Pirmais tvaikonis pasaulē: vēsture, apraksts un interesanti fakti

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Pirmais tvaika kuģis, tāpat kā tā kolēģi, ir virzuļdzinēja tvaika dzinēja variants. Turklāt šis nosaukums tiek piemērots līdzīgām ierīcēm, kas aprīkotas ar tvaika turbīnu. Pirmo reizi attiecīgo vārdu lietošanā ieviesa krievu virsnieks. Pirmā šāda veida iekšzemes kuģa versija tika uzbūvēta uz Elizabetes liellaivas bāzes (1815). Iepriekš šādus kuģus sauca par "piroskafiem" (rietumu manierē, kas tulkojumā nozīmē laiva un uguns). Starp citu, Krievijā šāda iekārta pirmo reizi tika uzbūvēta Charles Bendt rūpnīcā 1815. Šis pasažieru laineris kursēja starp Sanktpēterburgu un Krondštatu.

Funkcijas

Pirmais tvaika kuģis bija aprīkots ar lāpstiņu riteņiem kā dzenskrūves. Bija atšķirība no Džona Fiša, kurš eksperimentēja ar airu dizainu, ko darbina tvaika ierīce. Šīs ierīces atradās rāmja nodalījuma sānos vai aizmugurē. Divdesmitā gadsimta sākumā lāpstiņu riteņu vietā nāca uzlabots propelleris. Iekārtās kā enerģijas nesēji tika izmantotas ogles un naftas produkti.

Tagad šādi kuģi netiek būvēti, bet daži eksemplāri joprojām ir darba kārtībā. Pirmās līnijas tvaikoņi, atšķirībā nono tvaika lokomotīvēm izmantoja tvaika kondensāciju, kas ļāva samazināt spiedienu cilindru izejā, ievērojami palielinot efektivitāti. Aplūkojamajā tehnikā var izmantot arī efektīvus katlus ar šķidruma turbīnu, kas ir praktiskāki un uzticamāki nekā tvaika lokomotīvēs uzstādītie ugunsdzēsības caurules kolēģi. Līdz pagājušā gadsimta 70. gadu vidum tvaika kuģu maksimālās jaudas rādītājs pārsniedza dīzeļdzinēju rādītāju.

Pirmais skrūvējamais tvaikonis bija absolūti mazprasīgs pret degvielas kategoriju un kvalitāti. Šāda veida mašīnu būvniecība ilga vairākus gadu desmitus ilgāk nekā tvaika lokomotīvju ražošana. Upju modifikācijas atstāja masveida ražošanu daudz agrāk nekā to jūras "konkurenti". Pasaulē ir palikuši tikai daži desmiti upju modeļu.

Kas izgudroja pirmo tvaikoni?

Aleksandrijas gārnis pirmajā gadsimtā pirms mūsu ēras izmantoja tvaika enerģiju, lai objektu pārvietotu. Viņš izveidoja primitīvu turbīnu bez lāpstiņām, kas tika darbināta ar vairākām noderīgām ierīcēm. Daudzas līdzīgas vienības atzīmēja 15., 16. un 17. gadsimta hronisti.

1680. gadā Londonā dzīvojošais franču inženieris Deniss Papēns vietējai Karaliskajai biedrībai iesniedza tvaika katla ar drošības vārstu projektu. Pēc 10 gadiem viņš pamatoja tvaika dzinēja dinamisko termisko ciklu, taču viņš nekad neuzbūvēja gatavu mašīnu.

1705. gadā Leibnics prezentēja Tomasa Severija tvaika dzinēja skici, kas paredzēta ūdens pacelšanai. Šāda ierīce iedvesmoja zinātnieku jauniem eksperimentiem. Saskaņā ar dažiem ziņojumiem 1707. gadā tika veikts ceļojums pa Vēzeres upi Vācijā. Saskaņā ar vienu versiju, laiva bija aprīkota ar tvaika mehānismu, ko neapstiprina oficiāli fakti. Pēc tam kuģi iznīcināja dusmīgi konkurenti.

Vēsture

Kas uzbūvēja pirmo tvaikoni? Tomass Saverijs demonstrēja tvaika sūkni ūdens sūknēšanai no raktuvēm jau 1699. gadā. Dažus gadus vēlāk Thomas Nyukman iepazīstināja ar uzlabotu analogu. Ir versija, ka 1736. gadā inženieris no Apvienotās Karalistes Džonatans Hulss izveidoja kuģi ar riteni pakaļgalā, kuru vadīja tvaika iekārta. Nav pierādījumu par veiksmīgu šādas mašīnas testēšanu, tomēr, ņemot vērā konstrukcijas īpatnības un ogļu patēriņa apjomu, darbību diez vai var saukt par veiksmīgu.

Kur tika pārbaudīts pirmais tvaika kuģis?

1783. gada jūlijā franču marķīzs Džefojs Klods prezentēja Piroscaphe tipa kuģi. Šis ir pirmais oficiāli dokumentētais ar tvaiku darbināms kuģis, kuru virzīja viena cilindra horizontālā tvaika dzinējs. Automašīna grieza pāris lāpstiņu riteņus, kas bija novietoti gar sāniem. Pārbaudes tika veiktas Sēnas upē Francijā. Kuģis nobrauca aptuveni 360 kilometrus 15 minūtēs (aptuvenais ātrums 0,8 mezgli).

Tad dzinējs sabojājās, pēc kā francūzis pārtrauca eksperimentus. Nosaukums "Piroskaf" ilgu laiku tika lietots daudzās valstīs kā tvaika jaudu kuģa apzīmējums.uzstādīšana. Šis termins Francijā nav zaudējis savu nozīmi līdz pat mūsdienām.

Amerikāņu projekti

Pirmo tvaikoni Amerikā 1787. gadā ieviesa izgudrotājs Džeimss Remzijs. Laiva tika pārbaudīta Potomakas upē. Kuģis pārvietojās ar ūdens strūklas piedziņas mehānismu palīdzību, kas darbojās no tvaika enerģijas. Tajā pašā gadā inženiera tautietis Džons Fičs Delavēras upē izmēģināja tvaikoni Perseverance. Šo mašīnu vadīja pāris airu rindas, kuras darbināja tvaika iekārta. Vienība tika izveidota kopā ar Henriju Foigotu, jo Lielbritānija bloķēja iespēju eksportēt jaunas tehnoloģijas uz savām bijušajām kolonijām.

Amerikas pirmā tvaikoņa nosaukums bija Persistence. Pēc tam Fitch un Foygot 1790. gada vasarā uzbūvēja 18 metrus garu kuģi. Tvaika kuģis bija aprīkots ar unikālu airu piedziņas sistēmu un darbojās starp Bērlingtonu, Filadelfiju un Ņūdžersiju. Pirmais šīs markas pasažieru tvaikonis spēja pārvadāt līdz 30 pasažieriem. Vienā vasarā kuģis veica aptuveni 3 tūkstošus jūdžu. Viens no dizaineriem norādīja, ka laiva bez problēmām ir pārvarējusi 500 jūdzes. Kuģa nominālais ātrums bija aptuveni 8 jūdzes stundā. Apsvērtais dizains izrādījās diezgan veiksmīgs, tomēr turpmāka modernizācija un tehnoloģiju uzlabošana ļāva kuģi būtiski pilnveidot.

Šarlote Dantesa

1788. gada rudenī skotu izgudrotāji Simingtons un Millersizstrādāja un veiksmīgi testēja nelielu riteņu tvaika katamarānu. Testi notika Dalswinston Lough, desmit kilometru zonā no Dumfries. Tagad mēs zinām pirmās tvaikoņa nosaukumu.

Jau gadu vēlāk viņi izmēģināja līdzīgas konstrukcijas katamarānu, kura garums bija 18 metri. Tvaika dzinējs, ko izmantoja kā dzinēju, spēja radīt ātrumu 7 mezgli. Pēc šī projekta Millers atteicās no tālākas attīstības.

Pasaulē pirmo Charlotte Dantes tipa tvaikoni uzbūvēja Seinmingtona 1802. gadā. Kuģis būvēts no 170 milimetrus bieza koka. Tvaika mehānisma jauda bija 10 zirgspēki. Kuģis tika efektīvi izmantots, lai pārvadātu liellaivas Fortklaida kanālā. Ezera saimnieki baidījās, ka tvaikoņa izvadītā tvaika strūkla var sabojāt krasta līniju. Šajā sakarā viņi aizliedza izmantot šādus kuģus savos ūdeņos. Rezultātā novatorisko kuģi 1802. gadā īpašnieks pameta, pēc tam tas pilnībā sabruka un pēc tam tika demontēts, lai iegūtu rezerves daļas.

Īsti modeļi

Pirmo tvaika laivu, kas tika izmantota paredzētajam mērķim, 1807. gadā uzbūvēja Roberts Fultons. Sākotnēji modeli sauca par North River Steamboat, bet vēlāk par Claremont. To iedarbināja lāpstiņu riteņu klātbūtne, un tas tika pārbaudīts lidojumos gar Hudzonu no Ņujorkas uz Olbani. Eksemplāra pārvietošanās attālums ir diezgan pienācīgs, ņemot vērā ātrumu 5 mezgli jeb 9 kilometri stundā.

Fultons ar prieku novērtēja šādu braucienu tādā nozīmē, kā viņš varējaapsteidza visus šonerus un citas laivas, lai gan daži ticēja, ka tvaikonis spēj braukt pat vienu jūdzi stundā. Neraugoties uz sarkastiskajām piezīmēm, dizainers ekspluatācijā nodeva uzlaboto agregāta konstrukciju, par ko viņš nemaz nenožēloja. Viņš tiek uzskatīts par pirmo, kurš uzbūvēja Charlotte Dantes armatūras tipa struktūru.

Nianses

Amerikāņu kuģis ar dzenskrūvi ar nosaukumu Savannah šķērsoja Atlantijas okeānu 1819. gadā. Tajā pašā laikā kuģis nobrauca lielāko daļu ceļa. Tvaika dzinēji šajā gadījumā kalpoja kā papildu dzinēji. Jau 1838. gadā tvaikonis Sirius no Lielbritānijas šķērsoja Atlantijas okeānu pilnībā, neizmantojot buras.

1838. gadā tika uzbūvēts Archimedes skrūvējamais tvaikonis. To izveidoja angļu zemnieks Frensiss Smits. Kuģis bija dizains ar lāpstiņu riteņiem un skrūvju līdziniekiem. Tajā pašā laikā bija ievērojams veiktspējas uzlabojums salīdzinājumā ar konkurentiem. Noteiktā laika posmā šādi kuģi izslēdza buru laivas un citus līdziniekus ar riteņiem.

Interesanti fakti

Jūras flotē tvaika spēkstaciju ieviešana sākās Demologos pašgājēja akumulatora būvniecības laikā, kuru vadīja Fultons (1816). Šis dizains sākotnēji neatrada plašu pielietojumu riteņa tipa piedziņas bloka nepilnību dēļ, kas bija apgrūtinošs un neaizsargāts pret ienaidnieku.

Turklāt radās grūtības ar ekipējuma kaujas galviņas novietošanu. Par parastu borta akumulatoru nebija ne runas. Priekšieroči palika tikai nelielas brīvas vietas kuģa pakaļgalā un priekšgalā. Samazinoties ieroču skaitam, radās ideja palielināt to jaudu, kas tika realizēta kuģu aprīkojumā ar lielkalibra lielgabaliem. Šī iemesla dēļ galus vajadzēja padarīt smagākus un masīvākus no sāniem. Šīs problēmas daļēji tika atrisinātas līdz ar dzenskrūves parādīšanos, kas ļāva paplašināt tvaika dzinēja darbības jomu ne tikai pasažieru flotē, bet arī flotē.

Modernizācija

Tvaika fregates - šādu nosaukumu saņem vidējas un lielas kaujas vienības tvaika trasē. Loģiskāk ir šādas mašīnas klasificēt kā klasiskus tvaikoņus, nevis fregates. Lielus kuģus nevarēja veiksmīgi aprīkot ar šādu mehānismu. Šāda dizaina mēģinājumus veica briti un franči. Tā rezultātā kaujas spēks bija nesalīdzināms ar analogiem. Pirmā kaujas fregate ar tvaika spēka agregātu ir Homērs, kas tika radīts Francijā (1841). Tas bija aprīkots ar diviem desmitiem ieroču.

Beidzot

19. gadsimta vidus ir slavens ar sarežģīto buru laivu pārveidošanu par kuģiem, kas darbināmi ar tvaiku. Kuģu uzlabošana tika veikta riteņu vai skrūvju modifikācijās. Koka korpuss tika pārgriezts uz pusēm, pēc tam ar mehānisku ierīci tika izgatavots līdzīgs ieliktnis, kura jauda bija no 400 līdz 800 zirgspēkiem.

Tā kā smago katlu un mašīnu atrašanās vieta tika pārvietota uz korpusa daļu zem ūdenslīnijas, pazuda nepieciešamība saņemt balasta, un tas arī kļuva iespējamssasniegt vairākus desmitus tonnu ūdensizspaidu.

Skrūve atrodas atsevišķā ligzdā, kas atrodas pakaļgalā. Šis dizains ne vienmēr uzlaboja kustību, radot papildu pretestību. Lai izplūdes caurule netraucētu klāja izvietojumam ar burām, tā tika izgatavota no teleskopiskā (saliekamā) tipa. Čārlzs Pārsons 1894. gadā izveidoja eksperimentālo kuģi "Turbinia", kura testi pierādīja, ka tvaika kuģi var būt ātri un izmantojami pasažieru pārvadājumos un militārajā aprīkojumā. Šis "Lidojošais holandietis" uzrādīja tā laika rekorda ātrumu - 60 km/h.