Το πρώτο ατμόπλοιο στον κόσμο: ιστορία, περιγραφή και ενδιαφέροντα γεγονότα

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Το πρώτο ατμόπλοιο, όπως και τα αντίστοιχα του, είναι μια παραλλαγή μιας παλινδρομικής ατμομηχανής. Επιπλέον, αυτό το όνομα εφαρμόζεται σε παρόμοιες συσκευές εξοπλισμένες με τουρμπίνα ατμού. Για πρώτη φορά, η εν λόγω λέξη εισήχθη σε χρήση από Ρώσο αξιωματικό. Η πρώτη έκδοση ενός εγχώριου πλοίου αυτού του τύπου κατασκευάστηκε με βάση τη φορτηγίδα Elizabeth (1815). Προηγουμένως, τέτοια σκάφη ονομάζονταν "πυροσκάφη" (με δυτικό τρόπο, που σημαίνει βάρκα και φωτιά στη μετάφραση). Παρεμπιπτόντως, στη Ρωσία, μια τέτοια μονάδα κατασκευάστηκε για πρώτη φορά στο εργοστάσιο του Charles Bendt το 1815. Αυτή η επιβατική γραμμή εκτελούσε δρομολόγια μεταξύ Αγίας Πετρούπολης και Krondshtat.

Λειτουργίες

Το πρώτο ατμόπλοιο ήταν εξοπλισμένο με τροχούς με κουπιά ως έλικες. Υπήρχε μια παραλλαγή από τον John Fish, ο οποίος πειραματίστηκε με το σχεδιασμό κουπιών που τροφοδοτούνται από μια συσκευή ατμού. Αυτές οι συσκευές βρίσκονταν στα πλάγια στο διαμέρισμα του πλαισίου ή στο πίσω μέρος. Στις αρχές του εικοστού αιώνα, μια βελτιωμένη προπέλα ήρθε να αντικαταστήσει τους τροχούς με κουπιά. Ο άνθρακας και τα προϊόντα πετρελαίου χρησιμοποιήθηκαν ως φορείς ενέργειας στις μηχανές.

Τώρα τέτοια πλοία δεν κατασκευάζονται, αλλά ορισμένα αντίγραφα εξακολουθούν να λειτουργούν. Βαπόρια πρώτης γραμμής, σε αντίθεσηαπό τις ατμομηχανές, χρησιμοποιήθηκε συμπύκνωση ατμού, η οποία κατέστησε δυνατή τη μείωση της πίεσης στην έξοδο των κυλίνδρων, αυξάνοντας σημαντικά την απόδοση. Στην υπό εξέταση τεχνική, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν αποδοτικοί λέβητες με υγρό στρόβιλο, οι οποίοι είναι πιο πρακτικοί και αξιόπιστοι από τους αντίστοιχους πυροσωλήνες που είναι τοποθετημένοι σε ατμομηχανές. Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του '70 του περασμένου αιώνα, ο δείκτης μέγιστης ισχύος των ατμόπλοιων ξεπερνούσε αυτόν των κινητήρων ντίζελ.

Το πρώτο βιδωτό ατμόπλοιο δεν ήταν απολύτως απαιτητικό για την ποιότητα και την ποιότητα του καυσίμου. Η κατασκευή μηχανών αυτού του τύπου διήρκεσε αρκετές δεκαετίες περισσότερο από την παραγωγή ατμομηχανών. Οι τροποποιήσεις του ποταμού άφησαν τη μαζική παραγωγή πολύ νωρίτερα από τους θαλάσσιους «ανταγωνιστές» τους. Έχουν απομείνει μόνο μερικές δεκάδες μοντέλα ποταμού που λειτουργούν στον κόσμο.

Ποιος εφηύρε το πρώτο ατμόπλοιο;

Ο Ήρων της Αλεξάνδρειας τον πρώτο αιώνα π. Χ. χρησιμοποίησε ενέργεια ατμού για να κάνει ένα αντικείμενο να κινηθεί. Δημιούργησε έναν πρωτόγονο στρόβιλο χωρίς πτερύγια, ο οποίος λειτουργούσε σε πολλές χρήσιμες συσκευές. Πολλές παρόμοιες ενότητες σημειώθηκαν από χρονικογράφους του 15ου, 16ου και 17ου αιώνα.

Το 1680, ο Γάλλος μηχανικός Denis Papin, που ζούσε στο Λονδίνο, παρείχε στην τοπική Βασιλική Εταιρεία ένα σχέδιο για έναν λέβητα ατμού με βαλβίδα ασφαλείας. Μετά από 10 χρόνια, τεκμηρίωσε τον δυναμικό θερμικό κύκλο μιας ατμομηχανής, αλλά ποτέ δεν κατασκεύασε μια τελειωμένη μηχανή.

Το 1705, ο Leibniz παρουσίασε ένα σκίτσο της ατμομηχανής του Thomas Savery που σχεδιάστηκε για να ανυψώνει νερό. Μια τέτοια συσκευή ενέπνευσε τον επιστήμονα σε νέα πειράματα. Σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, το 1707 έγινε ένα ταξίδι κατά μήκος του ποταμού Weser στη Γερμανία. Σύμφωνα με μια εκδοχή, το σκάφος ήταν εξοπλισμένο με μηχανισμό ατμού, κάτι που δεν επιβεβαιώνεται από επίσημα γεγονότα. Στη συνέχεια, το πλοίο καταστράφηκε από εξαγριωμένους ανταγωνιστές.

Ιστορία

Ποιος κατασκεύασε το πρώτο ατμόπλοιο; Ο Thomas Savery παρουσίασε μια αντλία ατμού για την άντληση νερού από ορυχεία ήδη από το 1699. Λίγα χρόνια αργότερα, ένα βελτιωμένο ανάλογο εισήχθη από τον Thomas Nyukman. Υπάρχει μια εκδοχή ότι το 1736, ένας μηχανικός από το Ηνωμένο Βασίλειο, ο Jonathan Hulse, δημιούργησε ένα πλοίο με τροχό στην πρύμνη, το οποίο οδηγούσε μια συσκευή ατμού. Δεν υπάρχουν στοιχεία επιτυχούς δοκιμής ενός τέτοιου μηχανήματος, ωστόσο, δεδομένων των σχεδιαστικών χαρακτηριστικών και της ποσότητας κατανάλωσης άνθρακα, η λειτουργία δύσκολα μπορεί να χαρακτηριστεί επιτυχημένη.

Πού δοκιμάστηκε το πρώτο ατμόπλοιο;

Τον Ιούλιο του 1783, ο Γάλλος μαρκήσιος Ζοφόυ Κλοντ παρουσίασε ένα πλοίο τύπου Πιροσκάφι. Αυτό είναι το πρώτο επίσημα τεκμηριωμένο ατμοκίνητο πλοίο, το οποίο προωθήθηκε από μονοκύλινδρη οριζόντια ατμομηχανή. Το αυτοκίνητο περιστράφηκε ένα ζευγάρι τροχών με κουπιά, που ήταν τοποθετημένα κατά μήκος των πλευρών. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν στον ποταμό Σηκουάνα στη Γαλλία. Το πλοίο ταξίδεψε περίπου 360 χιλιόμετρα σε 15 λεπτά (κατά προσέγγιση ταχύτητα 0,8 κόμβοι).

Στη συνέχεια ο κινητήρας απέτυχε και μετά ο Γάλλος σταμάτησε τα πειράματα. Το όνομα "Piroskaf" χρησιμοποιήθηκε για μεγάλο χρονικό διάστημα σε πολλές χώρες ως η ονομασία ενός πλοίου με ατμομηχανήεγκατάσταση. Αυτός ο όρος στη Γαλλία δεν έχει χάσει τη συνάφειά του μέχρι σήμερα.

Αμερικάνικα έργα

Το πρώτο ατμόπλοιο στην Αμερική παρουσιάστηκε από τον εφευρέτη James Ramsey το 1787. Το σκάφος δοκιμάστηκε στον ποταμό Potomac. Το σκάφος κινήθηκε με τη βοήθεια μηχανισμών πρόωσης με πίδακα νερού που λειτουργούσαν από ενέργεια ατμού. Την ίδια χρονιά, ο συμπατριώτης του μηχανικού Τζον Φιτς δοκίμασε το ατμόπλοιο Perseverance στον ποταμό Ντέλαγουερ. Αυτό το μηχάνημα οδηγούνταν από ένα ζευγάρι σειρές κουπιών, τα οποία τροφοδοτούνταν από μια μονάδα ατμού. Η μονάδα δημιουργήθηκε μαζί με τον Henry Foigot, καθώς η Βρετανία εμπόδισε τη δυνατότητα εξαγωγής νέων τεχνολογιών στις πρώην αποικίες της.

Το όνομα του πρώτου ατμόπλοιου της Αμερικής ήταν Persistence. Μετά από αυτό, οι Fitch και Foygot κατασκεύασαν ένα σκάφος 18 μέτρων το καλοκαίρι του 1790. Το ατμόπλοιο ήταν εξοπλισμένο με ένα μοναδικό σύστημα πρόωσης με κουπιά και εκτελούσε δρομολόγια μεταξύ Μπέρλινγκτον, Φιλαδέλφεια και Νιου Τζέρσεϊ. Το πρώτο επιβατικό ατμόπλοιο αυτής της μάρκας ήταν ικανό να μεταφέρει έως και 30 επιβάτες. Σε ένα καλοκαίρι, το πλοίο κάλυψε περίπου 3 χιλιάδες μίλια. Ένας από τους σχεδιαστές δήλωσε ότι το σκάφος έχει κατακτήσει 500 μίλια χωρίς κανένα πρόβλημα. Η ονομαστική ταχύτητα του σκάφους ήταν περίπου 8 μίλια την ώρα. Ο εξεταζόμενος σχεδιασμός αποδείχθηκε αρκετά επιτυχημένος, ωστόσο, ο περαιτέρω εκσυγχρονισμός και η βελτίωση των τεχνολογιών κατέστησαν δυνατή τη σημαντική βελτίωση του πλοίου.

Charlotte Dantes

Το φθινόπωρο του 1788, οι Σκωτσέζοι εφευρέτες Symington και Millerσχεδίασε και δοκίμασε με επιτυχία ένα μικρό τροχοφόρο ατμοκίνητο καταμαράν. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν στο Dalswinston Lough, μια ζώνη δέκα χιλιομέτρων από το Dumfries. Τώρα ξέρουμε το όνομα του πρώτου ατμόπλοιου.

Ήδη ένα χρόνο αργότερα, δοκίμασαν ένα καταμαράν παρόμοιας σχεδίασης με μήκος 18 μέτρα. Η ατμομηχανή που χρησιμοποιήθηκε ως μηχανή ήταν σε θέση να παράγει ταχύτητα 7 κόμβων. Μετά από αυτό το έργο, ο Μίλερ εγκατέλειψε την περαιτέρω ανάπτυξη.

Το πρώτο ατμόπλοιο στον κόσμο τύπου Charlotte Dantes κατασκευάστηκε από τον Seinmington το 1802. Το πλοίο κατασκευάστηκε από ξύλο πάχους 170 χιλιοστών. Η ισχύς του μηχανισμού ατμού ήταν 10 ίπποι. Το πλοίο λειτουργούσε αποτελεσματικά για τη μεταφορά φορτηγίδων στο κανάλι Fort Clyde. Οι ιδιοκτήτες της λίμνης φοβήθηκαν ότι ο πίδακας ατμού που εκκενώθηκε από το ατμόπλοιο θα μπορούσε να βλάψει την ακτογραμμή. Από αυτή την άποψη, απαγόρευσαν τη χρήση τέτοιων πλοίων στα ύδατά τους. Ως αποτέλεσμα, το καινοτόμο πλοίο εγκαταλείφθηκε από τον ιδιοκτήτη το 1802, μετά την οποία ερήμωσε πλήρως και στη συνέχεια διαλύθηκε για ανταλλακτικά.

Πραγματικά μοντέλα

Το πρώτο ατμόπλοιο που χρησιμοποιήθηκε για τον προορισμό του κατασκευάστηκε από τον Robert Fulton το 1807. Αρχικά, το μοντέλο ονομαζόταν North River Steamboat και αργότερα Claremont. Κινήθηκε από την παρουσία τροχών κουπιών, δοκιμάστηκε σε πτήσεις κατά μήκος του Hudson από τη Νέα Υόρκη στο Όλμπανι. Η απόσταση ταξιδιού της περίπτωσης είναι αρκετά αξιοπρεπής, δεδομένης της ταχύτητας των 5 κόμβων ή 9 χιλιομέτρων την ώρα.

Fulton ήταν στην ευχάριστη θέση να εκτιμήσει ένα τέτοιο ταξίδι με την έννοια που θα μπορούσεμπροστά από όλες τις γολέτες και άλλα σκάφη, αν και λίγοι πίστευαν ότι το ατμόπλοιο μπορούσε να διανύσει έστω και ένα μίλι την ώρα. Παρά τις σαρκαστικές παρατηρήσεις, ο σχεδιαστής έθεσε σε λειτουργία τη βελτιωμένη σχεδίαση της μονάδας, για την οποία δεν μετάνιωσε καθόλου. Του πιστώνεται ότι ήταν ο πρώτος που κατασκεύασε τη δομή τύπου εξαρτήματος Charlotte Dantes.

Nuances

Ένα αμερικανικό σκάφος με έλικες που ονομάζεται Savannah διέσχισε τον Ατλαντικό Ωκεανό το 1819. Ταυτόχρονα, το πλοίο έπλεε στο μεγαλύτερο μέρος της διαδρομής. Οι ατμομηχανές σε αυτή την περίπτωση χρησίμευαν ως πρόσθετοι κινητήρες. Ήδη το 1838, το ατμόπλοιο Sirius από τη Βρετανία διέσχισε τον Ατλαντικό εντελώς χωρίς τη χρήση πανιών.

Το 1838 κατασκευάστηκε το κοχλιωτό ατμόπλοιο του Αρχιμήδη. Δημιουργήθηκε από τον Άγγλο αγρότη Φράνσις Σμιθ. Το πλοίο ήταν ένα σχέδιο με τροχούς με κουπιά και αντίστοιχες βίδες. Παράλληλα, σημειώθηκε σημαντική βελτίωση στην απόδοση σε σύγκριση με τους ανταγωνιστές. Σε μια ορισμένη περίοδο, τέτοια πλοία ανάγκασαν ιστιοφόρα και άλλα τροχοφόρα πλοία εκτός λειτουργίας.

Ενδιαφέροντα γεγονότα

Στο ναυτικό, η εισαγωγή των ατμοηλεκτρικών σταθμών ξεκίνησε κατά την κατασκευή της αυτοκινούμενης μπαταρίας Δημολόγος, με επικεφαλής τον Fulton (1816). Αυτός ο σχεδιασμός στην αρχή δεν βρήκε ευρεία εφαρμογή λόγω της ατέλειας της μονάδας πρόωσης τύπου τροχού, η οποία ήταν δυσκίνητη και ευάλωτη στον εχθρό.

Επιπλέον, υπήρχε δυσκολία με την τοποθέτηση της κεφαλής του εξοπλισμού. Δεν υπήρχε θέμα για κανονική ενσωματωμένη μπαταρία. Γιαόπλα παρέμειναν μόνο μικρά κενά ελεύθερου χώρου στην πρύμνη και την πλώρη του σκάφους. Με τη μείωση του αριθμού των όπλων, προέκυψε μια ιδέα να αυξηθεί η ισχύς τους, η οποία πραγματοποιήθηκε στον εξοπλισμό πλοίων με πυροβόλα μεγάλου διαμετρήματος. Για το λόγο αυτό, τα άκρα έπρεπε να γίνουν πιο βαριά και πιο ογκώδη από τα πλάγια. Αυτά τα προβλήματα επιλύθηκαν εν μέρει με την εμφάνιση της προπέλας, η οποία κατέστησε δυνατή την επέκταση του πεδίου εφαρμογής της ατμομηχανής όχι μόνο στον επιβατικό στόλο, αλλά και στο ναυτικό.

Εκσυγχρονισμός

Φρεγκάτες Steam - αυτό είναι το όνομα που λαμβάνουν οι μεσαίες και μεγάλες μονάδες μάχης σε μια πορεία ατμού. Είναι πιο λογικό να ταξινομούνται τέτοιες μηχανές ως κλασικά ατμόπλοια παρά στις φρεγάτες. Τα μεγάλα πλοία δεν θα μπορούσαν να εξοπλιστούν επιτυχώς με τέτοιο μηχανισμό. Προσπάθειες για ένα τέτοιο σχέδιο ανέλαβαν Βρετανοί και Γάλλοι. Ως αποτέλεσμα, η ισχύς μάχης ήταν ασύγκριτη με τα ανάλογα. Η πρώτη φρεγάτα μάχης με μονάδα ισχύος ατμού είναι η Homer, η οποία δημιουργήθηκε στη Γαλλία (1841). Ήταν εξοπλισμένο με δύο δωδεκάδες πυροβόλα.

Επιτέλους

Τα μέσα του 19ου αιώνα είναι διάσημα για τη σύνθετη μετατροπή των ιστιοφόρων σε ατμοκίνητα πλοία. Η βελτίωση των πλοίων πραγματοποιήθηκε σε τροχοφόρα ή βιδωτές τροποποιήσεις. Η ξύλινη θήκη κόπηκε στη μέση και στη συνέχεια κατασκευάστηκε ένα παρόμοιο ένθετο με μια μηχανική συσκευή, η ισχύς της οποίας κυμαινόταν από 400 έως 800 ίππους.

Επειδή η θέση των βαρέων λεβήτων και μηχανών μεταφέρθηκε στο τμήμα της γάστρας κάτω από την ίσαλο γραμμή, η ανάγκη λήψης έρματος εξαφανίστηκε και έγινε επίσης δυνατήφτάσει σε εκτόπισμα πολλών δεκάδων τόνων.

Η βίδα βρίσκεται σε ξεχωριστή φωλιά, που βρίσκεται στην πρύμνη. Αυτό το σχέδιο δεν βελτίωνε πάντα την κίνηση, δημιουργώντας πρόσθετη αντίσταση. Για να μην παρεμβαίνει ο σωλήνας εξάτμισης στη διάταξη του καταστρώματος με πανιά, κατασκευάστηκε τηλεσκοπικού (αναδιπλούμενου) τύπου. Ο Charles Parson το 1894 δημιούργησε ένα πειραματικό πλοίο "Turbinia", οι δοκιμές του οποίου απέδειξαν ότι τα ατμόπλοια μπορούν να είναι γρήγορα και να χρησιμοποιηθούν στη μεταφορά επιβατών και στρατιωτικό εξοπλισμό. Αυτός ο "Ιπτάμενος Ολλανδός" έδειξε ταχύτητα ρεκόρ για εκείνη την εποχή - 60 km/h.