Морской паровой двигатель


Морской паровой двигатель — это паровой двигатель , который используется для приведения в движение корабля или лодки . В этой статье рассматриваются в основном морские паровые машины поршневого типа, которые использовались с момента появления парохода в начале 19 века до последних лет их крупносерийного производства во время Второй мировой войны . Поршневые паровые двигатели постепенно заменялись в морских применениях в течение 20-го века паровыми турбинами и судовыми дизельными двигателями .

Первый коммерчески успешный паровой двигатель был разработан Томасом Ньюкоменом в 1712 году. Усовершенствования парового двигателя, внесенные Джеймсом Уаттом во второй половине 18 века, значительно повысили эффективность парового двигателя и позволили сделать его более компактным. Успешная адаптация парового двигателя к морским применениям в Англии должна была отложиться почти на столетие после Ньюкомена, когда шотландский инженер Уильям Симингтон построил «первый в мире практичный пароход » Шарлотту Дандас в 1802 году. [1] Соперничающие изобретатели Джеймс Рамси и Джон Фитчбыли первыми, кто построил пароходы в Соединенных Штатах. Рамси выставил свой проект парохода в 1787 году на реке Потомак; однако Fitch выиграло соперничество в 1790 году после того, как его успешное испытание привело к открытию пассажирских перевозок по реке Делавэр. [2] В 1807 году американец Роберт Фултон построил первый в мире коммерчески успешный пароход, известный просто как North River Steamboat , с двигателем Ватта.

После успеха Фултона технология пароходства быстро развивалась по обе стороны Атлантики . Пароходы изначально имели малый ход и не отличались особой мореходностью из-за веса, малой мощности и склонности к поломкам, но успешно использовались на реках и каналах, а также для коротких переходов вдоль побережья. Первый успешный трансатлантический переход на пароходе произошел в 1819 году, когда Саванна отплыла из Саванны, штат Джорджия, в Ливерпуль, Англия . Первым пароходом, совершившим регулярные трансатлантические переходы, был пароход с боковым колесом Great Western в 1838 году . [3]

В течение 19 века морские паровые двигатели и пароходные технологии развивались параллельно друг другу. Лопастные двигатели постепенно уступили место винтовым гребным винтам , а внедрение железных, а затем и стальных корпусов вместо традиционного деревянного корпуса позволило кораблям стать еще больше, что потребовало использования паровых силовых установок, которые становились все более сложными и мощными. [4]

В течение 19 века было разработано множество поршневых морских паровых двигателей. Двумя основными методами классификации таких двигателей являются механизм соединения и технология цилиндров .

Большинство ранних судовых двигателей имели одинаковую технологию цилиндров (простое расширение, см. ниже), но использовался ряд различных методов подачи мощности на коленчатый вал (т.е. соединительный механизм). Таким образом, ранние судовые двигатели классифицируются в основном по механизму соединения. Некоторыми распространенными механизмами соединения были боковой рычаг, шпиль, шагающая балка и прямое действие (см. Следующие разделы).


Периодическая схема установки парового двигателя тройного расширения в разрезе, около 1918 года. На этой конкретной схеме показаны возможные места отключения двигателя после катастрофы на Лузитании и других событий стало ясно, что это была важная функция безопасности.
Анимация типичного вертикального двигателя тройного расширения.
Схема двигателя кузнечика
Шпилевой двигатель
Виброрычажный двигатель USS  Monadnock  (1863 г.) - вид спереди