|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Теплохід. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Теплохід - узагальнююче поняття, що описує клас самохідних суден, судова енергетична установка (СЕУ) яких заснована на двигуні, що перетворює енергію спалювання палива на механічну, але не є пароплавом. У переважній більшості випадків у СЕУ теплохода використовується дизельний двигун. Судна, СЕУ яких наводиться в рух паровою турбіною або газовою турбіною також прийнято відносити до теплоходів, тим більше, що СЕУ таких суден часто включає дизельні двигуни. Таким чином, теплоходами є майже всі самохідні сучасні судна, крім атомоходів, вітрильних суден та суден, що використовують інші джерела енергії.
На початку XX століття відбулися значні зміни в кораблебудуванні - на зміну пароплавам, які широко використовувалися протягом ста років на всіх водних транспортних шляхах, приходять досконаліші судна з дизельним приводом. Початок цього важливого перевороту було започатковано в Росії - саме тут був створений перший реверсний судновий дизель і були побудовані перші у світі теплоходи та підводні човни. Ініціатором усіх цих розробок виступила одна з найбільших російських фірм "Товариство братів Нобель". Нобелі одними із перших оцінили важливе значення винаходу Рудольфа Дизеля. Щойно з'явилися повідомлення про його двигун, Еммануїл Нобель розпочав переговори про покупку ліцензії. Головне, що купувало Нобеля в новому двигуні, - це те, що він міг працювати на важкому паливі. У 1898 році, заплативши величезні на ті часи гроші (близько 500 тисяч рублів), Нобель отримав креслення 20-сильного дизеля. Після їх ретельного вивчення на Петербурзькому заводі фірми багато деталей двигуна було змінено як з конструктивним міркувань, і, головним чином, оскільки перший двигун вирішено було змусити працювати нафти, а чи не на гасу. Проблеми використання нафтового палива тоді ще ніде у світі не були подолані. Перший у світі двигун Дизеля, що працює на нафті, був пущений в хід у 1899 році. Він розвивав 25 л. і витрачав за годину близько чверті кілограма нафти на 1 л.с. Це був важливий успіх, але заповітною мрією Нобеля було застосування дизеля як суднову машину. На той час серед багатьох інженерів ще було поширене скептичне ставлення до дизелів. Більшість вважала, що ці двигуни не годяться як привод для руху суден. Причини цього були досить вагомими. По-перше, дизелі не мали заднього ходу (реверсу) і, встановлені на кораблі, могли обертати гвинт лише в один бік. По-друге, перші дизелі було неможливо запустити при деяких крайніх положеннях поршня. По-третє, робота дизелів важко піддавалася регулюванню - було важко змінити режим їх роботи, наприклад, зменшити або збільшити частоту обертання валу, збільшуючи або зменшуючи тим самим швидкість руху судна. Ці недоліки, що не мали великого значення при стаціонарній установці та невеликих розмірах дизеля, що працював під постійним навантаженням, були дуже істотною вадою для транспортного двигуна. Парова машина, що широко застосовувалася тоді, мала в цьому сенсі перед дизелем перевагу - реверс, зміна частоти обертання валу і пуск з будь-якого положення досягалися на ній без жодних труднощів. У такому разі, здавалося б, чи варто було взагалі зв'язуватися з дизелем? Виявляється, варто було – у цьому переконували Нобеля елементарні розрахунки. Величезне достоїнство дизеля полягає у його високому ККД і, отже, у його економічності. Оскільки дизелі вимагали вчетверо менше палива порівняно з паровими машинами тієї ж потужності, легко було уявити, які величезні перспективи відкривало перед судноплавством таке скорочення у ваговому відношенні витрат палива, як у комерційному, так і особливо у військовому флоті. Порівнюючи звичайне парове судно з тепловим, призначеним для однакового дальності плавання, легко було розрахувати, що друге з них, з дизелем, зможе взяти вчетверо менший за вагою запас палива, збільшивши за цей рахунок свою вантажопідйомність. Навпаки, якщо буде взято обома однакову кількість палива, то, очевидно, теплохід зможе пройти вчетверо більшу відстань, ніж пароплав. Звичайно, для малої дальності плавання різниця між обома типами суден була не така велика, але при підвищенні дальності плавання різниця між теплоходом і пароплавом збільшувалася виключно. При рейсі в 10 тисяч миль із вантажопідйомністю в 1000 т пароплав фактично міг перевести вдвічі більше вантажу, ніж такий самий пароплав. Для умов російського судноплавства це мало колосальне значення, оскільки виникала можливість, не вдаючись до навантажень додаткового палива в дорозі, пройти зі своїм запасом більшу відстань. Були й інші важливі переваги. Наприклад, завантаження теплохода нафтою здійснювалося наливом, тоді як вугілля доводилося вантажити вручну. Щоправда, невигідність пароплава компенсувалася дешевизною вугільного палива, але для Нобеля, одного з найбільших нафтових магнатів того часу, ця сторона не мала суттєвого значення. Незважаючи на всі складнощі, Нобель наказав своїм інженерам розпочати проектування першого теплохода. Для того, щоб нове судно могло маневрувати, він розпорядився зв'язати дизель з гребним валом не безпосередньо, а через передачу, що дозволяла змінювати напрям обертання гвинта, так і кількість його оборотів. У 1903 році на наливній баржі "Вандал", виготовленої на Сормівському заводі та привезеної до Петербурга, були встановлені три дизелі по 120 к.с. У парі з цими дизелями працювали три електрогенератори, які виробляли струм для трьох електродвигунів, що обертали гребні гвинти. За рахунок перемикання обмоток на "Вандалі" можна було змінювати режим та напрямок обертання. Випробування нового судна дали обнадійливі результати, але в цілому така система приводу навряд чи могла вважатися вдалою і таїла в собі багато незручностей - насамперед вона була дорогою та неекономічною в сенсі витрат енергії.
У тому ж році Нобель купив ліцензію на рухову установку Дель-Пропосто, що дозволяла більш економічно використовувати дизель як суднову машину. Принцип її дії полягав у тому, що на передньому ході дизель безпосередньо зв'язувався з гребним гвинтом, а електрична передача застосовувалася лише для заднього ходу та маневрування. Це значно знижувало втрати енергії, адже більшу частину часу гвинти отримували обертання безпосередньо від дизеля, а для маневрування та заднього ходу не потрібна була повна потужність. 1904 року за цією системою було обладнано нафтоналивне судно "Сармат". Воно було забезпечене двома дизелями по 180 л. та двома електрогенераторами. Кожен дизель з'єднувався з електрогенератором, а потім через муфту з гребним гвинтом, на якому був електромотор. При передньому ході дизель працював прямо на гвинт, а генератор та електродвигун оберталися, не даючи і не отримуючи струму, як маховики. При задньому ході двигун почав працювати на електрогенератор, який посилав струм на електромотор і давав гребному гвинту зворотне обертання.
Результати перших рейсів "Сармата" показали всі переваги дизельних установок на судах. Витрати нафти проти однотипних пароплавів (які працювали на нафті, а не на вугіллі) виявилися вп'ятеро меншими. У той же час маневрування та управління анітрохи не погіршилися. Про технічні випробування теплохода друкувалися звіти, і не тільки в Росії – "Сармат" став знаменитістю. Однак відсутність реверсу все ще заважало поширенню теплоходів. Тільки 1908 року багаторічні пошуки увінчалися створенням реверсного двигуна. Як уже зазначалося, в реверсному двигуні необхідно було мати, по-перше, механізм, що перемикає органи розподілу переднього і заднього ходу, що вводить в дію одні і одночасно вимикає інші, і, по-друге, пристрій для пуску в хід двигуна при будь-якому положенні колінчастого валу. З цих двох елементів реверсу перший, тобто механізм для перестановки розподілу, був створений досить легко: на розподільчому валу розмістили дві системи кулачків (див. опис пристрою дизеля) - одну для переднього, а іншу для заднього ходу. Пересуванням усієї системи в один бік двигун отримував розподіл для переднього ходу, пересуванням у зворотний - для заднього. Реверсування двигуна (перехід від "повного вперед" до "повного назад") займало 10-12 секунд. Пристрій для пуску в хід, навпаки, становило головне і більш важке завдання, але і вона була дуже успішно дозволена російськими інженерами на заводі Нобеля. Правда, ці дизельні машини були виготовлені не для теплохода, а для підводного човна "Мінога", спущеного в 1908 році, який, таким чином, став першим у світі дизельним підводним човном. Дизелі на "Мінозі" були трициліндрові. Завдання виходу з мертвого ходу було дозволено так: перехід від роботи системи повітрям на роботу нафтою відбувався не відразу, а поступово - спочатку всі циліндри працювали повітрям, потім один перемикався на нафту, після того як він давав робочий хід, на нафту переводився другий циліндр. і так далі. Різночасність і послідовність спалахів у циліндрі виводили колінчастий вал із будь-якого положення. Одночасно шляхом зменшення та збільшення подачі нафти було досягнуто регулювання кількості оборотів. Таким чином, було вирішено всі проблеми зі створення суднової дизельної машини. Другий реверсний двигун встановили на підводному човні "Акула", а потім Нобель став оснащувати ними свої нафтоналивні судна.
Після успішних випробувань у Росії дизель-мотори як суднові машини стали впроваджуватися по всьому світу. Спочатку дизелі ставили лише на невеликі судна, але в другому десятилітті XX століття настав перелом і в морському суднобудуванні. У 1911 і 1912 роках на верфях Німеччини та Англії розпочали будівництво кількох великих теплоходів. У 1912 році зі стапелів у Данії зійшов перший товарно-пасажирський теплохід "Зеландія", водотоннажністю 3200 т і вантажопідйомністю 7400 т. За його першим плаванням з Копенгагена до Лондона стежив увесь світ. Незабаром було підраховано, що експлуатація "Зеландії" дає 160 тисяч марок економії на рік, порівняно з пароплавами того ж класу. Це вирішило долю нового виду транспорту. Автор: Рижов К.В.
▪ трактор ▪ Пульт дистанційного управління
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Нестача Індія загрожує виробництву сенсорних екранів ▪ Названо найпотужніше виверження вулкана за останні 7 тисячоліть ▪ Білковий гідрогель для доставки ліків ▪ Контролери синхронного випрямляча IR1161L та IR11688S
▪ Розділ сайту Застосування мікросхем. Добірка статей ▪ стаття Не робіть із їжі культу! Крилатий вислів ▪ стаття Чому більшість японських абітурієнтів беруть на іспит шоколадки Kit Kat? Детальна відповідь ▪ стаття Елоха. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Пристрій для відбору отрути у бджіл. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Удосконалений простий блок живлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page