|
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
прямолинейновозвратное 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.
У первых пароходов гребных винтов еще не было. Были гребные
колеса. Колеса удобны на реке, где мелко и нет больших волн. И
сейчас еще много речных пароходов с колесами. На море с гребными
колесами — просто беда, особенно когда разгуляются волны. Вот
пароход кренится на правый борт. Колесо этого борта глубоко
зарывается в воду, а левое обнажается. В этот момент работа
левого колеса бесполезна. Оно хлопает лопастями в воздухе, а
пользы для парохода никакой нет. Перевалится пароход на левый
борт, правое колесо вращается впустую. А если так, то и машина
работает неравномерно. Одно колесо перенапрягается, другое
действует вхолостую. От такой работы части машин быстро
изнашивались, выхолили из строя, а лопасти колес ломались.
Так было до тех пор, пока на пароходе не установили винт.
Полезное действие винта было известно еще в глубокой древности.
В те времена его использовали для выкачивания воды.
Рассказывают, что еще в 1630 году из Китая в Европу привезли
модель винта, предназначенного для движения судна. Но в эпоху
парусного флота еще не было машин, которые могли бы вращать
такой винт.
И только с появлением механического двигателя начали создавать и
применять все более удачные конструкции гребных винтов. Очень
интересный винт предложил чешский изобретатель йосеф Рессель в
1827 году. Его винт в США и Австрии признали вполне пригодным
для движения паро-хода. За создание гребного винта Ресселю даже
поставили памятник в Вене и Нью-Йорке.
Необычайный случай произошел с другим изобретателем—
англичанином Смитом: он испытывал в 1836 году судно, имевшее
длинный деревянный винт Архимеда. При случайной аварии часть
винта обломали, но судно пошло гораздо быстрее. Оказывается,
винт получил более выгодную форму.
В нашей стране первым винтовым пароходом был фрегат «Архимед»,
построенный в 1848 году.
Соперничество винта с колесом тянулось долго. А иногда
приходилось ставить и винт и колесо одновременно. Так на
построенном в шестидесятых годах гигантском судне «Грейт-Истерн»
(оно имело около 200 метров длины) строители взгромоздили и
колеса (диаметром по 17 метров!), и винт (весом около 36 тонн),
да еще шесть мачт с парусами!
В 1842 году, чтобы окончательно решить, какой движитель лучше,
сделали так: взяли два совершенно одинаковых фрегата с
одинаковыми машинами (по 200 сил), но один сделали винтовым, а
другой — колесным. Потом установили их кормой друг к другу,
соединили крепкими цепями и дали полный вперед обоим кораблям.
Винтовой перетянул и поволок соперника со скоростью
2,5 узла.
Гребной винт и гребные колеса называют движителями судна. Кстати
сказать, многие путают двигатель с движителем. Считают, что это
одно и то же. На самом деле эти понятия разные. Двигатель — это
машина, создающая необходимую для движения судна силу. Но сама
по себе такая сила не может двигать судно. Требуется
дополнительное приспособление, с помощью которого сила машины
будет воздействовать на воду, отталкивать судно от нее. Это
приспособление и есть движитель. Встречается много разных типов
движителей. Но
самым распространенным является пока
гребной винт. Он состоит из трех или четырех лопастей и общей
втулки — ступицы, которая насаживается на гребной вал. Суда чаще
всего имеют один — два гребных винта и столько же машин.
Как же работает гребной винт?
У колесного парохода видно, чем и как он гребет. У него по
бортам колеса, насаженные на вал машины, идущий поперек судна.
Лопастями своих колес пароход загребает воду, будто веслами. А у
винтового вы видите за кормой только мощный поток бурлящей воды.
Это гребной винт, сидящий глубоко в воде, вращаясь, ввинчивается
в нее, с силой отталкивает воду назад, а судно движет вперед.
Эта сила — упор винта, через специальный упорный подшипник на
валу, передается всему пароходу.
Очень много значат для нормальной работы гребного винта
правильно подобранные размеры и форма его лопастей. Вот какой
случай произошел с нашим выдающимся кораблестроителем —
академиком А. Н. Крыловым. Однажды он плыл на новом английском
судне. Капитан этого судна был мрачен и очень неохотно отвечал
на все вопросы Крылова.
Видимо, он чем-то был недоволен. В конце концов удалось выяснить
причину плохого настроения капитана. Оказывается, его раздражала
малая скорость парохода.
Гребной винт состоит из трех — четырех
лопастей и ступицы
Катер вошел в самую гущу затора
«Вы понимаете, — сердито говорил капитан, — как это неприятно:
идти со скоростью черепахи на судне, которое по всем своим
данным должно быть быстроходным. В чем здесь дело, ума не
приложу». Крылов сочувственно слушал капитана. Ему была понятна
печаль старого моряка. И он решил помочь ему. Когда пароход
пришел в Англию, Крылов направился в контору общества, которому
принадлежало судно, и увидел там модель
злосчастного парохода. Модель в точности воспроизводила все
устройство судна, но, конечно, с уменьшением (в 100 раз).
Крылову сразу же бросилось в глаза, что у парохода винт
непомерно велик. Он порекомендовал владельцу судна обрезать
каждую лопасть винта на 200 миллиметров. Судовладелец послушался
и потом не раскаивался в том, что доверился русскому ученому.
Стоило уменьшить лопасти винта, и пароход стал давать скорость
на несколько узлов больше. Оказывается, диаметр винта был
подобран неправильно.
— Как вы могли так искусно определить болезнь моего судна? —
спросил изумленный судовладелец.
— Я тридцать два года читаю «Теорию корабля» в Морской Академии
в Ленинграде! — просто ответил Крылов.
Конструкторы много трудятся над тем, чтобы улучшить работу винта
и этим увеличить скорость парохода без повышения мощности
двигателя. Они пытаются создать и такие суда, где можно обойтись
вообще без гребных винтов, колес и даже без рулей.
Вот какую картину можно было наблюдать однажды на реке Ман,
южнее Красноярска. Тишину реки нарушил рокот мотора. Из-за
поворота показался небольшой катер. Неожиданно ему преградило
дорогу препятствие — нагромождение бревен. Но катер не
остановился и не свернул. Подминая с полного хода под себя
бревна, он вошел в самую гущу затора. При таких условиях
плавания у любого судна обязательно бы разлетелся вдребезги винт
и он потерял бы всякую возможность двигаться и управляться. Но в
том-то и дело, что у катера винта не было. Не было у него и
машины с валами и руля. Вместо всего этого катер имел только
мощный насос.
Этот насос через приемные отверстия в днище втягивает
воду, а затем с огромной силой выталкивает
ее через корму, а катер получает движение вперед. Такая
установка называется водометной или реактивной.
Конструкторы создают и такие устройства, которые помогают
небольшим винтовым судам развивать необычайно высокую скорость.
К таким устройствам относятся, например, подводные крылья. На
заводе «Красное Сормово» в Горьком уже построен катер «Ракета».
У него под корпусом два несущих крыла. На малой скорости хода
такой катер движется как обычное судно. Но вот скорость катера
увеличивается до 30 километров в час. Большей скорости из этого
винта, казалось бы, выжать нельзя. Но тут и вступают в действие
подводные крылья. Они, как крылья самолета, создают подъемную
силу и выталкивают корпус катера из воды. Он как бы повисает над
поверхностью воды. Погруженными в воду остаются только крылья,
гребной винт и руль.
Благодаря этому сопротивление воды движению катера резко
уменьшается, а скорость его увеличивается со сказочной
быстротой: шестьдесят... восемьдесят... сто километров в час.
Стремительно проносится катер вдоль живописных берегов.
|
