Maailman ensimmäinen höyrylaiva: historiaa, kuvausta ja mielenkiintoisia faktoja

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Ensimmäinen höyrylaiva, kuten sen vastineet, on muunnos edestakaisin liikkuvasta höyrykoneesta. Lisäksi tätä nimeä käytetään vastaaviin laitteisiin, jotka on varustettu höyryturbiinilla. Ensimmäistä kertaa venäläinen upseeri otti kyseisen sanan käyttöön. Ensimmäinen versio tämän tyyppisestä kotimaisesta aluksesta rakennettiin Elizabeth-proomun pohj alta (1815). Aikaisemmin tällaisia aluksia kutsuttiin "pyroscafeiksi" (länsimaisella tavalla, mikä tarkoittaa käännöksessä venettä ja tulta). Muuten, Venäjällä tällainen yksikkö rakennettiin ensimmäisen kerran Charles Bendtin tehtaalla vuonna 1815. Tämä matkustajalinja kulki Pietarin ja Krondshtatin välillä.

Ominaisuudet

Ensimmäinen höyrylaiva varustettiin siipipyörillä potkureina. Oli muunnelma John Fishiltä, joka kokeili höyrylaitteella toimivien airojen suunnittelua. Nämä laitteet sijaitsivat rungon sivuilla tai perässä. 1900-luvun alussa tuli parannettu potkuri korvaamaan siipipyörät. Hiiltä ja öljytuotteita käytettiin koneissa energian kantajina.

Nyt tällaisia aluksia ei rakenneta, mutta jotkut kopiot ovat edelleen toimintakunnossa. Ensimmäisen rivin höyrylaivat, toisin kuinhöyryvetureista käytettiin höyryn kondensaatiota, mikä mahdollisti paineen alentamisen sylintereiden ulostulossa, mikä lisäsi merkittävästi tehokkuutta. Tarkasteltavana olevalla tekniikalla voidaan käyttää myös tehokkaita nesteturbiinikattiloita, jotka ovat käytännöllisempiä ja luotettavampia kuin höyryvetureisiin asennettavat paloputkivastineet. Vielä viime vuosisadan 70-luvun puoliväliin asti höyrylaivojen maksimitehoindikaattori ylitti dieselmoottoreiden.

Ensimmäinen ruuvihöyrykone oli täysin vaatimaton polttoaineen laadulle ja laadulle. Tämäntyyppisten koneiden rakentaminen kesti useita vuosikymmeniä pidempään kuin höyryvetureiden valmistus. Jokimuutokset jättivät massatuotannon paljon aikaisemmin kuin niiden meriliikenteen "kilpailijat". Maailmassa on enää muutama kymmenkunta toimivaa jokimallia.

Kuka keksi ensimmäisen höyrylaivan?

Aleksandrian Heron käytti ensimmäisellä vuosisadalla eKr. höyryenergiaa saadakseen esineen liikkumaan. Hän loi primitiivisen turbiinin ilman siipiä, jota käytettiin useilla hyödyllisillä laitteilla. 1400-, 1500- ja 1600-luvun kronikot panivat merkille monia samanlaisia yksiköitä.

Vuonna 1680 Lontoossa asuva ranskalainen insinööri Denis Papin toimitti paikalliselle Royal Societylle suunnittelun varoventtiilillä varustetusta höyrykattilasta. 10 vuoden kuluttua hän perusteli höyrykoneen dynaamista lämpökiertoa, mutta hän ei koskaan rakentanut valmista konetta.

Vuonna 1705 Leibniz esitteli luonnoksen Thomas Saveryn höyrykoneesta, joka oli suunniteltu nostamaan vettä. Tällainen laite inspiroi tutkijaa uusiin kokeisiin. Joidenkin raporttien mukaan vuonna 1707 tehtiin matka Weser-jokea pitkin Saksassa. Yhden version mukaan vene oli varustettu höyrymekanismilla, mitä viralliset tosiasiat eivät vahvista. Myöhemmin vihaiset kilpailijat tuhosivat aluksen.

Historia

Kuka rakensi ensimmäisen höyrylaivan? Thomas Savery esitteli höyrypumppua veden pumppaamiseen kaivoksista jo vuonna 1699. Muutamaa vuotta myöhemmin Thomas Nyukman esitteli parannetun analogin. On olemassa versio, että vuonna 1736 brittiläinen insinööri Jonathan Hulse loi laivan, jonka perässä oli pyörä ja jota käytettiin höyrylaitteella. Ei ole näyttöä tällaisen koneen onnistuneesta testauksesta, mutta suunnittelun ominaisuudet ja hiilenkulutuksen määrä huomioon ottaen toimintaa tuskin voidaan kutsua onnistuneeksi.

Missä ensimmäinen höyrylaiva testattiin?

Heinäkuussa 1783 ranskalainen markiisi Geoffoy Claude esitteli Piroscaphe-tyyppisen laivan. Tämä on ensimmäinen virallisesti dokumentoitu höyrykäyttöinen laiva, jota liikutti yksisylinterinen vaakasuuntainen höyrykone. Auto pyöritti paria siipipyörää, jotka asetettiin sivuille. Testit suoritettiin Seine-joella Ranskassa. Laiva kulki noin 360 kilometriä 15 minuutissa (noin nopeus 0,8 solmua).

Sitten moottori epäonnistui, minkä jälkeen ranskalainen lopetti kokeet. Nimeä "Piroskaf" käytettiin pitkään monissa maissa nimityksenä laivasta, jolla on höyryvoima.asennus. Tämä termi Ranskassa ei ole menettänyt merkitystään tähän päivään asti.

amerikkalaiset projektit

Keksijä James Ramsey esitteli ensimmäisen höyrylaivan Amerikassa vuonna 1787. Vene testattiin Potomac-joella. Alus liikkui höyryenergiasta toimivien vesisuihkupropulsiomekanismien avulla. Samana vuonna insinöörin maanmies John Fitch testasi Perseverance-höyrylaivaa Delaware-joella. Tätä konetta käytti kaksi riviä airoja, jotka saivat voimansa höyrylaitoksesta. Yksikkö luotiin yhdessä Henry Foigotin kanssa, koska Britannia esti mahdollisuuden viedä uusia teknologioita entisille siirtomailleen.

Amerikan ensimmäisen höyrylaivan nimi oli Persistence. Tämän jälkeen Fitch ja Foygot rakensivat 18 metrin aluksen kesällä 1790. Höyrylaiva oli varustettu ainutlaatuisella airopropulsiojärjestelmällä ja liikennöi Burlingtonin, Philadelphian ja New Jerseyn välillä. Tämän merkin ensimmäinen matkustajahöyrylaiva pystyi kuljettamaan jopa 30 matkustajaa. Yhden kesän aikana alus kulki noin 3 tuhatta mailia. Yksi suunnittelijoista totesi, että vene on ajanut 500 mailia ilman ongelmia. Aluksen nimellisnopeus oli noin 8 mailia tunnissa. Harkittu suunnittelu osoittautui varsin onnistuneeksi, mutta edelleen modernisoinnit ja teknologioiden parantaminen mahdollistivat laivan merkittävän jalostamisen.

Charlotte Dantes

Syksyllä 1788 skotlantilaiset keksijät Symington ja Millersuunnitteli ja testasi onnistuneesti pienen pyörällisen höyrykäyttöisen katamaraanin. Testit suoritettiin Dalswinston Loughissa, kymmenen kilometrin päässä Dumfriesista. Nyt tiedämme ensimmäisen höyrylaivan nimen.

Jo vuotta myöhemmin he testasivat samank altaista katamaraania, jonka pituus oli 18 metriä. Moottorina käytetty höyrykone pystyi tuottamaan 7 solmun nopeuden. Tämän projektin jälkeen Miller luopui jatkokehityksestä.

Seinmington rakensi vuonna 1802 maailman ensimmäisen Charlotte Dantes -tyyppisen höyrylaivan. Laiva rakennettiin 170 mm paksusta puusta. Höyrymekanismin teho oli 10 hevosvoimaa. Alusta käytettiin tehokkaasti kuljettamaan proomuja Fort Clyde -kanavalla. Järven omistajat pelkäsivät, että höyrylaivan päästämä höyrysuihku voi vahingoittaa rantaviivaa. Tältä osin he kielsivät tällaisten alusten käytön vesillään. Tämän seurauksena omistaja hylkäsi innovatiivisen laivan vuonna 1802, minkä jälkeen se tuhoutui täydellisesti ja purettiin sitten varaosia varten.

Aidot mallit

Ensimmäisen aiottuun tarkoitukseen käytetyn höyrylaivan rakensi Robert Fulton vuonna 1807. Aluksi mallia kutsuttiin North River Steamboatiksi ja myöhemmin Claremontiksi. Se sai liikkeelle siipipyörien läsnäolon, ja sitä testattiin lennoilla pitkin Hudson-jokea New Yorkista Albanyyn. Esineen matkaetäisyys on varsin kohtuullinen, kun otetaan huomioon nopeus 5 solmua tai 9 kilometriä tunnissa.

Fulton oli iloinen voidessaan arvostaa tällaista matkaa siinä mielessä, että hän pystyiedellä kaikkia kuunareita ja muita veneitä, vaikka harvat uskoivatkin, että höyrylaiva pystyi kulkemaan jopa yhden mailin tunnissa. Sarkastisista huomautuksista huolimatta suunnittelija otti yksikön parannetun suunnittelun käyttöön, mitä hän ei katunut yhtään. Häntä pidetään ensimmäisenä Charlotte Dantesin kiinnitystyyppisen rakenteen rakentajana.

Vuanssit

Yhdysv altalainen potkuripyöräinen alus nimeltä Savannah ylitti Atlantin v altameren vuonna 1819. Samaan aikaan alus purjehti suurimman osan matkasta. Höyrykoneet toimivat tässä tapauksessa lisämoottoreina. Jo vuonna 1838 Sirius-höyrylaiva Iso-Britanniasta ylitti Atlantin kokonaan ilman purjeita.

Vuonna 1838 rakennettiin Archimedes-ruuvihöyrylaiva. Sen loi englantilainen maanviljelijä Francis Smith. Alus oli malli, jossa oli siipipyörät ja ruuvit. Samaan aikaan suorituskyky parani merkittävästi kilpailijoihin verrattuna. Tietyn ajan kuluessa tällaiset alukset pakottivat purjeveneet ja muut pyörälliset vastineet pois käytöstä.

Mielenkiintoisia faktoja

Laivastossa höyryvoimaloiden käyttöönotto aloitettiin Demologosin itseliikkuvan akun rakentamisen aikana, jota johti Fulton (1816). Tämä malli ei aluksi löytänyt laajaa käyttöä pyörätyyppisen propulsioyksikön epätäydellisyyden vuoksi, joka oli hankala ja haavoittuva viholliselle.

Lisäksi laitteiston taistelukärkien sijoittamisessa oli vaikeuksia. Normaalista akusta ei ollut kysymys. vartenaseet jäivät vain pieniksi rakoiksi vapaata tilaa aluksen perässä ja keulassa. Aseiden määrän vähentyessä syntyi ajatus lisätä niiden tehoa, mikä toteutettiin laivojen varustuksessa suurikaliiperisilla aseilla. Tästä syystä päistä piti tehdä raskaampia ja massiivisempia sivuilta. Nämä ongelmat ratkesivat osittain potkurin myötä, mikä mahdollisti höyrykoneen laajentamisen paitsi matkustajalaivastossa myös laivastossa.

Modernisointi

Höyryfregatit - tämä on nimi, jota käyttävät keskisuuret ja suuret taisteluyksiköt höyrykurssilla. On loogisempaa luokitella tällaiset koneet klassisiksi höyrylaivoiksi fregateiksi. Suuria aluksia ei voitu varustaa sellaisella mekanismilla. Britit ja ranskalaiset ovat yrittäneet tällaista suunnittelua. Tämän seurauksena taisteluvoima oli vertaansa vailla analogeihin. Ensimmäinen taistelufregatti, jossa on höyryvoimayksikkö, on Homer, joka luotiin Ranskassa (1841). Se oli varustettu kahdella tusinalla aseella.

Vihdoin

1800-luvun puoliväli on kuuluisa purjeveneiden monimutkaisesta muuntamisesta höyrykäyttöisiksi aluksiksi. Laivojen parannus tehtiin pyörä- tai ruuvimuunnoksilla. Puinen kotelo leikattiin kahtia, minkä jälkeen tehtiin samanlainen sisäke mekaanisella laitteella, jonka teho vaihteli välillä 400-800 hevosvoimaa.

Koska raskaiden kattiloiden ja koneiden sijainti siirrettiin rungon vesirajan alapuolelle, poistui tarve vastaanottaa painolastia ja se tuli myös mahdolliseksisaavuttaa useiden kymmenien tonnin uppoumat.

Ruuvi sijaitsee erillisessä pesässä, joka sijaitsee perässä. Tämä muotoilu ei aina parantanut liikettä, mikä loi lisävastusta. Jotta pakoputki ei häiritse kannen järjestelyä purjeilla, se tehtiin teleskooppisella (taitettavalla). Charles Parson loi vuonna 1894 kokeellisen "Turbinia"-aluksen, jonka testit osoittivat, että höyrylaivat voivat olla nopeita ja niitä voidaan käyttää matkustajien kuljetuksissa ja sotilasvarusteissa. Tämä "lentävä hollantilainen" osoitti tuon ajan ennätysnopeutta - 60 km/h.