Сидней Уитингтон - История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия

Он достигал скорости 5 миль в час. Позже скорость была увеличена до 7 миль в час. Однако адмиралтейство не проявило интереса, и средства Миллера были ограничены. Получив финансирование в 1802–1804 годах от лорда Дандаса, Саймингтон запустил паровой буксир на канале Форт-Клайд. Роберт Фултон снова наблюдал. Однако собственники канала отвергли Sharlotte Dundas, поскольку создаваемое судном возмущение потока якобы угрожало берегам канала. Судно имело горизонтальный двигатель двойного действия, приводящий в движение гребное колесо, расположенное в корме. Фултон не стал копировать этот дизайн, но конструкторы вернулись к этой идее пятьюдесятью годами позже на Миссисипи.

Рис. 9.3. «Галатея» Рафаэля, написанная в 1514 г. На картине изображены гребные колеса

Тем временем среди многих других любознательных американцев двое подошли очень близко к успеху со своими идеями о пароходах. Джон Фитч (1743–1798), житель Коннектикута, создал акционерное общество для получения капитала, привлек к работе механика и построил двигатель

с цепным блоком, который приводил в действие шесть вертикальных весел на каждой стороне корпуса. Он продемонстрировал судно на реке Делавэр в июле 1786 года. Следующим летом он предложил улучшенный вариант судна составителям Конституции, которые собрались в Филадельфии. Его третья лодка с веслами на корме проплыла 20 миль вверх по течению Делавэра до Берлингтона. К 1790 году его судно уже достигло скорости 8 миль в час и обеспечивало пассажирское и грузовое сообщение между Филадельфией и Бордентауном, проходя 28 миль в один конец. По примерным оценкам, пароход Фитча прошел около 2000 миль, когда компания обанкротилась. Громоздкая машина оставляла слишком мало места для грузов. Судно было законсервировано на зиму 1790 года и больше не использовалось, поскольку Фитчу так и не удалось создать эффективную судовую энергетическую установку. В 1791 году он отправился во Францию, не нашел там поддержки, попытал счастья в Нью-Йорке с тем же успехом, удалился на свои земли в Кентукки и в 1798 году умер в нищете.

Другой американец работал в том же направлении. Заинтересовавшись трудами Рамси и Фитча, Джон Стивенс (1749–1838) из Нью-Джерси, юрист по образованию и изобретатель по природе, решил посвятить жизнь перевозкам с помощью пара. В 1796 году Стивенс экспериментировал с паровым движением на реке Пассаик. С ним сотрудничали Роберт Ливингстон, Николас Рузвельт и Марк Изамбард Брюнель, французский инженер, бежавший из Франции и вскоре прославившийся в Британии. В 1802 году Стивенс построил маленький пароход с винтовым движителем, водотрубным котлом, паром высокого давления и крейцкопфным двигателем, обеспечивающим вращательное движение. Однако крутящий момент движителя стремился двигать судно кругами, и потому его следующее судно, Little Juliana, построенное в 1804 году, имело два винта, вращавшиеся в противоположных направлениях. Стивенс обнаружил, что его двигатель не так эффективен, как ему хотелось бы, водные трубы в котле заполнялись налетом, да и высокое давление могло привести к неприятностям. Поэтому он обратился к низкому давлению, поршневому двигателю Уатта и гребным колесам. Результатом стало судно Phoenix, постройка которого началась в 1808 году, через пять месяцев после успеха Фултона. В июле 1809 года Джон Стивенс отправил Phoenix вокруг Кейп-Мей в реку Делавэр. Это был первый океанский рейс парохода. Переход занял тринадцать дней и был связан с множеством сложностей, обусловленных ветром и погодой, – едва ли благоприятное начало для океанских пароходов. Но сын Стивенса Роберт Л. благополучно привел судно в Филадельфию, где оно стало паромом. Роберт Л. Стивенс (1787–1856) впоследствии внес бесценный вклад в развитие пароходов, в том числе внедрил подпалубную продольную балку для предотвращения продольного изгиба корпуса судна. Он увеличил скорость пароходов до 15 миль в час, однако, как и его отец, стал больше всего известен своими делами на железной дороге.

Вкладом Роберта Фултона (1765–1815) в развитие пароходов был не двигатель – он использовал двигатель британских производителей Болтона и Уатта. Не открыл Фултон и законы плавающих тел и их движения. Для этого ему было достаточно изучить эксперименты Марка Бофоя, которые тот вел в 1793–1798 годах. Достижением Фултона стала координация корпуса и силовой установки, так чтобы комбинация оказалась экономически успешной. Он мог добиться успеха раньше – на Сене, если бы его корпус оказался достаточно прочным, чтобы выдержать вес двигателя. У художников и инженеров есть общие черты – наблюдательность и склонность к анализу. Леонардо да Винчи и Роберт Фултон были очень разными, однако их объединяло бесконечное любопытство и настойчивость. Оценивая любое достижение, всегда следует принимать во внимание дополнительные факторы. Фултон прекрасно знал, что дает благосклонность сильных мира сего, и умел ее добиваться. Да Винчи поставил свои идеи на службу герцогу Миланскому и королю Франции. Фултон имел дело с Наполеоном, британским Адмиралтейством и затем с канцлером Ливингстоном из Нью-Йорка, который был вхож в законодательные органы штата, имевшие право давать монополии. Вместе Роберт Р. Ливингстон и Р. Фултон заручились благосклонностью политиков и финансовыми кредитами. Обладали научными знаниями и воображением, и, разумеется, их объединяло общее желание делать деньги.

Рис. 9.4. Clermont Фултона после того, как были закрыты гребные колеса

Их пароход (рис. 9.4) стал коммерчески успешным со дня его первого прохода по реке Гудзон 17 августа 1807 года. Фултон восторженно писал своему другу, поэту и политику Джоэлу Барлоу, что тот обогнал множество парусников, словно они стояли на якорях. К октябрю пароход уже перевозил от 60 до 90 пассажиров из Олбани в Нью-Йорк и обратно. Рейс занимал от 30 до 36 часов. О расходе древесины на топливо и ее стоимости информации нет. Само судно стоило 20 000 долларов и за три месяца заработало 1000 долларов. Фултон был удовлетворен, хотя его арифметика была скорее вызвана энтузиазмом, чем точностью. Партнеры планировали более крупные пароходы для Гудзона и ЛонгАйлендского пролива и уже заглядывались за Аппалачи в Огайо, Миссисипи и Миссури. Вполне возможно, они могли установить такую же успешную монополию в Новом Орлеане, как в Нью-Йорке.

Изначально пароход Фултона и Ливингстона имел длину 113 футов, плоское днище, ширину 13 футов, высоту борта 7 футов и очень маленькую осадку. Грузоподъемность – 100 тонн. Попытка воссоздать этот дизайн для столетнего юбилея в 1907 году показала, что судно не обладало мореходными качествами, и его размеры пришлось изменить. Двигатель Фултона (рис. 9.5) имел 24-дюймовый цилиндр и 4-футовый ход поршня. Еще там был маховик на промежуточном валу, связанный замысловатым соединением с коленчатым валом. Двигатель вырабатывал около 20 лошадиных сил. Гребные колеса имели 8 лопастей длиной 4 фута и шириной 2 фута. Сначала они не были ничем закрыты. После перестройки в 1808 году и переименования в Clermont тоннаж судна увеличился до 182½ тонны, длина – до 149 футов, ширина – до 17,9 фута. Другие параметры остались прежними. Количество лошадиных сил не изменилось, и скорость судна составила 4,6 мили в час.