Пароход

Парохо́д — судно, оснащённое поршневой паровой машиной в качестве двигателя.

Пароходом также могут называть судно, оснащённое паровой турбиной, хотя такое судно правильнее называть турбоходом, или — ещё корректнее — паротурбоходом — в отличие от газотурбохода — судна, оснащённого газовой турбиной — разновидности теплохода, а не парохода.

Слово «пароход» ввёл в употребление русский морской офицер П. И. Рикорд, участник первого официального рейса первого русского парохода, построенного на базе баржи «Елизавета» в 1815 году. До этого судно, приводимое в движение па́ром, в России называли на западный манер «пироскаф» (по названию первого французского парового судна «Пироскаф» (от др.-греч. πῦρ (pýr) — огонь и σκάφος (scaphos) — судно) или «стимбот» (от англ. steamboat: steam — пар, boat — лодка)[en.wikipedia.org/wiki/Steamboat].

В качестве движителя пароходов первоначально использовались гребные колёса (если не брать в расчёт первых опытов Джона Фитча с вёслами, приводимыми в движение паровой машиной). Гребные колёса могли располагаться по бортам в районе мидель-шпангоута или за кормой. К XX веку гребные колёса вытеснил более прогрессивный гребной винт. В качестве энергоносителя в паровых машинах пароходов первоначально использовался уголь, позже нефтепродукты (мазут).

В настоящее время пароходы (суда с поршневой паровой машиной) не строятся, хотя некоторые ещё находятся в эксплуатации.

Пароходы, в отличие от паровозов, могут использовать конденсацию пара для снижения давления на выходе из цилиндров, что существенно повышает КПД паровой машины. Кроме того, на пароходах могут применяться более эффективные водотрубные котлы по сравнению с жаротрубными, устанавливаемыми на паровозы, а максимальная мощность паровых машин примерно до середины 1970-х превосходила максимальную мощность дизельных двигателей. Кроме того, пароходы совсем не требовательны к сортности и качеству топлива. Поэтому строительство пароходов продолжалось значительно дольше (по крайней мере до 1980-х годов), чем строительство паровозов (которое прекратилось в конце 1950-х годов). В настоящее время пароходы (суда с поршневой паровой машиной) уже не строятся, хотя достаточное большое их количество ещё находятся в эксплуатации, но это относится к морским судам. Речные пароходы прекратили строиться значительно раньше и массово списывались в связи с моральным устареванием. По этой причине действующих речных пароходов во всем мире осталось всего несколько десятков.

Устройство

Движитель

Первым движителем пароходов были гребные колёса. Они могли располагаться по бокам корпуса судна или за кормой, были также конструкции и с центральным расположением гребного колеса в диаметральной плоскости, в нише внутри корпуса или между корпусами судна катамаранного типа. Боковые колёса на некоторых первых пароходах располагались примерно на трети длины корпуса от носа, затем их стали устанавливать примерно на миделе. Надводная часть борта в районе расположения колес выполнялась практически вертикальной, а спереди и сзади шпангоутам приходилось придавать большой развал, увеличивая ширину по палубе на треть от ширины по ватерлинии, чтобы хоть как-то защитить колеса от ударов волн. Все это отрицательно влияло на остойчивость и мореходность. Кормовые гребные колёса были характерны для речных пароходов, которые не испытывали качки — при продольной качке наиболее эффективны колеса, расположенные в районе миделя (в середине корпуса).

К XX веку гребные колёса, за редкими исключениями, вытеснил технически более прогрессивный гребной винт. Гребной винт у пароходов устанавливается на одном валу с паровой машиной, таким образом, количество винтов (количество валов) показывает сколько на корабле установлено паровых машин. У пароходов с турбиной гребной винт чаще приводится в действие через редуктор или через электрическую передачу. Однако на самых первых турбоходах использовались специальные тихоходные турбины, работавшие непосредственно на гребной винт. Такие тихоходные турбины используются также на современных атомных подводных лодках для снижения шумности.

КПД пароходов с паровой машиной (построенных в 1950-е годы) составляет 20—25 %, у турбоходов — 30—35 %.

История

До XIX века. Предыстория

Энергию пара для придания телу движения предлагал использовать ещё Герон Александрийский в I веке н. э. — он описал и, возможно, создал примитивную безлопастную центробежную паровую турбину — «эолипил». Ряд устройств, совершавших полезную работу за счёт действия пара были описаны и созданы в XVI и XVII веках.

В 1680 году французский изобретатель, проживавший в Лондоне, Дени Папен сообщил Лондонскому королевскому обществу об изобретении им парового котла с предохранительным клапаном («Папинов котёл»), что приблизило создание паровой машины. В 1690 году он описал замкнутый термодинамический цикл парового двигателя, но саму машину не построил. В 1705 году получил от Лейбница эскиз и описание паровой машины Томаса Сэвери для поднимания воды (1698 года), что вдохновило его на новые работы. В 1707 году совершил путешествие по реке Везер (Германия) на сконструированной им колёсной лодке, которая, по одним сведениям (в частности, в публицистической статье Якова Перельмана в журнале «Техника Молодежи» за ферваль 1937 года) приводилась в движение мускульной силой, по другим — паровой, что кажется маловероятным. Лодка была разрушена местными озлобленными лодочниками.

В 1698 году английский механик и изобретатель Томас Сэвери запатентовал, а в 1699 году продемонстрировал тепловой (паровой) насос для откачки воды из шахт. Более эффективный вариант такого насоса в 1712 году продемонстрировал его соотечественник Томас Ньюкомен (см. Паровая машина Ньюкомена). Существует версия, что в 1736 году английский инженер Джонатан Халс спроектировал судно с колесом на корме, приводимом в движение паровой машиной Ньюкомена и оно прошло испытание на реке Эйвон. Однако никаких доказательств этого не сохранилось, и, с учётом веса конструкции и масштабов потребления угля, испытания вряд ли могли быть успешными.

«Пироскаф». Первое достоверное испытание парохода

15 июля 1783 году маркиз Клод Жоффруа д'Аббан продемонстрировал «Пироскаф» (от др.-греч. πῦρ (pýr) — огонь и σκάφος (scaphos) — судно) — первое достоверно задокументированное судно, приводимое в движение горизонтальной одноцилиндровой паровой машиной двойного действия, вращавшей два гребных колеса, расположенных по бортам. Демонстрация проходила на реке Сона (Франция). Судно прошло около 365 метров за 15 минут (0,8 узла), после чего двигатель сломался. д’Аббан продолжать опыты не стал. Нарицательное название пироскаф во Франции и некоторых других странах, в том числе России, долгое время использовалось для определения парового судна, парохода. Во Франции и по сей день термин pyroscaphe является синонимом для обозначения парохода [fr.wikipedia.org/wiki/Bateau_%C3%A0_vapeur].

Американские пароходы Рамси и Фитча

В 1787 году американский изобретатель Джеймс Рамси продемонстрировал на реке Потомак лодку, приводимую в движение водомётным движителем, использовавшим энергию пара.

Его соотечественник Джон Фитч в том же, 1787 году, на реке Делавэр продемонстрировал своё первое паровое судно «Perseverance» («Настойчивость»), приводимое в движение двумя рядами вёсел, работавшими от паровой машины. Паровая машины была создана Фитчем самостоятельно совместно с Генри Фойгтом, так как Великобритания не давала разрешения на экспорт новых технологий (в том числе машину Уатта) в свою бывшую колонию.

В июне 1790 года Фитч и Фойгт построили 18-метровую паровую лодку с оригинальным движителем в виде вёсел, которые повторяли гребные движения ног утки. Эта лодка в течение лета 1790 года осуществляла рейсы между Филадельфией и Берлингтоном, Нью-Джерси перевозя до тридцати пассажиров. За лето лодка прошла около 3000 миль. Фитч заявил, что лодка прошла 500 миль без каких-либо механических проблем. Расчетная скорость была минимум 6 миль в час при неблагоприятных условиях и максимум 7-8 миль в час при хорошей погоде. Конструкция паровой лодки Фитча была вполне удачной, однако судебные и коммерческие неудачи привели к прекращению его деятельности по эксплуатации и доработки его парового судна.

• Fitch's Steam Boat 1786 (cropped).jpg

  Пароход Фитча 1787 года

• Appletons' Fitch John Boat.jpg

  Пароход Фитча 1790 года

«Шарлотта Дандес». Первое практическое применение колёсного парохода

В октябре 1788 года шотландские изобретатели Уильям Саймингтон и Патрик Миллер, который также был банкиром и инвестором данного проекта, построили и удачно испытали на озере Далсвинтон-Лох, в 10 километрах от Дамфриса, небольшой колёсный катамаран, приводимый в движение паровой машиной. В декабре 1789 году они испытали уже 18-метровый катамаран с большей паровой машине на канале Форт—Клайд, в ходе испытаний судно показало скорость 7 узлов. После этого испытания Миллер отказался от дальнейшего участия в проекте.

В 1802 году Саймингтон разработал и изготовил двигатель для колёсного буксира «Шарлотта Дандес». Построенный из дерева семнадцатиметровый пароход имел мощность паровой машины 10 лошадиных сил и благополучно использовался для буксировки барж в канале Форт-Клайд. Однако владельцы канала, опасаясь, что кильватерная струя парохода повредит береговую линию, запретили его эксплуатацию на канале. В 1802 году судно было брошено хозяином и гнило до 1861 года, пока его не разобрали на материалы.

• Charlotte dundas drawing bowie.jpg

  Схема «Шарлотты Дандес»

• Charlotte dundas drawing symington.jpg

  Рисунок, Уильяма Саймингтона

XIX век. Первые пароходы

Первый практически использовавшийся пароход создал Роберт Фултон в 1807 год. Пароход «Клермонт» (изначально назывался «North River Steamboat»), приводимый в движение гребным колесом, совершал рейсы по реке Гудзон от Нью-Йорка до Олбани со скоростью около 5 узлов (9 км/ч). Оценивая результаты этой поездки, Фултон писал своему приятелю: «Я опережал все лодки и шхуны, и казалось, что все они стоят на якоре. Теперь полностью доказана пригодность силы пара для приведения в движение кораблей. В этот день, когда я выехал из Нью-Йорка, вряд ли 30 человек поверили бы, что мой пароход пройдет хотя бы одну милю в час. Когда мы отошли от пристани, где собралось много любопытных зрителей, я слыхал довольно саркастические замечания. Так всегда приветствуют несознательные люди тех, кого они зовут „философами“ и „прожектёрами“.» После некоторых улучшений в конструкции Фултон организовал постоянные рейсы на этом речном пути.

Несмотря на то, что «отцом парохода» считается Роберт Фултон, первым в мире работающим подобным транспортным средством является судно «Шарлотта Дандес», спущенное на воду в 1801 году.

В 1819 году американское судно с гребными колёсами «Саванна» впервые пересекло Атлантический океан, однако бо́льшую часть пути корабль прошёл под парусами, которые ещё долго сохранялись на пароходах в качестве вспомогательного движителя. Лишь в 1838 году (через 19 лет после «Саванны») английский пароход «Сириус» впервые пересёк Атлантический океан без использования парусов.

Первый винтовой пароход «Архимед» построен в 1838 году английским фермером Френсисом Смитом. С переходом от гребных колёс к гребным винтам ходовые качества пароходов сильно улучшились. Это привело к тому, что к началу XX века такие суда практически полностью вытеснили на море парусники и своих колесных собратьев.

Внедрение парового двигателя в военном флоте началось с построенной Фултоном паровой самоходной батареи Демологос, вступившей в строй в 1816 году. Однако, внедрение парового двигателя на боевых кораблях сдерживалось несовершенством колесного движителя, громоздкого и чрезвычайно уязвимого для противника. Также, непросто обстояло дело и с размещением вооружения. О полноценной бортовой батарее уже не могло идти и речи — для орудий оставалось только относительно небольшое пространство в носовой и кормовой частях корпуса. Уменьшение числа орудий вызвало естественное желание сделать их более мощными, и военные пароходы первыми получили крупнокалиберные пушки. Но из-за этого оконечности пришлось делать более полными по обводам и, соответственно, более тяжелыми. Только с появлением гребного винта эти проблемы были разрешены и паровая тяга нашла широкое применение в военном флоте.

Первые пароходофрегаты (такое обозначение получили все относительно крупные паровые боевые суда) на самом деле являлись куда больше пароходами, чем классическими фрегатами. Их боевая мощь пока не позволяла вести бои с фрегатами-парусниками. Попытки же оборудовать машинами и колесами крупные корабли первоначально стабильно терпели неудачу. Англичане предпринимали усилия по созданию полноценного парового фрегата с 1822 года, но, не в первый и не в последний раз, их обогнали французы — первым в истории настоящим боевым пароходофрегатом считается французский «Гомер» (1841 год, 2700 т, 20 орудий).

В середине XIX века началась массовая переделка парусников в паровые суда. Модернизация парусников в винтовые корабли, в отличие от тех же в колёсные, оказалась значительно более простой. Деревянный корпус разреза́ли примерно пополам и делали деревянную же вставку с механической установкой, мощность которой для крупных фрегатов составляла 400—800 л.с. При этом весовая нагрузка только улучшалась: тяжёлые котлы и машины располагались в основном под ватерлинией и исчезала необходимость в приёме балласта, количество которого на парусниках иногда достигало сотен тонн. Винт размещали в специальном колодце в корме и снабжали его подъемным механизмом, поскольку при ходе под парусами он только мешал движению, создавая дополнительное сопротивление. Аналогично поступали и с дымовой трубой: чтобы она не мешала манипуляциям с парусами, её делали телескопической складной — по типу подзорной трубы. Проблем с вооружением при этом (в отличие от колёсных) практически не возникало: оно оставалось на своем месте.

В 1894 году Чарльз Парсонс построил опытное судно «Турбиния», с приводом от паровой турбины. На испытаниях оно продемонстрировало рекордную скорость — 60 км/ч. После этого паровые турбины стали устанавливать на многих быстроходных судах.

В России и СССР

В России первый пароход был построен на заводе Чарльза Берда в 1815 году. Он совершал рейсы между Санкт-Петербургом и Кронштадтом.

Первые волжские пароходы принадлежали Всеволоду Всеволожскому, который в 1817 году лично совершил поездку на одном из них в Казань. Конструктором одного из судов являлся Пётр Соболевский.
Сохранились и технические характеристики этих судов: один пароход был длиною 15,7 метра, шириной 4,2 метра, высота борта 2,1 метра при паровой машине мощностью 6 лошадиных сил; другой пароход был длиной 30,6 метра, шириной 6,9 метра с высотой борта 2,6 метра при мощности парового двигателя 36 л.с. Экипаж обоих судов составлял 21 человек.

В 1818 году Ижорский адмиралтейский завод ввел в строй первый военный пароход «Скорый» с машиной мощностью 32 л.с. Кстати, «Скорый» вполне может претендовать на роль первого боевого парохода не только в России, но, как минимум, в Европе — несколько больший по размерам британский «Комет» заложили только через три года.

Строительство пароходов продолжалось до 1950-х годов. Например, в СССР последней серией речных пароходов стал тип «Иосиф Сталин» (позднее переименован в «Рязань»). Пароходы этого типа строились до 1959 года.

Старейший в России действующий колёсный пароход «Н. В. Гоголь» сейчас находится в городе Северодвинске (Архангельская область) и ходил с круизами по реке Северная Двина до 2012 года, став в 2013 году, со слов владельцев этого судна, лишь банкетоходом.

Известные пароходы

28 июня 1851 года в Англии со стапелей сошёл новый деревянный пароход, получивший название «Амазонка». Длина корпуса составляла 91 м, наибольшая ширина — 14,5 м. Судно снабдили паровой машиной мощностью 800 л.с. Это был крупнейший деревянный пароход всех времён. 4 января 1852 года на судне возник пожар, приведший к катастрофе. Из 162 пассажиров выжили 58, из них 11 сошли с ума от пережитого кошмара.

14 апреля 1912 года «Титаник», крупнейший в мире пассажирский пароход того времени, во время своего первого путешествия столкнулся с айсбергом в Атлантическом океане и затонул в течение 2 часов 40 минут. В результате катастрофы погибло 1517 человек, что сделало это столкновение одним из наиболее смертельных во всей истории морских катастроф мирного времени. Такая высокая смертность приписывается тому, что несмотря на соответствие нормативам того времени, на судне не было достаточного количества спасательных лодок для всех пассажиров. Количество мест в спасательных лодках составляло 1178, тогда как на судне находились 2208 человек. Непропорциональное число мужчин погибло из-за правила «женщины и дети первыми», которое соблюдалось при посадке в шлюпки, при этом они не были заполнены полностью.

Сохранившиеся исторические пароходы

Самый старый в мире пароход, всё ещё находящийся в эксплуатации — норвежский колёсный пароход «Скибладнер», построенный в 1856 году и ходящий по озеру Мьёса.

Датский «Юлланд» (однотипный с первым в серии «Зееландом»), один из немногих деревянных боевых кораблей, доживших до нашего времени и сохраняющихся в качестве плавучих музеев.

Дрезденское пароходство Sächsische Dampfschifffahrt имеет самый большой в мире флот колёсных пароходов. В его состав входят девять пароходов, построенных в 1879—1929 годах. Все они до сих пор находятся в эксплуатации. Ежегодно пароходы Sächsische Dampfschifffahrt перевозят семьсот тысяч пассажиров. По Рейну курсирует колёсный теплоход (до 5 августа 2008 года пароход) Goethe («Гёте»), построенный в 1913 году. Он является самым большим речным пароходом в мире.

Большим флотом исторических колёсных пароходов располагает Швейцария. Пять таких пароходов работают на Фирвальдштетском озере, пять на Женевском озере (пароходство Compagnie générale de navigation sur le lac Léman), два на Цюрихском озере и по одному на Бриенцском, Тунском и Боденском озёрах (пароход Боденского озера SD Hohentwiel сейчас ходит под австрийским флагом).

На австрийском озере Траунзе действует колёсный пароход Gisela 1871 года постройки. Другой австрийский колёсный пароход, Schönbrunn (1912 год постройки), курсирует по австрийской части Дуная.

В США исторические колёсные пароходы используются на реке Миссисипи. В отличие от европейских, эти вместо боковых используют кормовые колёса.

• Elbdampfer Diesbar 1.JPG

  Пароход Diesbar (1884 год постройки) на Эльбе рядом с Дрезденом

• Paddleboat Natchez.jpg

  Колёсный пароход в США на Миссисипи

• Dampfer Stadt Rapperswil.jpg

  Пароход Stadt Rapperswil, Цюрихское озеро, Швейцария

• Kookaburra Queen.jpg

  «Kookaburra Queen». Австралия

• Paddleboat Vancouver Canada.JPG

  Пароход с гребным колесом за кормой в Ванкувере, Канада

• Регенсбург. Колёсный пароход copy.jpg

  Пароход с колёсами по бортам на Дунае

Интересные факты

Конструкция двигателя атомоходов похожа на конструкцию двигателя паротурбохода — в большинстве судовых атомных энергетических установок (впрочем, и не только судовых АЭУ) турбина приводится в движение паром, который создаётся в парогенераторе путём нагревания воды, но нагрев осуществляется не за счёт сжигания органического топлива (уголь, мазут), а за счёт выделения тепловой энергии в процессе распада ядерного топлива.

Пароход в искусстве

В бонистике

• Ошибка создания миниатюры: Файл не найден

  Шхуна-пароход на перуанском соле, 1879

• CostaRicaPS165r-20Pesos-1899-donatedrr f.jpg

  Пароход на коста-риканских песо, 1899

В филокартии

См. также

• Пароходофрегат
• Все существующие суда с ядерной энергетической установкой (атомоходы) используют паротурбинную схему.
• Суда с газотурбинной установкой называются газотурбоходами.
• Теплоход

Литература

• Под ред. Дмитриева В. В. Морской энциклопедический словарь. — Санкт-Петербург: Судостроение, 1993. — Т. 2. — 584 с. — 10 000 экз. — ISBN 5-7355-0281-6.
• Лэйвери Б. Корабли. 5000 лет кораблестроения и мореплавания = Ship. 5000 Years of Martitime Adventure. — Москва: АСТ (A Dorling Kindersley book), 2009. — 400 с. — ISBN 978-5-17-042290-6.
• Paine L. Ships of the World. An Historical Encyclopedia. — New York, USA: Houghton Mifflin Company, 1997. — С. [215—216] (стб. 1). — 680 с. — ISBN 0-395-71556-3.
• Алексушин Г. В. Пароход «Бурлакъ» и другие // [rivtrans.com/ Речной транспорт]. 1995. № 3. С. 39—41.
• Алексушин Г. В. Крупнейшее монопольное транспортное предприятие на Волге // [rivtrans.com/ Речной транспорт]. 1996. № 2. С. 30—31.
• Алексушин Г. В. Создание волжского пароходного дела в 1815—1842 гг. // [rivtrans.com/ Речной транспорт]. 1996. № 4. C. 28—29.
• Алексушин Г. В. Основатель российского транспорта П. П. Мельников // [rivtrans.com/ Речной транспорт]. 1997. № 1. С. 32—33.
• Алексушин Г. В. Роль губернаторской власти в развитии судоходства в XVIII — начале XX века // [rivtrans.com/ Речной транспорт. XXI век]. 2007. № 3 (27).

Ссылки

• [shipslib.com/history/vpm/hr2.html Паровая машина завоевывает моря]