книги / Научно-технические изобретения и проекты

СРЕДСТВА ТРАНСПОРТА

Проект парохода, переходящего мели и обходящего разные препятствия по рельсовому пути

Предисловие автора

Поводом к напечатанию нами брошюры под заглавием: «Проект парохода, переходящего мели и обходящего разные препятствия по рельсовому пути», служила главным образом та очевидная по­ требность настоящего времени радикальных мер против так про­ грессивно и быстро увеличивающегося обмеления наших судоход­ ных рек всех водных систем.

Нам кажется, что мы не ошибаемся ни с какой точки зрения,, сказав, что радикальные меры к улучшению нашего речного судо­ ходства должны быть не только исправления и устройства русел,,

щих речных судов и к приисканию такового, чтобы речные суда не были в полной зависимости от несовершенств водного пути„ как,, например, мелей,, порогов и других препятствий. Нам кажет­ ся, что в настоящее время общего обмеления рек тип судна по на­ шему проекту имеет значение, дающее право предложить на рас­ смотрение лиц,, близко стоящих к делу и нуждам речного пароход­ ства в России.

Принимая во внимание настоящее блестящее состояние тех­ ники, постройки металлических судов и вообще всех сооружений из железа и стали, можно с уверенностью сказатьг что препятствий к постройке такого типа судов не предвидится.

Позволяем себе надеяться, что, прочитав нашу брошюру,, люди,; близко стоящие к делу речного судоходства, удостоят нас замеча­

мерах, которые могли бы пособить русскому современному речному судоходству.

26 мая 1890 г. С.-Петербург.

71

Проект парохода, переходящего мели и обходящего разные препятствия по рельсовому пути

Мели на судоходных реках являются в настоящее время неустра­ нимым препятствием успешному ходу и развитию речного судо­ ходства. Поверхностный взгляд на значение их с этой стороны при­ водит к следующим выводам:

1.По многим рекам, удобным вообще для судоходства и могу­ щим служить выгодными в хозяйственно-промышленном отноше­ нии соединительными путями, навигация совершенно прекраща­ ется после спада вод, исключительно по причине значительного обмеления их в некоторых местах.

2.Такие первостатейные водные пути, как, например, Волга

иДнепр у нас, представляют наблюдателю среди лета печальные картины: огромные караваны барок и грузовых пароходов стоят по неделям на перекатах, занимаясь перегрузкой товаров как единственным средством пройти мель. Даже легкие пассажирские пароходы опаздывают благодаря перекатам, часто садятся на них

итолько при искусственном маневрировании ловкого капитана благополучно обходят мели. Таким образом, каждый год бесполез­ но затрачиваются большие капиталы в продолжение июля, авгус­ та и сентября на перегрузку, что неизбежно влечет дальнейшие

экономические невыгоды: продукты, с избытком производимые в одной местности, доставленные при таких условиях.в местнос­ ти, нуждающиеся в них, значительно повышаются в цене; массы рабочих рук в ущерб общему благосостоянию привлекаются к тру­ ду, в существе дела не производительному; срочная доставка това­ ров является предприятием, сопряженным с большим риском для судохозяев, что прямо отражается на ценности товаров; грузы перевозятся гужем или по железным дорогам там, где при отсут­ ствии мелей открывалась бы полная возможность перемещать их самым дешевым способом — водой и т. д.

Меры, предпринимаемые администрацией, частными общества­ ми и лицами против мелей, имеют двоякий характер: одни из них клонятся к тому, чтобы дать возможность благополучно пройти мель, каково, например, везде практикуемое возможно точное обо­ значение глубины и направления фарватера маяками на берегу и знаками на реке. Другого рода меры имеют целью уничтожение мелей, таковы: очистка занесенного песком русла и углубление фарватера особого рода машинами, постройка на широких перека­ тах плотин для сосредоточения массы воды в более или менее уз­ ком русле; но и эти последние далеко не достигают желаемых ре­ зультатов, не говоря уже о значительных затратах на примене­ ние их. Например, дно реки, углубленное машиной, часто через несколько дней заносится больше, чем до очистки. ~ ■

Изложенные соображения приводят к убеждению, что верное средство устранить неблагоприятное влияние мелей на речное судоходствоАмежду прочим, заключается в устройстве судна такой

72

возможность не только переходить мели, но и двигаться посуху, причем цилиндры соответствуют по своему употреблению колесам: пароход на них катится. Опыты перехода мелей и движение посу­ ху, произведенные с моделью, увенчались полным успехом.

Можно возразить, что переход каждой мели или переката дол­ жен совершаться при данном устройстве судна по прямой линии; но, с одной стороны, неудобство это легко устранимо приспособ­ лением особого механизма для поворота, а с другой, в действитель­ ности трудно встретить настолько длинную мель, чтобы нельзя было ее перейти по прямой линии, что доказано фактами при опы­ тах с моделью.

4. Пароходы такого типа больше обезопашены от крушения: пролом подводной части судна обыкновенной конструкции ' труд­ нее исправить, пробоина же в цилиндре при обращении повреж­ денной части кверху, чем моментально устраняется течь, может быть с удобством и легко исправлена. А отсюда, судно на цилинд­ рах будет иметь и большую плавучесть: серьезные и неисправимые повреждения подводной части обыкновенных судов неминуемо влекут к гибели, пароход же, подводная часть которого заменена полыми цилиндрами, не может подвергаться подобной катастрофе, ибо все цилиндры разом не могут быть разрушены, да сверх того, судно может затонуть лишь в том случае, если повреждение ци­ линдров настолько велико, что целая половина их окажется совершенно негодной и неисправимой.

Предлагаемое мною устройство пароходов можно применить как к легким пассажирским, так и к буксирным, водящим грузо­ вые барки. Барки могут делаться по такому образцу. Смотря по величине, они могут быть устраиваемы в трех, четырех и более парах цилиндров. Буксирный пароход может тянуть несколько таких барок, переводя их через мели поодиночке. Материалы для постройки судов предлагаемого типа будут, конечно, железо и сталь.

Размещение цилиндров будет выгоднейшее в два ряда, так, чтобы между средними цилиндрами остался промежуток, в кото­ ром могли бы поместиться двигатель, механизм для вращения ци­ линдров и сами колеса. Помещение гребных колес между цилиндра­ ми гарантирует их от повреждений, так как они кругом будут за­ слонены цилиндрами. Пригоднейшими колесами будут колеса небольшого диаметра с поворотными лопастями, даже, может быть, с выгодой помещено только одно широкое колесо. Такие ко­ леса займут немного места и будут выгодны относительно затраты на них силы двигателя.

Такого типа суда с подобным расположением гребных колес могут быть весьма пригодны для судоходства по каналам, где не допускается плавание судов, производящих большое волнение. На практике при опытах с моделью оказалось, что вращающиеся цилиндры дают при движении своем меньшее волнение сравни­ тельно с обыкновенными пароходами с колесами по бортам.

74

Наконец,, при устройстве речных пароходов легких и буксир­ ных, равно и барок на вращающихся полых цилиндрах, представ­ ляется осуществимым обход порогов и других препятствий без перегрузки. Обход в подобных случаях для сбережения времени и капиталов я проектирую по следующему плану: смотря по мест­ ности, для обхода порогов нужно устроить два отводных канала,; перпендикулярных к руслу реки. Конечные точки каналов нужно соединить, если позволят топографические условия, прямым же­ лезнодорожным путем такого рода, чтобы суда предлагаемого уст­ ройства могли выходить собственными силами на положенные для них рельсы, которые должны подниматься со дна канала, имея небольшой склон, такг чтобы судно могло установиться на них, будучи еще на плаву.

Так как рельсы должны быть положены в несколько рядов, то поэтому суда различных размеров могут входить по ним, имея со­ ответственное количество шин на цилиндрах.

Кроме обхода порогов движение судов проектированного типа по особым рельсовым путям можно применить для соединения двух водных систем, где проведение канала по местным топографиче­ ским условиям невозможно. Суда такого типа могут также подхо­ дить по рельсовому пути к товарным складам и вообще выходить на берег по различным нуждам.

Для уяснения ссылок на опыты с моделью в вышеизложенном проекте я привожу в кратких словах историю этого изобретения.

Изобретение это было мною сделано в 1876 г. и сооружена мо­ дель подобного типа парохода%над которой и были произведены опыты. На ней было совершено путешествие по реке Лух (в Кост­ ромской и Владимирской губерниях, уезды Юрьевецкий и Гороховецкий), болотистой и несудоходной. Во время плавания было пройдено множество мелей в два вершка глубиной и менее; при­ ходилось переходить и другие препятствия, например стволы де­ ревьев, опрокинутых и выдававшихся над поверхностью воды на два и больше вершка. Два раза приходилось переходить мельнич­ ные плотины при значительном подъеме их склонов.

Гребные колеса приводились в движение весьма слабой паро­ вой машиной далеко недостаточной силы. Цилиндры при перехо­ дах мелей приводились в движение ручными лебедками людьми,; находившимися на палубе. При таком неполном вооружении мо­ дели и несмотря на ничтожную силу, все мели проходились бес­ препятственно, так что переход мелей такого типа судном доказан фактически.

Остался не вполне доказанным вопрос увеличения скорости в сравнении с типом обыкновенных судов. Причины были следую­ щие: во-первых, слабая машина, которая не могла развить необ­ ходимой скорости хода; во-вторых, цилиндры не были сопряжены с двигателем, вращающим гребное колесо, и вращались людьми несравненно медленнее колес, так что линейная скорость перед­ них цилиндров не совпадала вполне со скоростью хода парохода;

75

но, несмотря на все это, я имел возможность убедиться, что пред­ ложение мое: увеличение скорости при типе судна, подводная часть которого состоит из вращающегося цилиндра, основательно, ибо дри прекращении вращения цилиндров ход замедляется, несмот­ ря на весьма тихий ход самого парохода.

Вся модель была построена из дерева с немногими металличе­ скими креплениями. С 10 человеками модель весила 60 пудов, имея осадку в 16 вершков. Размер цилиндров был: 3 арш. диаметр и 6 арш. длина; их было два. Размеры парохода были следующие: длина 12 арш., ширина 6г/2 арш., высота от ватерлинии до верхней палубы 4г/2 арш. Приложенный рисунок представляет фотогра­ фический снимок вышеописанной модели г.

Двигатель-выстрел

Взрывчатое вещество автоматически вкладывается в камеры, за­ меняющие собой казенную часть орудия.

Образовавшийся газ от воспламененного взрывчатого вещества,; каково бы оно ни было, распространяется в замкнутое пространст­ во и оказывает давление на лопасти винта, насаженного на ось,, которая вследствие данного толчка винту начинает вращаться. Газ, вступивший в камеру, дав толчок винту, проходит между его лопастями, вступает в незамкнутое пространство и выходит нару­ жу трубой.

Двигатель имеет по две замкнутые и незамкнутые камеры, а также на оси насажено два винта, лопасти которых изогнуты в про­ тивоположную сторону так, чтобы толчки газа заставляли вращать­ ся вал в одну и ту же сторону.

Взрывы взрывчатого вещества производятся автоматически по­ следовательно то в правой, то в левой камере, так что действие газа на ось будет таково, как пара в двухцилиндровой машине. Двига­ тель имеет маховик и рабочий шкив. Винт двигателя может иметь произвольное количество лопастей: от двух и более. Замкнутых ка­ мер, а равно и винтов, может быть устроено не две, а и более: четыре, шесть, восемь и т. д., в которых взрывы могут производить­ ся разом по два или в последовательности один за другим.

Размеры двигателя могут быть различные, смотря по назна­ чению и по требуемой силе, а также и сообразно силе взрывчатого вещества, которое будет употребляться.

Взрывчатое вещество может быть различное, как, например,, газы, жидкости и твердые вещества: порох, пироксйлит, динамит и т. д. Смотря по выбранному веществуг устраивается автоматиче­ ский прибор для введения в казенную часть дозы взрывчатого ве­ щества.

Такой прибор, конечно, сопрягается с самим рабочим валом дви­ гателя. Регулирование силы хода двигателя производится особым

* См. [4}.

76

регулятором, который состоит в том, что автоматически открывает и закрывает отверстие в замкнутой камере так, чтобы действие силы газа на лопасти винта уменьшалось выхождением газа по­ мимо лопастей винта прямо в незамкнутую камеру и трубу.

Двигатель строится, конечно, металлический из различных ме­ таллов, смотря по назначению, он может быть построен из алюми­ ния, например для воздухоплавательной машины и вообще, где требуется легкость и прочность.

Сущность и особенности изобретенного мною двигателя и на­ званного «двигатель-выстрел» заключается в следующем:

1)все части, принимающие работу силы газа, не нагреваются;

2)не трутся;

3)не должно быть ни приточек, ни пришлифовок;

4)канат на них не имеет никакого вредного влияния, не закры­ вает двигатель;

5)общепринятый поршень заменен винтом, вращающимся сво­

бодно в камере, заменяющей цилиндр;

6)двигатель не требует холодильника;

7)простота и легкость постройки.

Выгоды употребления такого двигателя несомненны. Приме­ нение его разнообразно и обширно. Главные направления приме­ нения такого двигателя суть:

1) для воздухоплавания; 2) для морского дела, особенно для минного; 3) для вращения электрических машин.

Итак, я испрашиваю привилегию на принцип моего двигателявыстрела, который заключается в совершенно новом применении винта, вращающегося совершенно свободно без трения о металли­ ческие поверхности в замкнутом пространстве действием газов на его лопасти, будучи посаженным непосредственно на рабочую ось, имея при этом прямое круговое движение, вызываемое силой газов без посредства каких-либо механизмов 1.

19 апреля 1889 г. С.-Петербург.

Гидро-пиро-двигатель

На фиг. 1 представлен продольный вид гидро-пиро-двигателя. На фиг. 2 дан разрез по линии А —В. На фиг. 3 изображен вид уста­ новленного двигателя в судне с поворотной рулевой трубкой. Фиг. 4 — разрез по линии С—О. Для изготовления гидро-пиро- двигателя берутся сталь, медь, железо 2.

4 июля 1889 г. С.-Петербург.

Двухосевой гребной винт

Фиг. 1 изображает вид винта снаружи, к — кожух, в котором поме­ щаются оси винта и зубчатки, служащие для передачи вращения лопастей Л, Л '. Кожух состоит из двух частей: верхней а в виде

1 См. [139].

2 См. [134].

77

Фиг. 3

За»

трубы, могущей быть круглой, овальной или плоской, и нижней а', имеющей внизу пятку п. Нижняя и верхняя половины кожуха свинчены болтами б, б, б, ..., проходящими через выступы в, в\ Фиг. 2 изображает тот же винт с открытым кожухом, из кото­ рой ясно видно расположение осей о, о' и шестерен ш, ш \ Оси о, о' с шестернями служат для передачи движения винту по гори­ зонтальной его оси, которое может быть передаваемо и посредством другой передачи, как, например, эксцентриком, шатуном или ка­ натом и т. п. Кожух же к служит для поворачивания винта по его

вертикальной оси.

Ось о (фиг. 3) соединяется с осью о' зубчатками з, з' . Ось о' идет от двигателя, какого бы-то ни было.

Верхняя часть трубы кожуха а соединяется с валом 5 , зубчат­ ками х , х' (штурвалом) или цепью, идущею от штурвального колеса или румпеля. Таким образом устроенный механизм дает возможность во время работы винта, т. е. во время его вращения по горизонтальной оси, независимо и не прекращая его работы* в то же время вращать и по его вертикальной осиАдавая ему на­

78

правления по всем точкам кругоописываемого концами его гори­ зонтальной оси.

В этом и заключается суть моего изобретения, дающего полную возможность легко и быстро поворачивать почти на месте самые громадные суда, а равно менять передний и задний ход, не меняя направления пара в цилиндрах паровой машины, приводящей в дви­ жение лопасти винта.

Изобретенный мною винт вращается по своей горизонтальной оси постоянно в одну сторону; сама же горизонтальная ось, ста­ новясь в различное положение, дает и различное направление судну, т. е. движение вбок, задний или передний ход. Поворачивая румпель винта на х/4 круга, дают боковой ход, поворачивая на 1/2 круга, дают задний ход.

Изобретенный мною винт может быть устраиваемым и подъем­ ным, как и теперь устраивается во многих судах.

Такой конструкции винт может быть применяем с большой вы­ годой всевозможными видами судов, как большими, так и малыми; военными и коммерческими. В военных судах весьма полезно было бы устраивать два подобных винта в кормовой и носовой части, как показано на фиг. 4.

Военное судно, изображенное на фиг. 4, имея два винта, при­ обретает кроме способности быстрых поворотов почти на месте еще иногда неоцененное качество, в настоящее время не существую­ щее,— именно движение вперед бортом (фиг. 5), т. е. фланговое движение, чего до сих пор никакое судно делать не могло, а между тем такое движение, как боевой маневр, может представлять ог­ ромную важность для жизни судна.

Фиг. 5 представляет движение судна бортом вперед, где стрел­ ками указаны путь судна и его направление. Для круглых судов тина поповок такой винт будет наиудобнейшим, если помещать его в центре судна под килем.

Изобретенный мною винт может быть устраиваемый самых разнообразных размеров и конструкций, а также может быть при­ водим в движение всевозможными двигателями, как, например, для малых судов: катеров, яхт и т. д. мною изобретен следующий механизм, где винт приводится в движение электрическим током (аккумуляторы).

Фиг. 6 представляет механизм винта, приводимого в движение электродвигателем. Электродвигатель В поставлен на платформы

р, составляющие одно целое с кожухом винта и вращается вместе

споследними. Шкив С двигателя соединен стальным шнуром со шкивом винта. Стальной шнур или канат, ремень и т. п. прохо­ дит свободно в трубе кожуха. Штурвальное колесо Н со своей осью укреплено к верхней крышке вращающейся платформы,

так что поворотом штурвального колеса или румпеля поворачива­ ется вся система вместе с винтом.

Под нижним дном платформы имеются два концентрических металлических кольца, по которым скользят щетки г, г'х посред-

79

ством которых проводится ток от электрического источника к дви­ гателю, как показано на рисунке.

В общем фиг. 6 представляет часть кормы винтовой шлюпки. Особенности изобретенного мною гребного винта и названно­

го двухосевым гребным винтом суть следующие:

1. Возможность легкого и быстрого поворота судна почти на месте.

2.Возможность делать поворот, не давая хода вперед.

3.Возможность двигаться судну бортом вперед.

4.Возможность давать судну задний ход, не меняя направле­ ния пара в цилиндрах машины, т. е. делает совершенно излишним устройства приборов, служащих для изменения направления пара.

5.Большие удобства для устройства винта подъемным.

6.Делает совершенно излишним употребляемый ныне руль, заменяя его вполне и несравненно совершеннее.

7.Избежание нагревания подушек гребного вала.

8.Возможность устраивать лопасти винта более выгодной формы ввиду того, что винт вращается всегда в одну сторону.

9. Возможность быть установленным в каждом месте судна, т. е. на корме, на носу, под килем во всех точках его, а равно и по бокам бортов.

10. Самое важное преимущество — это необыкновенная быст­ рота поворота судна и способность с места двинуться во все жела­ емые стороны, не делая затейливых эволюций, продолжающихся

80