ИСТОРИЯ ПАРОВОГО СУДОХОДСТВА
НА КАНАЛЕ ЭРИ.
Обращение с призывом о продлении Закона от апреля 1871 года «О содействии и развитии внутренней торговли штата»
В ИНТЕРЕСАХ КАНАЛОВ
И ТОРГОВОГО СООБЩЕСТВА.
НЬЮ-ЙОРК, ЯНВАРЬ 1873 ГОДА.
NEW YORK:
EVENING POST STEAM PRESSES, 41 NASSAU STREET, COR. LIBERTY.
1873.
С уважением от автора,
Бродвей, 155, Нью-Йорк.
ИСТОРИЯ ПАРОВОГО СУДОХОДСТВА
НА КАНАЛЕ ЭРИ.
Гребные винты с 1858 по 1862 год.
Во время сезона заготовки кленового сиропа весной 1858 года зажиточный фермер из западной части Нью-Йорка вырезал миниатюрный спиралевидный, или буравоподобный, гребной винт, который, по его мнению, отлично подходил для канала. Вскоре после этого он отправился в Буффало и заключил контракт на строительство судна с двумя архимедовыми винтами для движения с помощью пара.
Хотя строители советовали ему заменить винты на обычные четырехлопастные, он остался верен своему первоначальному проекту, и вскоре судно с одним гребным винтом по каждую сторону руля, названное «двойным винтовым», было готово к работе. В истории это судно известно как Чарльз Вак.
Оно везло три четверти груза и буксировало другое судно с полной загрузкой, совершив переход от Буффало до Уэст-Троя за семь дней общего времени со средней скоростью две мили в час. Однако оно вернулось из Троя в Буффало с половинным грузом за четыре дня и шестнадцать часов чистого времени со средней скоростью три и одна двенадцатая мили в час без буксируемого судна.
Это положило начало серии пароходов с 1858 по 1862 год и вместе с другими судами, которые вскоре последовали за ними, породило всеобщий энтузиазм в отношении парового транспорта. Это привело к тому, что осенью того же года губернатор штата, члены Совета канала и другие известные лица совершили поездку по каналу на зафрахтованном паровом буксире, сопровождавшуюся публичными приемами, речами и т. д. в различных городах по пути следования.
Вскоре за этим судном последовал С. Б. Рагглз — первоклассное паровое канальное судно, построенное достопочтенным Э. С. Проссером из Буффало, оснащенное первоклассным современным гребным винтом и имеющее вдвое большую мощность двигателей, чем предыдущее.
Вскоре последовало судно П. Л. Стернбург — первоклассное судно с современными спаренными гребными винтами, но с меньшей мощностью двигателей, чем у Вака.
В тот же сезон было построено несколько местных пароходов для регулярного сообщения между различными городами на линии канала.
Следующий сезон 1859 года стал самым активным годом за всю историю канала Эри в отношении парового судоходства.
Судно C. Wack было продано мистеру Проссеру, который снял ее архимедовы винты, установил современный гребной винт, удвоил мощность двигателей и выпустил ее под новым названием Сити оф Буффало.
Судно Голд Хантер было построено Западной транспортной компанией из Буффало. Оно представляло собой короткую прямоугольную бадью с квадратным носом коробчатой формы и закругленной кормой, предназначенную исключительно для перевозки механизмов и угля. Предполагалось устанавливать ее в выемку в корме обычных конных судов, вырезая для этого эквивалентное пространство, чтобы избежать обычной потери времени в конечных пунктах канала. После кратковременного испытания от нее отказались.
На канальном судне Ниагара был установлен гребной винт Кэткарта, который представлял собой соединение винта и руля посредством карданного шарнира на валу, отрегулированное так, чтобы объединить их для целей рулевого управления. Эта конструкция была опробована на пароходе Кэткарт на Чесапикско-Огайском канале в 1858 году и имела значительный успех в прессе.
Ротари из Нью-Йорка представлял собой новый пароход для грузовых перевозок с роторным двигателем и обычным гребным винтом. Он занимал мало места и красиво работал на показательных выступлениях.
Эклипс из Нью-Йорка был новым судном и имел качающиеся гребные двигатели.
Паровые буксиры.
Гов. Кинг был винтовым буксиром средних размеров гавани Нью-Йорка, совершившим несколько поездок с тремя судами на буксире и один рейс с пятью судами. Он оказался настолько медленным, что не приносил дохода по сравнению с лошадьми.
Западная транспортная компания после неудачи судна Голд Хантер построила два мощных буксира — Вашингтон и Лафайет. Вскоре они были сняты с эксплуатации.
Мистер Проссер построил первоклассный буксир Стимерс, но его карьера на канале была недолгой.
Буксиры Бемис и Дан Браун совершили хорошие рейсы, каждый с тремя судами на буксире, но прослужили в качестве канальных судов недолго.
Гребные колеса и другие устройства.
В течение этих лет система гребных колес была тщательно испытана в различных условиях.
Поскольку шлюзы препятствовали использованию бортовых колес при полной загрузке, было испытано регулируемое кормовое колесо. Его можно было поднимать или опускать в зависимости от частичной или полной загрузки.
H. K. Viele было первоклассным канальным пароходом с кормовым колесом и лопастями с вертикальным или эксцентричным приводом. Некоторые считали их исключительно хорошо приспособленными для нужд канала, однако на практике они показали обратное.
Фолл Брук была построена мистером Джоном Макги, известным по Сенека-Лейк, для буксировочных целей с намерением наладить сообщение между озером Сенека и городом Нью-Йорк, но ее ходовые качества на канале оказались настолько слабыми, что ее перевели на работу на озеро.
Она имела мощные двигатели с гребным колесом вертикального действия, установленным в средней части между двумя корпусами, при этом вода свободно текла от носа к корме; палуба была настильной в носовой и кормовой частях относительно колеса.
Леди Джейн из Ютики представляла собой судно с носовыми гребными колесами и маломощными двигателями. Она добилась малых успехов.
Поскольку канальные суда с гребными колесами оказались менее эффективными, чем с гребными винтами, их количество ограничено.
Испытывались и другие современные устройства.
На канальном судне Освего в кормовой части была сделана выемка для размещения погруженного горизонтального водомета центробежного действия, который забирал воду в центральном отверстии и выбрасывал через периферийное отверстие для движения.
Это отверстие можно было поворачивать для управления или заднего хода. Судно было переоборудовано в Грин-Пойнте и получило хорошие механизмы в Бруклине, но вскоре его вновь перевели на конную тягу.
В Буффало экспериментировали с ластами «утиная лапка». На Гудзоне испытывался гребной винт с раскачивающимися лопастями. Также испытывались винты с шарнирными лопастями, которые открывались и закрывались при движении вперед и назад в корме. Последнее устройство испытывал некий доктор Хантер, который позднее испытал «рыбохвостый гребной винт», лопасти которого были сделаны из резины для имитации формы и эластичности хвоста с механической имитацией движений.
Едва ли стоит добавлять, что все эти устройства оказались бесполезными, и хотя могли испытываться другие приспособления смешанного характера, все они не имели достоинств.
Примечания.
Богатство, опыт и мастерство ознаменовали эту первую эру парового судоходства, и, несмотря на их сочетание, они потерпели полный крах. Как мистер Проссер, так и Западная транспортная компания владели флотами великолепных озерных винтовых судов, были богаты, и их интересы были тесно связаны с каналами. Очевидно, что при их неудачах с паровым двигателем не было недостатка ни в деньгах, ни в механических ресурсах, ни в знаниях канального дела.
Капитал стекался в паровые предприятия из различных источников, а амбиции множили эксперименты, но без какого-либо заметного успеха.
Трудности лежали за пределами досягаемости капитала и известных ресурсов, и не было выработано достаточных знаний для решения этой проблемы. Поэтому, потерпев неудачи в течение нескольких лет, штат мудро вызвался предоставить дополнительные стимулы в виде крупного ассигнования для поощрения успеха. Это не могло быть сделано ради поощрения воспроизводства прежних неудач путем повторения прошлых испытаний.
Поэтому в качестве урока из истории ранней эпохи пара вполне уместно задаться вопросом: в чем заключаются трудности? Почему паровой двигатель потерпел столь абсолютную и всеобщую неудачу? Почему впоследствии штат предложил крупную премию для содействия развитию парового судоходства.
Очевидно, существует какая-то скрытая трудность, какая-то неизвестная неспособность, поскольку пар является арбитром эпохи, он выступает величайшей движущей силой человеческой деятельности во всем мире, и мы переходим от возвышенного к смешному, когда используем его для загрузки судов в Буффало, чтобы их тащили лошади на расстояние 350 миль.
Уроки ранней эпохи не имеют ценности для простого повторения. Не существует лучших гребных механизмов, чем те, что тогда испытывались и от которых отказались; однако эти уроки ценны для выявления трудностей, которые необходимо исправить, и для того, чтобы показать: успех парового судоходства лежит вне досягаемости общеизвестных механических ресурсов.
Испытания прямо и неопровержимо доказывают, что неудачи были обусловлены отсутствием механической приспособленности к требуемой работе; механической неспособностью использовать силу пара; расточительной потерей механической энергии, которую они не могли контролировать или исправить; причем потерянная мощность была чудовищно великой, а используемая — ничтожно малой. Один очень умный капитан одного из лучших и самых мощных пароходов, известных на канале Эри, который вел подробный и тщательно составленный судовой журнал, заявил, что когда его двигатель развивал мощность пара свыше ста лошадиных сил, он мог соответствовать лишь двенадцати лошадям на бечевой тропе. Таким образом, более семи восьмых его мощности расходовалось впустую ради получения одной восьмой полезной работы. Но это происходило при перемещении всего двух груженых судов — парохода и одного на буксире; когда же перемещалось четыре судна — три на буксире — доля полезного действия уменьшалась, и он не мог превысить восемь-десять процентов своей мощности, о чем свидетельствовало более медленное движение, при котором меньшее количество лошадей на бечевой тропе могло сравниться с ним.
Пароход представляет собой резервуар, и его вращательная сила может свободно развиваться «обратно пропорционально его сопротивлениям». Следовательно, будучи привязанным к причалу, вся она реализуется в его отступающих потоках, и наоборот при движении; если бы его механизмы имели идеальную точку опоры, вся она реализовалась бы в движении судна. Следовательно, на реках и озерах с судами тонких очертаний, которые разрезают воду как нож, это все равно что стоять в маленькой лодке и отталкиваться от большой; но на каналах с их полными носами это все равно что стоять в большой лодке и отталкиваться от маленькой — маленькая уплывает вместе с силой. Площадь погруженного сечения полного носа более чем в 100 квадратных метров представляет большую лодку, а дюжина квадратных метров эффективной площади лопастей винта, установленных под удобным углом для спирального движения и скорости отступления — это маленькая лодка, которая столь расточительно транжирит мощность. Увеличение количества судов усиливает этот контраст. Лопасти винта хорошего канального судна проходят двенадцать-пятнадцать миль по линии своего спирального движения, чтобы обеспечить судну поступь в две-три мили.
Правильный научный анализ позволяет проследить выделение восьмидесяти пяти — девяноста процентов присущей пару энергии, которая расходуется впустую на обычном канальном судне и не дает никакого результирующего эффекта для движения судна, столь же точно, сколь он может проследить одновременное развитие пятнадцати — десяти процентов, которые используются и приводят судно в движение.
Практик видит истинность этих утверждений. Он видит, как пар используется в малых, средних и больших двигателях для нужд канала, и видит, как все они не достигают экономичности перевозок, установленной лошадями; но он с тем же успехом мог бы поставить людей на бечевую тропу соревноваться с лошадьми, как и лошадей в свои элеваторы соревноваться с паром; и все потому, что в элеваторах сила пара используется главным образом по назначению, в то время как на канале она в основном растрачивается впустую.
Следовательно, очевидна абсолютная необходимость новой механической системы, кардинально отличной системы трансмиссионных механизмов, системы, способной реализовать значительную часть силы пара в движении судов.
Модификации старых систем движения, которые постоянно испытываются, в силу самого своего характера бесполезны, поскольку они никоим образом не устраняют существующие недостатки и совершенно не решают проблемы.
ПАРОВОЕ СУДОХОДСТВО В 1871 И 1872 ГОДАХ.
Гребные винты.
Вскоре после принятия Закона от апреля 1871 года о содействии и развитии внутренней торговли штата было испытано паровое канальное судно Кэткарт. Оно похоже на Ниагару 1859 года и не получило продолжения в торговле.
Канальное судно Джордж Барнард, позже переименованное в Эндрю Х. Доусон, было испытано и прошло навигацию сезона 1872 года. У него установлен обычный винт в носовой части с углублением от ватерлинии, наклоненным на двадцать футов к днищу. Поэтому его винт направляет поток против этого уклона и вдоль днища, тормозя его продвижение. Следовательно, от него нельзя ожидать превосходства над прошлыми испытаниями.
Эврика — железное судно, построенное в Буффало, с парными гребными винтами в носовой части, установленными в углублениях под расходящимся углом для отброса воды от носа вдоль бортов судна. Оно постродено людьми с опытом работы на канале, оснащено компаунд-двигателями и проектировалось как превосходное судно для нужд канала. Но его механические потоки у носа и против него должны обладать тормозящим эффектом, который не компенсируется никакими другими соображениями.
Джордж А. Фитер также является двухвинтовым судном с диагональными канальными водоотводами с каждой стороны протяженностью около двадцати пяти футов, где они переходят в более крупный канал примерно в пяти футах кпереди от руля. Его винты установлены в этих каналах примерно в десяти футах позади их боковых отверстий. При таком размещении винтов механические потоки против задних стенок его каналов наносят большой ущерб его эффективности.
Ум. Бакстер также представляет собой двухвинтовое судно, похожее на П. Л. Стернбург 1858 года, с компаунд-двигателями, как у Эврики и Доусона. Оно построено из желтой сосны, имеет плавные обводы и сидит настолько низко, что не способно перевозить пять шестых лошадиного груза пшеницы или кукурузы под палубой, поэтому его легкость помогает грузу, а острые нос и корма — скорости. Однако его конструкция и модель были давно оставлены строителями канальных судов.
Ум. Ньюман — обычное винтовое двухпалубное судно грузоподъемностью двести десять тонн. Оно очень похоже на Рагглз 1858 года, но обладает меньшими возможностями паровой установки.
Чарльз Хемджи было построено на Западном участке с тоннелеобразным кожухом винта. Разумеется, в отчетах оно фигурирует как «очень медленное».
Джон Дарстон имел винт, встроенный в руль и приводимый в движение вертикальным валом, который проходил вниз через цилиндрический баллер руля, но оно оказалось непригодным к эксплуатации.
Гребные колеса.
Порт-Байрон — судно с кормовым гребным колесом с лопастями с вертикальным или эксцентричным приводом, похожее на Viele 1858 года. Оно имеет выемку по всей длине днища площадью в несколько квадратных футов, призванную облегчитьток воды от носа, но ток не возникает; механические потоки колеса будут исходить от ближайшей воды, а не с расстояния в девяносто футов впереди.
Монтана — аналогичное судно с кормовым колесом, но без выемки.
Судно Саксесс состоит из двух секций, разъединяемых для прохождения шлюзов, с гребным колесом в носовой части. Его колесо внутри лопастей представляет собой барабан или цилиндр, заполненный пробкой для плавучести, а корпус имеет плавный нос плоскодонки, чтобы вода проходила под судном. На практике большой барабан делает его судном с горизонтальным цилиндрическим носом, и оно механически отбрасывает от него воду на плоскодонный нос так, что смещение цилиндра вместе с механическими потоками и смещение носа плоскодонки в совокупности делают судно очень медленным. Разделившись на две секции, оно перевезло полтора груза кукурузы.
Эксцелсиор имеет горизонтальное гребное колесо с эксцентричным приводом и было построено из легкого железа в Грин-Пойнте. У него была выемка в носу для погруженного колеса, и при испытаниях тормозящий эффект механических потоков у носа и против него оказался столь велик, что первоначальное носовое движение было перенесено на корму, после чего судно значительно улучшилось. Оно было испытано с грузом на небольшом расстоянии на канале и выведено из эксплуатации.
Фаунтин Сити — обычное судно с механизмами в корме. Оно имеет два погруженных горизонтальных гребных колеса с эксцентричным приводом, каждое небольшого диаметра. Они расположены под его четвертями в поперечном сечении руля, и управление осуществляется с помощью механизмов. Характеристики этих колес аналогичны Эксцелсиору, а эксцентричные вариации обоих — наряду с Байроном, Монтаной и Viele — известны как старые устройства второстепенного достоинства на речных, озерных и океанских пароходах.
Сантьяго представляет собой судно-плоскодонку с выемкой или желобом по всей длине днища, ведущим к кормовому гребному винту. От его паровой установки вскоре отказались.
На Западном участке без успеха испытывался движитель с бесконечной цепью.
В Бруклине проводились эксперименты с обычным канальным судном для его движения за счет реакции мощного нагнетателя или вентилятора. Он приводился в движение сначала десятисильным, затем сорокасильным стационарным двигателем, а впоследствии — сорокасильным осциллирующим двигателем. Каждому из них не удалось сдвинуть судно с места стоянки, и эта концепция оказалась абсурдной.
В дополнение к этому, с 1858 года между различными городами в местных целях в разной степени эксплуатировались местные пароходы, а время от времени привлекались паровые буксиры.
Обратите внимание:
Этот обзор представляет важный факт: никакой новой механической системы внедрено не было.
Гребные винты и гребные колеса являются тиражированием прежней эпохи. Отклонения от обычного гребного винта и гребного колеса в разнообразных устройствах представляют собой снижение достоинств.