Con tàu hơi nước đầu tiên trên thế giới: lịch sử, mô tả và những sự thật thú vị

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Con tàu hơi nước đầu tiên, giống như các đối tác của nó, là một biến thể của động cơ hơi nước pittông. Ngoài ra, tên này được áp dụng cho các thiết bị tương tự được trang bị tuabin hơi nước. Lần đầu tiên, từ được đề cập được sử dụng bởi một sĩ quan Nga. Phiên bản đầu tiên của tàu nội địa thuộc loại này được đóng trên cơ sở sà lan Elizabeth (1815). Trước đây, những chiếc tàu như vậy được gọi là "pyroscaphes" (theo cách gọi của phương Tây, nghĩa là một chiếc thuyền và ngọn lửa trong bản dịch). Nhân tiện, ở Nga, một đơn vị như vậy lần đầu tiên được chế tạo tại nhà máy của Charles Bendt vào năm 1815. Tàu chở khách này chạy giữa St. Petersburg và Krondshtat.

Tính năng

Con tàu hơi nước đầu tiên được trang bị bánh xe chèo làm chân vịt. Có một biến thể từ John Fish, người đã thử nghiệm thiết kế mái chèo chạy bằng thiết bị hơi nước. Các thiết bị này được đặt ở các bên trong khoang khung hoặc phía sau. Vào đầu thế kỷ XX, một loại chân vịt được cải tiến ra đời để thay thế các bánh xe mái chèo. Các sản phẩm than và dầu được sử dụng làm chất mang năng lượng trên máy móc.

Hiện những con tàu như vậy không được đóng, nhưng một số bản sao vẫn đang hoạt động. Máy hấp của dòng đầu tiên, không giống nhưtừ đầu máy hơi nước, hơi nước ngưng tụ đã qua sử dụng, giúp giảm áp suất ở đầu ra của xi lanh, tăng hiệu suất đáng kể. Về kỹ thuật đang được xem xét, cũng có thể sử dụng các nồi hơi hiệu quả với tuabin lỏng, thiết thực và đáng tin cậy hơn so với các đối tác ống lửa gắn trên đầu máy hơi nước. Cho đến giữa những năm 70 của thế kỷ trước, chỉ số công suất cực đại của tàu hơi nước đã vượt quá chỉ số của động cơ diesel.

Lò hấp trục vít đầu tiên hoàn toàn không yêu cầu về cấp và chất lượng của nhiên liệu. Việc chế tạo máy kiểu này kéo dài hơn vài thập kỷ so với việc chế tạo đầu máy hơi nước. Các sửa đổi trên sông khiến cho việc sản xuất hàng loạt sớm hơn nhiều so với các "đối thủ" hàng hải của họ. Chỉ còn vài chục mô hình sông đang hoạt động trên thế giới.

Ai là người phát minh ra tàu hơi nước đầu tiên?

Heron of Alexandria vào thế kỷ thứ nhất trước Công nguyên đã sử dụng năng lượng hơi nước để làm cho một vật thể chuyển động. Ông đã tạo ra một tuabin nguyên thủy không có cánh quạt, được vận hành trên một số thiết bị hữu ích. Nhiều đơn vị tương tự đã được ghi nhận bởi các nhà biên niên sử của thế kỷ 15, 16 và 17.

Năm 1680, kỹ sư người Pháp Denis Papin, sống ở London, đã cung cấp cho Hiệp hội Hoàng gia địa phương một thiết kế cho một nồi hơi có van an toàn. Sau 10 năm, ông đã chứng minh được chu trình nhiệt động của động cơ hơi nước, nhưng ông chưa bao giờ chế tạo được một chiếc máy hoàn chỉnh.

Năm 1705, Leibniz trình bày bản phác thảo động cơ hơi nước của Thomas Savery được thiết kế để nâng nước. Một thiết bị như vậy đã truyền cảm hứng cho nhà khoa học đến những thí nghiệm mới. Theo một số báo cáo, vào năm 1707, một cuộc hành trình đã được thực hiện dọc theo sông Weser ở Đức. Theo một phiên bản, con thuyền được trang bị cơ chế hơi nước, điều này không được xác nhận bởi các dữ kiện chính thức. Sau đó, con tàu bị phá hủy bởi các đối thủ cạnh tranh giận dữ.

Lịch sử

Ai đã chế tạo chiếc tàu hơi nước đầu tiên? Thomas Savery đã trình diễn một máy bơm hơi để bơm nước từ các mỏ vào đầu năm 1699. Một vài năm sau, một thiết bị tương tự cải tiến đã được giới thiệu bởi Thomas Nyukman. Có một phiên bản cho rằng vào năm 1736, một kỹ sư người Anh, Jonathan Hulse, đã tạo ra một con tàu có bánh ở đuôi tàu, được điều khiển bằng thiết bị hơi nước. Không có bằng chứng về việc thử nghiệm thành công một chiếc máy như vậy, tuy nhiên, với các tính năng thiết kế và lượng than tiêu thụ, hoạt động này khó có thể được gọi là thành công.

Con tàu hơi nước đầu tiên được thử nghiệm ở đâu?

Vào tháng 7 năm 1783, Hầu tước người Pháp Geoffoy Claude tặng một con tàu kiểu Piroscaphe. Đây là con tàu chạy bằng hơi nước đầu tiên được ghi nhận chính thức, nó được đẩy bằng động cơ hơi nước một xi-lanh nằm ngang. Chiếc xe quay một cặp bánh mái chèo được đặt dọc hai bên. Các cuộc thử nghiệm được thực hiện trên sông Seine ở Pháp. Con tàu đã đi khoảng 360 km trong 15 phút (tốc độ xấp xỉ 0,8 hải lý / giờ).

Sau đó, động cơ bị lỗi, sau đó người Pháp đã dừng các thí nghiệm. Tên "Piroskaf" được sử dụng từ lâu ở nhiều quốc gia như là tên gọi của một con tàu chạy bằng hơi nướccài đặt. Thuật ngữ này ở Pháp vẫn không mất đi sự liên quan cho đến ngày nay.

dự án của Mỹ

Chiếc tàu chạy bằng hơi nước đầu tiên ở Mỹ được giới thiệu bởi nhà phát minh James Ramsey vào năm 1787. Thuyền đã được thử nghiệm trên sông Potomac. Con tàu di chuyển với sự hỗ trợ của cơ chế đẩy tia nước hoạt động từ năng lượng hơi nước. Cùng năm đó, John Fitch, đồng hương của kỹ sư đã thử nghiệm tàu hơi nước Perseverance trên sông Delaware. Máy này được điều khiển bởi một cặp mái chèo, được cung cấp năng lượng từ một nhà máy hơi nước. Đơn vị này được thành lập cùng với Henry Foigot, vì Anh chặn khả năng xuất khẩu công nghệ mới sang các thuộc địa cũ của mình.

Tên của chiếc tàu hơi nước đầu tiên của Mỹ là Persistence. Sau đó, Fitch và Foygot đã chế tạo một con tàu dài 18 mét vào mùa hè năm 1790. Con tàu hơi nước được trang bị hệ thống đẩy mái chèo độc đáo và hoạt động giữa Burlington, Philadelphia và New Jersey. Chiếc tàu hấp hành khách đầu tiên của thương hiệu này có khả năng chở tới 30 hành khách. Trong một mùa hè, con tàu đã đi được khoảng 3 nghìn dặm. Một trong những nhà thiết kế nói rằng con thuyền đã đi được 500 dặm mà không gặp bất kỳ vấn đề gì. Tốc độ danh nghĩa của tàu là khoảng 8 dặm một giờ. Thiết kế được coi là khá thành công, tuy nhiên, việc hiện đại hóa và cải tiến công nghệ hơn nữa đã giúp nó có thể cải tiến đáng kể con tàu.

Charlotte Dantes

Vào mùa thu năm 1788, các nhà phát minh người Scotland Symington và Millerđã thiết kế và thử nghiệm thành công một chiếc catamaran nhỏ chạy bằng hơi nước. Các cuộc thử nghiệm diễn ra trên Dalswinston Lough, một khu vực cách Dumfries mười km. Bây giờ chúng ta biết tên của chiếc tàu hơi nước đầu tiên.

Đã một năm sau, họ đã thử nghiệm một chiếc catamaran có thiết kế tương tự với chiều dài 18 mét. Động cơ hơi nước được sử dụng làm động cơ có thể tạo ra tốc độ 7 hải lý / giờ. Sau dự án này, Miller đã từ bỏ việc phát triển thêm.

Chiếc tàu hơi nước đầu tiên trên thế giới thuộc loại Charlotte Dantes do Seinmington chế tạo vào năm 1802. Con tàu được đóng từ gỗ dày 170 mm. Sức mạnh của cơ chế hơi nước là 10 mã lực. Con tàu được vận hành hiệu quả để vận chuyển xà lan trong Kênh Fort Clyde. Những người chủ của hồ lo sợ rằng tia hơi nước do lò hơi xả ra có thể làm hỏng đường bờ biển. Về vấn đề này, họ đã cấm sử dụng những con tàu như vậy trong vùng biển của họ. Kết quả là, con tàu sáng tạo đã bị chủ sở hữu bỏ rơi vào năm 1802, sau đó nó rơi vào tình trạng hư hỏng hoàn toàn và sau đó nó được tháo dỡ để lấy phụ tùng.

Mẫu thật

Chiếc tàu hơi nước đầu tiên được sử dụng cho mục đích dự kiến của nó được Robert Fulton chế tạo vào năm 1807. Ban đầu, mô hình này được gọi là North River Steamboat, và sau đó là Claremont. Nó được thiết lập để chuyển động nhờ sự hiện diện của các bánh xe chèo, đã được thử nghiệm trên các chuyến bay dọc theo Hudson từ New York đến Albany. Khoảng cách di chuyển của ví dụ này khá tốt, với tốc độ 5 hải lý / giờ hoặc 9 km một giờ.

Fulton rất vui khi đánh giá cao chuyến đi như vậy theo nghĩa mà anh ấy có thểđi trước tất cả các tàu lặn và các loại thuyền khác, mặc dù ít người tin rằng máy hơi nước có thể đi được một dặm một giờ. Bất chấp những lời nhận xét mỉa mai, nhà thiết kế đã đưa thiết kế cải tiến của tổ máy vào hoạt động, điều mà ông không tiếc một chút nào. Ông được ghi nhận là người đầu tiên xây dựng cấu trúc kiểu cố định Charlotte Dantes.

Sắc thái

Một con tàu có bánh chân vịt của Mỹ tên là Savannah đã vượt Đại Tây Dương vào năm 1819. Đồng thời, con tàu đã đi gần hết quãng đường. Trong trường hợp này, động cơ hơi nước đóng vai trò là động cơ bổ sung. Vào năm 1838, tàu hơi nước Sirius của Anh đã vượt Đại Tây Dương hoàn toàn mà không cần sử dụng buồm.

Năm 1838, lò hấp trục vít Archimedes được chế tạo. Nó được tạo ra bởi người nông dân người Anh Francis Smith. Con tàu là một thiết kế có bánh chèo và các bánh vít. Đồng thời có sự cải thiện đáng kể về hiệu suất so với các đối thủ cạnh tranh. Tại một thời điểm nhất định, những con tàu như vậy buộc thuyền buồm và các đối tác có bánh khác phải ngừng hoạt động.

Sự thật thú vị

Trong hải quân, sự ra đời của các nhà máy điện hơi nước bắt đầu trong quá trình xây dựng pin tự hành Demologos, do Fulton (1816) lãnh đạo. Thiết kế này lúc đầu không được ứng dụng rộng rãi do bộ phận đẩy kiểu bánh xe không hoàn hảo, cồng kềnh và dễ bị đối phương tấn công.

Ngoài ra, có khó khăn trong việc bố trí đầu đạn của thiết bị. Không có câu hỏi về pin tích hợp bình thường. Vìvũ khí chỉ còn lại những khoảng trống nhỏ ở đuôi và mũi tàu. Với việc giảm số lượng súng, một ý tưởng đã nảy sinh để tăng sức mạnh của chúng, đã được hiện thực hóa trong việc trang bị cho các tàu có súng cỡ lớn. Vì lý do này, các đầu phải được làm nặng hơn và lớn hơn từ các bên. Những vấn đề này đã được giải quyết một phần với sự ra đời của cánh quạt, giúp mở rộng phạm vi hoạt động của động cơ hơi nước không chỉ trong hạm đội chở khách mà còn trong hải quân.

Hiện đại hóa

khinh hạm hơi nước - đây là tên gọi của các đơn vị chiến đấu vừa và lớn trên đường bay hơi nước. Sẽ hợp lý hơn nếu phân loại những cỗ máy như vậy là tàu hơi nước cổ điển hơn là khinh hạm. Các tàu lớn không thể được trang bị thành công với cơ chế như vậy. Những nỗ lực thiết kế như vậy được thực hiện bởi người Anh và người Pháp. Kết quả là, sức mạnh chiến đấu không thể so sánh được với các loại tương tự. Khinh hạm chiến đấu đầu tiên có một đơn vị năng lượng hơi nước là Homer, được chế tạo ở Pháp (1841). Nó được trang bị hai chục khẩu súng.

Cuối cùng

Giữa thế kỷ 19 nổi tiếng với việc chuyển đổi phức tạp thuyền buồm thành tàu chạy bằng hơi nước. Việc cải tiến các con tàu được thực hiện theo các sửa đổi bánh lốp hoặc trục vít. Vỏ gỗ được cắt làm đôi, sau đó một bộ phận tương tự được tạo ra bằng một thiết bị cơ khí, công suất của nó dao động từ 400 đến 800 mã lực.

Bởi vì vị trí của các nồi hơi và máy móc hạng nặng đã được di chuyển đến phần thân tàu bên dưới mực nước, nhu cầu tiếp nhận dằn đã biến mất, và nó cũng trở nên khả thiđạt trọng lượng rẽ nước vài chục tấn.

Con vít nằm trong một tổ riêng biệt, nằm ở đuôi tàu. Thiết kế này không phải lúc nào cũng cải thiện chuyển động, tạo ra lực cản bổ sung. Để ống xả không cản trở việc bố trí các cánh buồm, nó được làm bằng kiểu ống lồng (gấp). Charles Parson vào năm 1894 đã tạo ra một con tàu thử nghiệm "Turbinia", các cuộc thử nghiệm đã chứng minh rằng tàu hơi nước có thể chạy nhanh và được sử dụng trong vận chuyển hành khách và thiết bị quân sự. "Người Hà Lan bay" này đã cho thấy tốc độ kỷ lục vào thời điểm đó - 60 km / h.