Ziemowit Sokołowski: O różnych sposobach wykorzystania pary wodnej do napędu statków i okrętów cz.2

Dodano: 16 sty 2023, 7:26

Angielski wynalazca, mechanik William Symington, zastosował w marcu 1802 roku maszynę parową o mocy 10 KM (7,4 kW) do napędu holownika, używając pędnika w postaci koła łopatkowego, umieszczonego na rufie, spełniającego również rolę koła zamachowego. Holownik o nazwie “Charlotta Dundas” miał maszynę umieszczoną na pokładzie, dwa stery i bez trudu holował 2 barki 70-tonowe pod wiatr z prędkością 3,25 węzła (6 km/h). Holowanie przeprowadzono na kanale Forth and Clyde. Niestety, okazało się, że holownik o wymiarach L – 16,0, B – 6,0 i T – 2,0 m wytwarza fale niszczące brzegi kanału. Właściciele kanału zakazali używania holownika. Wynalazca pozostał bez środków do życia i umarł w nędzy.

Pomimo tego, w niezbyt odległej przyszłości holowniki parowe holujące barki na głównych rzekach Europy i Ameryki zrobiły ogromną karierę.
Amerykanin Robert Fulton, żyjący w latach 1765-1815, z zawodu był malarzem miniaturzystą. Jego prawdziwym powołaniem okazała się jednak technika. W latach 1798-1801 skonstruował jako pierwszy na świecie 3 łodzie podwodne. W dniu 8 sierpnia 1805r. zaprezentował cesarzowi Napoleonowi, otoczonemu świtą admirałów francuskich, mały, parowy bocznokołowiec. Admirałom ten wynalazek zdecydowanie nie przypadł do gustu. Trudno się zresztą temu dziwić. Należy pamiętać, że w tym czasie na morzach „królowały” piękne żaglowce o wysmukłych kadłubach, strzelistych masztach, misternym otaklowaniu i białych żaglach. Na ich tle mały, zakopcony parowiec, mógł się raczej kojarzyć ze złośliwym trollem z sag skandynawskich. Odzwierciedleniem tych wrażeń były słowa samego Napoleona: „pudła plujące dymem, nigdy nie będą miały wartości praktycznej”. Okazało się, że prości, nieokrzesani przewoźnicy znad rzeki Fuldy, wykazali więcej wyobraźni niż sam Cesarz Francuzów i jego admiralicja. Nie oznacza to jednak, że należy pochwalać ich metody zwalczania konkurencji.

Na przykładzie Roberta Fultona można wysnuć optymistyczny wniosek, że wytrwałość jednak popłaca. Po powrocie do kraju, przy finansowej pomocy amerykańskiego senatora, poznanego w Paryżu, zbudował udany bocznokołowy statek parowo-żaglowy, znany do dzisiaj pod nazwą “Clermont”. Jego pełna nazwa brzmiała: „North River Steamboat of Clermont”. Całkowita długość kadłuba wynosiła 45,5m, szerokość 4,25 m, zanurzenie 0,6m. Szerokość liczona wraz z kołami napędowymi i tamborami-5,5 m, średnica kół napędowych – 4,57m. Statek miał 2 maszty i ożaglowanie typu szkunerbryg. Powierzchnia 3 żagli wynosiła 180 metrów kwadratowych, natomiast moc maszyny parowej 20 KM (14,7 kW). W dniu 17 sierpnia 1807 r., na rzece Hudson, „Clermont” uzyskał pod parą prędkość 4,7 węzła (8,7 km/h). Przy równoczesnym użyciu silnika i żagli rozwijał prędkość 10,2 węzła (18.9 km/h). Statek liczył 18 osób załogi i przewoził 50 pasażerów.
Z pamiętnym rejsem wiąże się również pewien wątek, który można określić jako… romantyczny. Otóż następnego dnia podróży, kiedy to statek zbliżał się do Clermont – posiadłości Roberta Livingstone’a, wspólnika i sponsora wynalazcy, nastąpił podniosły i uroczysty moment. Livingstone wszedł na podwyższenie w pobliżu masztu i poprosił zebranych o chwilę ciszy – po czym ogłosił zaręczyny wynalazcy ze swoją młodą, urodziwą kuzynką, o imieniu Harriet.
Jednym z późniejszych dokonań Roberta Fultona było również zbudowanie w 1814 r. pierwszego rzecznego okrętu wojennego o napędzie parowym. Okręt nosił imię “Demologos” i został zbudowany jako katamaran.

Parowy napęd statków rozpowszechniał się najprędzej na rzekach, a następnie w rejsach po zatokach i cieśninach morskich. Zasięg statków parowych był początkowo niewielki z powodu znacznego zużycia węgla i wody kotłowej, przez niedoskonałe jeszcze silniki parowe. Para wodna, po wykonaniu pracy w cylindrach, wydalana była do atmosfery. W żegludze rzecznej wodę do kotłów można było zazwyczaj uzupełniać zza burty. Woda morska, ze względu na zawartość soli, niszcząco działała na konstrukcję kotłów. Dopiero wynalezienie skraplacza pary w 1834 r. przez Samuela Halla pozwoliło na zamknięty obieg wody i pary, miało to decydujące znaczenie – zwłaszcza w rejsach dalekomorskich. Pozostawał jeszcze problem węgla bunkrowego. Sceptycy złośliwie twierdzili, że żegluga parowa na Atlantyku ma przyszłość, ale pod warunkiem, że… każdemu parowcowi w czasie rejsu będzie towarzyszył żaglowiec z odpowiednim ładunkiem węgla bunkrowego.
Pewnego rodzaju symbolicznym połączeniem napędu żaglowego i parowego na jednym statku był „Comet”, zaprojektowany przez brytyjskiego konstruktora Henry’ego Bella, utrzymujący od 1812 r. regularną żeglugę pomiędzy portami Glasgow i Greenock. Ów statek napędzały 4 boczne koła łopatkowe o średnicy 1,15 m, poruszane 4 silnikami parowymi o łącznej mocy 32 KM (23,5 kW). Długi na 4,7 m, piszczałkowaty w kształcie komin, wykorzystany był jako maszt, na którym umocowany był żagiel rejowy. Razem z trójkątnym żaglem, rozpiętym pomiędzy bukszprytem a kominem, łączna powierzchnia ożaglowania wyniosła 156 m². Statek miał Lc 13,65 m, B-4,57 m, T-1,1 m. Załoga liczyła 10 osób, przewoził 25 pasażerów z prędkością 6,7 węzła, tj. 12,4 km/h (pod parą).
Niekiedy mówiono o konserwatyzmie armatorów, z oporami przyjmujących nowy rodzaj napędu. Nie do końca można się z tym zgodzić. Otóż zainstalowanie maszyny parowej wraz z kotłem i pomieszczeniami na węgiel bunkrowy na statku morskim było kosztowne. Nadto trzeba było dodatkowo zatrudnić załogę maszynową. Jakby tego było mało, to maszynownia, kotłownia i bunkry węglowe zajmowały sporo przestrzeni, która na zwykłym żaglowcu służyła do przewozu ładunków – zatem była źródłem zarobku. A wiatr był za darmo. Jednak w miarę wzrostu sprawności maszyn parowych oraz zwiększenia się nośności statków, w XIX wieku rachunek kosztów zaczął wyglądać inaczej. Rozwój żeglugi parowo-żaglowej następował bardzo szybko. Przy końcu lat 30-tych XIX wieku w Wielkiej Brytanii było zarejestrowanych około 1000 statków parowych, a w Stanach Zjednoczonych prawie 700. Na pierwszy rejs przez Atlantyk przy użyciu maszyny parowej na całej trasie trzeba było czekać aż do roku 1838. Sztuki tej dokonał mały przybrzeżny parowiec „Sirius”, zatrudniony normalnie na linii Cork-Londyn. Historyczny rejs z Corku w Irlandii do Nowego Jorku pod dowództwem kapitana Robertsa trwał 18 dób i 10 godzin, przy przeciętnej prędkości 6,7 węzła (12,4 km/h).

Podróż nie odbyła się jednak bez trudności. Krótko po wyjściu w morze, głęboko załadowany węglem bunkrowym statek spotkał się ze sztormem. Załoga zażądała powrotu do Anglii. Riposta kapitana, umiejętnie zaakcentowana trzymanym w dłoni pistoletem, była na tyle przekonywująca, że załoga bez dalszego szemrania powróciła do pełnienia obowiązków, a statek pozostał na kursie zachodnim. W pobliżu celu podróży zaczęło braknąć jednak węgla, którego podczas sztormowania zużyto więcej niż planowano. Kapitan rozkazał wówczas rąbać i palić pod kotłami maszty, nadbudówki i wszystko inne, co tylko dało się spalić. Jak „wieść gminna niesie”, w całym tym zamieszaniu w palenisku „wylądowały” również odświętne buty mechanika. Cel został jednak osiągnięty i w dniu 23 kwietnia 1838 roku owacyjnie witany statek osiągnął port w Nowym Yorku. „Sirius” był pierwszym zdobywcą Błękitnej Wstęgi Atlantyku – honorowej odznaki dla statków, które najszybciej przebyły Atlantyk. W 6 godzin później zawinął do Nowego Jorku trzykrotnie większy „Great Western”, uzyskując prędkość podróżną 8,5 węzła (15,7 km/h) i odebrał „Siriusowi” to trofeum.
„Sirius” napędzany był silnikiem parowym o mocy (zależnie od źródeł) 320-480 KM (235,4 -353 kW). Pędnikami były 2 burtowe koła napędowe – 12 łopatkowe o średnicy 7,9 m. Wyporność statku wynosiła 1120 t, Lc – 63,4 m, B (z kołami) – 14,4 m, B kadłuba – 7,85 m, T – 4,55 m. Ponadto statek posiadał 2 maszty z ożaglowaniem typu szkunerbryg – 8 żagli o powierzchni 700 m². Biorąc pod uwagę niewielką wyporność statku, ograniczającą możliwości bunkrowania paliwa i dobowe zużycie węgla (ok. 60 ton), to przy podróży trwającej ponad 18 dób „Sirius” musiał w znacznym stopniu pomagać sobie żaglami.
Podwójny napęd parowo – żaglowy w żegludze oceanicznej utrzymywał się jeszcze przez ponad pół wieku. Ostatnim pasażerskim transatlantykiem, posiadającym jeszcze pomocnicze ożaglowanie, był „City of New York”. Statek ten, zbudowany w 1888 r., był dużą jednostką przewożącą 2 tys. pasażerów z prędkością 20 węzłów (37 km/h).

Cdn.
Tekst: Ziemowit Sokołowski