НАЧАЛЬНЫЙ ЭТАП ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПАРОХОДОВ

К концу 40-х годов XIX в. завершился период опытного строительства паровых судов. Выпущенные за предшествующие годы пароходы имели существенные недостатки во всех основных элементах и вследствие этого их эксплуатационные качества были невысоки. Коноводные машины к этому времени показывали неплохие результаты на буксировке судов и успешно конкурировали с технически несовершенными пароходами. Строителям пароходов приходилось решать сложную задачу — добиваться технического усовершенствования паровых судов, преодолевая скептицизм и неверие в них. Разработки и поиски улучшения конструкции паровых машин, котлов и корпусов судов не прекращались. И уже в конце указанного периода появляются вполне работоспособные и достаточно мощные пароходы, которые убедительно доказывают преимущества новой техники.

В приведенном выше отчете Берда обращают внимание упомянутые в нем пароходы, «действующие попеременно водяными колесами и завозными якорями для вождения барок против течения рек». Эти пароходы, получившие название кабестанов, сыграли важную положительную роль в утверждении преимуществ парового судоходства. Принцип действия их не отличался от коноводок, но движущей силой были не лошади, а паровая машина. Имевшиеся на кабестанах бортовые колеса вращались лишь тогда, когда судно следовало вниз по течению или маневрировало. Вверх же оно вместе с буксируемыми судами передвигалось при помощи завозимого вперед якоря с канатом, который наматывался на вертикально установленный шпиль. Кабестаны, таким образом, оказались своеобразным переходным типом парового судна, где старый принцип движения сосуществовал с принципиально новым типом двигателя. Появление их на Волге при всем техническом несовершенстве означало крупную победу парового двигателя в речном судоходстве.

Корпуса кабестанов, работавших на Волге, изготавливались из дерева, наподобие крупных расшив, имели длину до 60 м, ширину 10—12 и высоту борта 3—3,5 м-Котел и машина были установлены в трюме, а на палубе имелась одна надстройка, где размещалась кухня для приготовления пищи команде, численность которой в зависимости от мощности судна была от 40 до 100 чел., доходя на крупных волжских кабестанах до 130 чел.

Кабестаны несли большое и тяжелое такелажное вооружение. Его составляли 5 якорей, из них становой якорь массой около 2 т и 4 менее тяжелых ходовых (завозных); шейма (якорный канат) станового якоря длиной 130 м и толщиной по окружности 35 см; 10 концов пенькового троса длиной по 230 м такой же толщины для завозных якорей, один запасной и разные мелкие тросы для учалки. Общая масса такелажа доходила до 60—70 т. Кабестан с караваном судов двигался со скоростью в среднем 30 км в сутки. Медлительные и неповоротливые составы кабестанов мешали движению других судов, особенно на перекатах. При некоторых преимуществах этого вида судов они, конечно, не могли удовлетворять потребностям развивающегося судоходства.

В 1841 г. на Выксунском заводе был построен еще один пароход «Выкса» мощностью 95 л.с, в 1842 там же спустили на воду пароход «Сокол», который работал на Волге до 60-х годов. В 1844 г. в с.Досчатом на Оке с машинами Выксунского завода были построены два парохода мощностью 24 и 100 л.с. Это были уже суда, пригодные для транспортной работы.

Развивающееся строительство пароходов потребовало разработки основных правил, регламентирующих требования к их постройке и эксплуатации. В 1843 г. Сенатским указом от 8 февраля были объявлены «Правила предосторожности, кои должны быть соблюдены при введении паровых машин высокого давления», состоявшие из 10 пунктов. Правила в числе прочих положений предусматривали: допустимое предельное давление пара в котле («не более пяти атмосфер»); материал для котлов; давали формулу для определения толщины стенок котлов; устанавливали нормы снабжения котлов манометрами, указателями уровня воды и предохранительными клапанами; порядок испытания котлов («от времени до времени, как например, через каждые три года»). Был пункт и о размерах помещения, где устанавливались котлы: оно должно быть в 27 раз больше объема самого котла. Правила содержали также и требование постоянного наблюдения за рабочими, приставленными к паровым маши­нам.

15 мая 1846 г. на Волге вышел в эксплуатацию еще один пароход под названием «Волга», который по заказу пароходного общества «По Волге» был изготовлен в Роттердаме (Голландия), доставлен на Волгу в разобранном виде и там собран. Пароход имел металлический корпус и машину мощностью 250 л. с. Особенность корпуса была в том, что его нос и корма были приподняты, а средняя часть имела «седловатость». Установленная в корпусе в горизонтальном положении громоздкая паровая машина работала с таким шумом, что его было слышно за несколько верст. Ни кают, ни каких-либо рубок на пароходе не было; рулевое колесо помещалось прямо на палубе. Носовая часть корпуса была выполнена по заданию заказчика ложкообразной формы, наподобие расшивы. Экипаж размещался в корпусе.

В первый рейс пароход забуксировал в Самаре два судна с грузом 2,5 тыс. т и при сильном весеннем паводке за 13 ходовых дней привел их в Рыбинск. Новый пароход отличился и во время сильного шторма, когда погибло много судов, но «Волга» успела завести свой состав в укрытие и сохранить его.

Успешная работа в первом рейсе, а также в двух последующих, когда буксир вывел суда с грузом в 4 тыс. т, а его владельцы получили 40 тыс. руб. дохода при всех расходах в 27 тыс. руб., изменила мнение коммерческих кругов о пароходах и заслужила похвальный отзыв главноуправляющего путями сообщения.

Б 1846 г. то же общество «По Волге» заказало в Голландии еще два парохода, похожих на «Волгу», но почти в два раза более мощных — по 460 л. с. В 1848 г. под названием «Геркулес» и «Самсон» они вступили в эксплуатацию.

Применение такой довольно мощной тяги показало, что старые типы несамоходного флота не годятся для буксировки в крупных составах. Недостаточная продольная прочность их приводила к тому, что во время буксировки, особенно на головных судах состава, деревянная бортовая обшивка и днище растягивались, а расстроенные пазы создавали сильную водотечность. Надо было переходить на строительство судов более прочного крепления, и пароходное общество «По Волге» поручило своим инженерам разработать проекты барж, более вместительных и прочных. Весной 1848 г. на Волге появились первые 12 барж, построенных в Копаеве и Рыбинске, с корпусами необычных размеров: длиной 96 и 117 м при ширине 10 и 11 м.

Создание таких огромных для своего времени деревянных грузовых судов было подготовлено предшествующим развитием отечественного судостроения. Баржи стали иметь более прочные корпуса, что достигалось увеличением высоты борта, числа и большего сечения продольных связей: кильсонов, проложенных по копаням, и коней под бимсами, а также устройством бортового стрингера и более частого крепления болтами продольных связей с поперечным набором. Усилению корпуса способствовали и железные вертикальные струны и деревянные стойки — пиллерсы, скреплявшие продольные связи, формируя таким образом довольно прочную ферму, а также большое число воротовых и подбалочных брусьев и другие нововведения.

Однако эксплуатация этих барж показала, что суда длиной 117 м велики для существовавших тогда судоходных условий на Волге, а конструкция их все же не обеспечивает необходимой жесткости корпуса. Клинообразная форма оконечностей с размещением тяжелых якорного и рулевого устройств приводила к их зависанию, что расшатывало крепления, порождая остаточные деформации корпуса. Погрузка барж на ровный киль становилась затруднительной, появлялась водотечность. Задачу дальнейшего совершенствования несамоходного флота еще предстояло решать.

Продолжали использоваться на водных путях и суда других типов, появившиеся и сформировавшиеся еще в прошлом столетии. Одни из них улучшались, изменяя свои формы, конструкцию и размеры корпуса с целью повышения прочности, другие постепенно отмирали, так как переставали соответствовать требованиям эксплуатации.

Первые успехи буксирных пароходов, естественно, привели к мысли использовать новые суда для перевозки пассажиров. Как упоминалось выше, построенный на Пожвинском заводе еще в 1821 г. пароход приспосабливался для перевозки пассажиров, но в силу конструктивных недостатков в эксплуатации не был. Построенный на Выксунском заводе пароход «Сокол» в 1843 г. совершил рейс из Нижнего Новгорода до Астрахани и перевез 96 пассажиров. Это был первый пассажирский рейс буксирного парохода.

Более высокая скорость движения пароходов привлекала пассажиров, но специальных пассажирских судов еще не было. Поэтому для перевозки пассажиров пароходное общество «По Волге» оборудовало две баржи, где были устроены общие мужские и женские каюты первого и второго классов. Каюты не отапливались и основное «удобство» их состояло в том, что они обеспечивали укрытие от дождя и непогоды, да имели на огромной каменной плите куб с горячей водой и очаг для приготовления пищи, чем обычно занимались жены шкиперов. Так как потребность в перевозке пассажиров была больше, чем ее могли удовлетворить две баржи, то пассажиров принимали и на буксирные пароходы, где удобств было еще меньше, чем на пассажирских баржах. Пассажирские пароходы, как специализированные суда, появились несколько позднее, уже в 60-х годах XIX в.

Все сказанное выше о первых в России пароходах относится к судам внутреннего плавания. Но одновременно строились и пароходы для работы на море, в том числе и для военно-морского флота. По подсчетам В. В. Захарова, за период с 1815 по 1840 г. было построено 99 пароходов, в том числе 36 из них относятся к речным. Талантливые корабельные мастера И.В.Курепанов, К.А.Глазырин и другие плодотворно потрудились над созданием проектов судов и их постройкой, используя не только свои разработки, но и зарубежный опыт.

Организация строительства пароходов для первых мастеров этого дела была новой и чрезвычайно сложной задачей. Из прошлого опыта могли быть использованы лишь навыки постройки деревянных корпусов несамоходных судов. А пароходы были качественно новым видом флота с соответствующими требованиями к прочности корпуса, его форме и распределению нагрузок. Этим требованиям деревянный корпус, конструктивно мало отличавшийся от корпусов барж, не всегда мог удовлетворить, а строительство металлических корпусов еще не начиналось (первый металлический корпус парохода был построен на Каме Суксунским заводом лишь в 1845 г.^[13]). Поэтому первые пароходы создавались в деревянных корпусах, благо организация постройки деревянных барж была знакомым делом.

Строительство пароходов в основном было сосредоточено на более оснащенных по своему времени заводах, где создавались паровые машины и котлы. Это были уже упомянутые выше заводы Берда в Петербурге и Пожвинский завод Всеволожского на Каме. Вскоре в строительство пароходов включился Выксунский завод Д. Шепелева на Оке. Строительством судов по преимуществу для морского флота занимались Ижорский и Александровский заводы и Охтинская верфь в Петербурге, Адмиралтейские верфи в Николаеве, Астрахани и Архангельске. В 1849 г. вблизи Нижнего Новгорода был сооружен для постройки пароходов Сормовский завод.

Строительство пароходов, помимо заводов, практиковалось также и на временных площадках. Так, на р. Мегре вблизи Белозерска, как указано в упоминавшемся выше отчете Берда, на такой площадке было построено два парохода; на Волге в с. Юршино по заказу Д. П. Евреинова и его компаньона И. И. Глебова в 1819 г. были заложены три корпуса пароходов; в с. Грузине Новгородской губернии построено два парохода. Аналогичное строительство велось и в других пунктах.

Конечно, на таких площадках работы производились вручную. Даже на более крупных заводах механическая энергия использовалась в то время чрезвычайно мало. Впервые паровой двигатель для привода в действие механического оборудования был применен на заводе Берда в 1815 г. на постройке первого парохода. «Паровые пильные мельницы» для заготовки лесоматериалов для судостроения впервые использованы на Охтинской верфи в 1825 г.

Практика постройки первых пароходов показала неотложную необходимость совершенствования технологического оборудования судостроительных предприятий. Постепенно происходило их техническое оснащение, а в 50-х годах возник ряд новых судостроительных заводов. Так, в 1852 г. был основан завод в Костроме, принадлежащий братьям Шиповым, в 1857 г. — завод Курбатова в Нижнем Новгороде. В эти же годы были основаны заводы братьев Каменских и И. И. Любимова в Перми. Развертывали постройку судов Сормовский и Коломенский заводы, а также Пермский машиностроительный завод в Мотовилихе.

Паровые машины первых пароходов, построенных до 1819 г., мало отличались от машин фабричного типа, имели громоздкие балансиры и маховые колеса. При запуске требовалось проворачивать их для установки в положение, удобное для пуска, что весьма затрудняло маневры. Чтобы избежать применения махового колеса и обеспечить ровное вращение вала, на пароходы стали ставить по две машины или применять сдвоенные машины, имевшие два одинаковых цилиндра с раздельным поступлением пара. Кривошипы коленчатого вала располагались под прямым углом так, что когда поршень одной из машин подходил к «мертвой точке», поршень другой совершал рабочий ход. Однако бывали слу­чаи нарушения координации рабочего хода, равномерность вращения вала достигалась не всегда. Лишь применение паровых машин двукратного расширения пара с наклонным или горизонтальным расположением цилиндров создало условия для ликвидации этих недостатков.

Паровые котлы делали цилиндрической формы из меди или железа, но были и комбинированные, в которых «печи и жаровые трубы, где горит огонь», а также дно делались из меди, а все остальное — из толстых железных листов. Котлы такого типа на заводе Берда строились в 1822—1823 гг. Применение котлов с давлением пара 5—6 ат.[14] существенно улучшило теплотехнические показатели судовых паровых установок.

Габаритные размеры и масса машин и котлов в процессе их усовершенствования уменьшались, но весьма медленно. Удельный расход металла на 1 л. с. достигал 0,9—1,1 т, в том числе до 40% цветного, что делало машины очень дорогими.

Экономичность энергетических установок была низкой: для машины в 100 л. с. требовалось ежесуточно около 6 кубических саженей дров (58 куб.м).

Первые строители паровых машин стали на правильный путь применения пара с увеличенным давлением. Если в первых машинах оно составляло 1 ат., то машины середины XIX в. работали уже с давлением пара от 3 до 6 ат. А это уменьшало расход топлива, массу машины и потребность в металле на их постройку.

Одновременно выявилась целесообразность увеличения кратности расширения пара в машинах. Возникла идея создания машин с последовательным расширением пара в нескольких цилиндрах, реализованная в постройке машины двукратного расширения.

Движителем для всех пароходов служило гребное колесо. Но работы по усовершенствованию его конструкции в то время еще не обеспечили создания колеса с поворачивающимися плицами.

Таким образом, первая половина XIX в. примечательна в истории отечественного судостроения и судоходства коренными нововведениями. В этот период в России были созданы первые пароходы, еще далекие от совершенства, но все же положившие начало паровому судоходству. В течение всего этого периода продолжалась упорная работа по техническому совершенствованию и увеличению мощности паровых машин, повышению эксплуатационно-экономических показателей парового флота. На этой базе во второй половине XIX — начале XX вв. паровое судоходство получило всеобщее признание и достигло своего расцвета.