Современные судовые котлы приспособлены для работы не на угле, а на нефти, — вернее, на мазуте, который представляет собой остатки ее после переработки.
Для сжигания мазута в топке его распыляют особым прибором — форсункой. Форсунка распыляет подводимый по трубе мазут и выбрасывает его из сопла. Пламя горящего мазута похоже на метелку, а температура достигает 1600°. При таком пламени получается меньше несгоревшего топлива, сажи и искр, чем при угольном отоплении. Да и температура пламени намного выше, чем при сгорании угля; значит, и размеры топки можно делать меньше.
На вахте у котлов уже не стоят покрытые потом и угольной пылью кочегары, которые изнемогали когда-то от страшной жары, орудуя в топках «ломиками» и «шуровиками» весом в 20–30 килограммов. За одну вахту иногда приходилось каждому забрасывать в топку по две — три тонны угля. На смену кочегарам пришли котельные машинисты.
В отделении, где стоят котлы с мазутным отоплением, нет ни страшной жары, ни угольной пыли. Здесь от котельного машиниста не требуется большой физической силы. На каждом котле много клапанов, кранов и приборов. Котельный машинист только следит за показаниями приборов и, сообразуясь с ними, налаживает работу котла. Часто у котла бывают автоматические приборы. Тогда автоматы делают за человека все: подают в строгом соотношении воду, мазут, воздух и точно регулируют давление пара.
Водотрубный котел с нефтяным отоплением.
Двигатель и движитель
Перейдем теперь в машинное отделение парохода.
Цилиндры машины покоятся на массивных колоннах, скрепленных с фундаментной рамой. Сквозь днище цилиндров проходят длинные штоки. На верхнюю часть каждого штока насаживается поршень. А нижняя часть штока заканчивается поперечиной с ползуном. Ползун скользит вверх и вниз по шлифованным поверхностям параллелей, укрепленных на колонне машины. Параллели поршня предохраняют шток от искривления.
Поперечина соединена с 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. 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.
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 гребным валом, выходящим из кормовой части судна наружу.
Схема паровой машины с тройным расширением пара.
У первых пароходов гребных винтов еще не было. Были гребные колеса. Колеса удобны на реке, где мелко и нет больших волн. И сейчас еще существуют речные пароходы 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, выходили 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.
Пароход «Саванна» США. 1819 г.
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 парохода. 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.
Русский пароход «Тамань» (парусный).
Соперничество винта с колесом тянулось долго. А иногда приходилось ставить и винт и колесо одновременно. Так, на построенном в шестидесятых годах прошлого века гигантском судне «Грейт Истерн» (оно имело более 200 метров длины) строители взгромоздили и колеса (диаметром до 17 метров!), и винт (весом около 36 тонн), да еще шесть мачт с парусами!
Колесно-винтовой пароход «Грейт-Истерн».
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 энергия 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.
Пятилопастной гребной винт большого танкера.
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 судну.
