов в Европе было приостановлено из-за наполеоновских войн, однако во втором десятилетии XIX в. и здесь, почти во всех странах, были сконструированы и построены деревянные паровые катера небольших размеров — прежде всего для плаванья по рекам, внутри гаваней и вблизи берегов.

Так, в 1812 г. в Англии X. Белл спроектировал, а Дж. Вуд построил паровой катер Comet, длиной 13,25 м, снабженный первоначально веслами, укрепленными на крестовине, а затем — боковыми гребными колесами (рис. П.59). Машина мощностью 4 л. с. позволяла судну развивать скорость 9,2 км/ч. В 1820 г. Comet потерпел крушение.

Первым паровым судном, пересекшим Ла-Манш, стал паровой катер Margery, построенный У. Денни (рис. П.60). Произошло это событие 17 марта 1816 г. На преодоление пролива потребовалось 17 часов. При мощности 10 л. с. катер развивал скорость до 6 узлов. С 1816 г. после пере- \ оснастки Margery, уже под новым названием Elise, успешно плавал на Сене.

С ноября 1815 г. регулярные рейсы по маршруту Кронштадт—Санкт-Петербург стало совершать первое русское паровое судно Елизавета (рис. П.61), переделанное из барки [18]. На судне имелась балансирная паровая машина мощностью 16 л. с, вращающая боковые колеса диаметром 3,66 м с четырьмя регулируемыми лопастями. Скорость его составляла 9,7 км/ч. Данные о величине судна, приведенные в различных источниках, не совпадают и колеблются по длине от 18,3 до 21,95, м, а по ширине— от 4,6 до 4,82 м.

В том же году Смарт построил в Данди плоскодонный почтовый пароход Caledonia длиной 28 м при ширине 8,43 м. В апреле 1817 г. на него поставили машину мощностью 32 л. с, вращающую двойной коленчатый вал с насаженными на него колесами. 15 октября 1817 г. это колесное судно пересекло Северное море Е прошло вверх по Рейну до Кобленца, откуда должно было совершать регулярные рейсы по реке. В 1818 г. Caledonia была перепродана Дании, а в 1841 г. пущена на слом.

к этому времени 10 паровых катеров уже плавали по Клайду как фрахтовые суда.

в 18Î6 г. появился первый на Каме колесный пароход с машиной мощностью 24 л. с; на озере Онтарио вошел в строй первый винтовой пароход, а на озере Меларзее стало плавать судно Stockkotmshaxan, тоже с гребным винтом (01,5 м) и четырьмя лопастями, сделанными из березы. В том же году паровой катер Majestic с 200 пассажирами на борту проделал рейс через Ла-Манш между Дувром и Кале. Однако регулярные рейсы через пролив начались лишь с 1821 г.

Первый прусский колесный пароход был спроектирован Й. Хумфрайсом и построен в 1816 г. И. Рубье в Пихельс-дорфе близ Шпандау. 6 ноября 1816 г. он начал плавать как экскурсионное и транспортное судно по Эльбе, Ха-фелю и Шпрее. Это был двухкорпусный катер-катамаран с гребным колесом, смонтированным между корпусами, и тремя рулями на корме. Prinzessin Charlotte von Preussen (рис. П.62) приводилась в движение паровой машиной Уатта мощностью 30 л. с. и имела длину 39,75 м, ширину 5,88 M и водоизмещение 236 т.

Вслед за ней по проекту Друпа, зарегистрированному 1 сентября 1816 г., мастер-судостроитель Й. Ланге построил по английским чертежам паровой катер с боковыми колесами Weser. Судно строилось в Вегезаке и сошло со стапеля 30 декабря 1816 г. [811.

Паровая машина мощностью 14 л. с. обеспечивала скорость до 5,5 узлов.

На конструктивных чертежах Друпа видны все строительные детали. Большой интерес представляют комментарии Друпа, дающие некоторое представление о научном обеспечении судостроения того времени (рис. 38).

«Та часть судна, что предназначена для установки машины и машинной опоры, едва ли может быть сделана более легкой, чем здесь Изображено. При сооружении остальной части корпуса судна строитель должен приложить все свои профессиональное умение, чтобы не получилось в целом слишком большое водоизмещение, и, приняв во Внимание, что вес машины и ее оснастка составляет примерно 16 т и что она расположена на 1/3 длины киля, считая от носа, он будет в со-

Главные размерения Weser

M

 

. . . . 25,80 . . . . 4,27

» » кожухам колес . . . . Высота бортов до палубы . . . . ,

. . . 6,95 . . . . 3,90

Пар как двигатель, железо как строительный материал

стоянии придать днищу такую форму, чтобы загруженное судно стояло на ровном киле. Два или три дюйма дифферента на корму могут оказаться даже полезными. В указанный выше вес включена и вода в котле».

Год спустя, в 1817 г., А. Бернхард построил для перевозки пассажиров по Дунаю первое венгерское паровое судно Carolina с боковыми колесами и с первым водотрубным парогенератором, а француз Базен разработал проект волжских паровых буксиров.

В том же 1817 г. на Боденском озере должен был начать рейсы первый паровой катер, однако машину для него не доставили, за что он получил, в насмешку, название «стой, не двигайся». Одновременно в России был спущен первый военный паровой корабль Скорый с машиной мощностью 30 л. с. и паровой катер длиной 30,6 M с машиной мощностью 36 л. с. По рекам и озерам Северной Америки ходило уже 131 паровое судно.

24 июня 1818 г. на верфи С. Филозе в Форте Виглиена сошло со стапеля первое на Средиземном море паровое судно Ferdinando Primo [87], рассчитанное на 66 пассажиров. Боковые колеса диаметром 3,65 м, с железными ободами и спицами, вращались паровой машиной мощностью 50 л. с. При скорости 6 узлов ему требовалось ежесуточно 2 т угля. Судно имело длину 38,8 м при ширине 6,15 M (рис. П.63).

Первое голландское паровое судно Nederlander, предназначавшееся для рейсов на линии Антверпен—Роттердам, сконструировал в 1823 г. Г. М. Рентген. С 1825 г. оно использовалось в качестве буксира для парусных судов.

С 1826 г. стали плавать паровые суда и на швейцарских озерах: L'Union на оз. Невшатель и Léman—на 03. Леман. Годом позже стали совершать рейсы первые на Каспийском море паровые суда: Кура и Предприятие. С 1824—25 гг. началось также регулярное движение паровых судов (преимущественно пассажирских) по Рейну. Одним из первых рейнских судов был Friedrich Wilhelm, построенный в 1826—27 гг. (рис. П.64).

В верховьях Эльбы первые паровые суда появились значительно позднее; это были два пассажирских судна,

спроектированных Ф. И. Шубертом — Konigin Maria (рис. П.65) и Prinz Albert. Длина их составляла 36,10 м. Ширина 3,92 м, осадка при установленной на судне тяжелой 60-тонной паровой машине берлинской машиностроительной фирмы «Эггельс» — 76 см. Шуберт первоначально Делал расчет на легкую паровую машину высокого давле-

Пар как двигатель, железо как строительный материал

Рис. 39. Железный пароход с боковыми колесами Aaron МапЬу (1821 г.).

ния весом 15 т, но из-за технических недоработок от нее пришлось отказаться.

Среди первых судовых паровых машин следует назвать 2-цилиндровую машину Модели на пароходе London Engineer (1818 г.) и машину Напира на судне Rob Roy (1818 г.). В 1822 г. Р. Л. Стивенсом (США) была усовершенствована вертикально-балансирная машина, а три года спустя на одном речном пароходе на Миссисипи уже была'установлена первая компаунд-машина.

В двадцатые годы XIX в. сошли со стапелей первые большие железные суда: Vulcan — угольщик, построенный в 1819 г. Т. Вилсеном в Фаскинэ, и русский речной пароход Всеволсд (1821 г.), длиной 29 м и водоизмещением 260 т. Ч. Напир построил на металлургическом заводе «Хорсли» в Страффордшире секции первого железного парохода с боковыми колесами Aaron Manby (рис. 39), которые после транспортировки по суше в Лондон были собраны воедино в Суррей-доке. На нем [имелась уже деревянная палуба. Судно имело следующие размеры:

Машина мощностью 60 л. с. вращала колеса с четырьмя управляемыми шарнирными плицами, что обеспечивало скорость до 7 узлов. После ходовых испытаний 9 мая 1822 г. Aaron Manby совершил переход в Париж. Первое парусное железное судно Iron Side было построено лишь 17 лет спустя. 1

 

.....32,55

Ширина по шпангоутам, м . . .

.....5,24

 

.....2,19

 

.....116

в те же двадцатые годы состоялись и первые попытки наладить трансатлантические рейсы при помощи новых двигателей ■— паровых машин. Так, широко принято считать, что первым пересекшим Атлантику паровым судном с боковыми колесами была Savannah. Она имела на борту вспомогательную паровую машину мощностью 90 л. с. и складные колеса, которые можно было убирать на палубу (рис. П.67). Однако большую часть перехода (с 24 мая до 17 июня 1819 г.) судно совершило под парусами. После загрузки угля в Кинсейле оно продолжало плавание до Ливерпуля.

«Тайме» сообщала об этом 30 июля 1819 г.: «Недавно в Ливерпуль пришло из Америки паровое судно Savannah. Это — первое судно подобного типа, пересекшее Атлантику. У побережья Ирландии его обнаружил и целый день преследовал таможенный крейсер Kite военно-морской базы Корк, который по ошибке посчитал, что на Savannah пожар».

В обратную сторону, т. е. с Востока на Запад, первый переход при помощи пара совершила Rising Star («Восходящая звезда») грузоподъемностью 428 т, длиной 37,50 м, шириной 8,45 м и осадкой 1,65 м. Первоначально судно было задумано как военный корабль, но так им и не стало. Rising Star покинула Грейвсенд 22 октября 1821 г., направляясь в Вальпарайзо, однако из-за поломок вынуждена была встать на ремонт у португальского побережья и достигла порта назначения лишь в апреле 1822 г.

Второй и третий переходы через Атлантику на колесных пароходах совершили военные моряки: французы на корабле Caroline в 1824 г. и голландцы на корабле Curacao в 1826 г. Французский корабль строился в Руане как торговое судно и сошел со стапеля под именем Galibi. При передаче французскому военному флоту он получил имя Caroline. Первый пароход голландского военного флота Curacao, подобно Caroline, строился в Дувре (1825 г.) как торговое судно Calpe, но, поступив в 1826 г. на военную службу, получил новое имя (рис. П. 68).

Основные характеристики Curacao показывают, что по тем временам это было довольно крупное судно:

 

м

 

.....39,80

 

.....48,50

 

.....35,00

Ширина по шпангоутам • . . . .

.....8,20

Ширина по колесным кожухам . . .

M

. . . 13,65

 

. . . 5,05

 

. . . 4,12

Грузовместимость судна была 438 бр. per. т. Машина, поставленная фирмой «Модели», развивала мощность 100 л. с; колеса диаметром 4,58 м были снабжены 14 жест-козакрепленными плицами и делали 22 об/мин; при плавании под парусами они могли вращаться вхолостую. Нормальная скорость составляла 8 узлов. Колеса причиняли морякам массу хлопот: только на первом переходе от Роттердама до Парамарибо оказалось необходимым заменить более 30 плиц!

Все указанные суда, равно как и канадский пароход с боковыми колесами Royal Williams (1831 г.) (рис. П.69), несмотря на переходы, совершаемые при помощи паровых машин, не могли еще называться пароходами в истинном смысле этого слова, и не потому, что они еще сохраняли парусное вооружение — это было обычным явлением даже и в 1880 г.! — а хотя бы из-за того, что только с изобретением С. Хеллом поверхностного конденсатора, запатентованного в 1834 г., появилась возможность длительной непрерывной эксплуатации парового котла. Ведь, на таком судне, как, например, Royal Williams, через каждые четыре дня приходилось гасить топку, чтобы удалять накипь из котла, а продолжалась эта работа, согласно рапорту капитана, каждый раз по 24—26 часов.

Особенно примечательным в конструктивном отношении был построенный в 1834 г. Harry Gowen. Это было первое судно, снабженное железными водонепроницаемыми переборками, делящими корпус судна на множество отсеков.

Первым судном, которое пересекло Атлантику при непрерывной работе парового двигателя, был Sirius, построенный в 1837 г. Р. Мензисом в Лейте (рис. П.70). Первоначально судно предназначалось лишь для линии Лондон—Корк (Ирландия), но затем было передано вновь образованной Британско-Американской пароходной навигационной компании вместо недостроенной к сроку British Queen для рейсов через Атлантику.

Sirius прошел из Лондона в Корк, загрузился там углем и 4 апреля с 40 пассажирами на борту отправился в Нью-Йорк. Несмотря на штормовую обстановку, после трудного плавания, длившегося 18 суток и 10 часов,

22 апреля 1832 г. судно благополучно достигло порта назначения. Газета «Нью-Йорк Геральд» сообщала в своем номере от 24 апреля 1832 г.:

«в Нью-Йорке не говорят ни о чем другом, кроме как о судне Sirius. Это первое паровое судно, пришедшее сюда из Лондона. И какое великолепное судної Все нью-йорские коммерсанты перебывали вчера на его борту. Лейтенант королевского флота Роберте — первый человек, приведший паровое судно из Европы в Америку».

В обратный рейс пароход отправился уже 1 мая и закончил его тоже за 18 суток. В июне он сделал еще один переход в Америку и обратно и был затем переведен на линии, проходящие в английских прибрежных водах, что и соответствовало его первоначальному назначению.

Несмотря на то, что железные суда уже заявили о своем праве на существование, долгое время наиболее обиходным строительным материалом все еще оставалось дерево. Трансатлантические пароходы вплоть до второй половины XIX в. продолжали строить из дерева. Лишь постепенно, где-то в 60-х гг., стали намечаться робкие изменения.

Наряду с признанием больших преимуществ железных судов существенной причиной перехода к их строительству явилось то, что из-за постоянно увеличивающегося дефицита в древесине, пригодной для изготовления шпангоутов, книц ИТ. д., приходилось применять иные рабочие материалы. Следствием этого явился новый метод строительства: «композитный», т. е. строительства судов из дерева и железа; шпангоуты, флоры, а также палубные бимсы и пиллерсы изготовляли из железа, тогда как внешнюю обшивку и палубный настил продолжали делать деревянными.

Первый, сконструированный специально для трансатлантических рейсов, пароход с боковыми колесами, который был построен по планам И. К. Брунеля в Бристоле, сошел со стапеля 19 июля 1837 г. под именем Great Western. Деревянное судно длиной 65 м и наибольшей шириной 10,8 м (без колесных кожухов) было, с точки зрения судостроителя, особенно интересно тем, что Бру-нель с помощью посаженных на болты деревянных и железных диагональных шин надежно скрепил связи судового корпуса, решив таким образом практически задачу обеспечения его прочности при качке на волнах Атлантики. При экипаже 60 человек на борт можно было принимать 120 пассажиров в первый класс и 20 — во второй. Салонимел длину 22,8 м, ширину 6,4 м и высоту 2,75 м; по тем временам это было самое большое и наиболее комфортабельное помеш,ение на судне.

Образцом железного морского парохода с винтовым движителем стала Great Britain (1843 г.), дожившая до наших дней и служащая после реставрации веществен-' ным доказательством успешной работы первых трансатлантических винтовых пароходов (рис. П.71). Первым немецким пароходом подобного типа был Erbgrossherzog Friedrich Franz (рис. П.72), построенный в 1851 г. на верфи Тишбайн в Ростоке.

Развитие судостроения в этот период может быть отмечено следующими важными событиями:

1831 г. В Грабове (Германия) основана первая фабрика по производству якорных цепей.

1832 г. На Ижорском заводе (Россия) построено первое паровое судно без балансира.

Регистр Ллойда зарегистрировал 100 паровых судов.

183Б г. Регистр Ллойда предписал иметь на судах высоту надводного борта из расчета по 3 дюйма на каждый фут глубины грузового трюма.

Дж. Скотт построил впервые судно с продольными связями.

1837 г. Построен пароход Grossherzog Leopold с набором судна из железа и обшивкой из дерева («композитный» метод).

1838 г. 13 сентября на Неве (Петербург) состоялась демонстрация сконструированного Якоби первого судна с электродвигателем с 14 пассажирами на борту.

1841 г. Построен первый русский железный речной пароход Волга.

1845 г. В конструкцию судов был введен квартердек; на верфи «Гутехоффнунгсхютте» построен первый немецкий железный мореходный парусник—бриг Hoffnung («Надежда»);

1850 г. В Великобритании плавало в общей сложности 600 речных и 700 морских пароходов, во Франции — 250 и 170, в,Германии — 180 и 77, в России — 92 и 56 соответственно.

Значительнейшим событием в судостроении явилась постройка Great Eastern. Чертежи и планы для него были разработаны уже в 1851 г. И. К. Брупелем совместно с Дж. С. Расселом; построено судно в 1854—1858 гг., на верфи Рассела в Милвелле, близ Лондона (рис. П.73).

Судно было целиком из железа и имело своеобразную конструкцию: впервые было сделано двойное дно, поднимающееся по сторонам до нижней палубы, и (также впервые в истории судостроения) был введен новый метод постройки — по продольной системе набора. 35 продольных балок—стрингеров — по каждому борту, доходящих вплоть до нижней палубы, тянулись от ахтерштевня до форштевня. С их помощью выдерживалась дистанция между внутренним и внешним настилами двойного дна. Впоследствии судно было снабжено так называемым плоским килем. Для достижения необходимой продольной прочности судна и обеспечения его живучести были сооружены две продольные переборки длиной по 104 м, а также 10 водонепроницаемых отсеков с поперечными переборками, расположенными с интервалом ~18,4 м. Продольные переборки доходили до верхней палубы, четвертой по счету, считая снизу. Эта палуба также была выполнена как двойная, и между обоими палубными настилами по каждой стороне судна, кроме продольной переборки, были вделаны по три стрингера. Длина судна на верхней палубе достигала 211 м, грузоподъемность — 18915 бр. per. т.

Но примечательны не только конструктивные судостроительные элементы: Great Eastern обогнал свое время по меньшей мере на полвека. Размеры его составляли:

Длина между штевнями, м ...... 207,25

» киля, м............ 192,00

Ширина по шпангоутам, м ... 25,10

» » колесным кожухам, м . 36,00

Глубина трюмов, м....... 14,80

Осадка, м ...... ... 9,15

Водоизмеш,ение, т .......... 32 ООО

Грузоподъемность бр. per. т ..... 18 915

» н. per. т ...... 13 344

Форма корпуса судна была спроектирована с учетом усовершенствованной Расселом теории волнового сопротивления; в соответствии с накопленным опытом и теорией длина прямостенной части корпуса была выбрана равной 37 м. Great Eastern был заложен 1 мая 1854 г. Спуск с поперечного стапеля состоялся 31 января'1858 г. и сопровождался столь многочисленными неполадками, .что ходовые испытания смогли провести лишь в сентябре 1859 г. Движителем этого гигантского сооружения был четырех-лопастной гребной винт диаметром —7,20 м, приводивший ся бо вращение машиной мощностью 4890 л. с. Кроме того, по бортам были расположены дополнительно два огром- , ных колеса диаметром 17,1 м, на которых размещались соответственно по 30 неподвижно закрепленных плиц ^ шириной 3,95 м и глубиной 0,92 м. Колеса приводились | во вращение специальной машиной мощностью 3410 л. с.

При помощи одних колес, делающих 10,7 об/мин, ■ можно было развить скорость до 7,25 узла; при пользовании одним винтом скорость достигала 9 узлов; работа колес совместно с винтом обеспечивала скорость до 14 узлов! Расход угля составлял 330 т в сутки; угольные бункеры могли вместить 12 тыс. т.*

Первый выход Great Eastern из Саутгемптона в Нью-Йорк состоялся 17 июня 1860 г., а торжественное прибытие в США — 28 июня. За два года, до ^27 августа 1862 г. судно сделало 11 рейсов через Атлантику — из Англии в США и обратно.

Однако рентабельность этого великолепного в техническом отношении судна оказалась весьма невысокой и владельцы его едва сводили концы с концами. Построено оно было для перевозки эмигрантов в расчете на 4000 человек (800 пассажиров I класса, 2000 — И класса и 1200—ПІ класса). Ремонтного оборудования для таких огромных судов в те времена нигде еще не было. Целая серия несчастных случаев, происшедших во время первых рейсов, еще более усилила предвзятое отношение к этому судну **. Судовладельцы вынуждены были объя-1 вить аукцион.

Лишь в 1865—1873 гг., после соответствующей перестройки. Great Eastern сумел потрудиться с большей пользой: он был использован для прокладки подводного кабеля из Европы в Америку. На судне были сооружены

* По замыслу Брунеля Great Eastern предназначался для рейсов на Восток и в Австралию (отсюда и его название — «Великий Восточный»!). Столь гигантские размеры определялись необходимостью погрузить на судно запас угля, достаточный для преодоления пути на Восток вокруг мыса Доброй Надежды, так как Суэцкого канала в ту пору еще не было). (Прим. перее.).

** С самой закладки судно преследовали фатальные несчастья... Гибель рабочих при строительстве и двукратном неудачном спуске (судно оказалось на плаву лишь благодаря сильному приливу, значительно поднявшему уровень воды в Темзе), взрыв парового котла во время ходовых испытаний, также не обошедшийся без человеческих жертв, смерть самого Брунеля, получившего от всех этих передряг разрыв сердца — все это принесло Great Eastern мрачную славу «рокового» судна. {Прим. перее.).

три гигантских кабельных барабана шириной 6,25 м: передний, диаметром 15,7 м, мог вместить 693 морских мили кабеля; средний, диаметром 17,8 м, — 899; задний, диаметром 17,7 м, — 898.

Пятнадцать лет спустя, после многократных переходов из рук в руки, судно было продано на слом и в течение трех лет (до 1891 г.) полностью разрушено.

Еще несколько слов об особенностях этого удивительного гиганта: Great Eastern кроме пяти труб диаметром 1,84 м имел еще шесть мачт — пять железных и одну деревянную. Две из них были оснащены прямым вооружением, а четыре — косым. Общая площадь парусности составляла 5300 м^.

Насколько целесообразным было сЬоружение двойного дна, выяснилось при посадке судна на мель: пробоина в днище, размером до 25 м, не лишила судно мореходных качеств.

Остается добавить, что примерно в то же время, когда строился Great Eastern, проводились первые опыты по применению пудлинговой стали в качестве строительного материала для судов.

Однако общее развитие обычных фрахтовых и пассажирских судов протекало совершенно иначе и не имело ничего общего с историей сооружения «железного чуда», в трансатлантических рейсах, число которых особенно возросло к концу первой половины XIX в., принимало участие множество судов, ставших гордостью эпохи.

Первые паровые суда на трансатлантических линиях

Название постройки Технические данные

Частичное использование паровой машины (суда с боковыми колесами)

Savannah 1818 Обшивка вгладь; 90 л. с; гребное ко лесо 04,65 м; 4,0 узла; 320 бр. т.; 170 н. т.; высота борта 4,33 м; осадка 3,95 м

Rising Star 1821 Плоскодонное с 3 килями; обшивкавгладь; 120 л. с; 2 гребных колеса 04,12 м в грузовом трюме; 5—6 узлов; длина 37,5 м; ширина 8,45 м; глубина трюма 1,87 м; осадка 1,48 м

ііродолокение

Название постройки Технические данные

Caroline (бывш. 1823 Деревянная двухмачтовая шхуна с Galibi) с 1828 г.— фальшбортом; 7,0 узлов; 50 л. с; греб-

Louise нов колесо 04,12 м; 350 бр.т.; 200 и. т.;

длина 37,0 м; ширина 7,0 м; глубинатрюма 1,68 M

Curaçao (бывш. 1825 Трехмачтовая шхуна; обшивка вгладь;

Calpe) lÔO л. с, 8 узлов; гребное колесо

04,58 м; 438 бр. т.; 239 к. т; длина 39,8/38,8 м; ширина 8,20 м; глубина трюма 5,05 м; осадка 4,12 м

Royal William (I) 1831 Трехмачтовая шхуна; обшивка вгладь;

с 1834 г. — Isa- 300 л. с; 8,0 узлов; гребное колесо

bella Segunda 05,63 м; 363 н. т; длина 53,8/48,8 м;

ширина 8,55 м; глубина трюма 5,4 м;

осадка 4,27 м

RhadamMnthus 1832 Деревянная трехмачтовая шхуна;

220 л. с; 8 узлов; гребное колесо 06,10 м; длина 62,5/54,7 м; ширина 8,40 м; глубина трюма 5,43 м; осадка 4,42 м

Суда, плавающие тллько под паровыми машинами (с боковыми колесами)

Sirius 1837 Деревянный шхуна-бриг; 320 л. с;

гребное колесо 07,32 м; 9,0 узлов; 703 бр. т.; 412 н. т; длина 63,4/54,5 мм; ширина 7,88 м; глубина трюма 5,6 м; осадка 4,58 м

Great Western 1837 Деревянная четырехмачтовая шхуна;

450 л. с; 8,8 узлов; гребное колесо 08.78 м; 1320 бр. т; 680 н. т; длина -- ' - 72,0/64,8 м; ширина 10,4 м; глубинатрюма 7,1 м; осадка 5,1 м

Royal William (II) 1837 Деревянная баркентина с четырьмяжелезными поперечными переборками; 400 л. с; 11,0 узлов; гребное колесо 07,33 м; 617 бр. т.; 403 н. т; длина 61,0/53,5 м, ширина 8,25 м; глубина трюма 5,35 м; осадка 3,35 м

Liverpool 1837 Деревянное; первое судно с двумя ды с 1840 г.—Слея^ дювыми трубами; 3 мачты; 468 л. с;

Liverpool 8,0 узлов; гребное колесо 08,7 м;

1150 бр. т; 560 н. т; длина 73,2/68,2 м; . • ширина 9,4 м; глубина трюма 6,4 щ

Продолжение

Год ^

Название постройки Технические данные

British Queen 1838 Деревянный трехмачтовый барк;

500 л. с; 10,2 узла; гребное колесо 09,15 м; 1862 бр. т; 1053 н. т; длина 84,0/74,8 м; глубина трюма 8,25 м; осадка 5,19 м

Винтовые суда, плавающие полностью под паровой машиной

Great Britain 1843 Пять мачт с косым вооружением;

1500 л. с; 11 узлов; винт 04,65 м; 260 пассажиров; длина 88,08 м; ширина 15,39 м; высота бортов 9,90 м

Erbgro ßherzog 1851 Первый немецкий винтовой пароход;

Friedrich Franz построен А. Тишбайном, Росток; косоевооружение; 60 л. с; 9,5 узлов; грузоподъемность 70 ластов

Bremen 1857 Три мачты с вооружением как у топ сельной шхуны; 1300 л. с; 13,5 узлов; 3-лопастной винт; 60 пассажиров 1-го класса, 110 пассажиров 2-го класса, 700 пассажиров 3-го класса; грузо-, подъемность 1000 т; 850 т угля; длина

97,5 м; ширина_11,9 м; глубина трюма 8,5 м

Saxonia 1856 Три мачты с вооружением как у топ сельной шхуны; 1600 л. с; винт 04,88 м; 575 гамбургских коммерческих ластов; длина 94,2 м; ширина 12,2 м

Этот перечень отнюдь не претендует на исчерпывающую полноту. Он дает лишь обзор достижений судостроения в XIX в.

Примерно до 1850 г. почти все без исключения суда были деревянными; только во второй половине XIX в. в качестве строительного материала стали применять железо, на смену которому, начиная с 1877 г., пришла сталь, причем, если в 1877 г. доля судов, построенных из стали, составляла всего 8%, по сравнению с железными, то уже 12 лет спустя соотношение стало обратным. Самое большое достоинство применения стали заключалось в том, что появилась возможность примерно на 20%, уменьшить толщину конструкций (по сравнению с железными), а полученная при этом экономия в общем весе судна Позволяла увеличить его грузоподъемность.

Паровые суда XIX в. для трансатлантических рейсов

Год 1825

Название Curasao

Страна Нидерланды

Материал Дерево

Длина, м

38,8

Ширина, м

8,2

Высота, м

5,4

Грузов тимость per. т

438

1831

Isabella Segunda

Испания

Дерево

48,8

8,6

5,4

1 370

1837

Sirius

Великобритания

Дерево

54,5

7,9

5,6

703

1837

Great Western

Великобритания

Дерево

64.8

10,4

7.1

1 320

1841

Clyde

Великобритания

Дерево

65,0

10,5

7,6

1 354

1848

Franklin

США

Дерево

72,0

12.7

7,9

2 184

1857

Bremen

Германия

Железо

97,5

11,9

8,5

3 440

1863

Washington

Франция

Железо

105.0

13,4

9,3

3 408

1866

Ville de Paris

Франция

Железо

113.4

13,3

9,1

3 327

1882

Elbe

Бельгия

Железо

128.Ü

13,7

10.7

4 510

1889

Augusta Victoria

Германия

Сталь

140,2

17.0

11,6

10 500

1893

Campina

Германия

Сталь

183,0

19,8

12.8

12 952

1897

Keiser Wilhelm der

Германия

Сталь

190,5

20,1

13.1

14 349

 

Grosse

         

1900

Deutschland

Германия

Сталь

202,0

20,4

13,4

16 502

Хотя вплоть до семидесятых годов немецкое судостроение и не могло конкурировать с английским, однако и на немецких верфях начали постепенно строить суда из железа. Так, в Штеттине в 1851 г. была основана первая специализированная немецкая верфь «Фюрхтенихт и Б рок», предназначенная для постройки железных судов. Однако на тех верфях, где строили деревянные суда, новый строительный материал внедрялся очень медленно.

Предыдущая глава Оглавление Следующая глава