Upės ilgą laiką vaidino svarbų vaidmenį žmonių gyvenime. Jų dėka žmonės gabeno savo prekes ar kitus krovinius. Tačiau plaukioti burlaiviu vingiuotu kanalu, plaukti prieš srovę, o taip pat panaudoti irkluotojų jėgą buvo nepaprastai sunku, o kartais ir visai neįmanoma. Todėl daugelis galvojo apie savaeigio laivo sukūrimą.
Senoviniame rankraštyje, datuojamame 527 m., aprašomas vandens rato mechanizmas, kurį varo žmonės arba gyvūnai laivui varyti. Tačiau visas pastangas sukurti greitą krovinių kėlimo savaeigį laivą sėkmė vainikavo tik tada, kai pasirodė pirmasis garo variklis.
Garo variklis paverčia garų energiją į automatinį vožtuvo veikimą, kuris juda atgal, todėl velenas pradeda judėti, gamindamas garą garo katile.
Pirmą kartą tokią mašiną jie bandė realizuoti XVII amžiaus pabaigoje. Vienas iš garo mašinos išradėjų yra Denisas Papinas, fizikas iš Prancūzijos Blois miesto. Jis pirmasis išrado garo katilą, tačiau neįsivaizdavo veikiančio garo mašinos mechanizmo. Nepaisant to, Papinas 1707 m. sukūrė pirmąją valtį, kuri turėjo garo variklį ir irklas. Šis laivas buvo nuleistas Vokietijos mieste Kaselyje, kuris yra prie Fuldos upės. Tačiau išradėjo džiaugsmas dėl jo išradimo buvo trumpas. Žvejai, pamatę plūduriuojančią valtį be burių, laikė tai demono išradimu, dėl ko ją sudegino. Vėliau prancūzų fizikas Papinas persikėlė gyventi į Angliją, kur savo tyrimus parodė Karališkajai draugijai. Norėdamas tęsti eksperimentus ir atkurti garo katilą, Papinas paprašė Karališkosios draugijos pinigų. Bet jis niekada negavo pinigų. Mirė skurde. Jis paprašė finansavimo tęsti eksperimentus ir atkurti laivą garo varikliu.
O 1736 metais anglų laikrodininkas Džonatanas Hullsas sukūrė vilkiką, varomą garo varikliu. Jis gavo patentą garu varomam laivui. Tačiau eksperimentų metu paaiškėjo, kad laive įrengtas garo katilas buvo per silpnas, kad galėtų pajudinti laivą. Hullsas buvo toks prislėgtas, kad nerado jėgų toliau dirbti su išradimo modernizavimu ir mirė skurde, kaip ir ankstesnis garo variklio išradėjas Papinas.
Tačiau arčiausiai tikslo buvo prancūzų karininkas Claude'as-Francois-Dorote'as. 1771 m. gavo karininko laipsnį, tačiau dėl savo žiauraus būdo po kiek laiko atsidūrė kalėjime už šiurkštų drausmės pažeidimą. Kadangi kalėjimas buvo netoli nuo Kanų, o kameros langai buvo su vaizdu į jūrą, Claude'as-Francois galėjo apmąstyti pravažiuojančias galeras, kurių judėjimą lemia irkluotojų galia. Tada jam šovė nuostabi mintis, kad nepakenks laive sumontuoti garo mašiną. Po to, kai prancūzų karininkas buvo paleistas iš kalėjimo, jis sėdo skaityti specializuotos literatūros ir netrukus jam kilo mintis sukurti pirmąjį pasaulyje garlaivį.
1775 m. atvykus į Paryžių, idėja sukurti garlaivį jau egzistavo. 1776 m. Claude-Francois-Dorotë savo lėšomis pastatė nedidelį garu varomą laivą, tačiau bandymai buvo nesėkmingi. Tačiau, skirtingai nei ankstesni išradėjai, savamokslis prancūzų inžinierius nepasidavė. Jo iniciatyva vyriausybei buvo pavesta suteikti 15 metų monopolį kurti ir eksploatuoti laivus su garo varikliais tam, kuris pirmasis sukūrė garlaivį, kuris būtų tinkamas nuolatiniam eksploatavimui, ir Claude'as Francois suprato, kad triumfas garo lenktynės užtikrintų patogų gyvenimą visam likusiam gyvenimui.
1783 m. karininkas pagaliau išbandė savo antrąjį garo modelį. O birželio 15 dieną liudininkai matė, kaip savamokslio prancūzų inžinieriaus valtis prieš srovę judėjo Saone upe. Tačiau beveik finišo tiesiojoje variklis tapo nebenaudojamas, tačiau tai pastebėjo ne vienas žmogus. Tačiau išradėjas nesiruošė tuo sustoti – ketino patobulinti variklį. Claude'as-Francois-Dorothe'as buvo tvirtai įsitikinęs, kad monopolija priklausys jam, dėl to jis nusiuntė į Paryžių ataskaitą apie nuveiktus darbus, kuriuos vainikavo sėkmė. Tačiau Paryžiaus akademija skeptiškai vertino šį pranešimą, todėl mokslininkai paprašė vyriausiojo garo mašinų specialisto Jacques'o Perrier pareikšti nuomonę apie garo mašiną. Kadangi jis pats domėjosi garlaivių monopolija, padarė viską, kad šis išradimas greitai būtų pamirštas. Taigi prancūzų karininkas negavo finansinės paramos, o kito laivo statybai pinigų nebuvo, nes laivo statybai reikėjo daug pinigų.
Po kurio laiko Prancūzijoje prasidėjo perversmas, o tada nebeliko laiko laivų statybai. Be to, Claude'as-Francois-Dorotë buvo monarchistų pusėje ir, kaip žinia, jie laukė ne patento, o giljotinos. Tačiau jis grįžo prie išradimų, bet tik po Burbonų atgimimo. O 1816 metais savamokslis prancūzų inžinierius gavo patentą. Tačiau jis niekada negavo pinigų laivybos verslo plėtrai. O 1832 metais jo nebeliko.
1774 metais garsus britų išradėjas Jamesas Wattas išrado pirmąjį universalų garo variklį. Šis išradimas padėjo sukurti ne tik garlaivius, bet ir garvežius.
1787 m. Jungtinėse Amerikos Valstijose Johnas Fitchas pastatė garu varomą katerį, kuris ilgą laiką reguliariai keliaudavo tarp Filadelfijos ir Burlingtono palei Delavero upę. Laivas plaukė 30 keleivių ir plaukė maždaug 7–8 mylių per valandą greičiu. Tačiau J. Fitcho išrastas laivas nebuvo komerciškai sėkmingas, nes kelyje buvo didžiulė konkurencija dėl jo.
O 1802 m. anglų inžinierius Williamas Symingtonas suprojektavo vilkiką Charlotte Dundas su 10 arklio galių vatų mašina, kuri suko laivagalio ratą. Šio laivo bandymai buvo labai sėkmingi. Per 6 valandas, pučiant stipriam vėjui, vilkikas Charlotte Dundas nutempė dvi baržas 18 mylių. Ši valtis buvo pirmasis tinkamas eksploatuoti laivas, varomas garo varikliu. Tačiau valdžia pradėjo baimintis, kad bangos, kylančios iš irklentinio rato, prisidės prie pakrantės erozijos. Šiuo atžvilgiu valtis buvo ištraukta į sausumą ir pasmerkta tikrai mirčiai. Todėl šis eksperimentas nesukėlė britų susidomėjimo.
Tarp liudininkų, stebėjusių šio laivo bandymus, buvo amerikietis Robertas Fultonas. Garo varikliais jis domėjosi nuo 12 metų ir jau būdamas 14 metų sukūrė savo pirmąjį laivą su ratiniu varikliu. Baigęs mokyklą Fultonas persikėlė gyventi į Filadelfiją ir įsidarbino juvelyro padėjėju, o kiek vėliau – braižytoju. 1786 m. Fultonas emigravo į Angliją studijuoti architektūros. Tačiau Anglijoje Robertas Fultonas atsisakė piešimo ir susikoncentravo ties išradimais. Iš pradžių jis projektavo šliuzus, kanalus, bet paskui Fultonas grįžo prie buvusios aistros – garų naudojimo laivyboje. Tačiau vyriausybė nenorėjo finansuoti jo projekto, ir tada, 1797 m., Robertas Fultonas persikėlė į Prancūziją. Tačiau ir čia jo išradimas nebuvo įvertintas. Po to Robertas Fultonas iškėlė idėją sukurti povandeninį laivą, su kuriuo būtų galima išminuoti priešo laivo dugną. Iš pradžių Prancūzijos vyriausybė nepritarė šiam projektui, manydama, kad toks karybos būdas yra labai žiaurus. Tačiau išradėjas savo lėšomis suprojektavo ir išbandė medinį povandeninį laivą Nautilus. 1800 m. Robertas Fultonas parodė savo povandeninio laivo modelį Napoleonui Bonapartui. Pagaliau įvertinusi jo išradimą, vyriausybė finansavo varinio povandeninio laivo statybą. Tuo pačiu metu jie netgi pažadėjo sumokėti Fultonui daug pinigų už kiekvieną nuskandintą priešo laivą. Tačiau anglų laivai greitai paliko Nautilus, nes jis judėjo per lėtai. Todėl povandeninio laivo „Nautilus“ egzistavimas buvo trumpalaikis. Tada Fultonas bandė parduoti povandeninį laivą Anglijai, tačiau tai taip pat buvo nesėkminga.
Po nesėkmės su povandeniniu laivu Fultonas nusprendė grįžti į tėvynę, o po to pradėjo ieškoti pinigų garlaiviui sukurti. Tada sėkmė pagaliau jam nusišypsojo. 1807 m. rugpjūčio mėn. buvo išbandytas garlaivis, vadinamas „North River Steamboat of Clermont“, kurio darbinis tūris yra 79 000 tonų ir kurio garo variklis turi 20 arklio galių varomuosius ratus. Dauguma žmonių, susirinkusių ant Hudsono upės krantų, netikėjo, kad šis garlaivio sukūrimas bus sėkmingas. Pirmasis šio laivo skrydis įvyko 1807 metų rugsėjo 4 dieną. Šio laivo išradėjas į kelionę leidosi vienas – be krovinių ir keleivių, nes nebuvo norinčių leistis į ilgą kelionę garlaiviu. Tačiau kai laivas grįžo atgal, vienas drąsuolis vis dėlto nusprendė įlipti į ugnį alsuojantį laivą. Paaiškėjo, kad tai ūkininkas, nusipirkęs šešių dolerių vertės bilietą. Tai buvo pirmasis keleivis laivybos istorijoje. 1807 m. Klermono Šiaurės upės garlaivis pradėjo plaukioti tarp Niujorko ir Olbanio, atnešdamas nemažą pelną savininkui. Šis laivas į istoriją įėjo kaip „Claremont“, nors „Claremont“ buvo Roberto kompaniono dvaras, esantis 177 km nuo Niujorko.
Nuo to laiko laivas reguliariai vykdo reisus. 1809 m. Robertas Fultonas gavo Claremont statybos patentą ir pateko į laivybos istoriją kaip pirmasis garlaivio išradėjas.
Rusijoje pirmasis laivas buvo suprojektuotas 1815 m., Charleso Byrdo gamykloje. Laivas vadinosi „Elizaveta“ ir kūrė maršrutus tarp Kronštato ir Sankt Peterburgo. Žurnale „Tėvynės sūnus“ buvo paskelbta vieno iš skrydžių apžvalga. Šiame straipsnyje karinio jūrų laivyno karininkas iš Pskovo gubernijos Piotras Rikordas pirmą kartą pavartojo sąvoką „garlaivis“. Prieš tai laivai buvo vadinami „garlaiviais“ arba „piroskafais“.
Beje, 1813 metais Robertas Fultonas kreipėsi į Rusijos valstybės vyriausybę su prašymu suteikti jam privilegiją pastatyti jo sugalvotą laivą ir jį eksploatuoti Rusijos imperijos vandenyse. Imperatorius Aleksandras I suteikė Fultonui monopolinę teisę 15 metų eksploatuoti garlaivius maršrutu Sankt Peterburgas-Kronštatas, taip pat ir kitose Rusijos imperijos upėse. Tačiau Rusijoje Fultonas nesuprojektavo nė vieno garlaivio, dėl to negalėjo pasinaudoti sutartimi, nes neįvykdė pagrindinės sutarties sąlygos – trejus metus nepastatė ir nepaleido nė vieno laivo. 1815 m. mirė Robertas Fultonas, o 1816 m. jam suteikta privilegija buvo anuliuota ir ši sutartis atiteko Byrdui.
Idėja sukurti savaeigį laivą, kuris galėtų plaukti prieš vėją ir sroves, žmonėms kirbėjo labai ilgai. Juk dažnai neįmanoma plaukti vingiuotu kanalu su sudėtingu farvateriu po burėmis, o judėti irklais prieš srovę visada sunku.
Tikra galimybė sukurti tokį greitaeigį savaeigį laivą atsirado tik išradus garo mašiną. Garo variklis įkaitintų garų energiją paverčia mechaniniu stūmoklio darbu, kuris juda atgal ir paleidžia veleną. Garas gaminamas garo katile. Pirmieji bandymai sukurti tokią mašiną buvo atlikti XVII amžiaus pabaigoje.
Vienas iš išradėjų, nagrinėjusių šiluminės energijos pavertimo darbu problema, buvo prancūzų fizikas Denisas Papinas(1647 - 1712). Jis pirmasis išrado garo katilą, bet negalėjo pasiūlyti veikiančio garo variklio konstrukcijos. Bet jis sukūrė pirmąją valtį su garo varikliu ir irklentėmis (1707). Kaselyje (Vokietija) nuleistas pirmasis pasaulyje garu varomas laivas, kuris gana užtikrintai plaukė Fuldos upe. Tačiau išradėjo džiaugsmas buvo trumpalaikis. Vietiniai žvejai laivą, judantį be irklų ir burės, laikė velnišku išradimu ir suskubo padegti pirmąjį garlaivį. Vėliau Papinas persikėlė į Angliją ir pristatė savo pokyčius Karališkajai draugijai. Jis paprašė pinigų eksperimentams tęsti ir garlaiviui atkurti. Tačiau Papinas nelaukė pinigų ir mirė skurde.
Po 30 metų, 1736 m., anglas Džonatanas Hullsas, pagal profesiją laikrodininkas, išrado garo vilkiką. Jis gavo patentą laivui, varomam garu. Tačiau bandymų metu paaiškėjo, kad laive sumontuotas garo variklis buvo per silpnas, kad jį pajudėtų. Nusivylęs laikrodininkas nerado jėgų toliau tobulinti išradimą ir mirė beviltiškame skurde, kaip ir Papinas.
Prancūzas pasirodė esąs arčiau tikslo Claude'as Francois Dorothé, markizas de Jouffroy. 1771 m. 20-metis markizas gavo karininko laipsnį, tačiau parodė žiaurų temperamentą, o po metų buvo įkalintas už šiurkštų drausmės pažeidimą. Kalėjimas buvo netoli Kanų miesto, o iš markizo kameros žvelgė į jūrą, todėl de Jouffroy pro grotuotą langą galėjo stebėti virtuves, varomas nuteistųjų raumenų jėgos. Užuojautos jiems kupinas markizas priėjo prie išvados, kad būtų neblogai į laivą įdėti garo mašiną – tokie, girdėjo, paleido siurblius, kurie pumpavo vandenį iš Anglijos kasyklų. Išėjęs iš kalėjimo, de Jouffroy atsisėdo su knygomis ir netrukus turėjo savo nuomonę, kaip geriausia pastatyti garlaivį.
Kai jis atvyko į Paryžių 1775 m., Garlaivio idėja jau sklandė ore. 1776 metais markizas savo lėšomis pastatė garlaivį, tačiau bandymai, anot amžininko, baigėsi „ne visai laimingai“. Tačiau išradėjas nepasidavė. Jam pasiūlius, Prancūzijos vyriausybė pažadėjo 15 metų monopolį statyti ir eksploatuoti garo laivus tam, kas pirmasis pastatys nuolatiniam naudojimui tinkamą garlaivį, o de Jouffroy žinojo, kad pergalė garo lenktynėse reikš turtus ir klestėjimą. iki dienų pabaigos.
1783 m. Lione markizas pagaliau išbandė savo antrąjį garo modelį. Birželio 15 d., Saone upės pakrantėje, žiūrovai stebėjo, kaip markizo de Jouffroy valtis judėjo prieš srovę. Tiesa, iki demonstracinės kelionės pabaigos variklis tapo nebenaudojamas, tačiau niekas to nepastebėjo, be to, de Jouffroy tikėjosi automobilį padaryti patikimesnį. Dabar markizas buvo tikras, kad monopolis yra jo kišenėje, ir išsiuntė pranešimą apie savo sėkmę į Paryžių. Tačiau Paryžiaus akademija nebuvo linkusi pasitikėti ataskaitomis iš provincijų, kad ir iš ko jie būtų atvykę. Akademikai teiravosi dėl vyriausiojo garo mašinų specialisto gamintojo Jacques'o Perrier išradimo, kuris pats siekė garlaivių monopolio, todėl padarė viską, kad markizo išradimas greitai būtų pamirštas. De Jouffroy negavo finansinės paramos iš akademikų ir nebeturėjo pinigų kitam laivui statyti.
Netrukus šalyje prasidėjo revoliucija, o prancūzai nebebuvo pasirengę garlaiviams. Be to, markizas de Jouffroy pasirodė esąs kontrrevoliucijos pusėje, o karališkieji Prancūzijoje laukė ne patentų, o giljotinos. De Jouffroy sugebėjo grįžti prie išradimų tik atkūrus Burbonus, o 1816 m. pagaliau gavo patentą. Tačiau jam niekada nebuvo duota pinigų laivybos verslo plėtrai. De Jouffroy mirė 1832 m. veteranų namuose, kuriuos visi pamiršo ir apleido.
1774 m. iškilus anglų išradėjas Džeimsas Vatas sukūrė pirmąjį universalų šilumos variklį (garo mašiną). Šis išradimas prisidėjo prie garvežių, garlaivių ir pirmųjų (garo) vagonų sukūrimo.
Amerikoje 1787 m Džonas Fičas pastatė garlaivį „Experiment“, kuris ilgą laiką reguliariai plaukė Delavero upe tarp Filadelfijos (Pensilvanija) ir Burlingtono (Niujorkas). Jis pakėlė į lėktuvą 30 keleivių ir lėkė 7–8 mylių per valandą greičiu. J. Fitch garlaivis nebuvo komerciškai sėkmingas, nes geras sausumos kelias konkuravo su jo maršrutu.
1802 m. kalnakasybos inžinierius Viljamas Symingtonas iš Anglijos sukonstravo vilkiką Charlotte Dundas su 10 arklio galių vatų aparatu, kuris suko laivagalio dalyje esantį irklinį ratą. Bandymai buvo sėkmingi. Per 6 valandas, pučiant stipriam priešpriešiniam vėjui, „Charlotte Dundas“ ištempė dvi baržas palei kanalą 18 mylių. „Charlotte Dundas“ buvo pirmasis tinkamas naudoti garlaivis. Tačiau valdžia ėmė baimintis, kad nuo irklentės kilusios bangos nuplaus kanalo krantus. Laivas buvo ištrauktas į krantą ir pasmerktas atiduoti į metalo laužą. Taigi ši patirtis britų nesudomino.
Robertas Fultonas
Tarp neįprasto laivo bandymus stebėjusių žiūrovų buvo ir amerikietis Robertas Fultonas. Jis mėgo garo variklius nuo 12 metų ir būdamas paauglys (14 metų) pagamino savo pirmąją valtį su ratiniu varikliu. Baigęs mokyklą, Robertas persikėlė į Filadelfiją ir įsidarbino iš pradžių juvelyro padėjėju, o paskui braižytoju. Būdamas 21 metų (1786 m.), Fultonas išvyko į Angliją studijuoti architektūros. Tačiau čia Fultonas atsisakė piešimo ir sutelkė dėmesį į išradimus. Jis kūrė kanalus, spynas, vamzdžius ir įvairias mašinas – marmurui pjauti, linams verpti, virvėms sukti... Ir tada grįžo prie savo seno pomėgio – garų naudojimo laivyboje. Tačiau Anglijos vyriausybė nenorėjo duoti pinigų jo projektui, ir 1797 m. Fultonas persikėlė į Prancūziją. Tačiau ir čia jo išradimai nebuvo įvertinti. Fultonas pagalvojo ir iškėlė povandeninio laivo idėją, su kuriuo galima išminuoti priešo laivų dugną. Iš pradžių Prancūzijos vyriausybė atmetė projektą, manydama, kad toks karybos būdas yra pernelyg žiaurus. Tačiau išradėjas savo lėšomis pastatė ir išbandė medinį povandeninį laivą Nautilus. 1800 m. Fultonas Napoleonui pristatė praktišką savo povandeninio laivo modelį. Pagaliau įvertinusi išradimą, Prancūzijos vyriausybė pagaliau skyrė pinigų laivui iš lakštinio vario statyti ir net pažadėjo sumokėti Fultonui už kiekvieną nuskendusį priešo laivą. Tačiau anglų laivai mikliai vengė lėto „Nautilo“. Todėl „Nautilas“ plaukė neilgai. Fultono bandymas parduoti povandeninį laivą Prancūzijos priešininkui jūroje Anglijai taip pat žlugo. Tikroji šio išradimo reikšmė išaiškėjo tik arčiau Pirmojo pasaulinio karo pradžios.
Įžeistas viso pasaulio, Fultonas grįžo į tėvynę ir pradėjo ieškoti lėšų garlaivio projektui. Čia jam pasisekė daug labiau. 79 tonų darbinio tūrio garlaivis „North River Steamboat of Clermont“ („Steamboat of the North River“) su 20 arklio galių garo varikliu, besisukančiu penkių metrų irkliniais ratais, buvo išbandytas 1807 m. rugpjūčio mėn. susirinkusieji ant Hadsono įlankos krantų netikėjo sėkme . Pirmuoju skrydžiu 1807 m. rugsėjo 4 d. Fultonas skrido be krovinio ir be keleivių: ugnį alsuojančiame laive neatsirado norinčių išbandyti laimę. Tačiau grįžtant atgal pasirodė drąsuolis – ūkininkas, nusipirkęs bilietą už šešis dolerius. Tai buvo pirmasis keleivis laivybos kompanijos istorijoje. Palietęs išradėjas suteikė jam visą gyvenimą teisę laisvai plaukti savo laivais. Tais pačiais metais pirmasis Fultono garlaivis pradėjo kursuoti tarp Niujorko ir Olbanio ir uždirbo pelno. Šis laivas į istoriją įėjo kaip „Claremont“, nors „Claremont“ buvo tiesiog Fultono partnerio Livingstono dvaras prie Hudsono upės, 177 km nuo Niujorko, kurį laivas aplankė pirmosios kelionės metu.
Nuo to laiko Hudsone buvo atidarytas nuolatinis garlaivio judėjimas. Laikraščiai pranešė, kad daugelis valtininkų iš siaubo užmerkė akis, kai „Fultono pabaisa, raugdamas ugnį ir dūmus, judėjo Hadsonu prieš vėją ir srovę.
„Šiaurės upės garlaivis“
Robertas Fultonas
1809 m. Fultonas užpatentavo Clermont dizainą ir įėjo į istoriją kaip garlaivio išradėjas.
Rusijoje pirmasis garlaivis buvo pastatytas Charleso Byrdo gamykloje 1815 m. Jis vadinosi „Elizaveta" ir atliko skrydžius tarp Sankt Peterburgo ir Kronštato. Apie vieną iš šių skrydžių reportažą paskelbė žurnalas „Tėvynės sūnus". Šiame straipsnyje Rusijos karinio jūrų laivyno karininkas, vėliau admirolas Peteris Rikordas, pirmą kartą pavartojo terminą „garlaivis“. Prieš tai tokie laivai buvo vadinami angliškai „steamboats“ arba „pyroscaphes“.
Beje...
1813 m. Fultonas kreipėsi į Rusijos vyriausybę su prašymu suteikti jam privilegiją pastatyti jo išrastą garlaivį ir naudoti jį Rusijos imperijos upėse. Imperatorius Aleksandras I suteikė išradėjui monopolinę teisę 15 metų eksploatuoti garlaivius linijoje Sankt Peterburgas-Kronštatas, taip pat ir kitose Rusijos upėse. Tačiau Fultonas nekūrė garlaivių Rusijoje ir negalėjo pasinaudoti susitarimu, nes neįvykdė pagrindinės susitarimo sąlygos – trejus metus jis nepaleido eksploatuoti nė vieno laivo. 1815 m. Fultonas mirė, o 1816 m. jam suteikta privilegija buvo atšaukta, ir ši sutartis atiteko Byrdui.
Pirmasis garlaivis, kaip ir jo kolegos, yra stūmoklinio garo variklio variantas. Be to, šis pavadinimas taikomas panašiems įrenginiams su garo turbina. Pirmą kartą šį žodį pradėjo vartoti rusų karininkas. Pirmoji tokio tipo vidaus laivo versija buvo pastatyta Elžbietos baržos pagrindu (1815). Anksčiau tokie laivai buvo vadinami „piroskafais“ (vakarietiškai, o tai reiškia valtį ir ugnį). Beje, Rusijoje panašus blokas pirmą kartą buvo pastatytas Charles Bendt gamykloje 1815 m. Šis keleivinis laineris kursavo tarp Sankt Peterburgo ir Krondštato.
Ypatumai
Pirmajame garlaivyje buvo sumontuoti irkliniai ratai kaip sraigtai. Buvo John Fish, kuris eksperimentavo su garo prietaisu maitinamų irklų dizainu, variantas. Šie įtaisai buvo šonuose rėmo skyriuje arba gale. XX amžiaus pradžioje atėjo patobulintas sraigtas, kuris pakeitė irklinius ratus. Anglis ir naftos produktai buvo naudojami kaip energijos nešėjai mašinose.
Dabar tokie laivai nestatomi, tačiau kai kurios kopijos vis dar veikia. Pirmosios linijos garlaiviuose, skirtingai nei garvežiuose, buvo naudojamas garo kondensatas, kuris leido sumažinti slėgį cilindrų išleidimo angoje, o tai žymiai padidino efektyvumą. Nagrinėjamoje technikoje taip pat gali būti naudojami efektyvūs katilai su skysčio turbina, kurie yra praktiškesni ir patikimesni nei priešgaisriniai vamzdžiai, montuojami ant garo lokomotyvų. Iki praėjusio amžiaus 70-ųjų vidurio garlaivių maksimalios galios rodiklis viršijo dyzelinių variklių.
Pirmasis sraigtinis garlaivis buvo visiškai nereiklus degalų rūšiai ir kokybei. Tokio tipo mašinų konstravimas truko keliais dešimtmečiais ilgiau nei garvežių gamyba. Dėl upių modifikacijų masinė gamyba buvo baigta daug anksčiau nei jų jūriniai „konkurentai“. Pasaulyje yra tik kelios dešimtys veikiančių upių modelių.
Kas išrado pirmąjį garlaivį?
Garo energija buvo panaudota, kad objektas judėtų net Aleksandrijos garnys pirmajame amžiuje prieš Kristų. Jis sukūrė primityvią turbiną be menčių, kuri buvo valdoma keliais naudingais įrenginiais. Daug tokių suvestinių pastebėjo XV, XVI ir XVII amžių metraštininkai.
1680 metais Londone gyvenantis prancūzų inžinierius pateikė vietinei karališkajai draugijai garo katilo su apsauginiu vožtuvu projektą. Po 10 metų jis pagrindė dinamišką garo mašinos šiluminį ciklą, bet taip ir nesukūrė gatavos mašinos.
1705 m. Leibnicas pristatė Thomas Savery garo mašinos, skirtos vandeniui pakelti, eskizą. Toks prietaisas įkvėpė mokslininką naujiems eksperimentams. Remiantis kai kuriais pranešimais, 1707 metais buvo keliauta per Vokietiją. Remiantis viena versija, kateris buvo su garo varikliu, o to nepatvirtina oficialūs faktai. Vėliau laivą sunaikino įtūžę konkurentai.
Istorija
Kas pastatė pirmąjį garlaivį? Thomas Savery pademonstravo garo siurblį, skirtą vandeniui iš kasyklų siurbti dar 1699 m. Po kelerių metų patobulintą analogą pristatė Thomas Nyukman. Yra versija, kad 1736 metais JK inžinierius Jonathanas Hulse'as sukūrė laivą su ratu laivagalyje, kuris buvo varomas garo įtaisu. Įrodymai apie sėkmingą tokios mašinos bandymą nebuvo išsaugoti, tačiau, atsižvelgiant į konstrukcijos ypatybes ir anglies suvartojimą, operacija vargu ar gali būti pavadinta sėkminga.
Kur buvo išbandytas pirmasis garlaivis?
1783 metų liepą prancūzų markizas Geoffois Claude pristatė Piroscaphe tipo laivą. Tai pirmasis oficialiai dokumentuotas garu varomas laivas, kurį varė vieno cilindro horizontalus garo variklis. Automobilis suko porą irklinių ratų, kurie buvo išdėstyti išilgai šonų. Bandymai buvo atlikti Senos upėje Prancūzijoje. Maždaug 360 kilometrų laivas nuplaukė per 15 minučių (apytikslis greitis – 0,8 mazgo).
Tada sugedo variklis, po kurio prancūzas sustabdė eksperimentus. Pavadinimas "Piroskaf" jau seniai naudojamas daugelyje šalių kaip laivo su garo jėgaine pavadinimas. Šis terminas Prancūzijoje neprarado savo aktualumo iki šių dienų.
Amerikos projektai
Pirmąjį garlaivį Amerikoje 1787 metais pristatė išradėjas Jamesas Ramsey. Laivo bandymas buvo atliktas laive, judančiame reaktyviniais varymo mechanizmais, veikiančiais iš garų energijos. Tais pačiais metais inžinieriaus tautietis Delavero upėje išbandė garlaivį „Perseverance“. Ši mašina buvo varoma pora eilių irklų, kurie buvo varomi garo jėgainės. Padalinys buvo sukurtas kartu su Henry Foygotu, nes Britanija blokavo galimybę eksportuoti naujas technologijas į savo buvusias kolonijas.
Pirmojo garlaivio Amerikoje pavadinimas yra „Atkaklumas“. Po to Fitchas ir Foygotas 1790 m. vasarą pastatė 18 metrų laivą. Garlaivis buvo aprūpintas unikalia irklo varymo sistema ir veikė tarp Burlingtono, Filadelfijos ir Naujojo Džersio. Pirmasis šios markės keleivinis garlaivis galėjo gabenti iki 30 keleivių. Per vieną vasarą laivas įveikė apie 3 tūkst. Vienas iš dizainerių teigė, kad kateris be problemų įveikė 500 mylių. Nominalus laivo greitis buvo apie 8 mylias per valandą. Svarstomas dizainas pasirodė gana sėkmingas, tačiau tolesnis modernizavimas ir technologijų tobulinimas leido gerokai patobulinti laivą.
"Šarlotė Dantes"
1788 metų rudenį škotų išradėjai Symingtonas ir Milleris suprojektavo ir sėkmingai išbandė nedidelį ratinį garu varomą katamaraną. Bandymai vyko Dalswinston Lough, dešimties kilometrų zonoje nuo Dumfries. Dabar žinome pirmojo garlaivio pavadinimą.
Po metų jie išbandė panašaus dizaino katamaraną, kurio ilgis siekė 18 metrų. Garo variklis, naudojamas kaip variklis, galėjo sukurti 7 mazgų greitį. Po šio projekto Milleris atsisakė tolesnės plėtros.
Pirmąjį pasaulyje Charlotte Dantes tipo garlaivį Seinmingtonas pastatė 1802 m. Laivas buvo pastatytas iš 170 milimetrų storio medžio. Garo mechanizmo galia buvo 10 arklio galių. Laivas buvo veiksmingai naudojamas gabenti baržas Fort Clyde kanale. Ežero šeimininkai baiminosi, kad garlaivio išleidžiama garų srovė gali pažeisti pakrantę. Šiuo atžvilgiu jie uždraudė naudoti tokius laivus savo vandenyse. Dėl to naujovišką laivą 1802 m. savininkas apleido, po to jis visiškai sunyko, o vėliau buvo išmontuotas atsarginėms dalims.
tikri modeliai
Pirmasis pagal paskirtį naudotas garlaivis buvo pastatytas 1807 m. Iš pradžių modelis vadinosi North River Steamboat, o vėliau – Claremont. Jis buvo paleistas dėl irklinių ratų buvimo, buvo išbandytas skrydžiuose palei Hudsoną iš Niujorko į Olbanį. Pavyzdžio judėjimo atstumas yra gana tinkamas, atsižvelgiant į 5 mazgų arba 9 kilometrų per valandą greitį.
Fultonas džiaugėsi įvertinęs tokią kelionę ta prasme, kad sugebėjo aplenkti visas škunas ir kitus laivus, nors mažai kas tikėjo, kad garlaivis gali įveikti net vieną mylią per valandą. Nepaisant sarkastiškų pastabų, patobulintą agregato dizainą dizaineris pradėjo eksploatuoti, dėl ko nė kiek nesigailėjo. Jis yra pirmasis, sukūręs Charlotte Dantès armatūros tipo konstrukciją.
Niuansai
Amerikietiškas laivas su sraigtu, vadinamas Savannah, perplaukė Atlanto vandenyną 1819 m. Tuo pačiu metu laivas plaukė didžiąją kelio dalį. Garo varikliai šiuo atveju tarnavo kaip papildomi varikliai. Jau 1838 metais garlaivis „Sirius“ iš Didžiosios Britanijos perplaukė Atlantą visiškai nenaudodamas burių.
1838 metais buvo pastatytas sraigtinis garlaivis Archimedas. Jį sukūrė anglų ūkininkas Francisas Smithas. Laivas buvo dizaino su irklentėmis ir varžtais. Tuo pačiu metu, palyginti su konkurentais, rezultatai gerokai pagerėjo. Tam tikru laikotarpiu tokie laivai privertė išjungti burlaivius ir kitus ratinius analogus.
Kariniame jūrų laivyne garo jėgainės pradėtos diegti sutvarkius savaeigę bateriją „Demologos“, kuriai vadovavo Fultonas (1816 m.). Šis dizainas iš pradžių nebuvo plačiai pritaikytas dėl rato tipo varomojo bloko, kuris buvo nepatogus ir pažeidžiamas priešo, netobulumo.
Be to, iškilo sunkumų dėl įrangos kovinės galvutės išdėstymo. Nebuvo nė kalbos apie įprastą borto akumuliatorių. Ginklams laivo laivagalyje ir priekyje liko tik nedideli laisvos vietos tarpai. Sumažėjus pabūklų skaičiui, kilo idėja padidinti jų galią, kuri buvo įgyvendinta aprūpinant laivus su didelio kalibro pabūklais. Dėl šios priežasties galai turėjo būti sunkesni ir masyvesni iš šonų. Šios problemos iš dalies buvo išspręstos atsiradus sraigtui, kuris leido išplėsti garo variklio apimtį ne tik keleivių laivyne, bet ir laivyne.
Modernizavimas
Garinės fregatos – taip vadinami vidutiniai ir dideli koviniai vienetai garų trasoje. Logiškiau tokias mašinas priskirti prie klasikinių garlaivių, o ne prie fregatų. Dideliuose laivuose toks mechanizmas negalėjo būti sėkmingai aprūpintas. Tokio dizaino bandymų ėmėsi britai ir prancūzai. Dėl to kovinė galia buvo nepalyginama su analogais. Pirmoji kovinė fregata su garo jėgos bloku yra Homeras, sukurta Prancūzijoje (1841 m.). Jame buvo dvi dešimtys ginklų.
Apibendrinant
XIX amžiaus vidurys garsėja sudėtingu burlaivių pavertimu garu varomais laivais. Laivai buvo tobulinami ratinėmis arba sraigtinėmis modifikacijomis. Medinis korpusas buvo perpjautas per pusę, po to mechaniniu įtaisu buvo pagamintas panašus įdėklas, kurio galia svyravo nuo 400 iki 800 arklio galių.
Kadangi sunkiųjų katilų ir mašinų vieta buvo perkelta į korpuso dalį po vaterlinija, dingo poreikis gauti balastą, taip pat atsirado galimybė pasiekti kelių dešimčių tonų poslinkį.
Varžtas yra atskirame lizde, esančiame laivagalyje. Šis dizainas ne visada pagerino judėjimą, sukurdamas papildomą pasipriešinimą. Kad išmetimo vamzdis netrukdytų išdėstyti denio su burėmis, jis buvo pagamintas iš teleskopinio (sulankstomo) tipo. Charlesas Parsonas 1894 metais sukūrė eksperimentinį laivą „Turbinia“, kurio bandymai įrodė, kad garo laivai gali būti greiti ir naudojami keleivių pervežimui bei karinei technikai. Šis „skraidantis olandas“ pademonstravo rekordinį to meto greitį – 60 km/val.
Iki XIX amžiaus vidurio. pagrindinėms laivų statybos jėgoms tampa aišku, kad laikai, kai prekinių laivų ir burinės laivyno karo laivų judėjimas visiškai priklausė nuo vėjo krypties ir stiprumo, blėsta.
Iki to laiko atsirado nemažai išradimų (pavyzdžiui, Deniso Papino garo mašina, Roberto Fultono garlaivio modelis, kurį jis pademonstravo Napoleonui Bonapartui), numatančių garo jėga varomų laivų statybą.
Jei pirmieji tokie išradimai gerokai pranoko savo laiką ir atsirado epochoje, kai atitinkamų technologijų vis dar nebuvo, tai iki Krymo karo (1853–1856 m.) pirmieji garlaiviai pasirodė pagrindinių JAV jėgų flotilėse. Europa ir Rusija.
Pirmasis žinomas sėkmingas garlaivio modelio, pavadinto Pyroscaphe, bandymas įvyko 1784 m. Tačiau dvigubo veikimo garo variklis, sukęs garlaivio ratus, greitai sugedo.
Pirmasis sėkmingai eksploatuotas garlaivis buvo Roberto Fultono „North River Steamboat“, kuris upe plaukė iš Olbanio į Niujorką. Hudsonas.
Greitai išaiškėjo nuo vėjo ir oro sąlygų nepriklausančių garais varomų laivų, galinčių greitai plaukti prieš srovę, privalumai. Ir panašių laivų pradėjo atsirasti pagrindinių Europos laivų statybos valstybių laivynuose.
Iki 1853 m. garlaiviai tapo įprasta upių vandens transporto rūšimi.
Garlaiviai upėse, kaip laivai, skirti laivybai vidaus vandenų keliais (IWW), greitai sulaukė pasaulinio pripažinimo. Upių transporto įrangos ir garo mašinų remontas ypatingų sunkumų nesukėlė. Tokių garlaivių sraigtai buvo ratai, o tokie garlaiviai buvo vadinami irklinėmis valtimis. Irklas gali būti laivo šonuose arba laivagalyje. Kaip upių laivų sraigtas, irklinis ratas ir toliau naudojamas mūsų laikais, ypač pramoginiuose ar turistiniuose laivuose.
Su pirmaisiais jūrų laivyno garlaiviais padėtis buvo daug sudėtingesnė. Dėl pirmųjų variklių – garo mašinų – nepatikimumo garlaiviai buvo sujungti – buriniai-garlaiviai ir turėjo stiebus su špagatais ir burėmis. Sugedus mašinai garlaivis galėtų pasiekti uostą.
Pradžioje irklinis ratas tarnavo ir kaip jūrinio garlaivio variklis. Tačiau irklinio rato, kaip judesio, nepatikimumas ir mažas jo efektyvumas lėmė būtinybę prižiūrėti buriavimo įrangą jūrų laivybos perėjose. Pirmųjų garlaivių variklis buvo garo variklis, toks, koks parodytas Fig. 5.
Ryžiai. 5. Garlaivis, pagamintas 1849 m., sumontuotas jūriniame laive "Atlantic".
Krosnys - krosnys; katilas - garo katilas; garo vamzdis - garo vamzdis; antrasis variklis – antrasis variklis (antrasis garo variklis); alkūninis velenas - alkūninis velenas; karštas šulinys - karšto vandens rezervuaras; lygiagretaus judėjimo jungtis – lygiagretaus judėjimo mechanizmas; cilindras - cilindras; šoninė svirtis – šoninė svirtis.
Garlaivio ratai buvo 11 m skersmens su 36 mentėmis. Laivą varė du 600 kW galios garo varikliai su šonine svirtimi, vienas iš kurių pavaizduotas fig. 5. Kiekvienas garo variklis turėjo vieną 241 cm skersmens cilindrą, garai į cilindrą patekdavo esant 120 kPa slėgiui, kuris tuomet buvo laikomas brangios naujoviškos technologijos modeliu. Garlaiviui judant visu greičiu veikiant abiejų garo mašinų dviem cilindrams, greitis siekė 16 aps./min., o su papildoma burių pagalba Collins lainerio greitis siekė 12-13 mazgų.
Kuro (anglies) sąnaudos buvo 1 tona kiekvienam 265 garlaivio rato apsisukimams arba 85 tonos 24 valandoms. Kelionės metu garlaivis sunaudojo anglies kiekį, beveik prilygsta paties garlaivio svoriui.
Atlanto laineris į savo pirmąją kelionę iš Liverpulio išvyko 1850 m. balandžio 27 d. Niujorką pasiekė per rekordiškai trumpą laiką – 10 dienų ir 16 valandų. Tai yra, per tą laiką jis atliko transatlantinę kelionę. Tokia buvo to meto laivo technologija.
Pirmieji to meto karo laivai buvo garinės fregatos. Krymo karo išvakarėse paskutinis burinių karo laivų mūšis buvo admirolo Nakhimovo eskadrilės įvykdytas Turkijos laivyno sunaikinimas Sinop mieste. Sevastopolio apgulties metu Rusijos laivyno burlaiviai buvo užtvindyti farvateryje, kad užkirstų kelią priešo laivams įplaukti į Sevastopolio įlanką. Garo fregatos dalyvavo Krymo kare abiejų kariaujančių šalių laivynuose. Pirmasis garlaivių mūšis buvo orientacinis: garo fregatos „Vladimiras“ mūšis su Turkijos garlaiviu „Pervaz-Bakhri“.
Bandymai išrasti variklį, paverčiantį garo energiją mechaniniu darbu, žinomi nuo senų senovės. Pirmąjį žinomą prietaisą, varomą garais, aprašė Heronas iš Aleksandrijos pirmajame amžiuje. Pirmasis gamyboje naudojamas garo variklis buvo „gaisrinis variklis“, kurį 1698 m. sukūrė anglų karo inžinierius Thomas Savery. Tuomet anglų kalvis Thomas Newcomenas 1712 metais pademonstravo savo „atmosferinį variklį“. Pirmasis „Newcomen“ variklio pritaikymas buvo vandens siurbimas iš gilios kasyklos. Būtent Newcomen variklis tapo pirmuoju praktiškai plačiai naudojamu garo varikliu, su kuriuo įprasta sieti pramonės revoliucijos pradžią Anglijoje.
Pirmąjį dviejų cilindrų vakuuminį garo variklį Rusijoje suprojektavo mechanikas I. I. Polzunovas 1763 m., o 1764 m. jis buvo pastatytas Barnaulo Kolyvano-Voskresenskio gamyklų orapūtės dumplėms varyti.
1769 metais škotų mechanikas Jamesas Wattas pridėjo prie Newcomen variklio dar keliomis svarbiomis detalėmis: į cilindro vidų įdėjo stūmoklį, kad išstumtų garus, o stūmoklio grįžtamąjį judėjimą pavertė varančiojo rato sukimosi judesiu. Remdamasis šiais patentais, Watt Birmingame pastatė garo mašiną. Iki 1782 m. Watt garo variklis buvo daugiau nei 3 kartus efektyvesnis nei Newcomen. Padidėjęs vatų variklio efektyvumas paskatino garo galią naudoti pramonėje. Be to, skirtingai nei „Newcomen“ variklis, „Watt“ variklis leido perduoti sukimosi judesius, o ankstyvuosiuose garo variklių modeliuose stūmoklis buvo prijungtas prie svirties, o ne tiesiai prie švaistiklio.
Prancūzų išradėjas Nicolas-Josephas Cugnot 1769 metais pademonstravo pirmąjį veikiantį savaeigį garo automobilį – „garų vežimėlį“. Galbūt jo išradimas gali būti laikomas pirmuoju automobiliu. Savaeigis garo traktorius pasirodė esąs labai naudingas kaip mobilus mechaninės energijos šaltinis, paleidžiantis kitas žemės ūkio mašinas: kūlimo mašinas, presus ir kt. 1788 m. Johno Fitcho pastatytas garlaivis jau reguliariai kursavo palei Delaverą. Upė tarp Filadelfijos (Pensilvanija) ir Burlingtono (Niujorko valstija). Jis pakėlė į lėktuvą 30 keleivių ir lėkė 7–8 mylių per valandą greičiu. J. Fitch garlaivis nebuvo komerciškai sėkmingas, nes geras sausumos kelias konkuravo su jo maršrutu. 1802 m. škotų inžinierius Williamas Symingtonas sukonstravo konkurencingą garlaivį, o 1807 m. amerikiečių inžinierius Robertas Fultonas panaudojo Watt garo variklį, kad galėtų varyti pirmąjį komerciškai sėkmingą garlaivį. 1804 m. vasario 21 d. Penydarren geležies gamykloje Merthyr Tydfil mieste Pietų Velse buvo parodytas pirmasis savaeigis geležinkelio garvežys, kurį pastatė Richardas Trevithickas.
Fultono garlaivis
1813 m. Fultonas kreipėsi į Rusijos vyriausybę su prašymu suteikti jam privilegiją pastatyti jo išrastą garlaivį ir naudoti jį Rusijos imperijos upėse. 1813 m. gruodžio 10 d., atsakant į šį prašymą, vidaus reikalų ministrui buvo įteiktas toks aukščiausias įsakymas: „Dėl naudos, kurios galima tikėtis iš šio išradimo... duok jam (tai yra Fultonui). - apytiksliai Morgunova), arba jo advokatas, tokia privilegija... Jeigu pats Fultonas ar jo advokatas per pirmuosius trejus metus nespėjo Rusijoje pradėti naudoti bent vieno laivo, ši privilegija laikoma negaliojančia. Tačiau praėjo treji lengvatiniai metai, tačiau Fultonas nekūrė garlaivių Rusijoje. 1815 metais jis mirė, o 1816 metais jam suteikta privilegija buvo panaikinta.
Buvo subrendusios visos būtinos istorinės prielaidos naudoti garo mašiną kaip laivo variklį, ir nepriklausomas darbas šia kryptimi prasidėjo Rusijoje, nepaisant Fultono. Jie buvo vykdomi lygiagrečiai, bet savarankiškai ir beveik vienu metu Sankt Peterburge ir Urale.
Pirmasis rusiškas garlaivis, pirmųjų rusiškų garlaivių (tais metais jie angliškai buvo vadinami „garlaiviais“ (garlaiviais) arba „piroscafais“) protėvis, buvo pastatytas 1815 m. rusų inžinieriaus Charleso Byrdo gamykloje. ir škotų kilmės veisėjas (verslininkas). Šis laivas, pavadintas „Elizabeth“, buvo nuleistas su gausiu žmonių būriu ir dalyvaujant Augusto šeimos nariams.
Garlaivis buvo vadinamosios Tihvino valties kopija, jo ilgis siekė 18,3 metro, plotis – 4,57 metro, o grimzlė – 0,61 metro. Laivo triume buvo sumontuotas keturių arklio galių balansavimo garo variklis James Watt, kurio veleno greitis buvo 40 apsisukimų per minutę.
Pirmasis Rusijos garlaivis, pastatytas Charleso Byrdo gamykloje
Laivo „Elizabeth“ modelis
Mašina varo 2,4 metro skersmens ir 1,2 metro pločio šoninius ratus, kurie turėjo šešis peilius. Vienkrosnis garo katilas buvo kūrenamas malkomis. Virš laivo denio iškilo mūrinis kaminas (tai buvo duoklė klaidingai nuomonei, kad vamzdžiai, analogiškai krosnims, turi būti iš plytų). Vėliau mūrinis kaminas buvo pakeistas 7,62 metro aukščio metaliniu, galinčiu nešti burę pučiant pučiam vėjui. Laivo greitis siekė 10,7 km/h (5,8 mazgo).
Tauridės rūmų tvenkinyje su žmonių santaka vyko garlaivio „Elizaveta“ bandymai. Ant jų laivas demonstravo geras vairavimo savybes.
Pirmasis reguliarus pirmojo vietinio garlaivio skrydis įvyko 1815 m. lapkričio 3 d., 6 valandas 55 minutes. Pirmojo skrydžio maršrutas driekėsi iš Sankt Peterburgo į Kronštatą. Kronštato uosto vadas su garlaiviu įsakė varžytis geriausiam irkliniam kateriui, kuris, nenusileisdamas greičiu, kartais aplenkdavo garlaivį, o kartais aplenkdavo ir net prišvartavo laivą. 7 valandą garlaivis praplaukė Sankt Peterburgo gaisrinę, o 10 valandą 15 minučių atvyko į Kronštatą. Takui įveikti prireikė 3 valandų ir 15 minučių, vidutinis greitis siekė 9,3 kilometro per valandą. Garlaivis, priėmęs keleivius, 13:15 išplaukė į Sankt Peterburgą. Dėl prasto oro skrydis atgal truko 5 valandas ir 22 minutes.
Šią kelionę aprašo karinio jūrų laivyno karininko, būsimojo admirolo Rikordo, straipsnyje 1815 m. laikraštyje „Tėvynės sūnus“ Nr. 46, kur jis pirmą kartą pavartojo terminą „garlaivis“, kuris buvo plačiai paplitęs. Bandymų metu pademonstravęs geras vairavimo charakteristikas, garlaivis „Elizaveta“ pradėjo plaukti Neva ir Suomijos įlanka iki 5,3 mazgo greičiu.
Atlikęs sėkmingus bandymus, Charlesas Byrdas gavo daugybę pelningų vyriausybės užsakymų.
Pirmasis garlaivis Volgos baseine pasirodė Kama 1816 m. birželį. Jį pastatė jau minėta V. A. Vsevoložskio Požvinskio geležies liejykla ir geležies fabrikas. 24 arklio galių garlaivis atliko keletą eksperimentinių kelionių palei Kamą.
19 amžiaus 40-aisiais garlaiviai pasirodė ir Sibiro upėse.
Charlesas Byrdas tapo gana sėkmingu verslininku (veisėju). Jam priklausė upės garlaivių pastatas visoje Rusijoje, užmezgė garlaivių ryšį tarp sostinės ir Revelio, Rygos bei kitų miestų. Dešimties metų privilegijos turėjimas suteikė jam teisę monopolizuoti laivų statybą „Volgai“: joks privatus asmuo be Byrdo leidimo neturėjo galimybės statyti savo garlaivių ar gaminti jų pagal užsakymą. 1820 m. Rusijos upėmis jau plaukė arba buvo paruošta nuleisti penkiolika garlaivių, o 1835 m. Rusijoje buvo 52 garlaiviai. Išskirtinė imperatoriškoji privilegija Byrdui priklausė iki 1843 m.: tik jo gamykla užsiėmė garo laivų statyba ir eksploatavimu Rusijoje.
Paukščio vardas tapo sėkmės simboliu, atsirado posakis: į klausimą "Kaip sekasi?" Petersburgiečiai atsakė: „Kaip ir Byrdo, tik kaminas žemesnis, o dūmai plonesni“.
Pirmųjų garlaivių pasirodymas Rusijos upėse negalėjo iš karto pakeisti per šimtmečius susiformavusių upių laivybos taisyklių. Perėjimas nuo plūduriuojančios navigacijos ir burlako traukos prie pervežimų organizavimo, pagrįsto nauja garo mašinų technologija, truko beveik 50 metų, per kuriuos kartu su senaisiais navigacijos metodais išsivystė ir išnyko pereinamosios formos. Garo laivynui teko ilgai ir sunkiai kovoti dėl savo pripažinimo.
Pirmajame etape pagrindiniai garo laivyno atstovai buvo kapstanai, o kiek vėliau - tuera.
Kapstanas – upės garlaivis, veikiantis arklio traukiamo laivo principu. Kaip žirgų auginimo laivas, kapstanas prisitraukė prie inkaro, atvesto prieš srovę, tačiau, skirtingai nei arklinio laivo, kapstano smailė buvo sukama ne arkliais, o garo varikliu. Inkarams tiekti prieš srovę buvo naudojami du nedideli garlaiviai, vadinami „bėgimais“. Kol kapitonas traukėsi prie vieno inkaro, bėgimas patraukė į priekį kitą; taip pasiekiamas judėjimo sklandumas. Vidutinis kapstanas buvo apie trisdešimties metrų ilgio ir nuo dešimties iki dvylikos metrų pločio. Kapstanas vilkti penkis ar šešis didelius podčalokus, bendra tokio traukinio keliamoji galia buvo penki šimtai tūkstančių svarų; arba nuo dešimties iki penkiolikos mokašinų baržų, tokios kompozicijos bendra keliamoji galia siekė du šimtus tūkstančių svarų.
Tuo pačiu metu tuers taip pat buvo perkeltos į garo trauką. Garo mašina, sukdama būgną, perkėlė garlaivį išilgai grandinės. Tuers taip pat buvo aprūpintas sraigtais, suteikiančiais jiems galimybę prireikus judėti savarankiškai, pavyzdžiui, pasroviui. XIX amžiuje Volgoje ir Šeksnoje plaukė 14 tuerių – garlaivių. Palaipsniui didėjant laivų su sraigtu talpai, taip pat sukūrus rezervuarus Volgoje, vamzdžiai tapo nereikalingi.
XX amžiaus pabaigoje Rusijos upių laivyne liko tik vienas vilkikas – dyzelinis-elektrinis vilkikas „Jenisėjus“. Keturiasdešimt metų jis dirbo prie to paties pavadinimo upės Kazačinskio slenksčio, slenksčiais vesdamas krovininius ir keleivinius laivus.
„Jenisejus“ stovi aikštelėje virš Kazačinskio slenksčio
Tuer „Jenisejus“ ir „Plotovod-717“ Kazačinskio slenkstyje kelia sausakrūvinį laivą ir baržą
Ateityje garlaiviai buvo pradėti naudoti kaip mechaninė trauka nesavaeigiams laivams, kurių tuo metu buvo didžioji dauguma laivų. Tai yra, garlaiviai buvo naudojami krovininiams ir keleiviniams laivams vilkti. Didelio skerspjūvio upėse ir kanaluose perėjimas prie vilkimo traukos naudojimo didelių sunkumų nesukėlė. Padėtis buvo sudėtingesnė dėl nedidelių kanalų, siaurų sraunių upių, slenksčių, plyšių. Bet, kaip jau minėta, tokiose vietose buvo naudojami tueriai.
Iš pradžių garlaiviuose buvo irklentės su mentėmis kaip sraigtai. Ratai buvo sumontuoti ant horizontalaus veleno išilgai laivo šonų. Akivaizdu, kad tuo pačiu metu padidėjo laivo matmenys, todėl reikėjo didesnio laivo praėjimo pločio. Laivo laivagalyje jie bandė sumontuoti irklas, tačiau tai padidino vandens srauto poveikį velkamiems laivams.
1830 metais pasirodė ratai su besisukančiomis plokštėmis. Iš pradžių buvo naudojamos plokščios plieninės plokštės, o nuo XX amžiaus pradžios – įgaubtos, kurios pagerino ratų veikimą, padidindamas jų akcentus. Ratų efektyvumas jų vystymosi laikotarpiu nuo XIX amžiaus pabaigos iki XX amžiaus pradžios išaugo gana ženkliai: nuo 0,30 - 0,35 iki 0,70 - 0,75.
1681 m. daktaras R. Hukas pirmą kartą pasiūlė naudoti varžtą kaip laivo varomąjį įtaisą. Sankt Peterburgo akademikai Daniil Bernoulli (1752) ir Leonard Euler (1764) užsiėmė teorinio sraigtų skaičiavimo pagrindo kūrimu. Prieš atsirandant greitaeigiams garo varikliams, sraigtų teorija buvo grynai akademinė disciplina, nepriimta laivų statybos pramonėje.
Praktinis sraigto panaudojimas prasidėjo 1829 m. Bohemijos inžinierius I. Resselis laive „Civetta“ sumontavo 48 tonų tūrio sraigtą. Trieste atliktų bandymų metu laivas pasiekė 6 mazgų greitį. O tolesni laivų su propeleriais bandymai davė labai vidutiniškus greičio rodiklius – vos 10 mazgų. Tačiau stulbinantis rezultatas buvo gautas velkant burlaivius palei Temzę. Nedidelis garlaivis su 12 arklio galių mašina tempė 140 tonų sveriančią škuną 7 mazgų greičiu, didelį amerikietišką paketinį katerį Toronto (250 tonų) 5 mazgų greičiu. Laivų statyboje gimė naudingo varymo stabdymo apibrėžimas, kuris sraigtams buvo dešimtis kartų didesnis nei ratų pavaros efektyvumas.
Pagerinus sraigto formą, padidėjo jo naudojimo efektyvumas.
Akivaizdus sraigto efektyvumas nutraukė aktyvią konfrontaciją tarp buriavimo ir garo laivyno šalininkų. 1838-ieji laikomi burlaivių eros pabaiga.
Transporto upių garo laivuose sraigtai kaip varomasis įtaisas Rusijoje prieš Didžiąją Spalio socialistinę revoliuciją nebuvo plačiai naudojami. Jų naudojimą ribojo nedidelis upių gylis, kuriame šis varomasis blokas negali užtikrinti didelio efektyvumo, sudėtingesnis remontas gedimo atveju, netinkamumas montuoti į medinius korpusus ir tam tikru mastu laivų savininkų konservatyvumas.
Taip, vykstant technologinei pažangai, buvo tobulinami visi garlaivio elementai. Dėl to pagerėjo korpuso forma ir kontūrai, tuo pačiu sumažinant jo masę ir padidinant stiprumą; didinant sraigtų efektyvumą, ypač naudojant irklas su pasukamomis plokštėmis; didinant garo slėgį katiluose ir daugiausia tobulinant garo mašinos konstrukciją.
Pagal paskirtį garlaiviai daugiausia buvo skirstomi į velkamuosius, keleivinius ir krovininius. Be to, šie susitikimai XIX amžiuje ne visada buvo laikomi gryna forma, jie dažnai buvo sujungti į vieną indą.
Aptarnaujant šalies ūkio transporto poreikius, svarbiausias vaidmuo teko vilkikų laivynui bendradarbiaujant su nesavaeigiais krovininiais laivais.
Intensyviai vystėsi vilkikų statyba. Jau XIX amžiaus 50-ųjų pradžioje, pasak Jaroslavlio ryšių rajono vadovo, Volgoje buvo 52 garlaiviai, kurie galėjo pakeisti 5000 arklių. 1851 m. Astrachanėje apsilankė 15 garlaivių, kurie atliko 47 reisus; jie pervežė 800 tūkstančių svarų krovinių, pakeisdami 1 356 800 baržų vilkikų.
1852 metais Nižnij Novgorodo gubernijos vadovas pranešė carui: „Nuo laivybos kompanijos įkūrimo (prieš 8 metus) laivų ir darbininkų sumažėjo beveik perpus. Kiekvienas garlaivis per vieną reisą pakeičia mažiausiai 10, o per šešis reisus – 60, kurie yra visiškai nereikalingi, nes atgabenant garlaiviais krovinys dedamas į specialias baržas. Galiausiai darbuotojų skaičius vienu metu sumažėja beveik dešimteriopai: su 100 tūkst. pūdų kroviniu laive gali tilpti iki 30 darbininkų, o esant tokiam krovinio kiekiui ant žievės, imant 3 žmones kiekvienam 1000 pūdų, jums reikia 300 žmonių.
XX amžiaus pradžioje, remiantis sustiprintomis ir techniškai išaugintomis Rusijos mašinų gamybos gamyklomis, buvo tęsiamas tolesnis laivų variklių ir visų laivų tobulinimas.
XIX amžiaus pabaigoje atsiradęs jaunas mokslas – laivo konstrukcijos mechanika – ir sukurti pirmieji laivo korpuso projektavimo skaičiavimo metodai praturtino vidaus laivų statybą ir pašalino daugybę laivų projektavimo trūkumų.
Hidrotechninė statyba Rusijos vandens keliuose
