Pierwszy parowiec na świecie: historia, opis i ciekawostki

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Pierwszy parowiec, podobnie jak jego odpowiedniki, jest wariantem silnika parowego tłokowego. Ponadto nazwa ta jest stosowana do podobnych urządzeń wyposażonych w turbinę parową. Po raz pierwszy słowo to zostało wprowadzone do użycia przez rosyjskiego oficera. Pierwsza wersja krajowego statku tego typu została zbudowana na bazie barki Elizabeth (1815). Wcześniej takie naczynia nazywano „pyroscaphes” (w zachodnim stylu, co w tłumaczeniu oznacza łódź i ogień). Nawiasem mówiąc, w Rosji taka jednostka została po raz pierwszy zbudowana w fabryce Charlesa Bendta w 1815 roku. Ten liniowiec pasażerski kursował między Petersburgiem a Krondsztatem.

Funkcje

Pierwszy parowiec był wyposażony w koła łopatkowe jako śmigła. Istniała odmiana od Johna Fisha, który eksperymentował z projektowaniem wioseł napędzanych urządzeniem parowym. Urządzenia te znajdowały się po bokach w przedziale ramowym lub na rufie. Na początku XX wieku ulepszone śmigło zastąpiło koła łopatkowe. Jako nośniki energii w maszynach zastosowano węgiel i produkty naftowe.

Teraz takie statki nie są budowane, ale niektóre egzemplarze nadal działają. Parowce pierwszej linii, w przeciwieństwie doz lokomotyw parowych zastosowano kondensację pary, co pozwoliło na obniżenie ciśnienia na wylocie z cylindrów, znacznie zwiększając wydajność. W rozważanej technice można również zastosować wydajne kotły z turbiną na ciecz, które są bardziej praktyczne i niezawodne niż odpowiedniki płomienicowe montowane na lokomotywach parowych. Do połowy lat 70. ubiegłego wieku wskaźnik maksymalnej mocy parowców przewyższał moc silników wysokoprężnych.

Pierwszy parowiec śrubowy był absolutnie niewymagający w stosunku do gatunku i jakości paliwa. Budowa maszyn tego typu trwała kilkadziesiąt lat dłużej niż produkcja parowozów. Modyfikacje rzek opuściły masową produkcję znacznie wcześniej niż ich morscy „konkurenci”. Na świecie pozostało tylko kilkadziesiąt działających modeli rzek.

Kto wynalazł pierwszy parowiec?

Czapla z Aleksandrii w I wieku p.n.e. wykorzystywała energię pary do wprawiania obiektów w ruch. Stworzył prymitywną turbinę bez łopatek, która działała na kilku przydatnych urządzeniach. Wiele podobnych jednostek odnotowali kronikarze z XV, XVI i XVII wieku.

W 1680 roku francuski inżynier Denis Papin, mieszkający w Londynie, dostarczył lokalnemu Towarzystwu Królewskiemu projekt kotła parowego z zaworem bezpieczeństwa. Po 10 latach uzasadnił dynamiczny cykl cieplny silnika parowego, ale nigdy nie zbudował gotowej maszyny.

W 1705 roku Leibniz przedstawił szkic silnika parowego Thomasa Savery'ego zaprojektowanego do podnoszenia wody. Takie urządzenie zainspirowało naukowca do nowych eksperymentów. Według niektórych przekazów w 1707 odbyła się podróż wzdłuż Wezery w Niemczech. Według jednej wersji łódź była wyposażona w mechanizm parowy, czego nie potwierdzają oficjalne fakty. Następnie statek został zniszczony przez wściekłych konkurentów.

Historia

Kto zbudował pierwszy parowiec? Thomas Savery zademonstrował pompę parową do pompowania wody z kopalni już w 1699 roku. Kilka lat później ulepszony analog został wprowadzony przez Thomasa Nyukmana. Istnieje wersja, w której inżynier z Wielkiej Brytanii Jonathan Hulse w 1736 roku stworzył statek z kołem na rufie, który był napędzany przez urządzenie parowe. Nie ma dowodów na pomyślne przetestowanie takiej maszyny, jednak biorąc pod uwagę cechy konstrukcyjne i wielkość zużycia węgla, trudno nazwać operację udaną.

Gdzie testowano pierwszy parowiec?

W lipcu 1783 francuski markiz Geoffoy Claude zaprezentował statek typu Piroscaphe. Jest to pierwszy oficjalnie udokumentowany statek o napędzie parowym, który był napędzany jednocylindrowym poziomym silnikiem parowym. Samochód obracał parę kół wiosłowych, które zostały umieszczone po bokach. Testy przeprowadzono na Sekwanie we Francji. Statek przebył około 360 kilometrów w 15 minut (przybliżona prędkość 0,8 węzła).

Wtedy silnik uległ awarii, po czym Francuz przerwał eksperymenty. Nazwa „Piroskaf” była używana przez długi czas w wielu krajach jako oznaczenie statku o mocy parowejinstalacja. Ten termin we Francji nie stracił na aktualności do dnia dzisiejszego.

Projekty amerykańskie

Pierwszy parowiec w Ameryce został wprowadzony przez wynalazcę Jamesa Ramseya w 1787 roku. Łódź była testowana na rzece Potomac. Statek poruszał się za pomocą wodnych mechanizmów napędowych działających na zasadzie pary. W tym samym roku rodak inżyniera John Fitch testował parowiec Perseverance na rzece Delaware. Maszyna ta była napędzana przez parę rzędów wioseł, które były napędzane przez elektrownię parową. Jednostka powstała wspólnie z Henrym Foigotem, ponieważ Wielka Brytania zablokowała możliwość eksportu nowych technologii do swoich byłych kolonii.

Nazwa pierwszego parowca w Ameryce brzmiała Persistence. Następnie Fitch i Foygot latem 1790 roku zbudowali 18-metrowy statek. Statek parowy był wyposażony w unikalny system napędowy wiosła i operował między Burlington, Filadelfią i New Jersey. Pierwszy parowiec pasażerski tej marki mógł przewozić do 30 pasażerów. W ciągu jednego lata statek pokonał około 3 tysięcy mil. Jeden z projektantów stwierdził, że łódź pokonała 500 mil bez żadnych problemów. Nominalna prędkość statku wynosiła około 8 mil na godzinę. Rozważany projekt okazał się dość udany, jednak dalsza modernizacja i udoskonalanie technologii pozwoliło na znaczne dopracowanie statku.

Charlotte Dantes

Jesienią 1788 r. szkoccy wynalazcy Symington i Millerzaprojektował i pomyślnie przetestował mały kołowy katamaran z napędem parowym. Testy odbyły się w Dalswinston Lough, dziesięciokilometrowej strefie od Dumfries. Teraz znamy nazwę pierwszego parowca.

Już rok później przetestowali katamaran podobnej konstrukcji o długości 18 metrów. Silnik parowy używany jako silnik był w stanie osiągnąć prędkość 7 węzłów. Po tym projekcie Miller zrezygnował z dalszego rozwoju.

Pierwszy na świecie parowiec typu Charlotte Dantes został zbudowany przez firmę Seinmington w 1802. Statek został zbudowany z drewna o grubości 170 milimetrów. Moc mechanizmu parowego wynosiła 10 koni mechanicznych. Statek był skutecznie eksploatowany do transportu barek w kanale Fort Clyde. Właściciele jeziora obawiali się, że strumień pary wyrzucany przez parowiec mógłby uszkodzić linię brzegową. W związku z tym zakazali używania takich statków na swoich wodach. W efekcie innowacyjny statek został porzucony przez właściciela w 1802 r., po czym popadł w całkowitą ruinę, a następnie został rozebrany na części zamienne.

Prawdziwe modele

Pierwszy parowiec używany zgodnie z przeznaczeniem został zbudowany przez Roberta Fultona w 1807 roku. Początkowo model nosił nazwę North River Steamboat, a później Claremont. Został wprawiony w ruch dzięki obecności kół łopatkowych, był testowany podczas lotów wzdłuż rzeki Hudson z Nowego Jorku do Albany. Odległość podróży instancji jest całkiem przyzwoita, biorąc pod uwagę prędkość 5 węzłów lub 9 kilometrów na godzinę.

Fulton był zachwycony, że docenił taką podróż w tym sensie, że mógłwyprzedzały wszystkie szkunery i inne łodzie, choć mało kto wierzył, że parowiec był w stanie płynąć nawet jedną milę na godzinę. Mimo sarkastycznych uwag konstruktor oddał do użytku ulepszoną konstrukcję urządzenia, czego ani trochę nie żałował. Przypisuje się mu, że był pierwszym, który zbudował strukturę typu osprzętu Charlotte Dantes.

Nuanse

Amerykański statek o napędzie śmigłowym o nazwie Savannah przepłynął Ocean Atlantycki w 1819 roku. W tym samym czasie statek przepłynął większość drogi. Silniki parowe w tym przypadku służyły jako silniki dodatkowe. Już w 1838 roku parowiec Sirius z Wielkiej Brytanii przepłynął Atlantyk całkowicie bez użycia żagli.

W 1838 roku zbudowano parowiec śrubowy Archimedesa. Został stworzony przez angielskiego rolnika Francisa Smitha. Statek był projektem z kołami łopatkowymi i odpowiednikami śrubowymi. Jednocześnie nastąpiła znaczna poprawa wydajności w porównaniu z konkurencją. W pewnym okresie takie statki zmusiły żaglówki i inne kołowe odpowiedniki do wycofania z eksploatacji.

Ciekawe fakty

W marynarce wojennej wprowadzenie elektrowni parowych rozpoczęło się podczas budowy baterii samobieżnej Demologos, kierowanej przez Fultona (1816). Konstrukcja ta początkowo nie znalazła szerokiego zastosowania ze względu na niedoskonałość jednostki napędowej typu kołowego, która była nieporęczna i podatna na ataki wroga.

Ponadto wystąpiły trudności z umieszczeniem głowicy bojowej sprzętu. Nie było mowy o normalnej baterii pokładowej. Douzbrojenie pozostały tylko niewielkie luki wolnej przestrzeni na rufie i dziobie statku. Wraz ze spadkiem liczby dział pojawił się pomysł na zwiększenie ich mocy, co zrealizowano w wyposażeniu okrętów w działa wielkokalibrowe. Z tego powodu końce musiały być cięższe i masywniejsze z boków. Problemy te zostały częściowo rozwiązane wraz z pojawieniem się śmigła, co umożliwiło rozszerzenie zakresu parowozu nie tylko we flocie pasażerskiej, ale także w marynarce wojennej.

Modernizacja

Fregaty parowe - taką nazwę otrzymują średnie i duże jednostki bojowe na kursie parowym. Bardziej logiczne jest klasyfikowanie takich maszyn jako klasycznych statków parowych niż fregat. Dużych statków nie można było z powodzeniem wyposażyć w taki mechanizm. Próby takiego projektu podjęli się Brytyjczycy i Francuzi. W rezultacie siła bojowa była nieporównywalna z analogami. Pierwszą fregatą bojową z napędem parowym jest Homer, który powstał we Francji (1841). Został wyposażony w dwa tuziny pistoletów.

Wreszcie

Połowa XIX wieku słynie z skomplikowanej konwersji żaglówek na statki o napędzie parowym. Udoskonalenia statków przeprowadzono w modyfikacjach kołowych lub śrubowych. Drewnianą obudowę przecięto na pół, po czym wykonano podobną wkładkę za pomocą urządzenia mechanicznego, którego moc wahała się od 400 do 800 koni mechanicznych.

Ponieważ lokalizacja ciężkich kotłów i maszyn została przeniesiona do części kadłuba poniżej linii wodnej, zniknęła konieczność odbioru balastu, a także stała się możliwaosiągnąć wyporność kilkudziesięciu ton.

Śruba znajduje się w osobnym gnieździe na rufie. Ten projekt nie zawsze poprawiał ruch, tworząc dodatkowy opór. Aby rura wydechowa nie przeszkadzała w ułożeniu pokładu z żaglami została wykonana teleskopowo (składana). Charles Parson w 1894 roku stworzył eksperymentalny statek „Turbinia”, którego testy wykazały, że statki parowe mogą być szybkie i wykorzystywane w transporcie pasażerskim i sprzęcie wojskowym. Ten „Latający Holender” pokazał rekordową jak na tamte czasy prędkość – 60 km/h.