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미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
기선. 발명과 생산의 역사
증기선은 왕복 증기 기관을 엔진으로 장착한 선박입니다.
바람과 조류를 거스르며 항해할 수 있는 자주식 배를 만드는 아이디어는 아주 오래전에 사람들에게 떠올랐습니다. 그러한 배의 필요성은 강을 올라갈 때 특히 심각했습니다. 복잡한 페어웨이가 있는 구불구불한 수로를 따라 항해하는 것이 종종 불가능했으며 조류를 거슬러 노를 젓는 것도 어려웠습니다. 짐을 들어 올리려면 바지선을 고용해야 했지만 이 작업을 매우 느리게 수행했습니다. 이미 중세 시대에 일부 역학은 사람이나 동물이 동력을 공급하는 배를 움직이기 위해 물레방아를 사용할 것을 제안했습니다(이러한 발동기에 대한 설명은 527년경 한 고대 사본에 나와 있습니다). 그러나 대용량의 고속 자주선을 건조할 수 있는 진정한 기회는 증기 기관의 발명 이후에 나타났습니다. 역사상 최초의 증기선은 American Fitch에 의해 건조되었습니다. 그는 또한 1787년에 두 번째 증기선 "Perseverance"를 건조했습니다. 흥미롭게도 두 경우 모두 Fitch는 외륜 사용을 거부했습니다. 그의 첫 번째 증기선에서는 기계가 노를 움직여 갤리선처럼 움직였습니다.
1786년 Fitch는 선박의 움직임을 다음과 같이 설명했습니다. 3피트 40인치의 작업 움직임으로 이 노는 보트에서 노 젓는 사람의 손에 있는 노의 움직임을 모방하여 수직으로 움직입니다.12개의 노(스트로크-스트로크 후)가 물에서 떠오르면 5개는 가라앉습니다 다음 스트로크를 위해. 노의 두 스트로크(선박의 경로를 따라 앞뒤로)는 약 6피트이며 샤프트의 회전당 획득됩니다. Fitch의 설명에 첨부된 그림에서 알 수 있듯이 노는 프레임에 장착되었습니다. 배의 양쪽에는 서로 연결된 세 쌍의 노가 있었습니다. 발명가 자신이 쓴 것처럼 노의 움직임은 노가 없는 손 노의 움직임과 유사했습니다. Fitch의 두 번째 증기선에서 노는 프로펠러로 대체되었으며 이 발명가는 시대를 훨씬 앞서갔습니다. 6년에 Perseverance는 이미 필라델피아와 벌링턴 사이를 정기적으로 운항하여 각각 6명의 승객을 태우고 있었습니다. 전체적으로 그는 약 11km를 걸었습니다.
Fitch의 실험의 명백한 성공에도 불구하고 그의 발명은 그 당시에 개발되지 않았고 발명가와 함께 죽었습니다. 그러나 그의 사건이 전혀 후유증이 없었다고 말할 수는 없다. 미국은 자주선의 필요성을 가장 절실히 느낀 나라였다. 좋은 고속도로나 흙길은 거의 없었습니다. 강은 유일한 의사 소통 수단이었습니다. 다른 사람들보다 먼저 Livingston 판사는 증기선의 기능을 높이 평가했습니다. 그는 기술적 세부 사항을 이해하지 못했지만 매우 세련된 사업가였으며 적절한 규모와 비즈니스 조직으로 운송 서비스가 매우 좋은 이익을 줄 수 있음을 빨리 깨달았습니다. 1798년에 리빙스턴은 허드슨 강에서 정기 증기선 서비스를 시작할 수 있는 권리를 얻었습니다. 문제는 작았습니다. 그는 증기선이 없었습니다. 몇 년 동안 Livingston은 다양한 역학을 사용하여 증기선을 만들려고 했습니다. 여러 증기선이 만들어졌지만 모두 5km / h 이하의 속도를 개발했습니다. 그러한 선박으로 정기 운송을 생각하는 것은 시기상조였습니다. 지역 역학에 대한 믿음을 잃은 리빙스턴은 1801년 프랑스로 건너갔습니다. 여기에서 그는 증기선 프로젝트에 대해 많은 생각을 하고 당시 잠수함 제작을 작업하고 있던 동료 로버트 풀턴(Robert Fulton)을 만났습니다. 그러나 그는 두 프로젝트를 모두 수행할 자금이 없었습니다. 회의는 결정적인 것으로 판명되었습니다. Livingston은 마침내 적합한 정비공을 찾았고 Fulton은 그의 일에 기꺼이 자금을 조달할 사업가를 찾았습니다. 1802년 가을, 그들 사이에 협정이 체결되었습니다. Fulton은 60km / h의 속도로 13 명의 승객을 태울 수있는 증기선을 만들고 Livingston은 모든 운영 비용을 지불하기로 약속했습니다. 선박 운항으로 얻은 이익은 반으로 나누기로 했다. 자체 추진 선박에 대한 Fulton의 첫 번째 실험은 1793년으로 거슬러 올라갑니다. 그는 다양한 유형의 외륜을 조사하면서 1794개 또는 XNUMX개의 블레이드가 있는 바퀴가 가장 적합하다는 결론에 도달했습니다. XNUMX년 맨체스터를 방문한 그는 자체 추진 선박을 위한 최고의 엔진은 복동 와트 증기 기관일 뿐이라고 확신했습니다. 이후 몇 년 동안 Fulton은 배의 모양, 돌출부 및 윤곽에 대해 많은 생각을 했습니다. 건설을 시작하기 전에 그는 플롬비에르(Plombières)의 물가로 가서 여기에서 스프링으로 구동되는 XNUMX미터 길이의 모델로 실험을 수행했습니다. 1803년 봄, Fulton은 파리에서 첫 번째 증기선을 만들기 시작했습니다. 용골이 튀어나오지 않고 매끄러운 피부를 가진 평평한 바닥이었습니다. Watt의 증기 엔진은 지인에게서 빌렸지만 Fulton 자신이 전송 방식을 생각해 냈습니다. 건조 된 배는 충분히 강하지 않았습니다. 선체가 기계의 무게를 견딜 수 없었습니다. 한 번은 세느 강에서 폭풍우가 치는 동안 바닥이 뚫고 모든 장비와 함께 빌린 차가 바닥으로 내려갔습니다. 큰 어려움으로이 모든 것이 표면에 도달했고 Fulton은 구조 작업 중에 심하게 감기에 걸렸습니다. 곧 길이 23m, 폭 2m의 새롭고 훨씬 더 강한 선체가 만들어졌습니다. 5년 1803월에 시범 테스트가 실시되었습니다. 5시간 반 동안 배는 XNUMXkm/h의 속도로 움직이며 좋은 기동성을 보였다.
우선 Fulton은 나폴레옹에게 증기선을 제공했지만 그는 이 발명품에 관심이 없었습니다. 1804년 봄, 풀턴은 영국으로 떠났다. 여기서 그는 잠수함 프로젝트로 영국 정부를 사로잡으려 했으나 동시에 Boulton and Watt 회사의 증기 기관 제조를 따랐습니다. 같은 해에 그는 Symington이 지은 Charlotte Dundas를 보기 위해 스코틀랜드로 여행했습니다. (Symington은 아마도 자주식 증기선 건조를 성공적으로 완료한 최초의 유럽 정비사였을 것입니다. 1788년에 스코틀랜드의 큰 지주인 Patrick Miller의 명령으로 그는 증기 기관이 있는 작은 배를 만들었습니다. 이 증기선은 다음에서 테스트되었습니다. 스코틀랜드의 Dalswinton 호수에서 최대 8km/h의 속도에 도달했습니다.
10년 반 후, Symington은 Force Clydon Canal의 소유주를 위해 앞서 언급한 Charlotte Dundas라는 두 번째 증기선을 건조했습니다. 화물 바지선을 운송하기 위한 것이었습니다.) Symington 기선은 의심할 여지 없이 성공적인 모델이었습니다. 짐을 싣지 않은 평균 속도는 약 XNUMXkm/h였습니다. 그러나이 경험은 영국인에게 관심이 없었습니다. 배는 해안으로 끌려갔고 폐기될 운명이었다. Fulton은 Charlotte의 테스트 중에 참석했으며 해당 장치에 대해 알 수 있는 기회를 가졌습니다. 한편 Livingston은 지속적으로 Fulton을 미국으로 불렀습니다. 그의 처남이자 경쟁자인 스티븐스는 1806년에 리빙스턴이 1807년에 만료된 뉴욕-올버니 특권을 얻기를 희망하면서 증기선 피닉스를 건조하기 시작했습니다. 우리는 배를 건조하는 일을 서둘러야 했습니다. 풀턴은 1806년 150월에 뉴욕에 도착했습니다. 봄이 시작될 때부터 배의 선체가 놓였습니다. 곧 영국에서 주문한 Watt의 증기 기관이 도착했습니다. 배에 설치하는 것은 매우 어려웠습니다. Fulton은 뉴욕 전체에서 숙련된 정비사를 한 명도 찾을 수 없었기 때문에 모든 문제를 직접 해결해야 했습니다. 배는 비교적 작은 배였습니다. 톤수는 43톤, 선체 길이는 20m, 엔진 출력은 XNUMX마력이었습니다. 그 위에 두 개의 돛대가 세워졌고 첫 번째 기회에 기계를 돕기 위해 돛이 들어 올려졌습니다. 증기선 Fulton은 17년 1807월 177일 처녀 항해를 떠났습니다. 최초의 증기선은 종종 Claremont라고 불립니다. 사실 Fulton은 그것을 North River Steamboat라고 불렀고 Claremont는 뉴욕에서 XNUMXkm 떨어진 Hudson River에있는 그의 파트너 Livingston의 농가 이름으로 증기선이 첫 항해 중에 방문했습니다. 그런 다음 증기선은 계속해서 Albany로 향했습니다.
엔진 부분은 높이와 너비가 6m를 약간 넘는 길이 2m의 가슴 모양의 보일러와 수직 증기 실린더로 구성되었습니다. 두 개의 주철 삼각형 평형기가 실린더의 양쪽에 매달려 있습니다. 이 삼각형의 밑변은 약 2m이고 평형기는 공통의 강한 철봉에 장착되어 함께 작동합니다. 피스톤 로드의 상단 끝에는 실린더의 양쪽에 위치한 가이드에서 움직이는 강한 철봉인 T자형 조각이 있었습니다. 이 부분의 각 끝에서 강한 단철 스트립(막대)이 내려갔고, 이 스트립은 피벗으로 밸런서의 끝에 연결되었습니다. 삼각형의 다른 쪽 끝은 철 균형추로 주조되었습니다. 각 삼각형의 상단에서 각 패들 휠 샤프트에 배열된 크랭크에 연결된 커넥팅 로드가 나왔습니다. 각 크랭크 근처에는 직경이 약 1m인 주철 바퀴가 있었고, 각각 직경이 약 1m인 기어를 작동시켰습니다. 두 기어 모두 공통 샤프트에 장착되었으며 그 중심에는 직경 5m의 플라이휠.
이 배는 전임자들과 별반 다를 것이 없었지만, 해운의 역사에서 새로운 시대를 열 운명이었던 것은 바로 그였다. 같은 1807년에 Claremont호는 처녀항해를 시작했고 아주 성공적으로 끝났습니다. 이 여행의 결과에 감탄한 Fulton은 친구에게 다음과 같이 썼습니다. , 내 기선이 시속 30마일도 갈 거라고 XNUMX명이 믿었을 리가 없다. 호기심 많은 구경꾼들이 많이 모인 부두를 떠나면서 나는 다소 냉소적인 말을 들었다. 그들은 "철학자"와 "탐조등"이라고 부릅니다. New York에서 Albany까지의 150마일 길이의 전체 여행은 조류와 반대 바람으로 이루어졌으며, Claremont는 증기 기관의 도움을 받아 전체 거리를 32시간 동안 보냈습니다. Fulton은 자손의 디자인을 약간 개선한 후 이 강 노선에 영구 비행을 설정했습니다. 배에는 36개의 큰 선실이 있었습니다. 하나는 24인용, 다른 하나는 18인용, 세 번째는 62개의 침대가 있는 XNUMX인용입니다. 또한 주방, 뷔페 및 식료품 저장실이 있습니다. 모든 승객에 대해 균일한 규칙이 설정되었습니다. (그들 중에는 벌금의 위협을 받아 "신사"가 침대에서 장화를 신고 눕거나 테이블에 앉는 것을 금지한 사람들도 있었습니다.) 뉴욕에서 올버니까지의 여행 비용은 XNUMX달러였습니다. 그 시간의. 그럼에도 불구하고 원하는 사람들은 끝이 없었습니다. 운영 첫해에 "Clermont"는 16달러의 수익을 올렸습니다. 그 후 몇 년 동안 Fulton-Livingston Company는 몇 대의 증기선을 더 건조했습니다. 1816년에 그녀는 16개의 증기선을 소유했습니다. 그 중 하나인 코네티컷은 이미 60마력의 기계와 약 500톤의 톤수를 보유하고 있었습니다. 이따금 그들은 증기선과 스카우 및 롱보트의 충돌을 주선하거나 도중에 교통 체증을 주선했습니다. 1811년 특별법이 통과되어 증기선에 고의적으로 해를 입힌 경우 엄중한 처벌을 받게 됩니다. Fulton 자신은 증기선의 아이디어가 자신의 것이 아니라고 반복해서 강조했지만, 최초로 성공적으로 구현한 사람이 바로 그 사람이었고 그의 가벼운 손으로 해운 산업이 처음에는 미국에서, 그 다음에는 빠르게 발전하기 시작했습니다. 전 세계에. 1840년에 이미 천 척 이상의 증기선이 미국에서만 미시시피와 그 지류를 순항하고 있었습니다. 동시에 증기선은 항로를 개발하기 시작했습니다.
1819년 증기선 Savannah는 처음으로 대서양을 건너 미국에서 영국으로 도착했습니다. 저자: Ryzhov K.V.
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