Попытки изобрести двигатель, который преобразовывает энергию пара в механическую работу, известны с древних времен. Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном из Александрии в первом столетии. Первым применённым на производстве паровым двигателем была «пожарная установка», сконструированная английским военным инженером Томасом Сейвери в 1698 году. Затем английский кузнец Томас Ньюкомен в 1712 году продемонстрировал свой «атмосферный двигатель». Первым применением двигателя Ньюкомена была откачка воды из глубокой шахты. Именно двигатель Ньюкомена стал первым паровым двигателем, получившим широкое практическое применение, с которым принято связывать начало промышленной революции в Англии.

Первая в России двухцилиндровая вакуумная паровая машина была спроектирована механиком И. И. Ползуновым в 1763 году и построена в 1764 году для приведения в действие воздуходувных мехов на Барнаульских Колывано-Воскресенских заводах.

В 1769 году шотландский механик Джеймс Уатт добавил к двигателю Ньюкомена ещё несколько важных деталей: поместил внутрь цилиндра поршень для выталкивания пара и преобразовал возвратно-поступательное движения поршня во вращательное движение приводного колеса. На основе этих патентов Уатт построил паровой двигатель в Бирмингеме. К 1782 году паровой двигатель Уатта оказался более чем в 3 раза производительнее машины Ньюкомена. Повышение эффективности двигателя Уатта привело к использованию энергии пара в промышленности. Кроме того, в отличие от двигателя Ньюкомена, двигатель Уатта позволил передать вращательное движение, в то время как в ранних моделях паровых машин поршень был связан с коромыслом, а не непосредственно с шатуном.

Французский изобретатель Николас-Йозеф Куньо в 1769 году продемонстрировал первое действующее самоходное паровое транспортное средство: «паровую телегу». Возможно, его изобретение можно считать первым автомобилем. Самоходный паровой трактор оказался очень полезным в качестве мобильного источника механической энергии, приводившего в движение другие сельскохозяйственные машины: молотилки, прессы и др. В 1788 году пароход, построенный Джоном Фитчем, уже осуществлял регулярное сообщение по реке Делавер между Филадельфией (штат Пенсильвания) и Берлингтоном (штат Нью-Йорк). Он поднимал на борт 30 пассажиров и шёл со скоростью 7–8 миль в час. Пароход Дж. Фитча не был коммерчески успешным, поскольку с его маршрутом конкурировала хорошая сухопутная дорога. В 1802 году шотландский инженер Уильям Симингтон построил конкурентоспособный пароход, а в 1807 году американский инженер Роберт Фултон использовал паровой двигатель Уатта для привода первого коммерчески успешного парохода. 21 февраля 1804 года на металлургическом заводе Пенидаррен в Мертир-Тидвиле в Южном Уэльсе демонстрировался первый самоходный железнодорожный паровой локомотив, построенный Ричардом Тревитиком.

Пароход Фултона

В 1813 году Фултон обратился к русскому правительству с просьбой предоставить ему привилегию на постройку изобретенного им парохода и употребление его на реках Российской империи. 10 декабря 1813 года в ответ на эту просьбу было дано такое высочайшее предписание министру внутренних дел: «Во уважение пользы, каковой можно ожидать от сего изобретения... выдать ему (то есть, Фултону – прим. Моргунова ), или поверенному от него, таковую привилегию... В случае если бы Фултон сам, или поверенный его в течение трех первых лет не успели ввести в употребление в России хотя одного судна, – данная привилегия считается недействительной». Но три льготных года прошло, однако в России пароходов Фултон не создал. В 1815 году он скончался, а в 1816 году выданная ему привилегия была аннулирована.

Для использования паровой машины в качестве судового двигателя созрели все необходимые исторические предпосылки, и в России независимо от Фултона начались самостоятельные работы в этом направлении. Велись они параллельно, но независимо и почти одновременно в Петербурге и на Урале.

Первое российское паровое судно, родоначальник первых русских пароходов (в те годы их называли на английский манер «стимботы» (паровые лодки) или «пироскафы») было построено в 1815 году на заводе Чарльза Берда – русского инженера и заводчика (бизнесмена) шотландского происхождения. Это судно под именем «Елизавета» было спущено на воду при большом стечении народа и в присутствии членов августейшей фамилии.

Пароход представлял собой копию так называемой тихвинской лодки и имел длину 18,3 метра, ширину 4,57 метра и осадку 0,61 метра. В трюме судна была установлена балансирная паровая машина Джеймса Уатта мощностью в четыре лошадиные силы и частотой вращения вала 40 оборотов в минуту.

Первый русский пароход, построенный на заводе Чарльза Берда

Модель парохода «Елизавета»

Машина приводила в действие бортовые колёса диаметром 2,4 метра и шириной 1,2 метра, имевшие по шесть лопастей. Однотопочный паровой котёл отапливался дровами. Над палубой судна возвышалась кирпичная дымовая труба (это было данью заблуждению, что трубы по аналогии с печами должны изготавливаться из кирпича). Впоследствии кирпичную трубу заменили металлической высотой 7,62 метра, которая могла нести на себе парус при попутном ветре. Скорость парохода достигала 10,7 км/час (5,8 узла).

Испытания стимбота «Елизавета» проходили при стечении народа в пруду Таврического дворца. На них корабль продемонстрировал хорошие ходовые качества.

Первый регулярный рейс первого отечественного стимбота состоялся 3 ноября 1815 года в 6 часов 55 минут. Маршрут первого рейса пролегал из Санкт-Петербурга в Кронштадт. Командир Кронштадтского порта приказывал состязаться с пароходом лучшему гребному катеру, который, не уступая в скорости, временами догонял пароход, а иногда перегонял и даже приставал к судну. В 7 часов паровой бот прошёл Петербургскую брандвахту, и в 10 часов 15 минут прибыл в Кронштадт. На преодоление пути было затрачено 3 часа 15 минут, средняя скорость составила 9,3 километра в час. Пароход, взяв на борт пассажиров, в 13 часов 15 минут отправился в Санкт-Петербург. Из-за ухудшения погоды обратный рейс занял 5 часов 22 минуты.

Путешествие это описано в статье морского офицера, в будущем адмирала Рикорда в газете «Сын Отечества» № 46 за 1815 год, где он впервые применил в печати термин «пароход», нашедший всеобщее распространение. Показав хорошие ходовые качества на испытаниях, пароход «Елизавета» стал ходить по Неве и Финскому заливу со скоростью до 5,3 узла.

После проведения успешных испытаний Чарльз Берд получил ряд выгодных правительственных заказов.

Первый пароход в Волжском бассейне появился на Каме в июне 1816 года. Его построил уже упоминавшийся Пожвинский чугунолитейный и железоделательный завод В. А. Всеволожского. Имея мощность 24 лошадиных сил, пароход совершил несколько опытных рейсов по Каме.

В 40-х годах XIX века появляются пароходы и на реках Сибири.

Чарльз Берд стал довольно успешным предпринимателем (заводчиком). Он владел речным пароходостроением по всей России, наладил пароходное сообщение между столицей и Ревелем, Ригой и другими городами. Обладание десятилетней привилегией давало ему право на монопольное строительство судов для Волги: никакое частное лицо без разрешения Берда не имело возможности строить свои пароходы или делать их на заказ. К 1820 году по рекам России уже ходили или были готовы к спуску пятнадцать пароходов, а к 1835 году в России было 52 парохода. Исключительная императорская привилегия принадлежала Берду до 1843 года: только его завод занимался строительством и эксплуатацией паровых судов в России.

Имя Берда стало символом успеха, появилась поговорка: на вопрос «Как дела?» петербуржцы отвечали: «Как у Берда, только труба пониже, да дым пожиже».

Появление первых пароходов на реках России сразу не могло изменить сложившиеся веками правила речного судоходства. Переход от сплавного судоходства и бурлацкой тяги к организации перевозок на базе новой паровой машинной техники занял почти 50 лет, на протяжении которых наряду со старыми методами судоходства развивались и отмирали переходные формы. Паровому флоту пришлось вести долгую и упорную борьбу за свое признание.

На первом этапе основными представителями парового флота являлись кабестаны, а несколько позднее туера.

Кабестан – это тип речного парохода, действовавший по принципу коноводного судна. Как и коноводное судно, кабестан подтягивал себя к завезённому вверх по течению якорю, однако в отличие от коноводного судна, шпиль кабестана вращали не лошади, а паровая машина. Для завоза якорей вверх по течению использовались два небольших пароходика, именовавшихся «забежками». Пока кабестан подтягивался к одному якорю, забежка доставляла вперёд другой; таким образом достигалась плавность движения. Средний кабестан имел около тридцати метров в длину и десять-двенадцать метров в ширину. Кабестан брал на буксир пять-шесть крупных подчалок, общая грузоподъёмность такого поезда составляла пятьсот тысяч пудов; или десять-пятнадцать барж-мокашин, такой состав имел общую грузоподъёмность в двести тысяч пудов.

В это же время и туеры переводили на паровую тягу. Паровая машина, вращая барабан, передвигала пароход по цепи. Туеры стали снабжать также гребными винтами, дающими им возможность в случае надобности передвигаться и самостоятельно, например, вниз по течению. В XIX веке на Волге и Шексне работало 14 туеров – пароходов. Постепенный рост мощности судов с гребным винтом, а также создание на Волге водохранилищ сделало туеры ненужными.

В конце XX века в составе речного флота России оставался всего один туер - дизель-электрический туер-буксир «Енисей». В течение сорока лет он трудился на Казачинском пороге одноимённой реки, проводя через пороги грузовые и пассажирские суда.

Туер «Енисей» на туерной стоянке выше Казачинского порога

Туер «Енисей» и «Плотовод-717» поднимают сухогруз и баржу в Казачинском пороге

В дальнейшем пароходы стали использоваться в качестве механической тяги для несамоходных судов, которыми в те времена было подавляющее большинство судов. То есть, пароходы использовались для буксировки грузовых и пассажирских судов. На реках и каналах большого поперечного сечения переход к применению буксирной тяги не представил больших затруднений. Сложнее обстояло дело с каналами малых размеров, с узостями на реках с быстрым течением, порогами, перекатами. Но, как уже говорилось, в таких местах использовались туеры.

Пароходы первоначально имели в качестве движителей гребные колеса с лопастями. Колеса устанавливались на горизонтальном валу по бортам судна. Понятно, что при этом увеличивались габариты судна по ширине, и требовалась большая ширина судового хода. Пробовали устанавливать гребные колеса на корме судна, но при этом увеличивалось воздействие потока воды на буксируемые суда.

В 1830 году появились колеса с поворачивающимися плицами. Сначала применялись плоские стальные плицы, а с начала XX века – вогнутые, которые улучшили работу колес, повысив их упор. Коэффициент полезного действия колес за период их развития с конца XIX по начало XX века вырос весьма значительно: с 0,30 – 0,35 до 0,70 – 0,75.

В 1681 году доктор Р. Гук впервые предложил применить винт в качестве судового движителя. Созданием теоретической базы для расчета гребных винтов занимались петербургские академики Даниил Бернулли (1752 год) и Леонард Эйлер (1764 год). До появления быстроходных паровых машин теория гребного винта являлась сугубо академической, невостребованной в судостроительной отрасли, дисциплиной.

Практическое применение гребного винта берет начало в 1829 году. Богемский инженер И. Рессель установил гребной винт на теплоходе «Циветта» водоизмещением 48 тонн. На проведенных в Триесте испытаниях судно развило скорость 6 узлов. И дальнейшие испытания судов с гребными винтами дали весьма посредственные скоростные показатели – лишь 10 узлов. Однако ошеломительный результат был получен при буксировке парусных судов по Темзе. Маленький пароход с 12-сильной машиной буксировал 140-тонную шхуну со скоростью 7 узлов, большой американский пакетбот «Торонто» (250 тонн) – со скоростью 5 узлов. В судостроении зародилось определение полезного упора движителя, который для винтов в десятки раз превышал эффективность колесного привода.

Совершенствование формы гребного винта вело к повышению эффективности его использования.

Очевидная эффективность гребного винта положила конец активному противоборству сторонников парусного и парового флотов. Год 1838 принято считать концом эры парусного флота.

На транспортных речных паровых судах гребные винты в качестве движителя в России до Великой Октябрьской социалистической революции не получили широкого распространения. Применение их сдерживалось малыми глубинами на реках, при которых этот движитель не может дать высокий КПД, более сложным ремонтом в случае поломки, непригодностью для установки в деревянных корпусах и в некоторой мере консерватизмом судовладельцев.

Таким образом, в ходе технического прогресса совершенствовались все элементы парохода. Это выразилось в улучшении формы и обводов корпуса с одновременным уменьшением его массы и усилением прочности; в повышении КПД движителей, в частности за счет применения гребных колес с поворотными плицами; в повышении давления пара в котлах и главным образом в улучшении конструкции паровой машины.

По своему назначению пароходы в основном делились на буксирные, пассажирские и грузовые. Причем эти назначения в XIX веке не всегда выдерживались в чистом виде, зачастую они сочетались в одном судне.

В обслуживании транспортных потребностей экономики страны наиболее важную роль выполнял буксирный флот во взаимодействии с несамоходными грузовыми судами.

Строительство буксиров развертывалось интенсивно. Уже в начале 50-х годов XIX века на Волге, по данным начальника Ярославского округа путей сообщения, насчитывалось 52 парохода, которые в состоянии заменить 5000 лошадей. В 1851 году в Астрахани побывало 15 пароходов, сделавших 47 рейсов; они перевезли 800 тыс. пудов груза, заменив 1 356 800 бурлаков.

В 1852 году начальник Нижегородской губернии докладывал царю: «С эпохи введения пароходства (8 лет тому назад) число судов и рабочих уменьшилось почти вдвое. Каждый пароход в один рейс заменяет, по крайней мере, 10, а в шесть рейсов 60 расшив, которые при этом совершенно излишни, так как при доставке пароходами груз помещается в особенных баржах. Наконец, число рабочих при этом уменьшается почти вдесятеро: при грузе 100 тыс. пудов пароход может ограничиться 30 человеками рабочих, тогда как при таком количестве груза на расшивах, полагая на каждые 1000 пудов по 3 человека, надо иметь 300 человек».

В начале XX века на базе окрепших и технически выросших машиностроительных заводов России продолжалось дальнейшее совершенствование судовых двигателей и судов в целом.

Появление в конце XIX веке молодой науки – строительной механики корабля – и создание первых расчетных методов проектирования корпуса судна обогатили отечественное судостроение и устранили многие недостатки в проектировании судов.

Гидротехническое строительство на водных путях России

Реки еще издавна играли немаловажную роль в жизни людей. Благодаря им люди перевозили свой товар либо другой груз. Однако ходить парусным судном по извилистому каналу, плыть против течения, а также использовать силу гребцов было крайне тяжело, а иногда вовсе не представлялось невозможным. Поэтому многие задумывались над созданием самодвижущегося корабля.

В древней рукописи, датируемой 527 годом, описан механизм водяного колеса, который приводился в действие либо людьми, либо животными для передвижения судна. Однако все старания сконструировать быстрый грузоподъемный самодвижущийся корабль не были увенчаны успехом до того времени, когда появилась первая паровая машина.

Паровой двигатель трансформирует энергию пара в автоматическую работу клапана, который выполняет возвратно-поступательные движения, благодаря чему вал начинает движение, образуя пар в паровом котле.

Впервые реализовать такую машину пытались в конце XVII столетия. Одним из изобретателей паровой машины является физик из французского городка Блуа Дени Папен. Он первый кто придумал паровой котел, но не сумел представить механизм функционирующей паровой машины. Несмотря на это, Папен в 1707 году сконструировал первую лодку, которая имела паровой двигатель и гребные колеса. Данный корабль был спущен на воду в немецком городке Касселе, что находится на реке Фульда. Но радость изобретателя от своего изобретения была короткой. Рыболовы, увидев плывущую лодку без парусов, сочли выдумкой от беса, вследствие чего они ее спалили. Позже французский физик Папен перебрался жить в Англию, где показал свои исследования Королевскому научному обществу. С целью продолжить эксперименты и восстановить паровой котел Папен попросил у Королевского научного общества денег. Но денег он так и не дождался. Скончался в нищете. Он просил профинансировать продолжение экспериментов и воссоздание судна на паровом двигателе.

А в 1736 году, английский часовщик Джонатан Халлс, создал буксир, работающий на паровом движке. Он получил патент на корабль, передвигающийся с помощью пара. Но в ходе экспериментов выяснилось, что паровой котел, который был установлен судне, очень слаб, чтобы сдвинуть судно с места. Халлс настолько был подавлен, что не нашел в себе силы дальше продолжать работу по модернизации изобретения и скончался в бедности, как и предыдущий изобретатель паровой машины Папен.

Но ближе всего к цели оказался французский офицер Клод-Франсуа-Доротэ. В 1771 году он получил офицерское звание, но через свой буйный нрав спустя некоторое время попал в тюрьму за грубейшее нарушение дисциплины. Поскольку тюрьма находилась недалеко от Канн, а окна камеры были с видом на море, то Клод-Франсуа мог созерцать за проплывающими галерами, движение которых происходит благодаря силе гребцов. Тогда ему пришла в голову удивительная мысль, что не мешало бы установить на корабле паровую машину. После того, как французский офицер вышел из тюрьмы, он сел читать специализированную литературу, и в скором времени у него возникла идея о создании первого в мире парохода.

После прибытия в 1775 году в Париж, задумка о создании парохода уже существовала. В 1776 году Клод-Франсуа-Доротэ за свой счет соорудил небольшое паровое судно, но испытания не увенчались успехом. Но, в отличие от предыдущих изобретателей, французский инженер-самоучка не сдавался. По его инициативе правительство поручилось дать 15-летнюю монополию на создание и эксплуатацию кораблей с паровыми машинами тому, кто первым создаст пароход, который будет пригоден к постоянной эксплуатации, и Клод Франсуа понимал, что триумф в паровой гонке обеспечит безбедную жизнь до конца жизни.

В 1783 году офицер наконец-то провел испытание своей второй паровой модели. А 15 июня очевидцы увидели, как лодка французского инженера-самоучки двигалась по реке Сона против течения. Однако практически на финише движок пришел в непригодность, но этого ни один человек не заметил. Но изобретатель не собирался останавливаться на достигнутом – он собирался усовершенствовать двигатель. Клод-Франсуа-Доротэ был твёрдо уверен, что монополия будет принадлежать ему, в связи, с чем отправил отчет о проделанной работе, которая увенчалась успехом, в Париж. Однако к отчету Парижская академия отнеслась скептически, и, в связи с этим, ученые попросили сделать заключение по паровому движку Жака Перье, главного специалиста по паровым двигателям. Поскольку он сам был заинтересован в пароходной монополии, то сделал все возможное, чтобы это изобретение в скором времени забыли. Так, французский офицер не получил финансовой поддержки, а на сооружение другого судна не было денег, так как постройка корабля требовала немалых денег.

Спустя некоторое время во Франции начался переворот, и тогда стало не до судостроения. К довершению всего, Клод-Франсуа-Доротэ был на стороне монархистов, а их, как известно, ждал не патент, а гильотина. Однако он вернулся к изобретательству, но только после возрождения Бурбонов. И в 1816 году французский инженер-самоучка получил таки патент. Но денег на развитие судоходного бизнеса он так и не получил. А в 1832 году его не стало.

В 1774 году знаменитый изобретатель из Великобритании Джеймс Уатт изобрел первый универсальную паровую машину. Данное изобретение помогло создать не только пароходы, но и паровозы.

В США в 1787 году Джон Фитч соорудил лодку на паровом двигателе, которая длительное время осуществляла регулярные рейсы между Филадельфией и Берлингтоном по речке Делавэр. Лодка вмещала 30 пассажиров и шла со скоростью около 7-8 миль в час. Но судно, изобретенное Дж. Фитчем, не было коммерчески успешным, потому что ему составляла немалую конкуренцию дорога.

А в 1802 году английский инженер Уильям Саймингтон сконструировал буксирное судно под названием «Шарлотта Дандас» с машиной Уатта, мощность которой составляла 10 лошадиных сил, вращавшей гребное колесо, которое расположено на корме. Испытания этого судна прошли очень успешно. В течение 6 часов при сильном ветре буксир «Шарлотта Дандас» отбуксировала две баржи на 18 миль. Данный катер был первым пригодным судном к эксплуатации паровым движком. Но правительство стало опасаться, что волны, которые исходят от гребного колеса, поспособствуют размытию берегов. В связи с этим, катер вытащили на сушу и обрекли на верную смерть. Следовательно отсюда, и этот эксперимент не вызвал заинтересованности у англичан.

Среди очевидцев, наблюдавших тестирования этого судна, был американец Роберт Фултон. Он интересовался паровыми движками еще с 12 лет и уже в возрасте 14 лет сконструировал свое первое судно с колесным движком. После окончания школы Фултон перебрался жить в Филадельфию и устроился на работу помощником ювелира, а чуть позже чертежником. В 1786 году Фултон эмигрировал в Англию, чтобы изучать архитектуру. Однако в Англии Роберт Фултон бросил рисование и сконцентрировался на изобретательстве. Изначально он проектировал шлюзы, каналы, но потом Фултон вернулся к прежнему увлечению - использованию пара в судоходстве. Но правительство, не желало финансировать его проект, и тогда, в 1797 году, Роберт Фултон перебирается во Францию. Однако и тут его изобретение не оценили. После чего Роберт Фултон выдвинул идею о создании подводной лодки, с помощью которой можно было заминировать дно вражеского судна. Изначально правительство Франции не приняло проект, сочтя такой метод ведения военный действий очень жестоким. Но изобретатель за свой счет сконструировал и провел испытание деревянной подводной лодки «Наутилус». В 1800 году Роберт Фултон продемонстрировал модель своей субмарины Наполеону Бонапарту. Оценив, наконец-то, его изобретение, правительство профинансировало постройку субмарины из меди. При этом даже пообещало заплатить Фултону немалые деньги за каждое потопленное судно противника. Но английские корабли юрко уходили от «Наутилуса», так как он слишком медленно передвигался. Поэтому существование субмарины «Наутилус» было недолгим. Тогда Фултон попытался продать подводную лодку Англии, но и это было безуспешно.

После неудачи с субмариной Фултон принял решение вернуться на родину, после чего начал искать деньги для создания парохода. Тут ему фортуна, наконец-то, улыбнулась. Пароход под названием «Норз Ривер Стимбоут оф Клермон» с водоизмещением в 79 тысяч тонн, с паровым двигателем, сила которого была 20 лошадиных сил, вращавшей гребные колеса, был протестирован в августе 1807 году. Большинство людей, собравшихся на берегу реки Гудзон, не верили в то, что этот создание парохода будет удачным. Первый рейс данного корабля состоялся 4 сентября 1807 года. Изобретатель этого судна отправился в рейс один – без груза и пассажиров, так как желающих отправится в далекое плавание на пароходе, не было. Однако когда судно возвращалось назад, нашелся один смельчак, который все-таки решился подняться на борт огнедышащего судна. Ним оказался фермер, который приобрел билет стоимостью шесть долларов. Это был первый пассажир в истории судоходства. В 1807 году пароход «Норз Ривер Стимбоут оф Клермон» начал совершать рейсы между Нью-Йорком и Олбани, принося владельцу немалую прибыль. В историю это судно вошло как "Клермонт", хотя «Клермонтом» являлась усадьба компаньона Роберта, что в 177 км от Нью-Йорка.

С того времени пароход совершал рейсы регулярно. В 1809 году Роберт Фултон получил патент на сооружение «Клермонта» и вошел в историю судоходства, как первый изобретатель парохода.

В России первый корабль был сконструирован в 1815 году на заводе Чарльза Берда. Пароход назывался "Елизавета" и совершал маршруты между Кронштадтом и Санкт-Петербургом. Отзыв об одном из рейсов было опубликовано в журнале «Сын Отечества». В этой статье морской офицер из Псковской губернии Петр Рикорд впервые применил в печати понятие «пароход». До этого корабли называли «стимботами» или же «пироскафами».

Кстати, в 1813 году Роберт Фултон обратился к правительству российского государства с просьбой дать ему привилегию на сооружение изобретенного им судна и его эксплуатацию на водных просторах Российской империи. Император Александр I дал Фултону монопольное право на эксплуатацию пароходов по маршруту Санкт-Петербург-Кронштадт, а также на других реках Российской империи на протяжении 15 лет. Но в России Фултон не сконструировал ни одного парохода, вследствие чего не мог воспользоваться контрактом, так как не выполнил главного условия контракта – на протяжении трёх лет он не построил и не спустил на воду ни одного судна. В 1815 году Роберт Фултон умер, а в 1816 году привилегия, которая была ему выдана - аннулировалась, и этот договор достался Берду.

К середине XIX в. основным судостроительным державам становится ясно, что времена, когда движение торговых судов и военных кораблей парусного флота целиком зависело от направления и силы ветра, уходят в прошлое.

К тому времени появился целый ряд изобретений (например, паровая машина Дени Папена, модель парохода Роберта Фултона, продемонстрированная им Наполеону Бонапарту), предусматривающих постройку судов, движимых силой пара.

Если первые подобные изобретения значительно опережали свое время и появились в эпоху, когда соответствующие технологии еще отсутствовали, то ко времени Крымской войны (1853 - 1856 гг.) во флотах основных держав Европы и России появились первые пароходы.

Первое известное успешное испытание модели парохода под названием "Пироскаф" прошло в 1784 г. Но паровая машина двойного действия, вращавшая колеса парохода, быстро вышла из строя.

Первым, успешно эксплуатировавшимся пароходом, стал пароход Роберта Фултона "North River Steamboat", совершавший рейсы от Олбани до Нью-Йорка по р. Гудзон.

Выгоды паровых судов, не зависящих от ветра и погодных условий, способных быстро плыть против течения, стали ясны быстро. И подобные суда стали появляться в составе флотов основных судостроительных держав Европы.

К 1853 г. пароходы становятся общепринятым видом речного водного транспорта.

Пароходы на реках, в качестве судов для плавания по внутренним водным путям (ВВП), быстро завоевали мировое признание. Ремонт оборудования и паровых машин для речного транспорта не представляли особых трудностей. Движителями таких пароходов были колеса, и такие пароходы получили название колесных паровых судов (paddle wheel boat). Гребные колеса могли располагаться по бортам или в корме парохода. В качестве движителя речных судов гребное колесо продолжает использоваться и в наше время, особенно на прогулочных или туристических судах.

С первыми пароходами в составе морских флотов ситуация была гораздо сложнее. В связи с ненадежностью первых двигателей - паровых машин - пароходы были комбинированными -парусно-паровыми судами и имели мачты с рангоутом и парусами. В случае поломки машины пароход мог добраться до порта.

Движителем парохода морского плавания вначале также служило гребное колесо. Однако ненадежность гребного колеса как движителя и его низкий кпд приводили к необходимости сохранять на проходах морского плавания парусное вооружение. Двигателем на первых пароходах служила паровая машина, например, как та, что представлена на рис. 5.

Рис. 5. Паровая машина для парохода постройки 1849 г., установленная на морском лайнере "Atlantic".

Furnaces - топки; boiler - паровой котел; steam pipe - паровой трубопровод; second engine - второй двигатель (вторая паровая машина); crankshaft - коленчатый вал; hot well - резервуар горячей воды; parallel motion linkage - механизм параллельного движения; cylinder - цилиндр; side lever - боковой рычаг.

Колеса парохода имели в диаметре 11 м с 36 лопатками. Судно приводилось в движение двумя паровыми машинами с боковым рычагом мощностью 600 кВт, одна из которых представлена на рис. 5. Каждая паровая машина имела один цилиндр диаметром 241 см, пар поступал в цилиндр под давлением 120 кПа, что считалось тогда образцом дорогостоящей инновационной техники. При движении парохода с работой двух цилиндров обеих паровых машин на полном ходу число оборотов достигало 16 об/мин, и при дополнительной помощи парусов скорость лайнера компании Collins достигала 12-13 узл.

Потребление топлива (угля) составляло 1 т на каждые 265 оборотов пароходного колеса или 85 т в течение 24 часов. В течение плавания пароход потреблял количество угля практически равное весу самого парохода.

Лайнер "Atlantic" отправился из Ливерпуля в свое первое плавание 27 апреля 1850 г. Он достиг Нью-Йорка за рекордное время, составившее 10 дней и 16 часов. То есть совершил за это время трансатлантическое плавание. Такова была судовая техника того времени.

Первыми боевыми кораблями того времени стали пароходофрегаты (Steam frigate). В преддверии Крымской войны последним боем парусных боевых кораблей стало уничтожение турецкого флота при Синопе эскадрой адмирала Нахимова. При осаде Севастополя парусные корабли русского флота были затоплены на фарватере, чтобы преградить вражеским кораблям вход в Севастопольскую бухту. Пароходофрегаты участвовали в Крымской войне во флотах обоих воюющих сторон. Показательным был первый бой пароходов: бой пароходофрегата "Владимир" с турецким пароходом "Перваз-Бахри".

11 февраля 1809 года американец Роберт Фултон запатентовал свое изобретение – первый корабль на паровой тяге. Вскоре пароходы пришли на смену парусным судам и были главным водным транспортом до середины XX века. Вот 10 самых известных пароходов

Пароход «Клермонт»

«Клермонт» стал первым официально запатентованным судном на паровой тяге в истории кораблестроения. Американец Роберт Фултон, узнав о том, что французский инженер Жак Перье удачно провел испытания первого корабля с паровым двигателем на Сене , решил воплотить эту идею в жизнь. В 1907 году Фултон удивил нью-йоркскую публику, спустив на воду Гудзона корабль с большой трубой и огромными гребными колесами. Зеваки были немало удивлены, что это творение инженерной мысли Фултона вообще смогло сдвинуться с места. Но «Клермонт» не только пошел по Гудзону, но и смог двигаться против течения без помощи ветра и парусов. Фултон получил патент на свое изобретение и в течение нескольких лет усовершенствовал теплоход и организовал постоянные речные рейсы на «Клермонте» по реке Гудзон от Нью-Йорка до Олбани. Скорость первого парохода была 9 км/ч.

Пароход "Клермонт"

Первый русский пароход «Елизавета»

Пароход «Елизавета», построенный для России шотландским механиком Чарльзом Бердом, вступил в строй в 1815 г. Корпус судна был деревянным. Металлическая труба диаметром около 30 см и высотой 7,6 м при попутном ветре служила вместо мачты для постановки парусов. Пароход мощностью 16 лошадиных сил имел 2 гребных колеса. Свой первый рейс пароход совершил 3 ноября 1815 года от Санкт-Петербурга до Кронштадта . Чтобы испытать скорость парохода, командир порта приказал состязаться с ним своему лучшему гребному катеру. Поскольку скорость «Елизаветы» достигала 10,7 км/ч, гребцам, усиленно налегавшим на весла, удавалось порой обогнать пароход. Кстати, русское слово «пароход» ввел в обиход морской офицер П. И. Рикорд, участник этого плавания. В дальнейшем пароход использовался для перевозки пассажиров и буксировки барж в Кронштадт. А к 1820 году русский флот насчитывал уже около 15 пароходов, к 1835 - около 52.

Первый русский пароход "Елизавета"

Пароход «Саванна»

Пароход «Саванна» стал первым пароходом, который в 1819 году пересек Атлантический океан. Он совершил рейс из американского города Саванна в английский Ливерпуль за 29 дней. Надо отметить, что почти весь путь пароход шел под парусами, и только когда стихал ветер, включали паровую машину, чтобы судно могло двигаться и в штиль. В начале эры пароходостроения на судах, совершавших далекие рейсы, оставляли паруса. Моряки полностью еще не доверяли силе пара : был велик риск, что паровой двигатель сломается посередине океана или до порта назначения не хватит топлива.

Пароход "Саванна"

Пароход «Сириус»

Отказаться от использования парусов рискнули только через 19 лет после трансатлантического рейса «Саванны». Колесный пароход «Сириус » вышел с 40 пассажирами из английского порта Корк 4 апреля 1838 года и достиг Нью-Йорка через 18 дней и 10 часов. «Сириус» впервые пересек Атлантический океан, не поднимая парусов, только при помощи парового двигателя. Этот корабль открыл постоянную коммерческую пароходную линию через Атлантику. «Сириус» двигался со скоростью 15 км/ч и расходовал чудовищно большое количество топлива – 1 тонну в час. Корабль был перегружен углем - 450 тонн. Но даже этого запаса для рейса не хватило. «Сириус» с грехом пополам добрался до Нью-Йорка. Чтобы судно продолжало двигаться, в топку пришлось бросать корабельные снасти, мачты, деревянный настил мостиков, поручни и даже мебель.

Пароход "Сириус"

Пароход «Архимед»

Один из первых паровых пароходов с винтом построил английский изобретатель Френсис Смит. Англичанин решил использовать открытие древнегреческого ученого Архимеда, которое было известно уже тысячу лет, но использовалось только для подачи воды при орошении, - винт. У Смита возникла идея использовать его для движения судна. Первый пароход под названием «Архимед» был построен в 1838 году. Он перемещался при помощи винта диаметром 2,1 м, на который работали две паровые машины мощностью 45 лошадиных сил каждая. Судно имело грузоподъемность 237 тонн. «Архимед» развивал максимальную скорость около 18 км/ч. Дальних рейсов «Архимед» не совершал. Пройдя успешные испытания на Темзе , корабль продолжил работать на внутренних каботажных линиях.

Первый винтовой пароход "Стоктон", пересекший Атлантику

Пароход «Стоктон»

«Стоктон» стал первым винтовым пароходом, совершившим плавание через Атлантический океан из Великобритании в Америку . История его изобретателя, шведа Джона Эриксона, весьма драматична. Он решил применить винт для движения парового судна одновременно с англичанином Смитом. Свое изобретение Эриксон решил продать военному флоту Великобритании, для чего на свои деньги построил винтовой пароход. Военное ведомство не оценило новшества шведа, Эриксон оказался в тюрьме за долги. Спасли изобретателя американцы, которых очень заинтересовало маневренное паровое судно, у которого двигательный механизм был спрятан ниже ватерлинии, а труба могла опускаться. Именно таким был пароход «Стоктон» силой в 70 лошадиных сил, который Эриксон построил для американцев, а назвал в честь своего нового друга, морского офицера. На своем пароходе в 1838 году Эриксон навсегда уехал в Америку, где получил славу великого инженера и разбогател.

Пароход «Амазонка»

В 1951 году газеты называли корабль «Амазонка» самым большим деревянным пароходом, когда-либо построенным в Британии . Этот пассажирский транспорт класса «люкс» мог поднять на борт более 2000 тонн и был снабжен паровой машиной мощностью 80 лошадиных сил. Хотя уже 10 лет с верфей сходили пароходы из металла, англичане построили своего гиганта из дерева, потому что консервативное британское адмиралтейство с предубеждением относилось к новшествам. 2 января 1852 года «Амазонка» с командой 110 лучших британских моряков отплыла в Вест-Индию , приняв на борт 50 пассажиров (в том числе лорда Адмиралтейства). В начале пути судно атаковал сильный и продолжительный шторм, чтобы продолжать двигаться дальше, пришлось запустить паровой двигатель на полную мощность. Машина с перегревшимися подшипниками работала без остановки 36 часов. И 4 января офицер, стоявший на вахте, увидел, что из люка машинного отделения вырываются языки пламени. Уже через 10 минут пожар охватил палубу. Потушить огонь в штормовой ветер не удавалось. «Амазонка» продолжала двигаться по волнам со скоростью 24 км/час, и спустить на воду спасательные шлюпки не было возможности. Пассажиры метались в панике по палубе. Только когда паровой котел выработал всю воду, людей удалось посадить в спасательные баркасы. Через некоторое время уплывшие в спасательных шлюпках услышали взрывы – это взорвался порох, хранившийся в трюмах «Амазонки», и корабль пошел ко дну вместе с капитаном и частью команды. Из 162 человек, которые вышли в плавание, спаслись только 58. Из них семеро умерли на берегу, а 11 человек сошли с ума от пережитого. Гибель «Амазонки» стала жестоким уроком для лордов Адмиралтейства, которые не хотели признавать, какую опасность таило в себе совмещение деревянного корпуса корабля с паровой машиной.

Пароход "Амазонка"

Пароход «Великий Восток»

Пароход «Великий Восток» - предшественник «Титаника». Этот стальной гигант, сошедший на воду в 1860 году, был 210 метров в длину и на протяжении сорока лет считался самым большим кораблем в мире. «Великий Восток» был оснащен и гребными колесами, и гребными винтами. Корабль стал последним шедевром одного из известных инженеров XIX века Изамбарда Кингдома Брюнеля. Огромное судно строилось, чтобы перевозить пассажиров из Англии в далекие Индию и Австралию , не заходя в порты для заправки топливом. Брюнель задумал свое детище,как самое безопасное судно в мире - «Великий Восток» имел двойной корпус, предохранявший его от затопления. Когда в свое время корабль получил пробоину большую, чем «Титаник», он не только остался на плаву, но смог продолжить рейс. Технология строительства таких больших судов в то время еще не была отработана, и сооружение «Великого Востока» было омрачено многими смертями рабочих, трудившихся в доке. Плавучий колосс спускали на воду целых два месяца – ломались лебедки, несколько рабочих получили травмы. Катастрофа произошла и при запуске двигателя – взорвался паровой котел, обварив кипятком несколько человек. Инженер Брюнель скончался, узнав об этом. Получивший дурную славу еще до схода на воду, «Великий Восток», рассчитанный на 4000 человек, отправился в свой первый рейс 17 июня 1860 года всего с 43 пассажирами и 418 членами экипажа на борту. И в дальнейшем желающих плыть через океан на «невезучем» судне было мало. В 1888 году судно решили разобрать на металлолом.

Пароход "Великий Восток"

Пароход «Великобритания»

Первый винтовой пароход с металлическим корпусом «Великобритания» сошел со стапелей 19 июля 1943 года. Его конструктору,Изомбарду Брюнелю удалось первым объединить последние достижения на одном большом корабле. Брюнель поставил задачу превратить длительные и опасные трансатлантические пассажирские перевозки в быстрые и роскошные морские путешествия. Огромные паровые двигатели парохода «Великобритания» потребляли 70 тонн угля в час, выдавали мощность 686 лошадиных сил и занимали три палубы. Сразу после спуска на воду пароход стал самым большим железным судном в мире с гребным винтом, положив начало эры паровых лайнеров. Но и на этом металлическом гиганте на всякий случай стояли паруса. 26 июля 1845 года пароход «Великобритания» отправился в свой первый рейс через Атлантику с 60 пассажирами на борту и 600 тоннами груза. Пароход двигался со скоростью примерно 17 км/ч и через 14 суток и 21 час зашел в порт Нью-Йорка. Через три года успешных рейсов «Великобританию» постигла неудача. 22 сентября 1846 года пароход, пересекая Ирландское море, оказался в опасной близости от берега, и начавшийся прилив вынес судно на сушу. Катастрофы не случилось - когда наступил отлив, пассажиров спустили с борта на землю и развезли в экипажах. Через год «Великобританию» выручили из плена, прорыв канал, и судно снова стало на воду.

Огромный трансатлантический паровой лайнер "Титаник", унесший жизни более тысячи пассажиров

Пароход «Титаник»

Печально известный «Титаник» был крупнейшим пассажирским лайнером в мире на момент своей постройки. Этот пароход-город весил 46 000 тонн и был длиной 880 футов. Кроме кают, на суперлайнере имелись гимнастические залы, бассейны, восточные бани и кафе. Отчаливший от английского берега 12 апреля «Титаник» мог вместить до 3000 пассажиров и около 800 человек команды и передвигался с максимальной скоростью 42 км/час. В роковую ночь с 14 на 15 апреля, столкновения с айсбергом, «Титаник» шел именно на такой скорости - капитан пытался побить мировой рекорд океанских пароходов. Во время кораблекрушения на борту было 1309 пассажиров и 898 членов экипажа. Спаслись только 712 человек, 1495 погибли. Спасательных шлюпок на всех не хватило, большинство пассажиров оставалось на корабле без надежды на спасение. 15 апреля в 2 часа 20 минут гигантский пассажирский корабль, совершавший свой первый рейс, затонул. Оставшихся в живых подобрало судно «Карпатия». Но и на нем не все спасенные были доставлены в Нью-Йорк живыми и здоровыми – часть пассажиров «Титаника» умерли в пути, некоторые лишились рассудка.

Первый русский пароход

В 2015 г. исполняется 200 лет первому созданному в России пароходу.

Первый рейс первого русского парохода состоялся 3 ноября 1815 г. Но у этого события была длинная предыстория.

Парохо́дом называется судно, оснащённое поршневой паровой машиной в качестве двигателя. В качестве энергоносителя в паровых машинах пароходов использовался уголь, позже – нефтепродукты (мазут). В настоящее время пароходы не строятся, но некоторые ещё находятся в эксплуатации. Например, в России старейшее пассажирское судно пароход «Н. В. Гоголь», созданное в 1911 г., находилось в эксплуатации до 2014 г. Сейчас этот пароход находится в городе Северодвинске Архангельской области.

Пароход "Н.В. Гоголь"

Предыстория

Ещё в I в. н.э. Герон Александрийский предлагал использовать энергию пара для придания телу движения. Он описал примитивную безлопастную центробежную паровую турбину – «эолипил». В XVI-XVII вв. были созданы устройства, совершавшие полезную работу за счёт действия пара. В 1680 г. французский изобретатель Дени Папен сообщил об изобретении им парового котла с предохранительным клапаном («Папинов котёл»). Это изобретение приблизило создание паровой машины, но саму машину он не построил.

В 1736 г. английский инженер Джонатан Халс спроектировал судно с колесом на корме, приводимым в движение паровой машиной Ньюкомена. Судно прошло испытание на реке Эйвон, но не сохранилось доказательств этого и результатов испытания.

Первое достоверное испытание парохода произошло 15 июля 1783 г. во Франции. Маркиз Клод Жоффруа д’Аббан продемонстрировал свой «Пироскаф» – судно, приводимое в движение горизонтальной одноцилиндровой паровой машиной двойного действия, которая вращала два гребных колеса, расположенных по бортам. Демонстрация произошла на реке Сона, судно прошло около 365 м за 15 мин. (0,8 узла), после чего двигатель сломался.

Название «пироскаф» во Франции и некоторых других странах долгое время использовалось для определения парового судна, парохода. Так же назывался пароход и в России. Во Франции этот термин сохранился до сих пор.

В 1787 г. американский изобретатель Джеймс Рамсей создал и продемонстрировал лодку, приводимую в движение водомётным движителем, использовавшим энергию пара. В этом же году Джон Фитч на реке Делавэр продемонстрировал своё первое паровое судно «Perseverance» («Настойчивость»). Движение этого судна осуществлялось двумя рядами вёсел, которые работали от паровой машины. А в 1790 г. Фитч и Фойгт построили 18-метровую паровую лодку с оригинальным движителем в виде вёсел, которые повторяли гребные движения ног утки. Лодка в течение лета 1790 г. курсировала между Филадельфией и Берлингтоном, перевозя до 30 пассажиров.

Пароход Фитча 1790 г.

Первый пароход, который успешно использовался, был создан Робертом Фултоном в 1807 г. Он совершал рейсы по реке Гудзон от Нью-Йорка до Олбани со скоростью около 5 узлов (9 км/ч).

Устройство парохода

У пароходов гребной винт устанавливается на одном валу с паровой машиной. У пароходов с турбиной гребной винт приводится в основном через редуктор или через электрическую передачу.

Опытное судно Чарлза Парсонса «Турбиния» (в музее)

В 1894 г. Чарльз Парсонс построил опытное судно «Турбиния» с приводом от паровой турбины. Испытания были успешными: судно развило рекордную скорость в 60 км/ч. С тех пор паровые турбины стали устанавливаться на многих быстроходных судах.

Самые известные пароходы в истории

«Амазонка»

Крупнейшим деревянным пароходом всех времён была «Амазонка» (Англия), созданная в 1851 г. Длина её корпуса составляла 91 м. Судно погибло при пожаре в 1852 г.

«Титаник»

14 апреля 1912 г. «Титаник», являвшийся крупнейшим в мире пассажирским пароходом того времени, во время своего первого путешествия столкнулся с айсбергом в Атлантическом океане и затонул в течение 2 часов 40 минут.

«Скибладнер»

Самым старым в мире пароходом, всё ещё находящимся в эксплуатации, является норвежский колёсный пароход «Скибладнер», построенный в 1856 г. Он ходит по озеру Мьёса.

Пароходы в России

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

Чарльз (Карл Николаевич) Берд (1766-1843) – русский инженер и бизнесмен шотландского происхождения, первый строитель пароходов на Неве.

Мемориальная доска, установленная на заводе Берда

Он родился в Шотландии и приехал в Россию в 1786 г. Был энергичным и образованным инженером. Сумел организовать завод, который со временем превратился в одно из лучших литейно-механических предприятий. На нём изготавливали печи для сахарных заводов, коленчатые валы, лопасти и паровые машины. На этом заводе и был сооружён первый в России пароход, получивший название «пароход Берда». Со временем завод вошёл в состав «Адмиралтейских верфей».

Привилегию на постройку пароходов Берд получил с большим трудом. Сначала она была предоставлена императором Александром I в 1813 г. американскому изобретателю паровой машины Роберту Фултону. Но он не выполнил основного условия договора – в течение 3 лет не ввёл в строй ни одного судна. Этот контракт и достался Берду.

В те годы пароходы называли на английский манер «стимбот» или «пироскаф». Так вот первый русский пироскаф «Елизавета» был построен в 1815 г. на заводе Чарльза Берда и спущен на воду при большом стечении народа и в присутствии членов царской семьи в пруду Таврического дворца. Корабль продемонстрировал хорошие ходовые качества.

Как выглядел первый русский пароход?

Первый русский пароход "Елизавета"

Пароход имел длину 18,3 м, ширину 4,57 м и осадку 0,61 м. В трюме судна была установлена балансирная паровая машина Джеймса Уатта мощностью в 4 л. с. и частотой вращения вала 40 об./мин. Машина приводила в действие бортовые колёса диаметром 2,4 м и шириной 1,2 м, имевшие по шесть лопастей. Однотопочный паровой котёл отапливался дровами.

Над палубой судна возвышалась кирпичная дымовая труба, которую последствии заменили на металлическую высотой 7,62 м. Труба могла нести на себе парус при попутном ветре. Скорость парохода 10,7 км/час (5,8 узла).

Первый регулярный рейс «Елизаветы» состоялся 3 ноября 1815 г. по маршруту Санкт-Петербург – Кронштадт. В пути пароход провёл 3 часа 15 минут, средняя скорость составила 9,3 км/час. Обратный рейс из-за ухудшения погоды занял 5 часов 22 минуты.

П.И. Рикорд

А вот впервые назвал паровое судно «пароходом» в 1815 г. Пётр Иванович Рикорд (1776-1855) – российский адмирал, путешественник, учёный, дипломат, писатель, кораблестроитель, государственный и общественный деятель. Он же и описал подробно этот первый рейс и само судно в журнале 1815 г.

Ещё немного о Чарльзе Берде и пароходах в Российской империи

Пароходы Берда занимались пассажирскими и грузовыми перевозками. Использование пароходов было намного удобнее и быстрее, чем парусных судов, поэтому почти все перевозки оказались в руках Берда. В 1816 г. был спущен на воду второй пароход улучшенной конструкции с машинной мощностью 16 л. с. С 1817 г. регулярные пассажирские рейсы стали совершаться по два раза в день.

Берд наладил пароходное сообщение между Петербургом и Ревелем, Ригой и другими городами. Он владел речным пароходостроением по всей России, имел право на монопольное строительство судов для Волги – частные лица без разрешения Берда не могли строить свои пароходы. Устроителем первого на Волге парохода был Все́волод Андре́евич Все́воложский (1769-1836) – астраханский вице-губернатор, действительный камергер, отставной гвардии ротмистр, статский советник.

Д. Доу «Портрет В.А. Всеволожского» (1820-е годы)

Исключительная императорская привилегия принадлежала Берду до 1843 г.: только этот завод занимался строительством и эксплуатацией паровых судов в России.

Пароходы в России строились до 1959 г.