SS Archimedes

W przypadku innych statków o tej samej nazwie zobacz Archimedes (statek) .

Historia
The Archimedes, fitted with Mr. F.P. Smith's Patent Screw Propeller - off The Nore, on her trip from Gravesend to Portsmouth - May 14th 1839 RMG PY8879.jpg
SS Archimedesa
Nazwa Archimedesa
Imiennik Archimedes z Syrakuz
Właściciel Firma o napędzie okrętowym
Budowniczy Henry Wimshurst (Londyn)
Koszt 10 500 funtów
Wystrzelony 18 października 1838
Zakończony 1839
Dziewiczy rejs 2 maja 1839
Czynny 2 maja 1839
Remont Jako żaglowiec, data nieznana
Los Podobno zakończył karierę w służbie Chile-Australia, 1850
Charakterystyka ogólna
Typ Szkuner napędzany parą
Tony ciężaru 237
Długość 125 stóp (38 m)
Belka 22 stopy (6,7 m)
Projekt 8–9 stóp (2,4–2,7 m)
Głębokość trzymania 13 stóp (4,0 m)
Zainstalowana moc Dwucylindrowe pionowe silniki parowe Rennie o mocy 2 × 30 KM (22 kW), 25–30 obr./min , z 37-calowymi cylindrami i skokiem 3 stóp
Napęd 1 x pełna spirala, jednoobrotowa, jednozwojowa żelazna śruba napędowa pracująca z prędkością 130-150 obr./min, dodatkowe żagle
Plan żagla Trójmasztowy, uzbrojony w szkuner
Prędkość Około 10 mil na godzinę (16 km / h) (pod parą)
Notatki Pierwszy na świecie parowiec z napędem śrubowym

SS Archimedes był parowcem zbudowanym w Wielkiej Brytanii w 1839 roku. Był pierwszym na świecie parowcem napędzanym z powodzeniem śrubą napędową .

Archimedes miał znaczący wpływ na rozwój statków, zachęcając Royal Navy do przyjęcia napędu śrubowego , oprócz jej wpływu na statki handlowe. Miała również bezpośredni wpływ na projekt innego innowacyjnego statku, SS Great Britain Isambarda Kingdom Brunela , wówczas największego statku świata i pierwszego parowca z napędem śrubowym, który przepłynął Ocean Atlantycki .

Tło

Zasada poruszania wody za pomocą śruby znana jest od czasu wynalezienia śruby Archimedesa , nazwanego na cześć Archimedesa z Syrakuz , który żył w III wieku pne. Jednak dopiero w XVIII wieku i wynalezieniu silnika parowego stały się dostępne praktyczne sposoby dostarczania efektywnej mocy do morskiego układu napędowego śrubowego, ale początkowe próby zbudowania takiego statku zakończyły się niepowodzeniem.

zadebiutował pierwszy na świecie statek parowy, który odniósł sukces komercyjny, North River Steamboat Roberta Fultona . Ponieważ statek ten był napędzany kołami łopatkowymi , a nie śrubą napędową, koło łopatkowe stało się de facto wczesnym standardem napędu parowca. Eksperymenty z napędem śrubowym kontynuowano jednak w niektórych kręgach, a między 1750 a 1830 rokiem liczne patenty dla śmigieł morskich zostały wyjęte przez różnych wynalazców, chociaż niewiele z tych wynalazków zostało doprowadzonych do etapu testów, a te, które okazały się niezadowalające z tego czy innego powodu.

Ericssona i Smitha

W 1835 roku dwóch brytyjskich wynalazców, John Ericsson i Francis Pettit Smith , rozpoczęło osobne prace nad tym problemem. Smith, rolnik z zawodu, który przez całe życie fascynował się napędem śrubowym, jako pierwszy uzyskał patent na śrubę napędową 31 maja, podczas gdy Ericsson, utalentowany szwedzki inżynier pracujący wówczas w Wielkiej Brytanii, złożył swój patent sześć tygodni później.

Oryginalny patent Smitha z 1836 r. Na śrubę napędową o dwóch pełnych obrotach. Później zrewidował patent, zmniejszając długość do jednego obrotu.

Smith szybko zbudował mały model łodzi, aby przetestować swój wynalazek, który został zademonstrowany najpierw na stawie na jego farmie w Hendon , a później w Royal Adelaide Gallery of Practical Science w Londynie , gdzie zobaczył go Sekretarz Marynarki Wojennej, Sir William Kurhan. Uzyskawszy patronat londyńskiego bankiera o nazwisku Wright, Smith zbudował następnie 30-stopową (9,1 m), 6- konną (4,5 kW) łódź kanałową o masie sześciu ton , zwaną Francis Smith , która była wyposażona w jego własną drewnianą śrubę napędową zaprojektować i zademonstrować na kanale Paddington od listopada 1836 do września 1837. Przypadkowym wypadkiem podczas rejsu w lutym 1837 uszkodzeniu uległa drewniana śruba napędowa o dwóch obrotach i ku zaskoczeniu Smitha zepsuta śruba, która teraz składała się tylko z jednego obrotu, podwoiła poprzednią prędkość łodzi, od około czterech mil na godzinę (6,4 km / h) do ośmiu mil na godzinę (13 km / h). Smith następnie złożył poprawiony patent zgodnie z tym przypadkowym odkryciem.

W międzyczasie Ericsson przeprowadzał własne eksperymenty. W 1837 roku zbudował 45-stopowy (14 m) parowiec z napędem śrubowym Francis B. Ogden , nazwany na cześć swojego patrona, konsula amerykańskiego w Liverpoolu . Latem 1837 roku Ericsson zademonstrował swoją łódź na Tamizie starszym członkom Admiralicji Brytyjskiej , w tym inspektorowi marynarki wojennej Sir Williamowi Symondsowi . Pomimo tego, że łódź osiąga prędkość dziesięciu mil na godzinę (16 km / h), porównywalną z prędkością istniejących parowców wiosłowych , Symonds i jego świta nie byli pod wrażeniem. Admiralicja podtrzymała pogląd, że napęd śrubowy byłby nieskuteczny w służbie oceanicznej, podczas gdy sam Symonds uważał, że statkami o napędzie śrubowym nie można skutecznie sterować. Po tym odrzuceniu, Ericsson zbudował drugą, większą łódź z napędem śrubowym, Robert F. Stockton , i wysłał ją w 1839 roku do Stanów Zjednoczonych , gdzie wkrótce miał zyskać sławę jako projektant pierwszej śruby napędzany okręt wojenny, USS Princeton .

Najwyraźniej świadom poglądu Marynarki Wojennej, że śruby napędowe okażą się nieodpowiednie do służby na morzu, Smith postanowił udowodnić, że to założenie jest błędne. We wrześniu 1837 roku zabrał swój mały statek (obecnie wyposażony w żelazną śrubę napędową o jednym obrocie) w morze, płynąc z Blackwall w Londynie do Hythe w hrabstwie Kent , z przystankami w Ramsgate , Dover i Folkestone . W drodze powrotnej do Londynu 25 lutego oficerowie Królewskiej Marynarki Wojennej zaobserwowali statek Smitha poruszający się po wzburzonym morzu. Admiralicja ponownie zainteresowała się technologią, a Smitha zachęcono do zbudowania pełnowymiarowego statku, aby bardziej jednoznacznie zademonstrować skuteczność technologii. Był w stanie przyciągnąć wielu inwestorów, aby zapewnić niezbędny kapitał, w tym bankiera Wrighta i firmę inżynieryjną J. i G. Renniego , którzy razem utworzyli nową firmę o nazwie Ship Propeller Company. Proponowany przez firmę statek został początkowo wstępnie nazwany Propeller , ale ostatecznie przyjęto nazwę statku Archimedes , na cześć greckiego wynalazcy z III wieku.

projekt i konstrukcja

Archimedes został zbudowany w Londynie w 1838 roku przez Henry'ego Wimshursta . Według samego FP Smitha statek został zbudowany z dębu szypułkowego , ale późniejszy wpis w Lloyd's Register wskazuje, że przynajmniej części stępki były wykonane z jodły bałtyckiej . Statek miał 125 stóp (38 m) długości, 22 + 1 / 2 stopy (6,9 m) szerokości i 237 ton ciężaru [ potrzebne wyjaśnienie ] . Zbudowany do szkunera wzór, z klasycznymi liniami kadłuba i smukłym, pochylonym kominem i masztami , przez współczesnych uważana była za piękną jednostkę.

Maszyneria

Poprawiony patent Smitha z 1836 r. To jest projekt śmigła oryginalnie montowany w Archimedesie .
Śruba napędowa Archimedesa zamontowana na rufie statku

Smith początkowo miał pewne trudności ze znalezieniem odpowiednich silników dla statku, ponieważ napęd śrubowy stanowił pewne nieznane wyzwania techniczne. W końcu wiodąca firma inżynierska J. i G. Rennie zgodziła się zaprojektować i dostarczyć silniki, a sami Rennie zostali przekonani do zainteresowania się statkiem i jego technologią.

Każdy z bliźniaczych silników dostarczonych przez Rennie miał dwa 37-calowe (94 cm) cylindry o skoku trzech stóp (0,91 m) , zapewniając łączną moc nominalną około 80 koni mechanicznych i moc rzeczywistą około 60 koni mechanicznych. Silniki pracowały z prędkością 26 obr./min , który poprzez przekładnię napędzał wał napędowy z prędkością około 140 obr./min. Kotły pracowały pod ciśnieniem 6 psi . Silniki zostały zainstalowane na początku 1839 roku, po wodowaniu statku w październiku 1838 roku.

Przekładnia stwarzała dodatkowe problemy techniczne. Smith przestawił silniki na śrubę napędową za pomocą kół zębatych i wałków zębatych, z których największy był uzębiony grabem ( białe drewno tradycyjnie używane do przekładni w wiatrakach ). Układ przekładni okazał się bardzo głośny, a rufa statku podczas pracy podlegała znacznym wibracjom. Smith planował zmniejszyć hałas poprzez zastosowanie spiralnych kół zębatych, ale nie jest jasne, czy ta modyfikacja została kiedykolwiek przeprowadzona.

Samo śmigło było z blachy żelaznej, o średnicy 5 stóp 9 cali (1,75 m) i około 5 stóp (1,5 m) długości i składało się z pełnej śruby 360 °, pojedynczego gwintu i jednego obrotu zgodnie z Smith's poprawiony 1836 patent. Po wejściu statku do eksploatacji śruba napędowa przechodziła następnie szereg modyfikacji, z których najważniejsze to zmiana formatu na dwugwintowy / półobrotowy oraz podział oryginalnej śruby 360 ° na dwie oddzielne łopaty. Śmigło miało tę niezwykłą cechę, że było całkowicie chowane, aby zmniejszyć opór, gdy statek był pod żaglami - zadanie to trwało około 15 minut.

Historia serwisowa

Archimedes pod parą i żeglują po morzu

Archimedes odbył swój dziewiczy rejs z Londynu do Sheerness w pobliżu ujścia Tamizy, który rozpoczął się 2 maja 1839 r. 15 maja rozpoczął swój pierwszy rejs morski z Gravesend do Portsmouth , który zakończył się przy nieoczekiwanie dużej prędkości 10 węzłów ( 19 kilometrów na godzinę; 12 mil na godzinę). W Portsmouth Archimedes został pomyślnie przetestowany przeciwko jednemu z najszybszych wówczas statków w służbie Admiralicji, HMRC Vulcan , w obecności niektórych wyższych urzędników marynarki wojennej, którzy byli pod wrażeniem wyników Archimedesa .

Awarie i przeprojektowanie śmigła

Po tej wstępnej próbie Archimedes wyruszył w podróż powrotną do Londynu, ale podczas transportu kocioł statku - który nie miał ani manometru, ani zaworu bezpieczeństwa - eksplodował, zabijając drugiego inżyniera i parząc kilku innych. Statek został następnie odstawiony na pięć miesięcy do naprawy w stoczni Wimshursta.

Po wznowieniu służby Smith otrzymał od rządu holenderskiego zaproszenie do sprowadzenia statku do Holandii na demonstrację, które przyjął. Jednak podczas podróży na Texel Archimedes złamał jej wał korbowy i został zmuszony do powrotu do Anglii w celu dalszych napraw, które tym razem wykonała firma Miller, Ravenhill & Co. To właśnie podczas tego remontu oryginalna pełna helisa, jednoobrotowe, jednogwintowe śmigło zostało zastąpione dwugwintowym, półobrotowym śmigłem z dwoma odrębnymi łopatkami. Nowa śruba napędowa miała tę zaletę, że znacznie zmniejszyła wibracje statku na rufie.

Próby w Dover

Po tych naprawach Admiralicja Brytyjska uzgodniła ze Smithem podjęcie nowej serii prób Archimedesa w Dover . Kapitan Edward Chappell, RN, został wyznaczony przez Admiralicję do nadzorowania prób i napisania raportu. Od kwietnia do maja 1840 roku Archimedes był testowany w porównaniu z najszybszymi pakietami pocztowymi Marynarki Wojennej z Dover- Calais , paddlewheelerami Ariel , Beaver , Swallow i Widgeon .

Najbardziej wymowne z tych prób dotyczyły Widgeona , który był nie tylko najszybszym z pakietów pocztowych, ale także statkiem najbliższym Archimedesowi pod względem wielkości i mocy . Widgeon okazał się nieco szybszy od Archimedesa na gładkich morzach, ale Chappell doszedł do wniosku, że ponieważ ten ostatni miał niższy stosunek mocy do masy, śruba napędowa okazała się „równa, jeśli nie lepsza, niż zwykłe koło łopatkowe”. Odkrycie to było bardziej decydujące, niż mogłoby się wydawać, ponieważ z perspektywy marynarki wojennej napęd śrubowy musiał tylko dowieść, że jest w przybliżeniu równy pod względem wydajności do napędu koła łopatkowego, ponieważ koła łopatkowe miały dobrze znane wady w zastosowaniach wojskowych. Obejmowały one wystawienie koła łopatkowego i jego silników na ostrzał wroga, a także zmniejszenie dostępnej przestrzeni do umieszczenia armaty, co wpłynęło na siłę ognia burty okrętu wojennego . Raport Chappella doprowadził później do przyjęcia napędu śrubowego przez Marynarkę Wojenną (patrz sekcja Dziedzictwo poniżej).

Opłynięcie Wielkiej Brytanii i inne podróże

Wraz z zakończeniem prób w Dover, Archimedes został oddany do dyspozycji kapitana Chappella w celu opłynięcia Wielkiej Brytanii, które miało miejsce w lipcu 1840 roku. Rejs ten był okazją nie tylko do przeprowadzenia dalszych testów, ale także umożliwienia inspekcji technologii przez armatorów, inżynierów i naukowców w portach na terenie całego kraju. Archimedes ukończył podróż na 2006 mil (3228 km) ze średnią prędkością przekraczającą 7 mil na godzinę (11 km / h) i maksymalną prędkością w idealnych warunkach 10,9 mil na godzinę (17,5 km / h).

Po zakończeniu tej podróży Archimedes przepłynął z Plymouth do Porto w Portugalii w rekordowym czasie 68,5 godziny. Następnie statek odbył dalsze rejsy do Antwerpii , Amsterdamu przez Kanał North Holland oraz do różnych innych portów na kontynencie, wzbudzając wszędzie zainteresowanie nową metodą napędu.

Pożyczka dla Brunela

SS Great Britain w doku w Bristolu . Statek został wyposażony w śrubę napędową opartą na próbach z Archimedesem .

Po powrocie Archimedesa do Anglii, Smith zgodził się pożyczyć Archimedesa na kilka miesięcy firmie Great Western Steamship Company , która była w trakcie budowy największego na świecie parowca, SS Great Britain . Główny inżynier Great Western, Isambard Kingdom Brunel , skorzystał z pożyczki, aby przetestować Archimedesa z różnymi śmigłami, próbując znaleźć najbardziej wydajną konstrukcję, która ostatecznie została uznana za nowy czterołopatowy model przedstawiony przez Smitha.

Eksperymenty Brunela skłoniły go do zarekomendowania swoim pracodawcom przyjęcia napędu śrubowego dla Wielkiej Brytanii . Wymienione przez Brunela zalety napędu śrubowego można podsumować w następujący sposób:

  • Śrubowe maszyny napędowe były lżejsze, co poprawiało oszczędność paliwa;
  • Śrubowe maszyny napędowe mogłyby być umieszczone niżej w kadłubie, zmniejszając środek ciężkości statku i czyniąc go bardziej stabilnym na wzburzonym morzu;
  • Zajmując mniej miejsca, silniki śmigłowe umożliwiłyby przewóz większej ilości ładunku;
  • Wyeliminowanie nieporęcznych skrzynek wiosłowych zmniejszyłoby opór w wodzie, a także pozwoliłoby statkowi łatwiej manewrować na ograniczonych drogach wodnych;
  • Głębokość koła łopatkowego stale się zmienia, w zależności od ładunku statku i ruchu fal, podczas gdy śruba napędowa pozostaje przez cały czas całkowicie zanurzona iz pełną wydajnością;
  • Maszyny napędzane śrubami były tańsze.

Dzięki tym argumentom Brunel w grudniu 1840 roku był w stanie przekonać Great Western Steamship Company do przyjęcia napędu śrubowego dla Wielkiej Brytanii , czyniąc ją tym samym pierwszym na świecie parowcem transatlantyckim z napędem śrubowym. Jednak zamiast użyć sprawdzonego projektu Smitha, Brunel zdecydował się później zainstalować zaprojektowane przez siebie sześciołopatowe śmigło „wiatrak”. Projekt Brunela okazał się wadliwy i szybko został zastąpiony oryginalnym projektem.

Późniejsza kariera

Smith i jego współinwestorzy początkowo mieli nadzieję sprzedać Archimedesa Królewskiej Marynarce Wojennej, ale kiedy tak się nie stało, firma Ship Propeller Company sprzedała statek do użytku komercyjnego. Firma, która według szacunków straciła łącznie około 50 000 funtów na Archimedes , została następnie zlikwidowana.

Późniejsza kariera Archimedesa jest szkicowa. Statek osiadł na mieliźnie w Beachy Head w 1840 r. W 1845 r. zniknął z rejestru Lloyd's Register , ale pojawił się ponownie w 1847 r. po remoncie . Jej silniki i maszyny zostały usunięte w nieokreślonym terminie w Sunderland , po czym kontynuował służbę jako żaglowiec. W 1850 roku został certyfikowany jako należący do Elbe & Humber Steam Navigation Company, handlującego między Hamburgiem a Hull . W 1852 roku odnowiono jego żagle i takielunek, ale rok lub dwa później znowu zniknął z rejestru. podczas rejsu z Hull do Hamburga w ładowni rufowej statku wybuchł pożar . Przybył do Hamburga 9 listopada z zalaną ładownią rufową. Podobno zakończyła karierę w latach pięćdziesiątych XIX wieku, służąc między Chile a Australią. Szkuner o tej nazwie rozbił się 27 stycznia 1857 roku na rzece Tuamotus podczas rejsu między Valparaiso a Melbourne .

Dziedzictwo

Chociaż przyjęcie śruby napędowej było historyczną nieuchronnością, biorąc pod uwagę prace Johna Ericssona i innych, Archimedes znacznie przyspieszył akceptację tej technologii. Próby w Dover, przeprowadzone w okresie od kwietnia do maja 1840 r., przekonały Królewską Marynarkę Wojenną do zbudowania 900-tonowego parowego slupu wojennego , HMS Rattler , który był testowany w latach 1843-1845 przeciwko HMS Alecto , siostrzanemu statkowi wyposażony w napęd wiosłowy. W wyniku tych prób Marynarka Wojenna przyjęła śrubę napędową jako preferowaną metodę napędu. Do 1855 roku 174 okręty Królewskiej Marynarki Wojennej zostały wyposażone w napęd śrubowy, w tym 52 okręty liniowe , 23 fregaty , 17 korwet , 55 slupów i różne inne statki.

Niektórzy kupcy również szybko przyjęli napęd śrubowy. W 1840 roku Wimshurst zbudował drugi statek napędzany śrubą, 300-tonowy Novelty , pierwszy statek towarowy z napędem śrubowym i pierwszy, który odbył komercyjny rejs. W 1841 roku w północnej Anglii zbudowano mały parowiec pasażerski wyposażony w opatentowaną przez Smitha śrubę napędową Princess Royal , a w 1842 roku w Wielkiej Brytanii zbudowano lub zwodowano kilka innych statków z napędem śrubowym, w tym Bedlington , zbudowany w South Shields , Bee , uruchomiony w Chatham oraz największy statek zbudowany do tej pory w Irlandii , Great Northern , zwodowany w Derry . Od tego momentu liczba statków handlowych z napędem śrubowym szybko rosła. Zanim Cunard Line zbudował parowiec wiosłowy Persia do służby transatlantyckiej w 1856 roku, koło łopatkowe stawało się już anachronizmem.

Archimedes Smitha odegrał ważną rolę we wprowadzeniu napędu śrubowego, sam Smith tylko stracił pieniądze na tym przedsięwzięciu i został zmuszony do powrotu do rolnictwa. Jednak później zostałby uznany za swój wkład. Izba Gmin nagrodziła każdego po 4000 funtów za wynalezienie śruby napędowej. W 1858 roku grupa mecenasów zorganizowała uroczystą kolację, na której wręczono mu srebrną tacę , bordową - dzban i subskrypcja o łącznej wartości 2678 GBP. W 1860 roku Smith został mianowany kustoszem Muzeum Urzędu Patentowego w South Kensington , aw 1871 otrzymał tytuł szlachecki .

przypisy

Książki

Czasopisma

  • Magazyn mechaników i dziennik inżynierii, maszyn rolniczych, produkcji i przemysłu stoczniowego . Londyn: Robertson Brooman and Co. VI (lipiec – grudzień 1861). {{ cite journal }} : Brak lub pusty |title= ( pomoc )

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=SS_Archimedes&oldid=1096723919 ”