Întoarcerea roții cu palete
Mulți cred că roata cu zbaturi a început să fie folosită ca dispozitiv de propulsie al navei simultan cu apariția navei cu aburi, iar prima navă cu roți care a făcut călătorii regulate a fost nava cu aburi Claremont (SUA, 1807). Atunci nu se vorbea despre o elice - versiuni funcționale ale acesteia au apărut abia în a doua jumătate a anilor 30 a secolului al XIX-lea.
Cu toate acestea, prima mențiune despre o roată cu zbaturi, care era condusă de puterea musculară a oamenilor sau a animalelor, datează din cele mai vechi timpuri. Pe un basorelief roman datând din secolul al VI-lea î.Hr. e., este înfățișată o corabie cu trei perechi de roți cu zbaturi, care sunt conduse de boi.
Vas cu roți cu antrenare „boi” (din basorelieful antic roman)
Potrivit mai multor manuscrise, în 1161 a fost construită în China o gunoaie, echipată cu roți cu zbaturi propulsate de o moară de vânt. Acest motor nu a fost ignorat de Leonardo da Vinci, în ale cărui hârtii a fost găsită o schiță a unui vas cu roți. Există și alte dovezi scrise despre roțile cu zbaturi, dar nu și-au putut găsi încă o utilizare demnă din cauza lipsei unui motor de tracțiune.
Nava cu roți de Leonardo da Vinci
În 1707, prima navă cu aburi din lume, construită de omul de știință francez Denis Papin, a apărut pe râul Fulda din Germania. Era condus de roți cu zbaturi. Și deși testele s-au încheiat cu explozia cazanului, se făcuse un început. Prima navă cu aburi cu adevărat operațională este considerată a fi „Clermont” a lui Robert Fulton, cu două roți cu zbaturi cu un diametru de 4,7 m și opt palete de 1,2 m lățime, de asemenea, creația lui Fulton povestiri navă cu aburi de luptă - fregata cu aburi „Demologos”, construită în anul 1815. Interesant de remarcat este că era un catamaran, în spațiul dintre carenele căruia a fost amplasată o roată cu zbaturi, astfel protejată de daune de luptă și navigație.
În 1815, Rusia s-a alăturat și ea clubului cu aburi: la Sankt Petersburg, proprietarul unei turnătorii mecanice, Karl Berd, a construit vaporul de mărfuri și pasageri „Elizabeth” cu un motor de 4 CP care acționa roți laterale cu un diametru de 2,4 metri și șase farfurii. Pe 3 noiembrie, nava a efectuat prima călătorie de la Sankt Petersburg la Kronstadt, arătând o viteză medie de 9,3 km/h. Astfel, Rusia a devenit a treia țară din lume (după SUA și Anglia) în organizarea propriei clădiri de nave cu aburi.
Nava cu aburi „Elizabeth”
Ce este o roată cu zbaturi? Aceasta este o unitate de propulsie a navei, care este o structură cilindrică parțial scufundată în apă cu o axă transversală de rotație, de-a lungul circumferinței căreia sunt fixate lamele (plăci) dreptunghiulare. Vasul este pus în mișcare prin suportul unor plăci care intră periodic în apă.
Inițial, cel mai simplu design al acestui dispozitiv de propulsie avea lame fixe, ceea ce i-a redus semnificativ eficiența - eficiența a fost de doar 30-35%. Plăcile au intrat în apă cu o lovitură și au ieșit din ea, „grebland” apa, ceea ce a implicat vibrații și zgomot crescut. Pentru a atenua impacturile asupra apei, diametrul roților a fost mărit, în special la navele maritime. Treptat, roțile au ajuns la dimensiuni cu adevărat ciclopice. Astfel, pe Great Eastern proiectat de I.K Brunel (1858), două roți cu zbaturi aveau un diametru de 17,7 m, iar fiecare dintre cele 30 de lame avea 3,9 m lățime și 1 m înălțime. Viteza lor maximă de rotație a fost de 11 rpm.
Nava cu aburi Great Eastern (1858)
Secțiune transversală a camerei mașinilor din Marea Est
Au fost făcute încercări repetate de a scăpa roata de dezavantajele menționate mai sus, dar abia în 1829 Elijah Galloway a reușit să breveteze o roată cu zbaturi, care era lipsită de principalele dezavantaje. Rotirea lamelor astfel încât acestea să intre și să iasă din apă perpendicular s-a realizat folosind un mecanism excentric articulat acţionat de roata însăși. Acest design s-a dovedit a fi atât de reușit încât există cu modificări minore până în prezent.
Roată cu palete cu plăci rotative (Enciclopedia militară Sytin, Sankt Petersburg, 1911-1915)
Aceste și alte îmbunătățiri aduse roții au dus la faptul că de la mijlocul secolului al XIX-lea până la începutul secolului al XX-lea, eficiența roților cu zbaturi a crescut de la 0,30-0,35 la 0,7-0,75, adică de două ori.
Bătălia navelor cu roți cu abur - fregata rusă cu abur „Vladimir” luptă cu vaporul înarmat turc „Pervaz-Bahri”. 5 noiembrie (17), 1853
Curse cu aburi cu vâsle pe râul Mississippi (secolul al XIX-lea)
Pe lângă designul lamelor, roțile diferă și ca locație - lateral și pupa. Roțile de pupa sunt cele mai răspândite pe râurile americane. Astfel de nave nu s-au scufundat în eternitate - într-o formă nouă, „pasageri” pe roțile din spate „American Queen”, „American Heritage”, „Belle of Louisville” și alții navighează de-a lungul Mississippi.
Nava modernă americană de pasageri cu roți din spate „Queen of Mississippi”
Pe baza prototipurilor americane, în Imperiul Rus au fost construite și nave cu aburi similare - Amazon, Niagara etc. au navigat de-a lungul Volgăi În ultimii ani, navele cu roți din spate au început din nou să fie construite la șantierele navale, dar vom atinge. asta mai jos.
Roțile cu zbaturi au atât o serie de avantaje, cât și multe dezavantaje. Să ne uităm la cele principale.
Beneficii:
• Roata cu zbaturi de pupa, in conditii de pescaj limitat al navei, creeaza o tractiune mult mai mare decat tractiunea elicei.
• Roțile laterale cu zbaturi vă permit să virați aproape pe loc.
• Forța de remorcare este mai mare decât cea a vaselor cu șurub în plus, este posibilă funcționarea la adâncimi mici, deoarece dimensiunile roților nu depășesc pescajul vasului. Prin urmare, în URSS, construcția de remorchere cu roți fluviale a continuat până în 1991 (remorchere cu împingător seria BTK).
• Propulsia pe roți, spre deosebire de propulsia cu șurub, permite inspecția și repararea fără a andoca nava.
Dezavantaje:
• Când există o mișcare puternică de rulare, roțile laterale cu zbaturi ies alternativ din apă sau se scufundă prea adânc, nava rotește, ceea ce face dificilă menținerea cursului. În plus, roțile sunt supuse unor sarcini dinamice mari, care pot duce la defectarea lor.
• Eficiență mai mică comparativ cu o elice.
• Scăderea eficienței operaționale atunci când adâncimea de scufundare se modifică (de exemplu, la tanaj sau din cauza modificărilor pescajului navei).
• Greutate si dimensiuni mai mari comparativ cu o elice.
• Utilizarea roților cu zbaturi necesită amplasarea motoarelor principale deasupra liniei de plutire, ceea ce reduce volumele utile disponibile, iar în domeniul militar flota - crește vulnerabilitatea sălii motoarelor și a roților cu zbaturi în sine.
Datorită deficiențelor de mai sus, roata a dispărut rapid de pe scenă pe nave și nave maritime, dar este încă folosită în flota fluvială până în prezent. Acum să ne uităm pe scurt la istoria utilizării roților cu zbaturi pe navele flotei fluviale interne.
Din 1816, pe Volga și afluenții săi au început să opereze aburi cu aburi, iar la mijlocul acelui secol, aproximativ 200 de nave cu aburi de la peste zece companii navigau de-a lungul râului. Din 1862, navele cu aburi de pasageri de tipul așa-numitului „american” au început să navigheze de-a lungul marelui râu. Navele cu trei punți erau foarte confortabile, multe cabine aveau băi, bufete franceze și bucătării. Aceasta a fost completată de o cameră comună cu pian, bibliotecă etc. Mulți dintre acești „pasageri” au trăit până aproape de jumătatea secolului următor.
În 1882–1888 Conform proiectului inginerului american Dumbara, au fost construite 7 nave cu aburi de marfă și pasageri cu roți din spate de tip Amazon cu o putere de 500 CP, o capacitate de pasageri de 400 de persoane și o capacitate de transport de 390 de tone. Ultimul dintre ele a fost operat pe Volga până în 1933.
Nava cu aburi „Amazon”
Pe lângă remorcherele de pasageri, au fost construite și numeroase remorchere cu roți. Cel mai puternic dintre ei a fost „Prințul Rededya Kosogovsky” (din 1888 - „Stepan Razin”) construit în 1889–1930 la fabrica de tunuri Motovilikha. Puterea motorului său cu abur a ajuns la 2000 CP. După reconstrucția radicală în 1928–1930. putea remorca un tren de barje cu o încărcătură de peste 35 de mii de tone. Nava a fost în funcțiune până în 1958.
Modelul remorcherului „Rededya Prince Kosogsky”
Nava cu aburi „Stepan Razin” (fostă „Rededya Prince Kosogsky”)
În 1911, prima navă cu motor cu roți din lume, nava de pasageri „Ural” cu o putere de 800 CP, construită la uzina Kolomensky, a intrat în întinderile Volga. Cu.
Navele cu aburi au început să apară pe râurile și lacurile din Siberia, Orientul Îndepărtat și Asia Centrală.
Prima navă cu aburi siberiană, cu roți natural, a fost Osnova, de 1838 de cai putere, care a intrat în funcțiune în 90, construită în Turinskaya Sloboda pentru a transporta mărfuri de-a lungul Turei și Tobolului. În primăvara anului 1852, navigația cu aburi a început pe Amur - vasul cu roți Argun, construit la uzina Shilkinsky, a intrat în întinderile sale. În 1861, pe râul Lena a apărut primul vas cu aburi „Sfântul Tihon din Zadonsk”. În 1863, construcția primului vas cu aburi „Yenisei” pentru acest mare fluviu siberian a fost finalizată la Yeniseisk.
În 1852, navele cu aburi Perovsky și Obruchev, construite în Suedia, au fost livrate dezasamblate din Orenburg pe căruțe trase de cămile la Marea Aral, care mai târziu a navigat de-a lungul Syr Darya. Aceleași nave cu aburi au apărut pentru prima dată pe râul Amu Darya în 1858-1859.
De la mijlocul secolului al XIX-lea, ambarcațiunile cu aburi cu palete au apărut pe toate râurile și lacurile navigabile ale Imperiului Rus: Nipru și afluenții săi, Kuban, Don, Seversky Doneț, Vistula etc.
Vaporele cu aburi pe roți au constituit coloana vertebrală principală a flotei de remorcare fluviale și de pasageri a țării până în anii 50 ai secolului trecut. În anii 30 - 50 ai secolului XX, flota a fost completată cu nave noi cu roți proiectate la un nivel tehnic superior (remorcherele Proiectului 733 cu o putere de 200 CP, Proiectul 732 cu o putere de 400 CP, tip „Industrializare” cu o putere 1200 CP).
Proiect remorcher cu roată 732
Remorcher cu roți tip „Izhorets”
În 1951-1959 Ultima și cea mai numeroasă serie de nave cu aburi cu palete de marfă-pasager de tipul Iosif Stalin (74 de unități) ale proiectelor 737 (râu) și 737A (lac-râu) a fost construită în URSS. Primele cinci nave au fost construite la uzina Leninskaya Kuznitsa (Kiev), iar restul au fost construite la șantierul naval Obuda din Ungaria (Obuda Hajogyar Budapesta) - proiect 737/205 (tip Maxim Gorky). În plus, ungurii au construit câte o navă pentru ei și Cehoslovacia.
În funcție de tipul navelor, pescajul lor a fost de 1,26-1,20 m, deplasare - 518-542 tone, puterea motorului principal cu abur - 450-520 CP, capacitatea de încărcare - 50-76 tone, viteza - până la 19 km/h . La bordul navei se aflau două saloane, două restaurante și un bufet.
Navele cu aburi ale acestui proiect au fost operate pe râul Volga, pe Nipru, pe Don, pe Ob, pe Lena, pe Kama, pe râul Belaya, pe râul Oka și pe râul Moscova.
Nava de pasageri a proiectului 737
Până astăzi, un veteran de 113 ani, singurul vapor cu aburi pe roți din Rusia, deținut de șantierul naval Zvyozdochka, este în funcțiune. V. Gogol." Nava a fost construită în 1911 la Nijni Novgorod la uzina Sormovsky la ordinul Companiei de transport maritim de Nord „Kotlas-Arkhangelsk-Murmansk”. Motor cu abur original cu o putere de 380 CP. Cu. oferă viteze de până la 18 km/h. Inițial, capacitatea de pasageri era de 695 (inclusiv pasagerii de pe punte), acum, după reconstrucție, este de 140 de persoane.
Nava de pasageri „N.V. Gogol"
informații