Книга «Пароход» выходит вторым изданием, после значительной переработки и дополнения. Автор ее — Николай Павлович Болгаров — инженер-кораблестроитель, много лет проработавший на судостроительных заводах.
В книге рассказывается о том, как устроены современные морские суда. Вы узнаете о приборах и машинах, которые устанавливаются на борту парохода; о том, как строятся суда, и о том, какие пароходы бывают.
Специальный раздел книги отвечает на вопрос: почему плавает пароход.
В конце книги помещены схематический разрез современного турбоэлектрохода и таблица, из которой можно узнать о самых больших морских судах.
Часть первая
ОТ ЧЕЛНА ДО ЭЛЕКТРОХОДА
История начинается с челна
Посмотрите внимательно на рисунок. Вот он, современный пароход! Ну и громадина! Если такой пароход поставить вертикально, то он, пожалуй, окажется выше нового здания Московского университета. Одна труба чего стоит: сквозь нее свободно пройдет вон то суденышко, что изображено рядом, — конечно, если убрать с него мачты и паруса. Это суденышко — знаменитый коч — одно из тех, на которых наши отважные предки-мореходы выходили в далекие плавания вдоль северных берегов Азии. Теперь видите разницу между современными пароходами и теми судами, которые бороздили моря триста-четыреста лет назад? А еще раньше и таких не было. А что же было? Давайте совершим экскурсию в Центральный Военно-Морской музей, который находится в Ленинграде.
В огромном помещении этого музея собрано множество моделей различных кораблей. Каких только здесь нет: деревянные и стальные, многовесельные галеры и изящные парусные клиперы, маленькие торпедные катера и могучие линкоры, подводные лодки и многие другие. Что ни модель, то страничка истории кораблестроения. А у входа в зал стоит самая интересная, необыкновенная модель. В том-то и дело, что это не модель, а настоящий долбленый челн — «прадедушка» всех современных морских гигантов. На медной пластинке, прибитой к подставке, написано: «Челн-однодеревка, поднятый со дна реки Южный Буг советской экспедицией в 1937 году. Возраст челна — три тысячи лет».
Значит, уже по крайней мере три тысячи лет назад человек передвигался по рекам нашей страны на таком судне, как выдолбленный из ствола дерева челн.
Через океан под парусами
В средние века мореплавание сильно шагнуло вперед. Начались поиски морских путей в «сказочную» Индию и другие богатейшие страны Востока. В конце XV столетия была открыта Америка. Богатые заокеанские земли привлекали жадные взоры европейцев-колонизаторов. Все больше расширялась торговля между Европой и другими частями света. Теперь судам надо было пересекать океаны и как можно быстрее покрывать расстояния в тысячи миль. Ясно, что для дальних плаваний гребные суда не годились. Такого пути ни один каторжник не выдержит!
Еще за несколько веков до нашей эры в Греции и Риме пытались строить парусные суда, совсем не имевшие весел. Но они могли ходить только при попутном ветре. Если же дул встречный ветер, — парус убирали, суда ложились в дрейф, их несло куда попало.
Постепенно корабельные мастера стали вносить кое-какие усовершенствования, стараясь сделать суда более надежными и мореходными. Борта делали повыше, чтобы при внезапных порывах ветра суда не опрокидывались, не черпали воду и их не захлестывало бы волной.
Для этой же цели корпуса делали пошире, полнее. А чтобы судно меньше сносило при встречном ветре, оно получало более глубокую осадку.
Затем взялись и за паруса; увеличилось их количество на одном судне: вместо одного ставили три и даже четыре паруса, вместо одной мачты появилось несколько.
Как появился пароход
3 ноября 1815 года многотысячная толпа жителей Петербурга собралась на набережной Невы. Люди с интересом наблюдали, как двигалось по реке какое-то странное судно. Внешне оно напоминало деревянную баржу, на которой обычно перевозили дрова. Но одно сооружение на судне сбивало всех с толку.
Никто из собравшихся не мог объяснить, зачем на палубе установлена высокая кирпичная труба, из которой густо валил дым. Если это труба судовой кухни — камбуза, — то почему она такая огромная?
На судне была еще одна особенность: с каждого борта выше палубы поднимались неуклюжие, как у водяной мельницы, колеса. Колеса вращались, и судно двигалось. Да еще как двигалось: довольно быстро и по течению и против течения реки, хотя и не имело парусов.
Люди были поражены: «Что за диво дивное? Судно движется без парусов и в любом направлении. Вот даже в морской залив направилось. А почему так движется, — неизвестно»…
Собравшиеся были свидетелями исторического события — выхода в плавание первого в России парохода «Елизавета».
Энергия парохода
Давайте посмотрим, каким образом в котле получается пар.
Котел — это большой стальной барабан, стоящий на прочном фундаменте. Конечно, он не похож на те котлы, в которых варят пищу, уже потому, что огонь разводят не снаружи, а внутри его — в топках. Если сравнивать его, то лучше с самоваром. Только, кроме жаровой трубы, у судового котла внутри множество трубок. Их называют дымогарными. Через них проходят из топки и огневой коробки горячие газы. Потом эти газы уходят в дымовую трубу парохода. Вода наполняет корпус котла поверх трубок. Но сверху еще остается пространство, где собирается пар. А пар получается от испарения воды, нагреваемой горячими трубками и стенками топок.
Такой котел называют огнетрубным.
Двигатель и движитель
Перейдем теперь в машинное отделение парохода. Цилиндры машины покоятся на массивных колоннах, скрепленных с фундаментной рамой. Сквозь днище цилиндров проходят длинные штоки. На верхнюю часть каждого штока насаживается поршень. А нижняя часть штока заканчивается поперечиной с ползуном. Ползун скользит вверх и вниз по шлифованным поверхностям параллелей, укрепленных на колонне машины. Параллели для движения поршня — это все равно что рельсы для трамвайного вагона. Они предохраняют шток от искривления.
Поперечина соединена со следующей тягой, которую называют шатуном.
Шатун устроен так, что его верхняя часть ходит вверх и вниз вместе с ползуном и штоком, а нижняя часть вращает, словно нога велосипедную педаль, одно из колен коленчатого вала машины.
Таким образом, прямолинейно-возвратное движение поршня в цилиндре преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. И что интересно, вращение коленчатого вала при помощи особого передаточного механизма— эксцентрика — производит попеременный впуск пара то в верхнюю, то в нижнюю полость каждого цилиндра через специальную золотниковую коробку, расположенную рядом с цилиндром. Здесь мы имеем обратное явление: вращательное движение вала преобразуется эксцентриками в прямолинейно-возвратное движение задвижек коробки, называемых золотниками.
Золотники открывают окна то в верхней, то в нижней полости цилиндра, впуская туда пар. Пар от котла подводится по трубе через золотниковые коробки в цилиндр высокого давления, затем, последовательно, в цилиндры среднего и низкого давления, а из цилиндра низкого давления он уже отводится в конденсатор. Коленчатый вал машины соединен с целой линией валов. Эта линия тянется по специальному тоннелю иногда через несколько отделений парохода и заканчивается гребным валом, выходящим из кормовой части судна наружу. На этот вал насаживается гребной винт. Так движение поршней цилиндров заставляет вращаться коленчатый вал машин, судовой валопровод и гребной винт.