Вся электронная библиотека >>>

 Техника >>

 

 

Техника в ее историческом развитии


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Глава VIII ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕВООРУЖЕНИЕ ТРАНСПОРТА

3. РАЗВИТИЕ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

 

 

В рассматриваемый период произошли коренные изменения и в развитии водного транспорта. Они были связаны в первую очередь с увеличением технико-экономических показателей судов. Правда, двигатели парохода и паровоза середины XIX в. не отличались существенно от двигателя Уатта, конструкции гребных колес и винтов не изменились, суда строили в значительной мере по образу и подобию парусных судов, да и снабжали их, кроме парового двигателя, еще и парусным оснащением. Технические идеи, воплощенные в паровых средствах транспорта середины XIX в., в целом давали удовлетворительные результаты, но необходимо было найти более надежные и, главное, более экономичные и технически совершенные решения отдельных проблем, которые возникали при эксплуатации транспортных средств.

К последней четверти XIX в. паровой двигатель для морских судов уже по сути исчерпал возможности принципиального совершенствования. Дальнейшее развитие морского флота стало зависеть от внедрения принципиально новых видов двигателей. Кроме того, переход к использованию гребного винта в качестве основного движителя корабля поставил проблему совершенствования двигателя. Паровой двигатель, имевший прямолинейное движение рабочего штока, требовал специального механизма перевода такого движения во вращательное, что снижало коэффициент полезного действия. Двигатель типа турбины внес революционное изменение во всю систему «двигатель — движитель — корабль». Это объясняется тем, что возрастание скоростей вращения винта требует перестройки форм движителя, а изменение формы винта в совокупности с увеличением скорости вращения вызывает рост скорости судна, что приводит к существенной модернизации всей конструкции кораблей.

Первые попытки использовать турбину как двигатель для водного транспорта оканчивались частично или полностью неудачей (Д. Сте- венс, О. Эванс, Р. Тревитик). Относительный успех был достигнут в 1846 г. Созданная специально для нужд флота турбина Д. Кордса и Э. Лока (Англия) прошла испытания, но практически использована не была.

Большой интерес представляют работы русского изобретателя П. Д. Кузьминского, который в 1887—1892 гг. сконструировал и построил газовую реверсивную турбину радиального типа с 10 ступенями давления. Она должна была работать на парогазовой смеси. Для ее получения изобретатель предложил специальную камеру сгорания — «газо- парород». Из-за смерти П. Д. Кузьминского испытания турбины не были закончены [231.

В 1884 г. идею использования турбины как основного двигателя судна попытался реализовать Ч. Парсонс, однако первый опыт не увенчался успехом из-за проявления эффекта кавитации, до того не встречавшегося. Кавитация полностью уничтожила выгоды от увеличения скорости вращения винта. Для ликвидации возникшего затруднения необходимо было усовершенствовать винт. Парсонс провел серию опытов с целью установить причину неэффективности старых форм винтов. В 1897 г. Парсонс добился успеха. Его судно, названное «Турбипией», водоизмещением 44 т развивало скорость 34,5 узла [24, с. 151]. Укажем, что скорость «Великого Восточного», построенного в 1858 г. и являвшегося выдающимся судном своего времени, была более чем вдвое меньше. В паровых турбинах применяют пар высоких параметров — давление до 45 ат и температура до 470° С. Недостаток турбин — отсутствие реверса, что требует установки дополнительных турбин обратного хода. В начале XX в. турбины получили широкое распространение на быстроходных, особенно военных, судах. В России первым турбинным судном была яхта «Ласточка» (1904 г.) с мощностью турбоустаповки 2 тыс. л. с.

Почти одновременно с внедрением турбин в качестве судовых двигателей началось использование и двигателей внутреннего сгорания. Первые двигатели такого типа, примененные па малых судах в 70-х годах XIX в. (система Ленуара), обладали малой мощностью и были неэкономичны. Ситуация изменилась с появлением дизельных двигателей, особенно с переходом на использование дешевого низкооктанового топлива. Малые габариты дизельных двигателей (по сравнению с паровыми), меньший расход топлива на производство той же работы, уменьшение числа обслуживающего персонала, отсутствие золы и дыма говорили в пользу перехода на двигатели внутреннего сгорания. Однако в рассматриваемый период эти двигатели еще не получили широкого распространения. Первые экземпляры дизелей не имели реверса и плохо работали в разных режимах, например при необходимости снижения скорости и т. п. Для ликвидации этих недостатков ходовую установку усложняли, вводя дублирующий реверспый двигатель или промежуточную передачу (электрическую, механическую, гидравлическую).

Несмотря на то что у наиболее совершенных конструкций КПД передач был довольно высоким (до 98% для механической передачи), эффективность новых типов двигателей снижалась и терялось такое преимущество, как компактность.

Первая судовая дизельная установка была построена в России на заводе «Русский дизель» в 1904 г. [25]. Ею оснастили самоходную баржу «Вандал» грузоподъемностью 820 т. На «Вандале» установили три дизельных двигателя по 120 л. с. каждый. Баржа развивала скорость до 7,4 узла. Усилие передавалось на гребной вал через электрическую систему. Выявившиеся недостатки этой системы требовали существенной ее модернизации.

В 1904 г. на том же заводе была построена новая дизельная установка системы Дель Пропосто. Для реверса и маневрирования использовали электрическое регулирование, а для крейсерского хода включали прямую связь дизеля с рабочим валом. Двигатель был установлен в 1905 г. на судне «Сармат» общества бр. Нобель. Позже использовали и другие системы передач. Проблема была решена в 1908 г. при использовании реверсивного четырехтактного дизеля, построенного впервые в мире на петербургском заводе Л. Нобеля. Такими двигателями мощностью 120 л. с. были оснащены подводная лодка «Минога», затем канонерские лодки «Каре» и «Ардаган».

Успешная эксплуатация двигателей внутреннего сгорания на небольших судах повлекла за собой строительство крупных морских судов с такими двигателями. Первенцем был теплоход «Дело» грузоподъемностью 5 тыс. т, оснащенный двумя дизельными двигателями мощностью 1 тыс. л. с. Скорость судна достигала 9,5 узла (Россия). В Дании первый теплоход «Зеландия» был построен лишь в 1912 г. Всего к 1913 г. было построено 80 теплоходов, из них 70 — в России. Россия была лидером внедрения двигателей внутреннего сгорания на флоте.

В последней трети XIX и начале XX в. был совершен большой сдвиг в проектировании корпусов кораблей. Совершенствовалась не только форма судна, но вводились весьма важные конструктивные элементы, обеспечивавшие безопасность кораблей. Переход к металлу как основному строительному материалу в судостроении вызвал необходимость повысить внимание к непотопляемости корабля. Повреждение металлического корпуса огромного корабля могло привести к существенному изменению центра тяжести и к потере плавучести.

Адмирал русского флота С. О. Макаров предложил разделить судно на ряд отсеков водонепроницаемыми переборками, причем при повреждении обшивки корабля и заполнении отсека с одной стороны соответствующий отсек с другой стороны тоже мог быть затоплен водой, что позволяло избежать крена и дифферента корабля. Работа в этом направлении была начата в 1875 г., но до логического завершения доведена академиком А. Н. Крыловым, который в 1902 г. разработал таблицы непотопляемости корабля, введенные в русском флоте в 1905 г. и в английском в 1926 г. А. Н. Крылов внес выдающийся вклад в теорию судостроения, разработав также теорию использования гироскопов для успокоения качки судна и другие теоретические вопросы [26, 27].

В этот период получили распространение новые типы судов — ледоколы, предназначенные для плавания во льдах. Потребность в таких судах особенно остро ощущалась в России. «Простой взгляд на карту России,— писал один из зачинателей русского ледокольного флота С. О. Макаров,— показывает, что она своим главным фасадом выходит на Ледовитый океан     Мощный ледокол откроет дверь в этом главном фасаде, он снимет ледяные ставни с окна, которое Петр I прорубил в Европу...» [28, с. 389].

Первый ледокол современного типа «Пайлот» был построен в России. С 1864 г. он стал совершать регулярные рейсы между Кронштадтом и Ораниенбаумом, разламывая лед для прохода других судов. По чертежам «Пайлота» начали строить ледоколы и в других странах. По идее и при непосредственном наблюдении С. О. Макарова в 1899 г. на верфях Ньюкастля был построен самый мощный для того времени ледокол «Ермак» (длина 97,56 м, ширина 21,64 м, водоизмещение 3,7 тыс. т, мощность двигателей 9,4 тыс. л. е.). Удачный замысел и конструкторские решения были затем использованы при строительстве других ледоколов в России и в других странах [29]. В 1916 г. был построен ледокол, который впоследствии получил имя «Красин». Ледоколы начали использоваться для изучения Ледовитого океана. Так, например, в 1910^1915 гг. в Арктике работала русская экспедиция на ледоколах «Таймыр» и «Вайгач» (построены в Петербурге в 1909 г.). Ею открыты новые острова, в том числе архипелаг Северная Земля [30].

На мореходство и даже структуру морского флота существенно повлияло строительство каналов между морями, океанами и проливами в конце XIX и начале XX в. Впервые канал такого рода был построен в 1784 г. в Дании. Он соединял Кильский залив и Верхне-Эйдерское озеро, что давало возможность проплыть по реке и каналу из Балтики в Северное море. В 1895 г. в том же районе был построен Кильский канал (Германия) длиной 95 км. Он позволил не только спрямить путь из Балтики в Северное море, но и миновать опасные проливы Скагеррак и Каттегат. Канал был построен главным образом в военно-стратегических целях.

Огромное значение для торговли и развития экономических связей Европы с Индией, Дальним Востоком и Африкой имел Суэцкий канал, открытый в 1869 г. и являвшийся в техническом отношении величайшим сооружением века. Его строили около 10 лет по тем местам, где когда-то (еще во времена фараонов) существовало аналогичное водное сооружение. Канал, соединивший Средиземное и Красное моря, имел общую длину 173 км. Из них 161 км приходится на собственно канал, прорытый через Суэцкий перешеек между Порт-Саидом на севере и Суэцем на юге, и, кроме того, 9,2 км — на искуственные фарватеры на подходах к каналу, проложенные по дну Средиземного моря, и 3 км на фарватеры Суэцкого залива. Канал построен без шлюзов. Ширина Суэцкого канала по зеркалу воды 120—150 м, глубина по фарватеру 12—13 м.

История Суэцкого канала неразрывно связана с военно-политическим конфликтом, возникшим в 50-х годах XIX в. между Англией, Францией и Россией, пытавшимися установить свое влияние на Ближнем Востоке. В период начавшейся между англо-франко-турецкой коалицией и Россией Крымской войны (1853—1856 гг.) Англия и Франция добились важных концессий в Египте. Англия получила концессию на строительство железной дороги из Александрии в Суэц, а Франция — права на строительство Суэцкого канала.

Строительство канала возглавил генеральный консул Франции в Александрии Ф. Лессепс, организовавший акционерное общество «Всеобщая компания Суэцкого канала». Предприимчивый Ф. Лессепс привлек к участию в компании тогдашнего правителя Египта М. Саид-пашу, который предоставил в ее распоряжение материальные и людские ресурсы своей страны. Деятельность «Всеобщей компании Суэцкого канала» носила хищнический характер. В ее распоряжение бесплатно были переданы земли, лежащие на трассе будущего канала, и египетские государственные каменоломни. Египетское правительство обязалось прорыть к месту строительства пресноводный канал с питьевой водой из Нила. Оно освободило компанию от всевозможных налогов и предоставило в ее распоряжение огромное число рабочих. На строительстве канала работало около 40 тыс. чел., из них составляли феллахи, порабощенные египетскими феодалами.

Все работы вели вручную, механизацию не применяли, так как ручной труд был для капиталистов выгоднее. От непосильного труда, жары и голода на строительстве Суэцкого канала умерло, по официальным, но значительно заниженным сведениям, более 20 тыс. человек.

Общие затраты на строительство канала составили колоссальную сумму — 400 млн. франков. Строительство легло тяжелым бременем на плечи египетского народа. В 1875 г. Англия воспользовалась острейшим

финансовым кризисом в Египте и выкупила египетскую часть акций за 4 млн. фунтов стерлингов. С этих пор «Всеобщая компания Суэцкого канала» попала в полную зависимость от Англии, которая стала безраздельно контролировать важнейшую морскую торговую артерию.

В 1885 г. Англия после захвата Египта установила военный контроль на Суэцком канале.

После открытия Суэцкого канала плавание вокруг Африки мимо мыса Доброй Надежды становилось излишним, сообщение безопасным, коротким и дешевым. Путь из Европы в страны Востока сократился на тысячи километров, в том числе в Индию почти на 5 тыс. км, в Китай — на 5,6 тыс. км, а для удаленных портов на 8—15 тыс. км 132].

Об огромной интенсивности морского судоходства через Суэцкий канал свидетельствуют цифры судооборота Суэцкого канала: За период с 1870 по 1917 г. количество судов, ежегодно проходящих через канал, возросло с 486 до 2353, а тоннаж судов увеличился соответственно с 436 до 8368 регистровых тыс. т [32].

Весьма важное экономическое, а главное — военно-стратегическое для США значение имел открытый в 1914 г. Панамский канал в Центральной Америке, проложенный через Панамский перешеек в его наиболее узкой и низкой части и связавший Атлантический и Тихий океаны. Длина канала 81,6 км, в том числе 65,2 км он проходит по суше и 16,4 км составляет его фарватер, проложенный по дну Панамской и Лимонской бухт. Наименьшая ширина по дну составляет 91,5 м, но на большей части трассы она превышает 100 м. Нормальная глубина канала около 13,5 м, на шлюзах она уменьшается до 12,5 м. Водораздельный участок канала лежит на высоте 25,9 м над средним уровнем океана. Суда поднимаются на эту высоту с помощью шести ступеней (по три на каждом склоне) шлюзов. Каждый из них поднимает судно на 8,6 м. Длина шлюзных камер 305 м, ширина 33,5 м. Благодаря тому что все шлюзы парные, движение осуществляется одновременно в двух направлениях.

Строительство Панамского канала началось по инициативе уже упоминавшегося Ф. Лессеиса, заработавшего огромные капиталы при сооружении Суэцкого канала. План Лессепса встретил горячую поддержку во Франции. В результате в 1879 г. была создана «Всеобщая компания по строительству межокеанского канала». Однако финансовые дела этой компании, попавшей в руки капиталистических дельцов, интересовавшихся больше личной наживой, вскоре оказались в критическом положении в результате процветавших хищений, взяточничества и мошенничества. Огромное противодействие компании оказывали США, делавшие все возможное, чтобы поставить строительство канала под свой контроль. В результате «Всеобщая компания по строительству межокеанского канала» в 1889 г. обанкротилась и прекратила работы.

В 1894 г. была образована «Новая компания Панамского канала». Однако хозяева этой компании, учитывая давление США, думали больше не о строительстве, а о том, как бы повыгоднее продать концессию на постройку канала и проведенную предшествующей компанией работу. Испано-американская война 1898 г., в результате которой США подчинили себе Филиппинские острова, Кубу и Пуэрто-Рико, еще больше усилила стремление США взять в свои руки строительство канала. Захватническая политика империалистов США в Западном полушарии вызывала необходимость быстрой переброски своего военно-морского флота из одного океана в другой. Это было возможно лишь по кратчайшему пути, который открывал Панамский канал.

В 1901 г. США заключили договор с Англией, по которому они получили исключительное право «сооружать, а также регулировать и контролировать канал». После провозглашения в 1903 г. Панамы самостоятельным государством, ставшего возможным в результате упорной освободительной борьбы панамского народа (она отделилась от Колумбии), США навязали молодому государству кабальный договор. Договор устанавливал вечную монополию США на все пути сообщения на территории Панамы, в том числе на канал, связывающий два океана. По договору Панама на своей собственной земле без разрешения правительства США не могла строить каналы и железные дороги.

Строительство канала было начато в 1904 г. Оно осуществлялось военным министерством США. В 1914 г. сооружение канала было в основном завершено. 15 августа 1914 г. по нему прошло первое судно. Однако из- за происшедших оползней работы на канале продолжались еще в течение одного года.

Панамский канал резко сократил расстояния между портами западного и восточного побережий Американского континента и время следования судов. Так, для США и Канады расстояния между портами уменьшились в 2,5—3 раза. Значительно сократились расстояния между портами восточного побережья США и странами Дальнего Востока. Панамский канал изменил направление ряда морских путей. Время прохождения судов через канал не превышает 8 ч, из которых 3 ч приходятся на шлюзование. Максимальная пропускная способность канала 48 судов в сутки. Эскадра в 100 военных кораблей может быть переброшена по Панамскому каналу из одного океана в другой за двое суток.

В техническом отношении Панамский канал представляет одно из крупнейших гидротехнических сооружений начала XX в. По объему земляных работ, составивших около 150 млн. м3, и сложности прокладки трассы он значительно превосходит Суэцкий и Кильский каналы.

За 35 лет, в течение которых строился канал, Франция и США затратили на него почти 70 млн.долл.

Строительство Панамского канала сопровождалось беспощадной эксплуатацией рабочих. Их посылали большими партиями в тропические болотистые леса без необходимого медицинского обслуживания. Эпидемии желтой лихорадки и малярии унесли жизни многих людей. За время строительства Панамского канала погибло более 60 тыс. чел. Каждый метр канала стоил жизни одного рабочего и обошелся в 10 тыс. долл. [33].

Каналы существенно повлияли на процесс сокращения парусного флота, так как в условиях узких каналов маневр судна был затруднен, что почти лишало парусники возможности идти по ним своим ходом. В 1871 г. суммарный тоннаж парусного флота насчитывал 15,3 млн. регистровых т, к 1914 г. он сократился до 3,7 млн. регистровых т. За этот же период суммарный тоннаж парового флота увеличился с 2,4 и до 45,4 млн. регистровых т, т. е. в 18,9 раза.

Таким образом, в рассматриваемый период произошло несколько революционных изменений в конструкциях и методах управления, а также источниках первичной энергии на водных средствах транспорта. За относительно короткий срок на замену парусным деревянным судам с незначительной скоростью и маневрЬнностью пришли огромные металлические корабли, оснащенные паровыми, а затем турбинными и дизельными двигателями.

 

 

Водный транспорт. Развитие судостроения

К концу 60-х гг. машины такого типа получают в водном транспорте самое широкое распространение. С 70-х гг. начинается массовое применение...

 

...и эксплуатации железнодорожного, воздушного или водного транспорта....

Непосредственным объектом данного преступления является безопасность движения или эксплуатации железнодорожного, воздушного или водного транспорта.

 

Внутренний водный транспорт. В мировом транспорте боль¬шое...

В мировом транспорте большое значение имеет внутренний водный транспорт, несмотря на то, что в конце 90-х гг. объем таких перевозок снизился...

 

МАРКЕТИНГ. Транспортировка. Складирование

ВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ. Значительное количество говаров перевозится судами и баржами в прибрежных водах и по внутренним водным путям.

 

Перевозки грузов водным транспортом. Тарифы на перевозку грузов...

Тарифы водного транспорта. Перевозки грузов водным транспортом в отличие от перевозок железнодорожным транспортом осуществляются по изолированным путям и не образуют...

Цены и ценообразование

 

Угон судна воздушного или водного транспорта либо железнодорожного...

Водный транспорт охватывает морские и речные суда: корабли, подводные лодки, яхты, моторные лодки, самодвижущиеся паромы и т.д. Железнодорожный подвижной...

 

Транспортные транспортирующие и погрузочно-разгрузочные машины

В строительстве для перемещения грузов используются наземный, водный и воздушный виды транспорта. … Водный транспорт.

 

...и эксплуатации железнодорожного воздушного или водного транспорта...

Распространительное толкование закона позволяет приравнять к морскому и речному транспорту и водный транспорт, эксплуатируемый на озерах.

 

Речной транспорт играет заметную роль во внутрирайонных...

Меньшую, хотя и заметную роль играет водный транспорт в доставке хлебных грузов, нефтепродуктов, угля и соли.

 

...составляется одна на все грузы, передаваемые с водного транспорта...

грузов с железнодорожного на водный транспорт и обратно. … транспорта на водный - по учетной карточке формы N ГУ-1б/1-ПГ.

 

К содержанию книги:  Техника в ее историческом развитии

 

Последние добавления:

 

 Лесопильные станки и линии  Оборудование и инструмент деревообрабатывающих предприятий

Разрезка материалов  "Энциклопедия техники"   Прокатное производство