Первые упоминания о гребном колесе относятся еще к древнейшим временам...

Наука и техникаHi-Tech

Возвращение гребного колеса

Александр Митрофанов

Гонки колесных пароходов на реке Миссисипи (XIX век)

Многие считают, что гребное колесо стало использоваться в качестве судового движителя одновременно с появлением парохода, а первым колесным судном, совершавшим регулярные рейсы, был пароход «Клермонт» (США, 1807). О гребном винте тогда речь даже не шла: его работоспособные версии появились только во второй половине 30-х годов XIX века.

Однако первые упоминания о гребном колесе, для привода которого использовалась мускульная сила человека или животных, относятся еще к древнейшим временам. На римском барельефе, датируемом VI веком до н. э., изображено судно с тремя парами гребных колес, которые приводятся в движение волами.

Колесное судно с «воловьим» приводом (с древнеримского барельефа)

По свидетельству ряда рукописей, в 1161 году в Китае была построена джонка, снабженная гребными колесами, работавшими от ветряка. Не оставил без внимания этот движитель и Леонардо да Винчи, в бумагах которого найден эскиз колесного судна. Существуют и другие письменные свидетельства о гребных колесах, однако достойного применения им еще найти не могли из-за отсутствия приводного двигателя.

Колесное судно Леонардо да Винчи

В 1707 году в Германии на реке Фульда появился первый в мире пароход, построенный французским ученым Дени Папеном. Он приводился в движение гребными колесами. И хотя испытания закончились взрывом котла, начало было положено. Первым же действительно работоспособным пароходом принято считать «Клермонт» Роберта Фултона с двумя гребными колесами диаметром 4,7 м с восемью лопастями шириной по 1,2 м. Детищем Фултона явился и первый в истории боевой пароход – пароходофрегат «Демологос», построенный в 1815 году. Интересно отметить, что это был катамаран, в промежутке между корпусами которого помещалось гребное колесо, защищенное таким образом от боевых и навигационных повреждений.

В 1815 году к пароходному клубу присоединилась и Россия: в Петербурге владелец механико-литейного завода Карл Берд построил товаро-пассажирский пароход «Елизавета» с машиной мощностью 4 л.с., приводившей в действие бортовые колеса диаметром 2,4 м с шестью плицами. 3 ноября пароход совершил первый рейс от Петербурга до Кронштадта, показав среднюю скорость 9,3 км/ч. Таким образом, Россия стала третьей страной в мире (после США и Англии) по времени организации собственного пароходостроения.

Пароход «Елизавета»

А что же представляет из себя гребное колесо? Это судовой движитель, представляющий собой частично погруженную в воду цилиндрическую конструкцию с поперечной осью вращения, по окружности которой закреплены прямоугольные лопасти (плицы). Судно приводится в движение упором периодически входящих в воду плиц.

Гребное колесо с поворотными плицами (Военная энциклопедия Сытина, Санкт-Петербург, 1911-1915 гг.)

Первоначально простейшая конструкция этого движителя имела неподвижные лопасти, что значительно снижало его эффективность: КПД составлял всего лишь 30–35%. Плицы входили в воду с ударом, а выходили из нее, «выгребая» воду, что влекло за собой вибрацию и повышенный шум. Для смягчения ударов о воду увеличивали диаметр колес, особенно на морских пароходах. Постепенно колеса достигли поистине циклопических размеров. Так, на сконструированном И.К. Брунелем «Грейт Истерне» (1858 г.) два гребных колеса имели диаметр 17,7 м, а каждая из 30 лопастей была 3,9 м в ширину и 1 м в высоту. Их максимальная частота вращения составляла 11 об/мин.

Пароход «Грейт Истерн» (1858 г.)

Неоднократно делались попытки избавить колесо от вышеупомянутых недостатков, но только в 1829 году Элайе Гэллоуэю удалось запатентовать гребное колесо, которое было лишено основных недостатков. Поворот лопастей, чтобы они входили в воду и выходили из нее перпендикулярно, обеспечивался с помощью шарнирного эксцентрикового механизма, приводимого в действие от самого колеса. Конструкция эта оказалась настолько удачной, что существует с небольшими изменениями до наших дней.

Разрез по машинному отделению «Грейт Истерна»

Эти и другие усовершенствования колеса привели к тому, что с середины XIX по начало XX века КПД гребных колес повысился с 0,30–0,35 до 0,7–0,75, то есть в два раза.

Кроме конструкции лопастей колеса отличаются и по расположению – бортовые и кормовые. Наибольшее распространение кормовые колеса получили на американских реках. Подобные суда не канули в вечность: в новом обличье заднеколесные «пассажиры» «American Queen», «American Heritage», «Belle of Louisville» и другие совершают круизы по Миссисипи.

Пароход «Амазонка»

По американским прототипам подобные пароходы строились и в Российской империи: по Волге ходили «Амазонка», «Ниагара» и т.д. В последние годы заднеколесные суда снова начали строить на отечественных верфях, но этого мы коснемся ниже.

Современное американское заднеколесное пассажирское судно “Queen of Mississippi”

Гребные колеса обладают как рядом преимуществ, так и многими недостатками. Остановимся на основных из них.

Преимущества:

‒ кормовое гребное колесо в условиях ограниченной осадки судна создает упор, намного превышающий упор гребного винта;

‒ бортовые гребные колеса позволяют разворачиваться почти на месте;

‒ тяга при буксировке выше, чем у винтовых судов, кроме того, возможна эксплуатация на малых глубинах, так как размеры колес не превышают осадку судна. Поэтому в СССР строительство речных колесных буксиров продолжалось до 1991 года (буксиры-толкачи серии БТК);

‒ колесный движитель, в отличие от винтового, допускает осмотр и ремонт без докования судна.

Недостатки:

‒ при сильной бортовой качке бортовые гребные колеса поочередно выходят из воды или погружаются слишком глубоко, судно рыскает, что затрудняет удержание на курсе. Кроме того, колеса подвергаются большим динамическим нагрузкам, могущим привезти к их поломке;

‒ более низкий КПД по сравнению с гребным винтом;

‒ снижение эффективности работы при изменении глубины погружения (например, при качке или вследствие изменения осадки судна);

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Одуванчик: сорняк, еда, лекарство Одуванчик: сорняк, еда, лекарство

Самый распространенный и самый полезный российский сорняк

Наука
На высшей точке На высшей точке

В чем причины холодности женщины и как сделать наслаждение ярким

Лиза
Космический буксир: мирный атом или ненаучная фантастика? Космический буксир: мирный атом или ненаучная фантастика?

Чем интересна перспектива использования ядерного двигателя в космосе?

Наука и техника
Олег Липовецкий: Режиссер – это бог в пределах своих компетенций Олег Липовецкий: Режиссер – это бог в пределах своих компетенций

Олег Липовецкий рассказал, как руководящая должность сделала его мизантропом

Ведомости
11 пород собак, которых больше не существует 11 пород собак, которых больше не существует

11 примеров собак, которые больше не ходят по земле

ТехИнсайдер
Почему женщины бегают к тарологам в 30, а мужчины верят в теории заговора после 50 лет Почему женщины бегают к тарологам в 30, а мужчины верят в теории заговора после 50 лет

Почему женщины склонны впадать в эзотерику в молодом возрасте, а мужчины в 50

Psychologies
«А как же шарики?!» Человечество исчерпает запасы гелия быстрее, чем нефти или газа – но есть выход «А как же шарики?!» Человечество исчерпает запасы гелия быстрее, чем нефти или газа – но есть выход

Поставщики начали отказывать в поставках гелия даже научным лабораториям

ТехИнсайдер
«Санкционный механизм — это “Титаник”, но Трамп хочет договориться» «Санкционный механизм — это “Титаник”, но Трамп хочет договориться»

О том, как выстраиваются отношения российского и американского бизнеса

Эксперт
Премьеры отменяются Премьеры отменяются

Темпы выхода новых проектов девелоперов замедляются

Деньги
Топливный фронт Топливный фронт

Как советская нефтяная промышленность приближала победу

Эксперт
«Важно знать и понимать своего посетителя» «Важно знать и понимать своего посетителя»

Роман Валериевич Ковриков о том, зачем сегодня идут в музей

Санкт-Петербургский университет
Возраст отдельных изображений Альтамиры оценили более чем в 20-30 тысяч лет Возраст отдельных изображений Альтамиры оценили более чем в 20-30 тысяч лет

Рисунки в пещере Альтамира могут иметь возраст в 20-30 тысяч лет

N+1
3D-печать домов, роботы-диагносты, космические двигатели и сверхпрочные ткани: как российские стартапы создают будущее 3D-печать домов, роботы-диагносты, космические двигатели и сверхпрочные ткани: как российские стартапы создают будущее

Подборка историй людей, которые двигают прогресс

ТехИнсайдер
Бренд народного происхождения Бренд народного происхождения

Как в России развиваются художественные промыслы

Эксперт
Глобализация по-азиатски: как Восток диктует моду, финансы и контент Глобализация по-азиатски: как Восток диктует моду, финансы и контент

Почему Запад больше не задает моду, а учится у Азии

Правила жизни
Прекрасная эпоха Прекрасная эпоха

Премьерный балет «Две Анны» – посвящение двум великим женщинам Серебряного века

Grazia
Кочевая кузница Кочевая кузница

Путешествие в край шаманов за секретами якутских мастеров

Вокруг света
Генерируй, или проиграешь: искусственный интеллект задает темп чиновникам и бизнесу Генерируй, или проиграешь: искусственный интеллект задает темп чиновникам и бизнесу

Как искусственный интеллект облегчил жизнь и какие вызовы он поставил

ФедералПресс
Мастер игры. Андрей Аствацатуров — о слове и деле Набокова Мастер игры. Андрей Аствацатуров — о слове и деле Набокова

Владимир Набоков понимал все проблемы, стоящие перед литературой ХХ века

РБК
Конкуренты Конкуренты

Какими они были, конкуренты герцога Нормандского?

Дилетант
Фитоняня Фитоняня

Как озеленить детскую комнату: красиво и безопасно

Лиза
«Совмещение абсолютно несоединимых вещей — это стиль режиссера Ромы Михайлова» «Совмещение абсолютно несоединимых вещей — это стиль режиссера Ромы Михайлова»

«Жар-птица» — одна из самых необычных российских кинопремьер

Weekend
Редкие инвестиции Редкие инвестиции

Почему так важны РЗМ и можно ли в них инвестировать

Ведомости
Дача мечты Дача мечты

Превратили типовой и уже выстроенный каркасный дом в уютную, стильную дачу

Идеи Вашего Дома
Отчего болит спина Отчего болит спина

Неочевидные и скрытые причины боли в спине

Лиза
Символ на перекрестке современных философий Символ на перекрестке современных философий

Знак — это условность, которая превращает отдельные вещи в их меру

Знание – сила
Заговор крупным планом Заговор крупным планом

Гид по фильмам о заговорах и их теориях

Правила жизни
Москва дерется в перчатках Москва дерется в перчатках

Новый викторианский сериал Стивена Найта на ВВС One

Weekend
Неудачник, который победил: как Вертинский преодолел поэзию, эпоху и свою судьбу Неудачник, который победил: как Вертинский преодолел поэзию, эпоху и свою судьбу

Как Вертинский прожил несколько жизней и предвосхитил куртуазных маньеристов

СНОБ
Новая термофильная бактерия — новые ферменты для биотехнологий Новая термофильная бактерия — новые ферменты для биотехнологий

Какое значение для биотехнологии имеет выделение новой термофильной бактерии

Наука и жизнь
Открыть в приложении