100 великих загадок истории флота

Кстати, когда паровик Саймингтона совершал свой пробный рейс, среди зрителей на берегу находился и американец Роберт Фултон. Пораженный увиденным, он оставался в Европе до тех пор, пока сам не сконструировал и не пустил в Париже на Сене свой собственный пароход. Причем он решил всех перехитрить и, вспомнив, видимо, о гребных галерах, приспособил в качестве движителя… механические весла, приводившиеся в движение через систему рычагов, копирующих движение рук гребца.

Впрочем, и ему повезло не больше, чем другим, – после непродолжительного плавания его «механическая галера» затонула.

Тогда упорный американец создал… гусеничный пароход. Он прикрепил гребные лопасти не к круглому колесу, как обычно, а к длинной ленте, замкнутой в кольцо. Изобретатель рассуждал так. Чем большим количеством весел загребали гребцы на данном судне, тем выше скорость при прочих равных условиях оно имеет. Стало быть, если «растянуть» гребное колесо, должен получиться выигрыш в скорости.

«Клермонт» Роберта Фултона

Однако на практике оказалось, что, гремя цепями, вспенивая воду лопастями, гусеничный пароход двигался не быстрее плота, увлекаемого ленивым течением. Почему?

А все дело в том, что тяговое усилие корабельных движителей зависит от количества и скорости отбрасываемой ими воды. Проделаем мысленно такой опыт. Заставим работать в воде две гусеничные цепи с лопастями. Скорость движения обеих одинакова, не отличаются также размеры лопастей и интервалы между ними. Только длина одной цепи 10 метров, а другая – вдвое длиннее. Ясно, что на длинной цепи будет работать в два раза больше лопастей, стало быть, такой движитель должен быть вдвое эффективнее.

Но на самом деле длина цепи никакой роли не играет. Сделайте вы ее хоть в километр длиной, в каждый момент эффективно работают лишь две лопасти: первая, которая загребает воду, и последняя, которая ее отбрасывает. Все остальные просто находятся в воде, не производя полезной работы.

Такой анализ проделала в 1934 году группа советских конструкторов, решивших повторить опыт Фултона. Видимо, к такому же заключение пришел и сам изобретатель. Он вернулся в США и там построил новый пароход, назвав его «Клермонт». В октябре 1807 года прошел по Гудзону от Нью-Йорка до Олбени. Это оказалось надежное в эксплуатации судно длиной 43 м с 18-сильной паровой машиной. В течение года оно плавало по тому же маршруту, перевозя пассажиров. Но ни весел, ни гусениц на нем уже не было – обычные гребные колеса…

Пароход XVI века?

Такова в первом приближении официальная история парового флота. Однако поколебать ее может, например, вот какая находка, сделанная историком Львом Михайловичем Вяткиным.

Бласко де Гарай демонстрирует королю свое изобретение

В 1841 году в 11-м номере журнала «Отечественные записки» появилась заметка под названием «Пароход, построенный в XVI столетии». В ней говорится, что дон Мартин Фернандес де Наваррета в своей заметке «Путешествия и открытия испанцев» указывал, что «Бласко де Гарай, капитан корабля, в 1543 году представил императору Карлу V машину, посредством которой могут плыть самые большие корабли в тихую погоду без парусов и без весел».

Изобретатель имел много противников, однако все же по велению императора 17 июня 1543 года в барселонской гавани были произведены опыты с его машиною. Правда, Гарай держал в секрете устройство самой машины; известно только было, что она имеет огромный котел. Судно же, на котором была она поставлена, имело по колесу с обеих сторон и «проехало от Коллиуры до Барселоны, нагруженное хлебом».

Далее в заметке говорилось, что судно вмещало 200 бочек, называлось «Троицею» и находилось под управлением господина Скарзы. Опыт был произведен в присутствии Генриха Толедского, Петра Карданы, начальника города, вице-канцлера Франциска Гралла и других знатных особ, а также при стечении множества народа и моряков, привлеченных необыкновенностью зрелища. «Машина действовала удачно и заслужила одобрение императора и большой части бывших с ним особ», поскольку даже при самом медленном плавании давала скорость 8 верст в час.

Так был ли Фултон первым?

В первородстве Фултона сомневается и инженер из Санкт-Петербурга Олег Бережной. По его данным, идея использования силы пара на судах вместо парусов и весел появилась значительно раньше самой паровой машины. Еще Леонардо да Винчи около 1500 года в одну из своих записных книжек занес описание парохода.

«Следующим стал француз С. де Ко, который в книге “Принципы движущих сил с различными машинами, как полезными, так и приятными”, вышедшей в 1615 году, привел примеры использования движущей силы пара, в том числе на водном транспорте», – пишет Бережной.

Но только в 1736 году англичанину Дж. Халльзу (или, иначе, Гуллю) выдали первый патент на паровое колесное судно. Причем в патенте Халльза на пароатмосферную машину упоминалось об употреблении его соотечественниками Т. Ньюкоменом и Дж. Коули подобных машин «для способствования судам входить в гавани и выходить из них при противном ветре, течении и штиле».

Однако дальше патента дело у Халльза не пошло, а потому подлинным изобретателем парохода следует считать американского механика и оружейника У. Генри, построившего в 1763 году в Ланкастере и испытавшего паровую лодку с гребными колесами, считает Бережной. Вслед за ним в 1773 году другой американец, филадельфиец Ч. Колльз построил небольшой паровой катер.

Затем пришла очередь европейцев. Известно, что в 1774 году, незадолго до первого рейса при довольно таинственных обстоятельствах был серьезно поврежден паровой бот французского артиллерийского офицера Ж. д’Оксирона, двухцилиндровую машину для которого заказали англичанам Джуксу и Коулсону. А потому в следующем году вывел на Сену стимбот с пароатмосферной силовой установкой, приводящей в движение бортовые колеса, французский инженер и предприниматель Ж. К. Перье. Вслед за ним похожее судно построил и его соотечественник Готье.

Английский патент на пароход, 1736 г.

И лишь в 1778 году по реке Ду проплыла паровая лодка маркиза К. де Жоффруа д’Аббана, о котором говорилось выше. Поначалу он оборудовал ее необычными бортовыми движителями типа «утиная лапа», то есть попытался использовать механические весла. И лишь убедившись в их низкой эффективности, изобретатель построил пироскаф длиной 45,3 м, с четырехметровыми гребными колесами.

Еще через год, в 1784 году, американец Дж. Рамсей начал делать паровую лодку в высшей степени оригинальным движителем – шестами, упиравшимися в дно. В 1786 году его судно смогло подняться против течения по реке Потомак с грузом 3 т камней и любопытными пассажирами, которым, кстати, очень не понравилось, что от работы шестов судно сильно раскачивалось.

В том же году его соотечественник Дж. Фитч построил в Уорминстере подобное судно, по бортам которого опять-таки были устроены бесконечные ленты с плицами, нечто вроде гусениц. Убедившись, как и Фултон, что они действуют неважно, Фитч поставил дюжину механических весел, но и в этом варианте скорость не превышала 4,8 км/ч.

В ответ на это Рамсей оборудовал свой стимбот новыми машинами и котлом, а под днищем разместил коробчатый желоб, соединенный с цилиндром. Таким образом, получился первый водометный движитель.

В 1787 году соперник Рамсея – Фитч завершил работу над «Экспериментом», теперь уже с тремя кормовыми веслами. В первом рейсе по Делаверу «Эксперимент» прошел 32 км за 3 ч 10 мин, что было по тем временам совсем неплохо.

Всю навигацию «Эксперимент» благополучно ходил между Уилмингтоном и Трентоном, оставив за кормой не менее 3,5–4 тыс. км, да только пассажиры не очень охотно пользовались огнедышащим судном, хотя на нем уже имелись вполне приличные каюты. Не помогло и то, что буфетчики предлагали на борту каждому желающему в неограниченном количестве пиво, ром и портер.

Тем временем и в Европе тоже продолжали строить паровые суда. Известно, что в 1788 году итальянец Серратти проводил какие-то опыты, а эдинбургский банкир П. Миллер с помощью механика-самоучки У. Саймингтона и учителя Дж. Тейлора построил прогулочный катер длиной 7,8 м и водоизмещением 5 т. Ныне его судовая машина мощностью 2 л. с. хранится в Кенигстонском музее Лондона.

После этого Миллер заказал Саймингтону машину в 12 л. с. В 1789 году ее установили на прогулочной лодке длиной 13,3 м, развивавшей скорость 11 км/ч.

Спустя еще три года американский мельник Э. Ормсби с Уилкинсоном построил катер длиной 5,5 м, вместимостью 3 т с одноцилиндровой машиной, приводившей в действие «утиную лапу», а знакомый нам Рамсей сделал в Лондоне корабль «Колумбия мейд» – вновь с водометом. Его пожелали осмотреть король Георг III, королева Шарлотта, принц Уэльский и шесть принцесс – рекорд по пребыванию венценосных особ на одном судне!

В 1797 году Морей построил пароход с кривошипно-шатунным механизмом, предназначенным для преобразования возвратно-поступательного движения штока поршня во вращение вала бортовых гребных колес. Однако современники не оценили важности изобретения, и Морею пришлось зарабатывать себе на хлеб другими работами изобретениями.

В 1802 году американский изобретатель Дж. Стивенс оснастил свой пароход лопастным гребным винтом. Более того, его 7-метровая лодка была оснащена и первым прообразом современных паровых турбин.

И в том же году в Старом Свете появился пароход «Шарлотта Дунда», построенный по заказу лорда Т. Дундаса. Это был первый в мире колесный буксир, который тащил за собой две 70-тонные баржи.

И лишь после всего этого пребывавший в Париже Р. Фултон заинтересовался «огнедышащими» суднами. Между тем на его родине в это время Стивенс строил «Литтл Юлиану» – первое судно с двумя четырехлопастными винтами, приводившимися в действие посредством зубчатой передачи.

…Итак, до Фултона, которого американские исследователи называют изобретателем самого первого стимбота, подобными судами успешно занимались еще два десятка изобретателей, которые построили три десятка пароходов. Так что 4 сентября 1807 года, когда в первый рейс отправился «Норс ривер стимбот оф Клермон» (его чаще именуют просто «Клермонтом»), всего лишь завершилась предыстория пароходостроения…

Возвращение колесников

После того как в 1843 году Британское адмиралтейство провело сравнительные испытания однотипных пароходов «Раттлер» и «Алекто» с винтовым и колесным движителями, колесники стали быстро исчезать. Еще бы! Ведь на глазах у всех винтовой «Раттлер» потащил отчаянно шлепающего плицами «Алекто» кормой вперед со скоростью более двух узлов.

Кроме того, моряки помнили и о другом существенном недостатке бортовых гребных колес – при бортовой качке они поочередно выходили из воды, что отрицательно сказывалось на маневренности и управляемости судна.

В общем, к началу ХХ века колесники стали вымирать, словно динозавры в доисторическую эпоху. Однако не рано ли мы отправили их на покой? Таким вопросом задался инженер Ленского речного пароходства из г. Якутска Александр Павлов. И стал припоминать случаи, когда инженеры вновь обращались к техническим идеям, считавшимся давным-давно забытыми.

Колесный буксир

В частности, гребным винтам свойственны свои недостатки. Например, он любит глубину – его ступица должна заглубляться не менее чем на две трети диаметра. В противном случае от поверхности к лопастям станет подсасываться воздух, что неизбежно приведет к снижению КПД движителя. Но заглубление винта невозможно без увеличения осадки судна, а в таком случае мелководные реки становятся не доступными для речного транспорта.

Кроме того, как только винтовое судно попадает на мелководье возникает так называемая просадка – винты как бы выгоняют воду из-под корпуса и корабль тут же оседает на корму. Заметив, что нос судна начинает задираться, капитан немедленно сбрасывает обороты двигателя, чтобы винты и руль не ударились о грунт. Но, потеряв скорость, корабль становится трудноуправляемым. И судам, оснащенным водометным движителем, грозит та же опасность.

Вот и пришлось речникам и судостроителям вспомнить о гребных колесах, на которые действие закона Д. Бернулли не распространяется.

Так что в середине 80-х годов ХХ века сотрудники новосибирского филиала Центрального технико-конструкторского бюро Министерства речного флота РСФСР вновь обратились к колесникам.

Они припомнили, что еще в начале XIX века было построено несколько пароходов-катамаранов, гребные колеса которых размещались между корпусами. Правда, в те времена фермы, соединявшие корпуса, при мало-мальски серьезном волнении ломались, из-за чего «парокатамараны» так и не получили распространения. Современные материалы позволяют этот недостаток устранить, а заодно и заменить обычное гребное колесо более эффективным роторным движителем.

Именно такие мелкосидящие мощные суда разного назначения ныне необходимы речникам Сибири, и в первую очередь работникам Ленского пароходства. «По этой великой сибирской реке, пересекающей почти всю страну с юга на север, в наши дни транспортируется до 80 % грузов, завозимых в Якутию, – свидетельствует Павлов. – При этом от порта Осетрово, расположенного в верховьях, до Якутска в среднем течении Лены судам приходится идти по узкому извилистому фарватеру. Учтите еще сильные течения, мелководье, частые туманы, и станет понятно, в каких условиях приходится трудиться ленским речникам».

Именно поэтому крупнейший в Якутии жатайский завод снова стал строить колесные буксиры. Инициатором их создания был главный инженер Ленского пароходства И. А. Дмитриев. И в 1977 году экспериментальный теплоход «Механик Корзенников» вступил в строй.

Поначалу даже бывалые речники выходили на мостики, чтобы посмотреть на необычное судно. Вскоре выяснилось, что колесник обладает высокой тягой, не боясь «просадки», ходит по мелководью, имея под днищем всего 5—10 см воды, легко маневрирует (особенно при работе колес враздрай).

Убедившись в том, что судно вышло удачным, жатайские корабелы выпустили еще четыре колесника, после чего внесли в первоначальный проект ряд изменений. В частности, главные двигатели установили на амортизаторы, чтобы уменьшить уровень вибрации. Для улучшения маневренности на мелководье увеличили площадь рулей, изменили расположение кают на втором ярусе надстройки, удалив их от выхлопных шахт, удлинили корпус на 2,4 м. Даже сауну предусмотрели!

Первый теплоход, построенный по доработанному проекту – БТК-605, – поднял вымпел в 1981 году. Он представлял собой буксир со средним расположением машинного отделения и двухъярусной надстройкой. Для передачи крутящего момента на гребные колеса служат редукторы, соединенные с гребным валом шарнирно-кулачковой муфтой. Энергопитание судна обеспечивают два дизель-генератора мощностью по 50 кВт. Причем система автоматизации позволяет вахтенным управлять работой механизмов непосредственно из ходовой рубки.