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

Эффект от успеха Фултона и аннулирования Маршаллом монополии на Гудзоне был подобен открытию ворот шлюза. Пароходы появились везде. К 1824 году, когда монополия в штате Нью-Йорк была ликвидирована, они регулярно ходили по Лонг-Айлендскому проливу, обеспечивая лучшее средство транспорта для речных и приморских городов юга Новой Англии. Это было задолго до того, как образовалась единая транспортная система. Французский инженер Жан-Батист Марестье (1782–1832), прибывший по заданию своего правительства познакомиться с обстановкой, был впечатлен большим количеством пароходов на реках и озерах. И хотя парусники еще долгое время перевозили грузы на Великих озерах, именно пароходы ускорили рост населения и развитие речных портов Буффало, Кливленда, Детройта, Милуоки и Чикаго. Пусть главным фактором быстрого развития промышленности Чикаго была железная дорога, но нельзя отрицать и вклад пароходов, которые везли зерно, железную руду и прочие грузы. Точно так же они дали толчок раннему развитию Цинциннати на реке Огайо.

Необходимость, расстояния и стимулы в Европе были меньше, чем в Соединенных Штатах. Поэтому, несмотря на оптимистичный доклад Марестье, было меньше спешки в организации движения пароходов по водным путям Британских островов и Европейского континента. В 1811 году Генри Белл (1767–1830) построил Comet – 40-футовую лодку с двигателем мощностью 4 лошадиные силы. Она ходила трижды в неделю по реке Клайд из Глазго в Гринок. Обычно она проходила 27 миль за 3½ часа. Белл не достиг коммерческого успеха и превратил Comet в прогулочное судно, которое должно было ходить вдоль берегов Англии, Ирландии и Шотландии и показывать широкой публике преимущества паровой навигации над всеми другими видами. Двигатель можно увидеть в музее Южного Кенсингтона, Лондон.

В 1815 году после смерти Фултона, выполняя работу для русского правительства, Чарльз Берд установил двигатель на баржу и в 1817 году построил еще один пароход. В 1816 году пароходы ходили через Английский канал из Брайтона в ЛеГавр. Джон Руби построил Prinzessin Charlotte для реки Эльба в 1816 году. Гребное колесо этого судна было установлено в центре и закрыто, а двигатель вырабатывал 14 лошадиных сил. Заметим, что для пароходов крупные реки, такие как Рейн, Дунай и Рона, были слишком быстрыми, и требовались более мощные и компактные двигатели. Только в 1830 году англичанину Дж. Притчарду удалось преодолеть пороги в районе Флоридсдорфа на Дунае на пароходе Francis the First. Он получил эксклюзивные права на плавание пароходов по Дунаю на пятнадцать лет.

Речные суда быстро совершенствовались. Этим занималось так много людей, что четко выделить вклад каждого не представляется возможным. Усовершенствования были и крупными, и мелкими. Поворотные лопасти повысили эффективность гребного колеса. Уголь давал больше жара, чем дрова. Продольные балки ферменной конструкции, которые обычно приписывают Стивенсу, хотя древним египтянам тоже был известен этот принцип, укрепляли корпуса, которые иначе были слишком гибкими. Рамный ромбовидный железный балансир, впервые использованный в 1823 году, позволил применить законы напряжений в балке, чтобы сохранять ее прочность, значительно снижая вес в сравнении с массивными деревянными балансирами. С появлением составных двигателей типа двигателя Хорнблауэра давление в котле повысилось.

Пароходы медленно продвигались в открытое море из-за консервативности мышления адмиралтейских чиновников, приверженцев парусного флота, и только в середине века процесс пошел быстрее. Неопределенность с двигателями и местом для топлива сдерживала использование пара на море. Если заканчивалось топливо, пароход не мог дрейфовать по течению к следующей поленнице или угольной яме. В общем, использование пара на море казалось настолько ненадежным, что только в начале 1900-х годов крупные суда наконец перестали использовать вспомогательное парусное вооружение на случай непредвиденных обстоятельств.

Первый трансатлантический рейс приписывается пароходу Savannah (рис. 9.6), 350-тонному судну с полным парусным вооружением. Он без пассажиров и груза вышел из порта Саванна, Джорджия, 16 мая 1819 года и взял курс на Санкт-Петербург. Его владельцы рассчитывали заинтересовать русское правительство американскими пароходами и продать судно в России. Двигатель Savannah очень заинтересовал француза Марестье, и он опубликовал его чертежи. Единственный цилиндр имел диаметр 4 дюйма и 6-футовый ход поршня. Утверждают, что его эффективная мощность составляла 72 лошадиные силы, при этом скорость судна составляла 5–6 узлов. Железные боковые гребные колеса могли складываться, как веер, и укладываться на палубу, если не использовались. На судне было 75 тонн угля и 25 кордов (128 кубических футов) сосновых дров в качестве топлива. Когда оно достигло Ирландии, угля уже не осталось. Надо было принять дополнительный груз угля в Ирландии для перехода в Ливерпуль и, предположительно, повторить эту операцию еще раз, прежде чем судно дошло до Санкт-Петербурга спустя 50 дней после ухода из Соединенных Штатов. Этот рейс, безусловно, был очень важен для истории мореплавания, однако было бы преувеличением утверждать, что Savannah совершило первый трансатлантический переход под паром. Согласно судовому журналу, паровой двигатель использовался далеко не постоянно – меньше половины общего времени в пути. Владельцы не смогли продать Savannah русским. Остаток своих дней судно ходило под парусами вдоль американского побережья.

Рис. 9.6. Американский пароход Savannah, 1819 г., и складное гребное колесо

Известный популяризатор науки Дионисий Ларднер (1793–1859) в 1839 году на одной из своих лекций заявил, что путешествие из Нью-Йорка в Ливерпуль с использованием парового двигателя на всем протяжении – химера. С таким же успехом можно говорить о путешествии из Нью-Йорка на Луну. Среди всего прочего он раскритиковал новый поверхностный конденсатор Сэмюела Холла (1781–1863) для использования отработанного пара. Цель – сохранить чистую воду для неоднократного ее использования в течение долгого путешествия. Ларднер всегда ясно и четко формулировал свои мысли, в этом случае даже слишком. У него были основания сомневаться, смогут ли суда взять на борт достаточно топлива для трансатлантического путешествия из Нью-Йорка в Ливерпуль с использованием парового двигателя того времени. Также он считал сомнительным, что при этом останется место для других грузов. Несколько пароходов в 1820-х годах пересекли Атлантику, но они часть пути использовали паруса. Royal William в 1831 году совершил три коротких рейса из Монреаля в Галифакс, а в августе 1833 года из Пикту через Атлантику в Грейвсенд. Большую часть пути пароход шел под паром, но паруса на нем были тоже. Уголь для двигателя мощностью 200 лошадиных сил занимал почти весь трюм. Через океан пароход перевез следующий груз: 254 челдрона (мера веса) угля, коробку с чучелами птиц и шесть бревен, один ящик и один сундук, мебель для дома, арфу и семь пассажиров.