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技术历史、技术、我们身边的事物
汽船。 发明和生产的历史
汽船是以往复式蒸汽机为发动机的船舶。
制造一艘可以逆风逆流航行的自航船的想法很早以前就出现在人们的脑海中。 在顺流而上时，对此类船只的需求尤其迫切。 经常无法航行，沿着曲折的航道和复杂的航道航行，逆流划船也很困难。 必须雇用驳船搬运工来提升负载，但他们执行这项工作的速度非常缓慢。 早在中世纪，一些机械师就建议使用水轮来移动船，这将由人或动物提供动力（在 527 年左右的一份古代手稿中对这种移动器进行了描述）。 然而，真正造出大载重高速自航船的机会，是在蒸汽机发明之后才出现的。 历史上第一艘轮船由美国惠誉公司建造。 1787年他还建造了第二艘轮船“毅力号”。 奇怪的是，在这两种情况下，Fitch 都拒绝使用桨轮。 在他的第一艘汽船上，机器启动了桨，因此它以厨房的方式移动。
Fitch 自己在 1786 年这样描述船的运动：“活塞的行程大约为 3 英尺，沿着气缸的每一次运动都会使工作轴旋转 40 转。轴的每转应启动 12 个铲桨工作运动为 5 英尺 6 英寸。这些桨垂直移动，模仿划船者手中桨的运动。当 6 个桨（划桨后 - 划桨）从水中升起时，其他 6 个桨下沉下一个行程。桨的两个行程（沿着船的航向向前和向后）大约 11 英尺，并且每转一圈获得。 正如 Fitch 描述所附的图纸所示，桨安装在框架上。 船的每一侧都有三对相互连接的桨。 正如发明者自己所写，桨的运动类似于没有桨的手桨的运动。 在 Fitch 的第二艘汽船上，桨被螺旋桨取代，这位发明家在使用螺旋桨方面远远领先于他的时代。 1788 年，毅力号已经在费城和伯灵顿之间进行定期航班，每架搭载 30 名乘客。 他总共走了大约1000公里。
尽管 Fitch 的实验取得了明显的成功，但他的发明在当时并没有被开发出来，并与发明者一起死去。 但不能说他的案子没有任何后果。 美国是对自行船的需求最强烈的国家。 很少有好的高速公路或土路。 河流是唯一的交流方式。 在其他人之前，利文斯顿法官很欣赏汽船的能力。 他不懂技术细节，但他是一个非常老练的商人，很快意识到，如果业务规模合适，组织良好，航运服务可以带来非常好的利润。 1798 年，利文斯顿赢得了在哈德逊河上建立定期汽船服务的权利。 事情仍然很小 - 他没有蒸笼。 几年来，利文斯顿尝试使用各种机械制造蒸汽船。 制造了几艘蒸汽船，但它们的速度都不超过5 km / h。 现在考虑使用此类船只进行定期运输还为时过早。 对当地机械师失去信心后，利文斯顿于 1801 年前往法国。 在这里，他遇到了他的同胞罗伯特·富尔顿，他对轮船项目想了很多，当时他正在研制潜艇。 然而，他没有资金来执行这两个项目。 会议结果是决定性的。 利文斯顿终于找到了合适的机械师，富尔顿终于找到了愿意资助他工作的商人。 1802年秋天，他们之间达成了一项协议。 富尔顿承诺建造一艘能够以 60 公里/小时的速度搭载 13 名乘客的蒸汽船，而利文斯顿则承诺支付所有运营费用。 从船舶运营中获得的利润将分成两半。 富尔顿对自行船的第一次实验可以追溯到 1793 年，当时他检查了各种类型的桨轮，得出的结论是三叶或六叶的轮子是最好的。 1794 年，在访问了曼彻斯特后，他确信最适合自航船的发动机只能是双作用瓦特蒸汽机。 在随后的几年里，富尔顿对这艘船的形状、投影和轮廓进行了很多思考。 在开始施工之前，他去了 Plombières 的水域，在这里他用一个由弹簧驱动的一米长的模型进行了实验。 1803 年春，富尔顿开始在巴黎建造他的第一艘轮船。 它是平底的，没有突出的龙骨，皮肤光滑。 瓦特的蒸汽机是从熟人那里租来的，传动机构的设计却是富尔顿自己想出来的。 事实证明，建造的船不够坚固——船体无法承受车辆的重量。 有一天，塞纳河汹涌澎湃，河底破裂，借来的汽车连同所有设备都沉入海底。 好不容易，这一切才浮出水面，富尔顿在救援工作中得了重感冒。 很快，新的、更耐用的船体就建成了，长 23 m，宽 2 m。 5年1803月进行了一次试验。 在一个半小时的时间里，该船以5公里/小时的速度行驶，表现出良好的操纵性。
首先，富尔顿将他的汽船提供给拿破仑，但他对这项发明并不感兴趣。 1804 年春天，富尔顿前往英国。 在这里，他试图用他的潜艇项目来吸引英国政府，但没有成功，同时他还跟随博尔顿和瓦特公司制造蒸汽机。 同年，他前往苏格兰参观由 Symington 建造的 Charlotte Dundas。 （Symington 可能是第一个成功完成自行式蒸汽船建造的欧洲机械师。早在 1788 年，根据苏格兰大地主帕特里克·米勒的命令，他建造了一艘带有蒸汽机的小船。这艘轮船在苏格兰的达尔斯温顿湖，时速可达 8 公里/小时
十五年后，赛明顿为 Force Clydon 运河的所有者建造了第二艘轮船，即前面提到的 Charlotte Dundas。 它的目的是运输货物驳船。） Symington 轮船无疑是一个成功的模型。 没有装载驳船的平均速度约为 10 公里/小时。 然而，这种经历并没有引起英国人的兴趣。 这艘船被拉上岸，注定要报废。 富尔顿在夏洛特的测试期间在场，并有机会熟悉它的设备。 与此同时，利文斯顿坚持邀请富尔顿来美国。 他的妹夫兼竞争对手史蒂文斯于 1806 年开始建造“凤凰号”轮船，希望能够获得纽约-奥尔巴尼航线的特权，而利文斯顿的特权已于 1807 年到期。 我们必须抓紧时间建造我们的轮船。 1806 年 150 月，富尔顿抵达纽约。 从立春开始，轮船的船体就已铺设完毕。 不久，瓦特先前订购的蒸汽机从英国运来。 将其安装在船上是一项非常困难的任务。 富尔顿必须亲自解决所有问题，因为在整个纽约他找不到一个经验丰富的机械师。 汽船是一艘相对较小的船。 它的吨位为43吨，船体长度为20 m，发动机功率为XNUMX马力。 上面安装了两根桅杆，一有机会就升起帆来帮助机器。 17 年 1807 月 177 日，富尔顿的轮船开始了它的处女航。 第一艘轮船通常被称为克莱蒙特号。 事实上，富尔顿将其命名为“北河汽船”，而“克莱蒙”则是他的合伙人利文斯顿在哈德逊河上的庄园的名称，该庄园距离纽约XNUMX公里，该汽船在其处女航期间曾到访过那里。 随后，该船继续前往奥尔巴尼。
发动机部分由一个长6 m、高和宽略大于2 m的胸形锅炉和一个垂直蒸汽缸组成。 两个铸铁三角平衡器悬挂在圆柱体的两侧。 这些三角形的底边约为 2 m。平衡器安装在一根普通的坚固铁棒上，以便它们一起工作。 活塞杆的顶端是一个 T 形部件：一根坚固的铁条，在位于气缸两侧的导轨中移动。 从这部分的每一端，坚固的锻铁条（棒）下降，它们通过枢轴连接到平衡器的末端。 三角形的另一端用铁配重铸造。 从每个三角形的顶部有一根连杆，连接到每个桨轮轴上的曲柄； 在每个曲柄附近有一个直径约 1 m 的铸铁轮子。每个轮子带动一个直径约 1 m 的齿轮。两个齿轮安装在一个共同的轴上，轴的中心是一个直径为 5 m 的飞轮。
这艘船与之前的前辈没有什么特别之处，但注定要开启航运史上新纪元的是他。 在同一个 1807 年，克莱蒙特号开始了它的处女航，并以相当成功的方式结束。 富尔顿对这次旅行的成果表示赞赏，并写信给朋友：“我领先于所有的船只和大篷车，似乎它们都停泊了。现在蒸汽动力推动船舶的适用性已得到充分证明。约克, 30个人都不会相信我的轮船会以每小时一英里的速度行驶。当我们离开许多好奇的观众聚集的码头时，我听到了相当讽刺的言论。不负责任的人总是这样打招呼。他们称之为“哲学家”和“探照灯”。 从纽约到奥尔巴尼的整个旅程长 150 英里，逆流和逆风行驶，克莱蒙特号花了 32 个小时，在蒸汽机的帮助下完成了整个距离。 在对其后代的设计进行了一些改进后，富尔顿在这条河流航线上建立了永久性航班。 这艘船有三个大船舱。 一个 - 36 人，另一个 - 24 人，第三个 - 18 位乘客，有 62 个床位。 此外，它还设有厨房、自助餐和食品储藏室。 对于所有乘客，制定了统一的规则。 （其中有一些人以罚款为威胁，禁止“绅士”穿着靴子躺在床上或坐在桌子上。）从纽约到奥尔巴尼的旅行花费了 XNUMX 美元，这在价格上是很多的。那个时候。 然而，那些想要的人没有尽头。 运营的第一年，“克莱蒙”的收入为 16 万美元。 在随后的几年里，富尔顿-利文斯顿公司又建造了几艘蒸汽船。 1816年，她拥有16艘汽船。 其中一艘康涅狄格号已经拥有60马力的机器，吨位约500吨，哈德逊河上的帆船和划艇船主对这艘轮船怀有极大的敌意，从一开始就将其视为强大的竞争对手。 他们不时安排轮船与巨轮和长艇相撞，或安排在途中的交通堵塞。 1811 年，通过了一项特别法律，威胁要对故意伤害汽船的人进行严厉惩罚。 虽然富尔顿本人一再强调，汽船的想法不属于他，但首先成功将其变为现实的是他，而在他的轻手轻脚下，航运业开始迅速发展，先是在美国，然后是遍及世界。 1840 年，仅在美国，就有 XNUMX 多艘内河轮船在密西西比河及其支流上航行。 与此同时，蒸汽船开始开发海上航线。
1819年，轮船萨凡纳第一次横渡大西洋，从美国抵达英国。 作者：Ryzhov K.V.
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