SS Arhimede

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
SS Arhimede
Arhimede, echipat cu domnul F.P. Elice cu șurub de brevet Smith - în afara The Nore, în călătoria ei de la Gravesend la Portsmouth - 14 mai 1839 RMG PY8879.jpg
Descriere generala
Civil Ensign of the United Kingdom.svg
Tip Goleta cu aburi
Proprietate Compania de elice pentru nave
Constructori Henry Wimshurst
Lansa 18 octombrie 1838
Completare 1839
Costul original 10.500 GBP
Primul zbor 2 mai 1839
Intrarea în serviciu 2 mai 1839
Scos din uz 1 martie 1864
Soarta finală naufragiu la gura Meusei
Caracteristici generale
Tonajul brut 237 gr
Lungime 38 m
Lungime 6,7 m
Proiect 2,4-2,7 m
Adâncimea de funcționare 4 m
Propulsie Schooner cu aburi, putere efectivă 60 CP la 140 rpm; helix unic la un principiu; vele auxiliare
Viteză 8,7 noduri (16,11 km / h )
Număr de punți 3

surse din corpul textului

intrări de nave și bărci cu vele pe Wikipedia

SS Arhimede a fost o navă cu aburi construită în Marea Britanie în 1839. Această navă este cunoscută ca fiind prima navă cu aburi [1] care a fost propulsată de o elice cu șurub . [2] [3] [4] [5]

Arhimede a avut o mare influență asupra dezvoltării navelor, încurajând adoptarea propulsiei cu elice de către Marina Regală , precum și influența acesteia asupra navelor comerciale. De asemenea, a avut o influență directă asupra proiectării unei alte nave inovatoare, SS Marea Britanie a lui Isambard Kingdom Brunel , la acea vreme cea mai mare navă din lume, prima navă cu aburi cu elice care a traversat Oceanul Atlantic .

fundal

Principiul apă se deplasează cu ajutorul unui șurub a fost cunoscut de la inventarea Șurubul lui Arhimede , numit după inventatorul său, Arhimede din Siracuza care a trăit în secolul al treilea î.Hr. Acesta a fost doar în secolul al XVIII - lea, cu inventarea motorul cu aburi , care era un mijloc practic de a furniza o putere eficientă unui sistem de propulsie cu elice, dar primele încercări de a construi o astfel de navă au eșuat. [6]

În 1807, a debutat primul vapor cu succes comercial din lume, vaporul North River al lui Robert Fulton . Deoarece această navă a fost propulsată mai degrabă de roți cu palete decât de elice, utilizarea roților cu palete a devenit astfel standardul de facto pentru propulsia cu abur. Experimentarea cu propulsie cu elice continuă în unele zone și între 1750 și 1830 numeroase brevete pentru elice marine au fost depuse de diverși inventatori, [7] deși puține dintre aceste invenții au trecut faza de testare, dovedindu-se nesatisfăcătoare pentru un motiv sau pentru altul. [8]

Ericsson și Smith

În 1835, doi inventatori din Marea Britanie, John Ericsson și Francis Pettit Smith , au început să lucreze separat la această problemă. Smith, un fermier care a fost fascinat de propulsia cu elice, a fost primul care a depus un brevet de propulsie cu elice pe 31 mai, în timp ce Ericsson, un inginer suedez care lucrează în Marea Britanie, și-a depus brevetul șase săptămâni mai târziu. [9]

Smith a construit rapid un model mic de barcă pentru a-și testa invenția; a demonstrat-o mai întâi pe un iaz de la ferma sa Hendon și mai târziu la Royal Adelaide Gallery of Practical Science din Londra , la care a participat secretarul de marină, Sir William Barrow. După ce și-a asigurat patronajul unui bancher londonez numit Wright, Smith a construit o barcă de 9 metri lungime, 6 tone grea, 6 cai putere numită Francis Smith , echipată cu o elice spiralată din lemn (obținută prin rotirea lamei unice de două ori de-a lungul axei) proiectată și construit de el și testat pe Canalul Paddington din noiembrie 1836 până în septembrie 1837. În februarie 1837, în timpul unei călătorii de testare, elica a fost avariată; reparată și modificată, a fost redusă la o singură virare pe axă: noile teste au arătat că barca și-a dublat viteza, luând-o de la 4 la 8 mile pe oră. [9] Pe baza acestui incident fortuit, Smith a depus ulterior un brevet revizuit în conformitate cu această descoperire accidentală.

Între timp, Ericsson își conducea experimentele. În 1837 a construit un vapor de 45 de metri, cu elice, numit Francis B. Ogden, în onoarea patronului său, consulul american la Liverpool . În vara anului 1837, Ericsson și-a prezentat și testat barca pe râul Tamisa în fața membrilor seniori ai amiralității britanice, inclusiv a topografului marinei , Sir William Symonds . Deși barca a atins o viteză de 10 mile pe oră, comparabilă cu cea a vaporilor existenți, Symonds și anturajul său nu au fost impresionați. Amiralitatea a susținut că propulsia cu șurub ar fi ineficientă în serviciul oceanic, în timp ce Symonds însuși credea că navele de propulsie nu ar putea fi conduse eficient. [10] În urma acestei respingeri, Ericsson a construit o a doua barcă cu pânze, Robert F. Stockton , și a făcut-o naviga în 1839 în Statele Unite, unde în curând avea să câștige faima ca proiectant al primei nave de război cu motor naval din SUA. USS Princeton . [11]

Aparent conștient de opinia marinei conform căreia elicele cu șurub s-ar dovedi inadecvate pentru serviciul de navigație maritimă, Smith și-a propus să demonstreze această presupunere greșită. În septembrie 1837 și-a scos micul său vapor cu aburi pe mare (acum echipat cu o elice de fier cu un singur plumb), navigând de la Blackwall, Londra la Hythe, Kent , cu escale la Ramsgate , Dover și Folkestone . La întoarcerea la Londra pe 25, barca lui Smith a fost observată înaintând în mări furtunoase de ofițerii Marinei Regale . Interesul amiralului pentru tehnologie a fost reînviat și Smith a fost încurajat să construiască o navă de dimensiuni complete pentru a demonstra mai convingător eficacitatea tehnologiei. [12] Pentru a strânge capitalul necesar, Smith a reunit un număr de investitori, inclusiv bancherul Wright și firma de inginerie a lui J. și G. Rennie , care împreună au format o nouă companie numită Ship Propeller Company. Nava creată de companie a fost numită inițial Propeller, dar numele final a fost Arhimede , în numele inventatorului grec din secolul al III-lea .

Design si constructii

Arhimede a fost construit în 1838 de Henry Wimshurst la Londra. Potrivit FP Smith însuși, nava a fost construită din stejar englezesc [13], dar o intrare ulterioară în registrul lui Lloyd indică faptul că unele părți ale chilei erau cel puțin din molid baltic. Nava avea 38 metri (125 ft) lungime, [14] 6,9 metri (22,5 ft) lățime și cântărea 237 tone. Construită după o schemă în formă de goletă, cu linii clasice de corp și o pâlnie subțire de colectare și catarguri, ea a fost privită de contemporani ca o frumoasă navă. [14]

Mecanism

Smith a avut inițial unele dificultăți în procurarea motoarelor adecvate pentru navă, deoarece propulsia cu șurub a prezentat unele provocări tehnice necunoscute. În cele din urmă, marea firmă de inginerie a lui J. și G. Rennie au fost de acord să proiecteze și să furnizeze motoarele, Rennie însuși a fost convins să ia un interes financiar pentru navă și tehnologia acesteia. [15]

Motoarele duble furnizate de Rennies aveau doi cilindri de 37 inci cu o cursă de trei picioare, cu o putere combinată de aproximativ 80 de cai putere și o putere reală de aproximativ 60 de cai putere. Motoarele au funcționat cu 26 de rotații pe minut, ceea ce, prin angrenaje, a condus arborele elicei cu aproximativ 140 de rotații pe minut. [16] Cazanele funcționau la o presiune de 6 psi . Motoarele au fost instalate la începutul anului 1839, ulterior nava a fost lansată în octombrie 1838.

Elice cu șurub ale SS Arhimede

Echipamentul a furnizat câteva probleme tehnice suplimentare. Smith a condus motoarele pe elice prin roți dințate și pinioane, dintre care cea mai mare era dințată și făcută din carpen (un lemn alb folosit în mod tradițional pentru angrenaje la morile de vânt ). [17] Sistemul de angrenaje s-a dovedit foarte zgomotos, iar pupa navei a fost supusă unor vibrații considerabile în timpul funcționării. Smith a planificat să reducă zgomotul cu ajutorul angrenajelor spirale [18], dar nu este clar dacă această modificare a fost făcută vreodată.

Elicea în sine era din tablă de fier, 5 picioare 9 inci în diametru și aproximativ 5 picioare în lungime, și consta dintr-un șurub de 360 ​​°, un singur filet și o singură rotație în conformitate cu brevetul revizuit de Smith de la 1836. După intrarea în funcțiune a navei, elicea a suferit o serie de modificări, dintre care cea mai importantă a fost modificarea formei prin trecerea la filetul dublu / jumătate de rotație și împărțirea șurubului original de 360 ​​° în două pale separate. Elica avea caracteristica neobișnuită de a fi complet retractabilă pentru a reduce rezistența atunci când nava se afla în navă, această manevră durând aproximativ 15 minute. [15]

Istoricul serviciului

SS Arhimede naviga pe mări agitate

Arhimede și-a început călătoria inițială la 2 mai 1839 de la Londra la Sheerness , lângă gura Tamisei. [19] În data de 15, ea și-a început prima călătorie pe mare, de la Gravesend la Portsmouth , care a fost finalizată cu o viteză neașteptat de mare de 10 noduri. În Portsmouth, Arhimede a fost testat cu succes împotriva uneia dintre cele mai rapide nave din serviciul Amiralității, HMRC Vulcan , în prezența unor ofițeri navali superiori, care au fost impresionați de performanța lui Arhimede . [12]

Defecțiuni și reproiectare a elicei

După acest prim succes, Arhimede a pornit într-o călătorie de întoarcere la Londra, dar în timp ce se afla în curs de desfășurare, cazanul navei, care nu avea un manometru sau supapă de siguranță, a explodat, ucigând al doilea inginer și a ars pe mulți alții. Nava a fost apoi pusă înapoi timp de cinci luni pentru reparații la șantierul naval Wimshurst. [20]

Reluând serviciul, Smith a primit o invitație, pe care a acceptat-o, de la guvernul olandez pentru a duce nava în Olanda pentru o demonstrație. Totuși, pe drumul către Texel , Arhimede a rupt arborele cotit și a fost nevoit să se întoarcă în Anglia pentru reparații ulterioare, care cu acea ocazie au fost efectuate de firma Miller, Ravenhill & Co. Elicea cu un singur rând, cu un singur filet a fost înlocuită de o elice cu două rânduri și jumătate cu două pale separate. Noua elice avea avantajul de a reduce semnificativ vibrația navei la pupa. [20]

Încercări de la Dover

În urma acestor reparații, amiralitatea britanică a aranjat cu Smith să întreprindă o nouă serie de teste la Dover . Căpitanul Edward Chappell, RN, a fost numit de amiralitate să supravegheze procesele și să pregătească un raport. Din aprilie până în mai 1840, Arhimede a fost testat împotriva celor mai rapide nave din marină care transportau corespondență pe ruta Dover- Calais , a vaporilor Ariel , Beaver , Swallow și Widgeon . [21]

Cele mai semnificative dintre aceste teste au fost împotriva lui Widgeon , care a fost nu numai cea mai rapidă, ci și cea mai apropiată navă ca mărime și putere față de Arhimede . Widgeon s-a dovedit ușor mai rapid decât Archimedes în larg, dar Chappell a concluzionat că, din cauză că acesta din urmă avea un raport mai mic de cai putere / greutate, propulsia cu elice cu șurub s-a dovedit a fi „egală, dacă nu superioară, cu cea a roții normale. ". [21] Acest rezultat a fost mai decisiv decât s-ar putea părea, deoarece, dintr-o perspectivă navală, propulsia cu șurub a trebuit să se dovedească aproximativ egală ca eficiență cu propulsia pe roți libere, deoarece roțile cu palete aveau defecte bine cunoscute în utilizarea militară. Acestea includeau expunerea roții cu vâsle și a motoarelor sale la focul inamic, precum și reducerea spațiului disponibil pentru plasarea tunurilor care loveau puterea de foc a unei nave de război. Raportul lui Chappell va conduce ulterior la adoptarea de către Marina a propulsiei cu șurub (vezi Legacy) "

Circumnavigația Marii Britanii și a altor călătorii

Odată cu încheierea proceselor de la Dover, Arhimede a fost pus la dispoziția căpitanului Chappell pentru o circumnavigație a Marii Britanii, care a avut loc în iulie 1840. Această călătorie a oferit posibilitatea nu numai de a efectua teste suplimentare, ci și de a permite inspecția a tehnologiei de către armatori, ingineri și oameni de știință în porturile din întreaga țară. Arhimede a parcurs călătoria de 200 km cu o viteză medie de peste 7 mph și o viteză maximă ideală de 10,9 mph. [22]

Odată cu finalizarea acestei călătorii, Arhimede a făcut o plimbare de la Plymouth la Oporto , Portugalia într-un timp record de 68 de ore și jumătate. Ulterior, nava a efectuat călătorii suplimentare către Antwerp , Amsterdam prin Canalul Mării Nordului și alte porturi de pe continent, unde a trezit mult interes pentru noua metodă de propulsie. [22]

Împrumut către Brunel

SS Marea Britanie la debarcaderul Bristol. Nava a fost echipată cu o elice cu șurub pe baza testelor efectuate cu SS Arhimede.

La întoarcerea lui Arhimede în Anglia, Smith a fost de acord să împrumute nava pentru câteva luni companiei Great Western Steamship Company , care construia cel mai mare vapor cu aburi din lume, SS Marea Britanie . Inginerul șef al Great Western, Isambard Kingdom Brunel, a profitat de împrumut pentru a testa Archimedes cu o varietate de elice diferite, în efortul de a găsi cel mai eficient design, a fost ales în cele din urmă un nou model cu patru pale prezentat de Smith.

Experimentele lui Brunel l-au determinat să recomande angajatorilor săi să adopte propulsie cu șurub pentru Marea Britanie . Avantajele propulsiei cu șurub enumerate de Brunel pot fi rezumate după cum urmează:

  • Mașinile cu elice erau mai ușoare, îmbunătățind astfel consumul de combustibil;
  • Mecanismele de propulsie cu elice ar putea fi menținute mai jos în corpul navei, coborând centrul de greutate al navei și făcându-l mai stabil în larg;
  • Ocupând mai puțin spațiu, motoarele elicei ar permite transportul mai multor sarcini;
  • Eliminarea roților cu palete voluminoase ar reduce rezistența prin apă și, de asemenea, ar permite navei să manevreze mai ușor pe căile navigabile închise;
  • Adâncimea unei roți cu palete se schimbă continuu, în funcție de sarcina navei și de mișcarea valurilor, în timp ce o elice rămâne complet scufundată și în plină eficiență în orice moment;
  • Mașinile de propulsie cu elice erau mai ieftine. [23]

Cu aceste argumente, Brunel în decembrie 1840 a reușit să convingă Great Western Steamship Company să adopte propulsie cu elice pentru SS Marea Britanie , devenind astfel primul vapor transatlantic cu propulsie din lume. Din păcate, în loc să folosească sistemul dovedit al lui Smith, Brunel a decis să instaleze o elice cu șase "lame" proiectată de el însuși. Proiectul Brunel s-a dovedit a fi un eșec costisitor pentru companie. [23]

Cariera ulterioară

Smith și colegii săi investitori sperau inițial să vândă Archimedes către Marina Regală, dar când acest lucru nu s-a întâmplat, Ship Propeller Company a vândut nava către servicii comerciale. Compania, despre care se estimează că a pierdut în jur de 50.000 de lire sterline în urma afacerilor lui Archimedes , [24] a fost ulterior lichidată.

Cariera ulterioară a lui Arhimede este incompletă. Nava a încetat la Beachy Head în 1840. În 1845, a dispărut din Lloyd's Register , dar a reapărut în 1847 în urma unei revizuiri. Motoarele și mașinile sale au fost scoase la o dată nespecificată în Sunderland , după care a continuat să servească drept navă cu vele. În 1852, pânzele și șireturile au fost reînnoite, dar ea a dispărut din nou din registru câțiva ani mai târziu. [18]

Arhimede s-ar fi prăbușit pe o bară de nisip și s-a scufundat în gura râului Meuse din Olanda în timp ce încerca să se întoarcă în port în timpul unei furtuni din 1 martie 1864. Tot echipajul său a fost salvat de salvamari locali. [25]

Moştenire

Deși adoptarea elicei cu șurub a fost o inevitabilitate istorică, având în vedere munca lui John Ericsson și a altor persoane, Arhimede a accelerat foarte mult acceptarea noii tehnologii. Procesele de la Dover, desfășurate în aprilie-mai 1840, au convins Marina Regală să construiască un vapor cu aburi de 900 de tone, HMS Rattler , care a fost testat între 1843 și 1845 împotriva HMS Alecto , o navă-soră echipată cu lopeți. Ca urmare a acestor teste, marina a adoptat elica cu șurub ca metodă preferată de propulsie. Până în 1855, 174 de nave ale Royal Navy erau echipate cu propulsie cu șurub, incluzând 52 de căptușeli, 23 de fregate , 17 corvete , 55 de bărci de salvare și diverse alte nave. [26]

Chiar și unii comercianți erau gata să adopte propulsia cu șurub. În 1840 Wimshurst a construit o a doua navă cu elice, cântărind 300 de tone numită Novalty , prima navă de marfă propulsată și prima care a făcut o călătorie comercială. În 1841, un mic vapor cu pasageri echipat cu elice brevetată de Smith, Princess Royal , a fost construit în nordul Angliei, iar în 1842 au fost construite sau lansate alte câteva nave cu șurub în Marea Britanie, inclusiv Bedlington , construit în South Shields . Bee , lansată la Chatham , [27] și cea mai mare navă construită până la acea dată în Irlanda , Marea Nordică , a fost lansată în Derry . Din acest moment, navele comerciale propulsate au crescut rapid ca număr. Când Cunard Line a construit vaporul Persia pentru serviciul transatlantic în 1856, roata cu palete devenea deja anacronică. [28] [29]

Deși Arhimede al lui Smith a jucat un rol important în introducerea propulsiei cu șurub, Smith însuși a pierdut doar bani în întreprindere și a fost forțat să se întoarcă la agricultură. Ulterior va fi recunoscut pentru contribuția sa. În 1855, se număra printre cinci inventatori premiați cu 4.000 de lire sterline fiecare de către Camera Comunelor pentru invenția elicei marine. În 1858, un grup de patroni au organizat o cină de mărturie în care li s-au prezentat o tavă de argint, un ulcior și un abonament, cu o valoare totală de 2.678 de lire sterline. [30] În 1860, Smith a fost numit curator al Muzeului Biroului de Brevete din South Kensington, iar în 1871 a primit cavalerism. [31]

Notă

  1. ^ Accentul este pus pe navă. Înainte de Arhimede au existat o serie de nave cu elice de succes, inclusiv Smith lui Francis Smith și Francis B. Ogden și Ericsson Robert F. Stockton. Cu toate acestea, aceste nave erau nave, proiectate pentru serviciul de căi navigabile interioare, spre deosebire de nave, construite pentru serviciul de navigație maritimă.
  2. ^ "Tipul de elice cu șurub care acționează acum cele mai multe bărci și nave a fost brevetat în 1836, mai întâi de inginerul britanic Francis Pettit Smith, apoi de inginerul suedez John Ericsson. Smith a folosit proiectarea primului motor cu abur cu șurub pentru navă, Archimedes , lansat în 1839. " - Marshall Cavendish , p. 1335 .
  3. ^ Macauley și Ardley , p. 378 .
  4. ^ Revista The Mechanics 'și jurnalul de inginerie, mașini agricole, fabrici și construcții navale , p. 220 .
  5. ^ Macfarlane , p. 109 .
  6. ^ Fincham , pp. 339-341 .
  7. ^ Smith , pp. 66-67 .
  8. ^ Fincham , pp. 339-344 .
  9. ^ a b Bourne , p. 84 .
  10. ^ În cazul lui Francis B. Ogden, Symonds avea dreptate, întrucât Ericsson făcuse greșeala de a pune cârma în fața elicelor, făcându-l ineficient. Symonds credea că Ericsson încerca să mascheze problema trăgând o barjă în timpul repetițiilor.
  11. ^ Bourne , pp. 87-89 .
  12. ^ a b Bourne , p. 85 .
  13. ^ Herapath , p. 456 .
  14. ^ a b Schaeffer și Egbert , p. 191 .
  15. ^ a b Fincham , p. 346 .
  16. ^ Smith , p. 70 .
  17. ^ Preble , p. 146 .
  18. ^ a b Smith , p. 71 .
  19. ^ Burgh , p. 11 .
  20. ^ A b Fox , p. 146 .
  21. ^ a b Fincham , pp. 346-348 .
  22. ^ a b Bourne , p. 86 .
  23. ^ A b Fox , p. 149.
  24. ^ Smith , pp. 71-72 .
  25. ^ (EN) SS Archimedes , pe wrecksite.eu. Adus la 16 iulie 2018 .
  26. ^ Timbs , pp. 270 .
  27. ^ Fincham , p. 349 .
  28. ^ Kludas , p. 48 .
  29. ^ Vulpe , p. 162 .
  30. ^ Timbs , pp. 269-270 .
  31. ^ (EN) Placă albastră pentru pionierul elicopterului în English Heritage . Adus la 16 iulie 2018 (Arhivat din original la 11 aprilie 2008) .

Bibliografie

Cărți

Presă

  • (RO) George C. Schaeffer și Egbert Hedge, nava cu abur cu elice cu șurub Archimedes , în American Railroad Journal și Mechanics 'Magazine, vol. V (serie nouă) - vol. XI, New York , Schaeffer și Hedge, 1840, pp. 190-192. Adus la 17 iulie 2018 .
  • ( EN ) Ateliere Leviatan. Nu .. III - Rennies. , în revista The Mechanics 'și jurnalul de inginerie, mașini agricole, fabrici și construcții navale , vol. VI, iulie-decembrie, Londra , Robertson Brooman and Co., 1891, p. 220. Adus la 17 iulie 2018 .

Alte proiecte