Владислав Пристинский - 100 знаменитых изобретений
Вслед за изобретением речного парохода делаются попытки технически усовершенствовать все виды морского транспорта. Уже в 1819 г. на трансатлантической линии между Америкой и Европой появился пароход «Саванна», доставивший груз хлопка из США в Англию. «Саванна» находилась в пути 26 дней. В том же 1819 г. «Саванна» пришла в Петербургский порт. Это был первый иностранный пароход, посетивший Россию. В 1825 г. английский пароход «Энтерпрайз» за 113 дней совершил путешествие из Лондона в Калькутту. В 1829 г. голландский пароход «Кюрасо» прошел путь из Голландии в Вест-Индию за 32 дня.
Однако морское судостроение до 40-х годов XIX в. развивалось сравнительно медленно. Строительство пароходов тормозили недостатки в конструкции, выявленные в процессе эксплуатации, устранить которые сразу не представлялось возможным. И только коренное изменение конструкции пароходов и двигателей, а также переход к новым строительным материалам для строительства судов стимулировали быстрое развитие морского судостроения.
Величайшее значение для судостроения имел переход к строительству железных и стальных корпусов пароходов.
Другим очень важным фактором развития морского флота было изобретение гребного винта, сменившего гребные колеса первых пароходов. До конца 30-х годов XIX в. пароходы строились с гребными колесами, которые ломали морские волны. Они являлись наиболее уязвимым местом во время боя, их повреждение сразу же выводило судно из строя.
В 1826 г. Иосиф Рессел, впервые изготовил небольшой гребной винт и затем установил его на маленькой лодке грузоподъемностью 5 т. Винт приводился в движение вручную двумя матросами. Испытания лодки прошли успешно. Лодка Рессела развивала скорость большую, чем двухвесельная лодка. После первых испытаний, проходивших в Триесте, Рессел окончательно решил вопрос о месте расположения гребного винта: между кормой и рулем (в первых вариантах винт находился под носом лодки).
В 1827 г. Рессел оформил патент на свой гребной винт сроком на два года.
Ему удалось убедить некоего купца Фонтано финансировать постройку парового судна с винтом и совершать на нем постоянное плавание между Триестом и Венецией.
После неоднократных просьб изобретателю удалось получить разрешение на постройку парохода с винтом. Был построен двухмачтовый пароход «Сова», водоизмещением 48 т и грузоподъемностью 33 т. А 4 августа 1829 г. «Сова» вышла в свое первое плавание с 40 пассажирами на борту. Длина крупного гребного винта «Совы» была равна 1,88 м, диаметр – 1,88 м. На пароходе была установлена паровая машина мощностью в 6 л. с.
В апреле 1828 г. в Париже Рессел продемонстрировал гребной винт, установленный на небольшой лодке. Некий Бауэр – посредник фирмы «Маляр» – втерся в доверие к Ресселу, обещал финансовую поддержку и просил рассказать о своем изобретении. Доверчивый Рессел показал Бауэру чертежи и ознакомил его с принципом работы гребного винта. Узнав секрет изобретения, Бауэр исчез. А через 4 месяца после посещения Ресселом Парижа, 19 августа 1828 г., французская фирма «Маляр» получила патент на гребной винт. В патенте вместо винта фигурировала спираль, которая была точной копией винта Рессела.
10 июня 1829 г. английский торговец Карл Гуммер, не без помощи Бауэра, также получил патент на гребной винт, отличавшийся от винта Рессела только тем, что у него был один полный виток. С этого времени во многих странах началась усиленная работа над воплощением идеи использования винта как движителя пароходов.
Гуммер построил ряд пароходов с гребными винтами. В 1838 г. англичанин Смит построил первый, вполне пригодный для практических целей, пароход «Архимед» с гребным винтом. Вскоре был сделан еще ряд усовершенствований винтовых пароходов, и к концу 40-х годов XIX в. гребной винт начал быстро вытеснять гребные колеса, в первую очередь в морском военном флоте.
Увеличение размеров пароходов вызвало рост размера двигателя и введение различных усовершенствований (введение многократного расширения пара, пара высокого давления и т. п.), изменилась и мощность двигателей. Если мощность паровых двигателей на первых пароходах составляла не более 10–20 л. с., то в конце 1850-х годов американский инженер-механик Брюнелль построил пароход «Великий восточный» с двумя двигателями мощностью по 8300 л. с. каждый.
С начала 30-х годов стали появляться первые пароходы, пригодные для регулярных океанских рейсов. С конца 30-х годов XIX в. наладилось регулярное пароходное сообщение между Европой и Америкой, а затем между Европой и другими континентами. В 1842 г. было совершено первое кругосветное путешествие на пароходе. Пароходные линии, подобно железным дорогам, обеспечивали быстроту и регулярность передвижения, а также резко понизили стоимость перевозки грузов.
До 70-х годов паровой флот не являлся полновластным хозяином водных просторов. Существовал и парусный флот, занимающий значительную часть общей системы водного транспорт. В 1871 г. мировой тоннаж парового флота составлял всего 2,4 млн тонн, а тоннаж парусного флота достиг 15,3 млн тонн, но паровой флот развивался стремительно, а в парусном флоте, наоборот, наметилась тенденция к упадку.
Парусные суда
Применение паруса стало первым использованием человеком энергии природной стихии – воздуха. Паруса применялись около 5 тысяч лет назад в Древнем Египте, Финикии, Китае и других странах как вспомогательный источник движущей силы гребных кораблей, дополняющий весла.
Это было связано с тем, что примитивные средства управления судами не позволяли управлять парусами при направлении ветра, не совпадающем с курсом. Первые паруса делали из звериных шкур, рогожи, папируса, скрепленных жердями дранок. Позже для изготовления парусины стали применять лен и хлопок.
Изображение паруса было обнаружено на скальном рельефе в Нубийской пустыне, датированном VI–V тысячелетиями до н. э. Египетские суда оснащались невысокой стационарной или заваливающейся мачтой, похожей на перевернутую рогатку. Она крепилась к бортам, придавая всей конструкции судна дополнительную прочность. Более устойчивой такую мачту делали растяжки – штаги, крепившиеся к носу и корме судна. На передней стороне мачты были два рея – поперечные планки, верхний рей был подвижным. Между ними натягивался квадратный парус, сшитый из нескольких полотен. Реи позволяли изменять площадь парусности при их передвижении по мачте в вертикальной плоскости, а также приводить судно к ветру, поворачивая верхний рей в горизонтальной плоскости.
Когда судно плыло вниз по течению, против ветра, паруса убирали, реи снижали, разворачивали и закрепляли в продольной плоскости на специальных подставках, чтобы уменьшить сопротивление воздуха.
Позже один угол паруса стали срезать, и он приобрел форму трапеции. Такой парус уменьшал сопротивление ветра и облегчал маневрирование при курсе против ветра.
Постепенно египетские суда увеличили свою осадку, их борта стала соединять полная палуба, под которой находились обширные грузовые трюмы. Важным усовершенствованием стало появление на кораблях киля, к которому крепился шпангоутный каркас. Мачтой служил короткий, гладко оструганный ствол дерева, пропущенный через центр палубы и крепившийся к килю. Рей делался составным из двух конически оструганных брусьев, крепко соединенных друг с другом. Он позволял значительно увеличить площадь парусности.
В Древней Греции и Финикии на кораблях возросло число мачт. На носу могла устанавливаться наклонная мачта, на которой устанавливался небольшой вспомогательный парус, за ней стояла, по современной терминологии, фок-мачта и далее – грот-мачта. На грот-мачте находился самый большой по площади парус четырехугольной формы. Верхний парус крепился на рее. В штормовую погоду рей приспускался до середины мачты, парус тянули вниз до палубы и затем сворачивали. Таким же способом уменьшали или увеличивали площадь парусности. Иногда на мачте устанавливали второй парус, похожий на современный вымпел, свисающий косицами вниз. Он управлялся одним шкотом, прикрепленным к правой косице, в то время как левая привязывалась к борту.
Суда управлялись при помощи рулевого колеса. Первоначально оно отличалось от обычного лишь размером и более широкой лопастью. Рулевое весло крепилось в корме с помощью каната, а на больших судах оно пропускалось сквозь отверстие в обшивке. Небольшое весло держали обеими руками, длинные и толстые кормила имели деревянную поперечину, прикреплявшуюся либо к оконечности рукоятки весла, либо на некотором удалении от него.
На небольших кораблях обоими веслами управлял один рулевой, на больших – у каждого весла находился свой рулевой.
Долгое время парус был вспомогательным движителем на гребных судах. Первые чисто парусные суда появились в X–XIII вв. в скандинавских и средиземноморских странах. Они назывались нефы, драккары, каракки. Сначала они были двухмачтовыми и несли треугольные латинские паруса, позволяющие лавировать против ветра. Кормовое весло было вытеснено поворотным рулем, значительно повысившим маневренность. Такой руль назывался наваррским рулем. Он прочно навешивался на ахтерштевень – продолжение киля в кормовой части судна. Руль устанавливался под водой на достаточной глубине, чтобы закрыть от действия волн. К рулю прикреплялся румпель – рычаг для поворота руля. Румпель поворачивался вертикально установленным рычагом-колдерштоком. На малых судах румпелем управляли непосредственно.
