История плавающих средств. От плота до субмарины - Марина Водянова Страница 22

С развитием легкой и тяжелой промышленности вырос поток передвижения людей, торговли. Появились крупные промышленные центры. Рост промышленности, торговли и передвижения населения заставил призадуматься над появлением нового более скоростного и грузоподъемного вида транспортного средства. Водный транспорт всегда был более дешевым – дорог строить не надо.

Чтобы справиться с постоянно растущим потоком товаров, сырья крупным индустриальным и торговым центрам требовались быстрые и точно выдерживающие график корабли.

Качественный рывок в развитии судостроения произошел с внедрением паровых машин, а также колесных и винтовых двигателей.

Много людей работало над проблемой приспособления силы пара для движения судна. Удивительным разнообразием отличались выдумки изобретателей по этому поводу.

Первый пароход, как и его аналоги, – это вариант поршневой паровой машины. Такое название применяется к аналогичным устройствам, оснащаемым паровой турбиной. Первая версия отечественного корабля такого типа была построена на базе баржи «Елизавета» (1815 год). Ранее подобные суда именовали «пироскафами» (на западный манер, что в переводе означает «лодка» и «огонь»). В России подобный агрегат был впервые построен на заводе Чарльза Бендта в 1815 году. Этот пассажирский лайнер курсировал между Санкт-Петербургом и Кронштадтом.

Первый пароход в качестве движителя оснащался гребными колесами.

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. В 1680 году французский инженер Дени Папен, 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 реке Везер в Германии. По одной из версий, лодка оснащалась паровым механизмом, что не подтверждено официальными фактами. Впоследствии судно было разрушено озлобленными конкурентами.

В 1699 году Томас Сэвери продемонстрировал паровой насос для откачки воды из шахт.

В 1705 году кузнец по профессии Томас Ньюкомен совместно с лудильщиком Дж. Коули построил паровой двигатель для водяного насоса (водоподъемника), опыты по совершенствованию которого продолжались около десяти лет, пока он не начал исправно работать. При мощности 8 лошадиных сил машина поднимала воду с 80-метровой глубины. Однако на свое изобретение Ньюкомен не смог получить патент, так как паровой водоподъемник был запатентован Т. Севери, с которым Ньюкомен позднее сотрудничал, поскольку патент Севери получил по акту Парламента право действия до 1733 года. Устройством Ньюкомена был поршневой паровой двигатель с водоподъемным насосом, и, очевидно, не слишком эффективный, так как тепло пара каждый раз терялось во время охлаждения контейнера, и довольно опасный в эксплуатации: вследствие высокого давления пара двигатели иногда взрывались. Так как это устройство можно было использовать, водоподъемные насосы Ньюкомена с поршневым паровым двигателем нашли применение в Англии и в других европейских странах как для вращения колес водяной мельницы, так и для откачки воды из шахт. Изобретатель назвал его «другом рудокопа».

К 1733 году их было куплено 110, из которых 14 – на экспорт. С некоторыми усовершенствованиями их до 1800 года произвели 1454 штуки, и они оставались в употреблении до начала XX века.

В России первая машина Ньюкомена появилась в 1777 году в Кронштадте для осушения дока.

В 1811 году на Ижорском заводе в Санкт-Петербурге было построено плавающее сооружение – землечерпательная машина, на которой была установлена паровая машина мощностью 15 л. с. Землечерпалка успешно эксплуатировалась в Кронштадте 20 лет.

Так в России в числе кораблей появились суда с паровыми машинами – пароходы.

Усовершенствованная машина Уатта не могла вытеснить машину Ньюкомена там, где был в избытке уголь низкого качества. В частности, на угольных разработках в Англии машины Ньюкомена использовались до 1934 года, и никто до этого даже не пытался ее усовершенствовать.

С 1759 года шотландский инженер и изобретатель Джеймс Уатт заинтересовался идеей применения пара, но все его попытки были неудачными. В 1763 году представитель университета в Глазго обратился к мастеру с просьбой помочь в ремонте действующего макета устройства Ньюкомена. Уатт смог провести с ним ряд экспериментов. Он смог починить макет и убедиться в неэффективности этой машины. Уатт внес в конструкцию определенные усовершенствования, однако этого было недостаточно. Спустя два года Джеймс Уатт догадался, как можно создать совершенную паровую машину. Уатт стремился не просто усовершенствовать машину Ньюкомена, он хотел создать модель с универсальным двигателем. Его попытки привели к новому методу в работе паровой машины, который он запатентовал под названием «планетное движение». Именно на этом методе стала работать первая паровая машина Джеймса Уатта.

Он начал внедрять в жизнь задуманное. В 1769 году Уатт оформил патент на изолированную камеру для конденсации. Он смог построить действующую модель, которая работала по этому принципу. Патент на двигатель Джеймса Уатта был зарегистрирован в 1769 году. В документе было определено, что автор патента изобрел не новую машину, а паровой двигатель. Уатт до конца не понимал, насколько значимым в будущем станет его усовершенствование. Значимость изобретения заключалась в том, что в двигателе поршень перемещался под действием пара. Благодаря этому можно было многократно увеличивать мощность, создавая большее давление. Больше не было необходимости наращивать габариты. Благодаря изобретению стало возможным создание паровоза, а чуть позже и парохода.