Eksperymentalny szybki statek Ernest Bazin (Francja)
Na wskroś Historie Projektanci przemysłu stoczniowego starali się stworzyć obiekty pływackie zdolne do osiągania najwyższej możliwej prędkości. Pojawienie się silników parowych znacznie ułatwiło rozwiązanie tego problemu, ale niektóre czynniki nadal uniemożliwiały dalszy wzrost prędkości. Jedną z najbardziej oryginalnych - choć nie najbardziej udanych - opcji poprawy właściwości jezdnych zaproponował pod koniec XIX wieku francuski wynalazca Ernest Bazin. Zgodnie z jego oryginalnymi pomysłami zbudowano kilka modeli i pełnowymiarowy eksperymentalny statek Ernest Bazin.
Jednym z czynników, który znacznie zmniejsza maksymalną prędkość statku, jest opór wody. Najbardziej oczywistym sposobem rozwiązania tego problemu jest wyciągnięcie większości kadłuba statku z wody. To właśnie ta metoda redukcji oporu wykorzystywana jest do tworzenia katamaranów. Istnieją jednak inne opcje podnoszenia korpusu głównego nad powierzchnię wody. Rozwój takich projektów rozpoczął się w latach siedemdziesiątych XIX wieku, na długo przed rozpoczęciem budowy statku Ernest Bazin.
Eksperymentalny statek Ernest Bazin, widok na port. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Pionierem w tej dziedzinie był amerykański projektant Robert Fryer. Po 12 latach doświadczeń i eksperymentów zbudował mały statek, który dosłownie pływał po wodzie. Eksperymentalny statek Alice, zwodowany na początku lat osiemdziesiątych XIX wieku, otrzymał trójkątny kadłub z płaskim dnem, który w „rogach” miał trzy koła łopatkowe napędzane silnikiem parowym. Założono, że taka konstrukcja pozwoli nie tylko na poruszanie się po wodzie, ale także na wznoszenie się na ląd. Jednak w praktyce wszystko okazało się znacznie gorsze, a Alicja nie spełniła oczekiwań. Praca została wstrzymana.
Na początku lat dziewięćdziesiątych francuski entuzjasta E. Bazin rozpoczął prace nad wyglądem obiecującego statku o dużej prędkości, w pewnym stopniu podobnego do wynalazku R. Fryera. Po spędzeniu około pięciu lat na składaniu różnych modeli różniących się układem i konfiguracją napędu oraz poszukiwaniu optymalnego wyglądu, konstruktor stworzył ogólną koncepcję i zaczął opracowywać pełnowymiarowy statek doświadczalny. W najbliższym czasie planowano go zbudować i przetestować w praktyce. W przyszłości projekt mógłby zostać sfinalizowany i zaprezentowany byłby większy statek pasażerski lub towarowy.
Projektant Ernest Bazin - twórca oryginalnego statku. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Prace badawczo-rozwojowe trwały do połowy lat dziewięćdziesiątych XIX wieku. Po tym, jak E. Bazin zdołał pozyskać poparcie przemysłu. Zainteresowanie projektem wykazało jedno z przedsiębiorstw miasta Saint-Denis, które wkrótce przejęło obowiązki budowniczego obiecującego statku. Zaproponowana próbka nie różniła się znaczną złożonością projektową, dlatego jej budowa nie zajęła dużo czasu. 19 sierpnia 1896 roku po raz pierwszy zwodowano statek Ernest Bazin, nazwany na cześć jego twórcy.
Nie wiadomo, czy E. Bazin wiedział o twórczości R. Fryera, ale jego projekt zakładał zastosowanie podobnych rozwiązań technicznych. W tym samym czasie francuska jednostka wyróżniała się inną konstrukcją i innymi zasadami działania. W szczególności nie używał kół łopatkowych i mógł być wyposażony w nietypowy układ kierowniczy.
Projekt E. Bazina opierał się na dążeniu do zminimalizowania wielkości zwilżonej powierzchni - obszarów naczynia stykających się z wodą. W tym celu konstruktor postanowił podnieść główny korpus nad powierzchnię za pomocą oryginalnego systemu, który, jak sądził, może jeszcze bardziej zmniejszyć opór. Kadłub miał być wyposażony w sześć specjalnych obrotowych kół pływakowych o dużej średnicy. Z ich pomocą statek mógł pozostać w wymaganej pozycji, a ich rotacja, zgodnie z koncepcją inżyniera, powinna była ułatwić poruszanie się. Założono, że kołowrotki będą przecinać falę jak tradycyjna konstrukcja trzpienia, ale mogą wykazywać wyższą wydajność ze względu na mniejszą zwilżoną powierzchnię.
Statek w trakcie budowy i krótko po wodowaniu. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Niestandardowy wygląd techniczny umożliwia przypisanie statku Ernest Bazin do osobnej klasy wyposażenia. W źródłach zagranicznych taka koncepcja jest określana jako statek rolkowy - „statek rolkowy”. Niestety nie ma ogólnie przyjętego rosyjskojęzycznego odpowiednika tego terminu.
Projekt powstał w oparciu o najbardziej oryginalne pomysły, dzięki którym eksperymentalny statek wyglądał niezwykle nietypowo. Zamiast tradycyjnego kadłuba o pełnej skórze zastosowano prostokątną kratownicę z metalowych profili. Na szczycie gospodarstwa przewidziano posadzkę, która służyła jako pomost. Boki pokładu miały sześć dużych otworów. Na osi podłużnej kratownicy i pokładu znajdowało się kilka elementów nadbudówki, które różniły się od siebie wielkością i kształtem. Dodatkowo na dziobie statku znajdował się mostek w kształcie litery T ze stanowiskiem kontrolnym. Wzdłuż obwodu pokładu znajdował się sztywny metalowy płot.
Znaczną część objętości nadbudówki przeznaczono na usytuowanie elektrowni. Zawierał jeden kocioł, połączony od razu z czterema maszynami parowymi o różnym przeznaczeniu. Bliżej dziobu statku rolkowego znajdował się najmocniejszy silnik, który wytwarzał do 500 KM. Ta maszyna miała odpowiadać za ruch statku i była bezpośrednio połączona ze śrubą napędową. Trzy inne silniki miały moc 50 KM. i powiązani z własnymi transmisjami. Ich zadaniem było zmniejszenie wodoodporności dzięki nietypowym pływakom kół. Piec i kocioł znajdowały się na rufie statku wewnątrz powiększonej części nadbudówki. Był też komin.
Schemat statku szybkobieżnego. Rysunek New York Times
Pomimo obecności czterech silników jednocześnie i dość złożonej skrzyni biegów, w istniejącej nadbudówce udało się znaleźć objętości, aby pomieścić małe kabiny. Należy zauważyć, że statek „Ernest Bazin” nie był przeznaczony do przewozu pasażerów ani ładunku, ale mimo to mógł wykazać takie możliwości.
Po bokach kadłuba farmy przewidziano mocowania dla sześciu dużych kół, które działały jak pływaki. Koła doświadczalnego statku rolkowego miały średnicę 10 m przy maksymalnej szerokości 3,6 m. Według niektórych doniesień koła zbudowano na podstawie ramy pokrytej gumowaną tkaniną. Koła były połączone parami wspólną osią podłączoną do własnej maszyny parowej. Z pomocą tego ostatniego musieli się obracać, gdy statek się poruszał.
Koła nie miały być używane jako napęd. Głównym środkiem przyspieszania do wymaganych prędkości było śmigło umieszczone między kołami rufowymi. Był połączony z pochyłym wałem, przechodzącym pod znacznym kątem od maszyny dziobowej. Początkowo proponowano prowadzenie kursu przy użyciu nietypowego steru hydrodynamicznego. Jego głównym elementem był rurowy korpus, zamocowany pionowo i zawierający pompę. Za jego pomocą woda zaburtowa dostała się do wnętrza rury i została wyrzucona przez szczelinę w ścianie. Obracając taki ster wokół pionowej osi, można było kontrolować kierunek ciągu i odpowiednio wpływać na kurs całego statku. Według niektórych raportów opracowano hydrodynamiczną kierownicę, ale nigdy nie została ona uruchomiona. Z tego powodu statek Ernest Bazin został wyposażony w odchylane „pióro” o klasycznym wyglądzie.
„Ernest Bazin” przedstawiony przez artystę La Nature
Eksperymentalny statek E. Bazina otrzymał dodatkowe wyposażenie, umieszczone w różnych częściach kadłuba farmy i nadbudówki. Zaplanowano więc montaż dwóch masztów z odpowiednim olinowaniem, na dziobie znajdowało się urządzenie kotwiczne, a po bokach znajdowały się urządzenia do podnoszenia dla dwóch łodzi.
Ze względu na duże rozmiary sześciu kół pływających eksperymentalny statek rolkowy okazał się stosunkowo duży. Jego całkowita długość sięgała 40 m, szerokość - 12 m. Własna wysokość kadłuba farmy wynosiła nieco ponad 1,5 m. Masa konstrukcji sięgała 280 ton. Jednocześnie faktyczne przemieszczenie było znacznie mniejsze, ponieważ tylko niektóre koła były w wodzie. Przy normalnym obciążeniu koła wchodziły do wody na głębokość około 3,3 m, w wyniku czego pokład pozostawał około 4 m od powierzchni wody.
Zasada działania oryginalnego „podwozia”, zdaniem autora projektu, pozwoliła na uzyskanie odpowiednio wysokich właściwości jezdnych. Trzy pary kół wypełnionych powietrzem i zanurzonych w wodzie miały przejąć całą masę statku i utrzymać jego kadłub nad powierzchnią. Jednocześnie powierzchnia zwilżonej powierzchni w kontakcie z wodą była dziesięciokrotnie mniejsza niż w przypadku statku o konstrukcji tradycyjnej o porównywalnej wielkości. Podczas ruchu główny ciąg miał być wytwarzany przez śmigło umieszczone między kołami rufowymi. Obrót kół pływakowych miał na celu ich płynne przechodzenie przez wodę. Proponowano manewrowanie za pomocą steru rufowego.
Pokład z nadbudówką i przestrzenią pod kadłubem. Rysunki Old-print.com
Ernest Bazin obliczył, że statek o klasycznej konstrukcji, mający takie same wymiary i napęd jak jego „walc”, byłby w stanie osiągnąć prędkość nie większą niż 10 węzłów. Zmniejszenie oporu zaproponowane w nowym projekcie umożliwiło zwiększenie prędkości maksymalnej do 18-22 węzłów. Co więcej, wraz z dalszym rozwojem koncepcji projektant planował uzyskanie jeszcze wyższych osiągów.
W sierpniu 1896 roku eksperymentalny statek Ernest Bazin został zwodowany i wypuszczony na testy. Już pierwsze kontrole wykazały, że zastosowanie sześciu pływaków kołowych naprawdę pozwala utrzymać ciało w bezpiecznej odległości od wody, a minimalna powierzchnia mokrej powierzchni zmniejsza opór otoczenia. Niektóre z głównych idei projektu zostały pomyślnie zrealizowane. Jednocześnie zidentyfikowano zauważalne wady konstrukcyjne. Jak się okazało, autor projektu nie wziął pod uwagę niektórych cech statku, co prowadziło do nienajlepszych konsekwencji.
W praktyce okazało się, że 50-konne parowozy nie radzą sobie z powierzonymi im zadaniami. Każdy z nich mógł obracać własną parą kół, ale szybkość ich obracania pozostawiała wiele do życzenia, dlatego rzeczywisty efekt był minimalny. Prawdopodobnie E. Bazin nie wziął pod uwagę, że na każde koło spadnie około 47 ton masy statku. Doprowadziło to do zwiększenia obciążenia silników i skrzyń biegów. Ponadto już na wodzie objawił się nieprzewidziany problem. Podczas obrotu na powierzchni koła zatrzymywała się znaczna ilość wody, co zwiększało jego masę i dodatkowo obciążało elektrownię.
Ernest Bazin na molo. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Niemożność dostatecznie szybkiego obrotu „wałków” nie pozwoliła w pożądany sposób na zmniejszenie oporu wody. W efekcie w praktyce prędkość jazdy okazała się znacznie niższa od obliczonej. E. Bazin planował rozpędzić statek do prędkości rzędu 20-22 węzłów, ale podczas testów udało się rozwinąć tylko 10-12 węzłów. Pojawiły się oczywiste wnioski: aby uzyskać pożądane cechy, projekt wymaga poważnego udoskonalenia.
Według doniesień problem prędkości kół został rozwiązany w postaci nowych silników. Teraz każda oś była podłączona do silnika o mocy 150 KM. Wymiana elektrowni doprowadziła do naturalnego wzrostu masy i zwiększenia ciągu. Po takiej modernizacji woda prawie sięgnęła osi kół. Aby przywrócić zadowalające osiągi, konieczne było zwiększenie rozmiaru i objętości kół, ale pociągnęłoby to za sobą znaczną zmianę kadłuba. Ponadto może być konieczna ponowna wymiana silników.
Podczas kręcenia na kołach była woda. Aby zwalczyć to nieprzyjemne zjawisko, otwory pokładowe zostały wyposażone w specjalne gumowe zasłony przeznaczone do wymiatania cieczy z poszycia tkaniny. Podczas testów okazało się, że zasłony radzą sobie z powierzonymi zadaniami, ale przeszkadzają w normalnym obrocie kół. Aby skutecznie odprowadzać wodę, zasłony musiały ciasno przylegać do koła, a zatem w swoim działaniu były jak klocki hamulcowe. W ten sposób namacalny problem został rozwiązany kosztem nowej wady: wcześniej woda zakłócała obrót koła, a teraz była spowalniana przez zasłony.
Ogólny widok próbki eksperymentalnej. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
W 1897 r. E. Bazin i jego współpracownicy próbowali naprawić popełnione błędy i nadać projektowi pożądaną formę. Pomyślna modernizacja eksperymentalnego statku pozwoliła projektantom na rozpoczęcie prac nad pełnoprawnymi, dużymi statkami towarowo-pasażerskimi. Autor projektu miał nadzieję, że parowce oryginalnego projektu wejdą na linie oceaniczne, różniąc się od istniejącej technologii wyższymi parametrami.
Już na początku testów pierwszego eksperymentalnego statku francuskim inżynierom udało się stworzyć koncepcję obiecującego projektu. Nowa wersja parowozu przeznaczona była do lotów przez Ocean Atlantycki. Ze względu na niezwykłą konstrukcję taki statek mógłby rozwiązać problemy transportowe z wyjątkową szybkością i właściwościami ekonomicznymi.
Na przełomie 1897 i 1898 roku E. Bazin opublikował swoje najśmielsze plany. Zaproponował budowę dużego statku z czterema parami kół o średnicy około 22 m. Jak pokazały ówczesne rysunki, niezbędne parowozy musiały zostać umieszczone wewnątrz płaskiego kadłuba-farmy, a pokład przeznaczono na nadbudówki z miejscami dla pasażerów i ich bagażu. Po bokach mogą znajdować się urządzenia do podnoszenia szalup ratunkowych. Wewnątrz nadbudówek możliwe było umieszczenie salonów i przestrzeni ładunkowych o różnych konfiguracjach spełniających wymagania klienta.
Statek na morzu. Wyraźnie widać, ile wody podnoszą koła. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Według wyliczeń projektanta ośmiokołowy statek mógł pokonać podróż z Le Havre do Nowego Jorku w rekordowych 60-70 godzinach, przez co musiał rozwinąć prędkość co najmniej 40-45 węzłów. Dla porównania najszybsze liniowce tamtych czasów przyspieszyły tylko do 20-22 węzłów. Ponadto, według wczesnych obliczeń, udało się uzyskać znakomitą oszczędność paliwa. Na taką podróż z Europy do Ameryki miał wydać tylko 800 ton węgla, podczas gdy „tradycyjny” i wolniejszy statek potrzebował co najmniej 3-4 tys. ton.
Jednak przed zbudowaniem pełnoprawnego liniowca transatlantyckiego, zdolnego do ustanawiania rekordów prędkości i wydajności, trzeba było przypomnieć istniejący eksperymentalny statek Ernest Bazin. Modernizacje z 1897 roku wyraźnie pokazały, że próba pozbycia się niektórych problemów natychmiast prowadzi do pojawienia się innych. Korekta nowych niedociągnięć ponownie pociągała za sobą konieczność dopracowania, co ponownie zmusiło nas do zmiany projektu. Sytuację dodatkowo pogarszał fakt, że w miarę rozwoju projektu było coraz mniej szans na naprawienie niedociągnięć bez radykalnej restrukturyzacji istniejącego statku lub budowy zupełnie nowego, którego projekt początkowo uwzględniałby zgromadzone doświadczenie.
Rozwój projektu „Rollowiec” Ernesta Bazina trwał do początku 1898 roku, ale w tym czasie nie przyniósł rzeczywistych rezultatów i nie pozwolił na uzyskanie pożądanych cech. Mimo to konstruktorowi udało się już ogłosić, że udało mu się znaleźć rozwiązanie istniejących problemów, a także przedstawił plany budowy dużych statków nadających się do pełnoprawnej eksploatacji na liniach oceanicznych.
Eksperymentalny statek po testach. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Jednak plany te – nawet jeśli problemy zostały rzeczywiście rozwiązane – nie miały się spełnić. 21 stycznia 1898 roku zmarł stoczniowiec Ernest Bazin. Śmierć głównego entuzjasty i inicjatora dzieła doprowadziła do zrozumiałych konsekwencji. Inżynier nie zdążył podzielić się swoimi pomysłami na modernizację statku z kolegami, a oni, nie widząc realnych perspektyw, postanowili ukrócić prace. Przy ścianie nabrzeża pozostał „walc” Ernest Bazin, który nie był już potrzebny jego konstruktorom.
Przez pewien czas statek był bezczynny i nikt nie był zainteresowany, nawet jako osobliwy wynik myśli projektowej. Kilka lat po zamknięciu projektu został wysłany do cięcia. Nikt nie zadał sobie trudu, aby zachować unikalną próbkę i przestała istnieć. Z ciekawego i ambitnego projektu pozostało tylko kilka zdjęć i notatek w gazetach z różnych krajów.
Głównym celem nietypowego projektu E. Bazina było zminimalizowanie powierzchni zwilżonej powierzchni kół pływakowych, w połączeniu z ich obrotem, co pozwoliło na zmniejszenie wodoodporności i w efekcie zapewnienie wzrost prędkości. Jednak takich wyników nie uzyskano w praktyce. Silniki o mocy 50 KM nie mógł obracać kół z wymaganą prędkością ze względu na obecność kilku określonych czynników.
Liniowiec transatlantycki zaprojektowany przez E. Bazina, projekt 1897. Rysunek Fineartamerica.com
Biorąc pod uwagę współczesne doświadczenia i wiedzę, można stwierdzić, że francuskiego projektanta zawiodły dwie rzeczy: materiały i technologie. Gdyby dysponował nowoczesnymi komponentami i zasobami, oryginalny statek miałby pewne szanse na pokazanie cech konstrukcyjnych. Na przykład, zamiast silników parowych o małej mocy właściwej można było zastosować późniejsze silniki Diesla, które różnią się co najmniej tymi samymi charakterystykami przy nieporównywalnie mniejszej masie. Koła pływakowe mogą być osłonięte nie gumowaną tkaniną, ale nowoczesnym tworzywem sztucznym lub gumą. Taka powłoka zatrzymałaby znacznie mniej wody, a mocniejszy silnik zrekompensowałby wagę tego ostatniego. Przy takiej konstrukcji statek rolkowy miałby pewne szanse przynajmniej zbliżyć się do pożądanych cech.
Jednak francuscy stoczniowcy mogli korzystać tylko z dostępnych materiałów i komponentów, które istniały pod koniec XIX wieku, co było jednym z głównych powodów nieudanej realizacji projektu. Pierwotna koncepcja statku szybkobieżnego została uznana za nieodpowiednią do praktycznego zastosowania. Rozwój takich pomysłów ustał. Jednak w przyszłości wielokrotnie proponowano budowę eksperymentalnych obiektów pływackich o podobnej konstrukcji, które różniły się od Ernesta Bazina. Jednak wszystkie te pomysły, o ile wiemy, nie mogły wyjść ze wstępnego etapu badań. Niezwykły statek, stworzony przez Ernesta Bazina, pozostał jedynym przedstawicielem swojej klasy statków rolkowych, który przeszedł test. W przyszłości zadanie zmniejszenia oporu zostało rozwiązane na inne sposoby, które zdołały udowodnić swój potencjał.
Według materiałów:
http://maritimeheritage.org/
http://lookandlearn.com/
http://cnum.cnam.fr/
https://cdnc.ucr.edu/
http://query.nytimes.com/
http://strangernn.livejournal.com/
Francuski Roller Ship // New York Times. 30 sierpnia 1896 r.
Ostatni ze słynnych rollerboatów Bazina // Call San Francisco. 5 marca 1899
Jednym z czynników, który znacznie zmniejsza maksymalną prędkość statku, jest opór wody. Najbardziej oczywistym sposobem rozwiązania tego problemu jest wyciągnięcie większości kadłuba statku z wody. To właśnie ta metoda redukcji oporu wykorzystywana jest do tworzenia katamaranów. Istnieją jednak inne opcje podnoszenia korpusu głównego nad powierzchnię wody. Rozwój takich projektów rozpoczął się w latach siedemdziesiątych XIX wieku, na długo przed rozpoczęciem budowy statku Ernest Bazin.
Eksperymentalny statek Ernest Bazin, widok na port. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Pionierem w tej dziedzinie był amerykański projektant Robert Fryer. Po 12 latach doświadczeń i eksperymentów zbudował mały statek, który dosłownie pływał po wodzie. Eksperymentalny statek Alice, zwodowany na początku lat osiemdziesiątych XIX wieku, otrzymał trójkątny kadłub z płaskim dnem, który w „rogach” miał trzy koła łopatkowe napędzane silnikiem parowym. Założono, że taka konstrukcja pozwoli nie tylko na poruszanie się po wodzie, ale także na wznoszenie się na ląd. Jednak w praktyce wszystko okazało się znacznie gorsze, a Alicja nie spełniła oczekiwań. Praca została wstrzymana.
Na początku lat dziewięćdziesiątych francuski entuzjasta E. Bazin rozpoczął prace nad wyglądem obiecującego statku o dużej prędkości, w pewnym stopniu podobnego do wynalazku R. Fryera. Po spędzeniu około pięciu lat na składaniu różnych modeli różniących się układem i konfiguracją napędu oraz poszukiwaniu optymalnego wyglądu, konstruktor stworzył ogólną koncepcję i zaczął opracowywać pełnowymiarowy statek doświadczalny. W najbliższym czasie planowano go zbudować i przetestować w praktyce. W przyszłości projekt mógłby zostać sfinalizowany i zaprezentowany byłby większy statek pasażerski lub towarowy.
Projektant Ernest Bazin - twórca oryginalnego statku. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Prace badawczo-rozwojowe trwały do połowy lat dziewięćdziesiątych XIX wieku. Po tym, jak E. Bazin zdołał pozyskać poparcie przemysłu. Zainteresowanie projektem wykazało jedno z przedsiębiorstw miasta Saint-Denis, które wkrótce przejęło obowiązki budowniczego obiecującego statku. Zaproponowana próbka nie różniła się znaczną złożonością projektową, dlatego jej budowa nie zajęła dużo czasu. 19 sierpnia 1896 roku po raz pierwszy zwodowano statek Ernest Bazin, nazwany na cześć jego twórcy.
Nie wiadomo, czy E. Bazin wiedział o twórczości R. Fryera, ale jego projekt zakładał zastosowanie podobnych rozwiązań technicznych. W tym samym czasie francuska jednostka wyróżniała się inną konstrukcją i innymi zasadami działania. W szczególności nie używał kół łopatkowych i mógł być wyposażony w nietypowy układ kierowniczy.
Projekt E. Bazina opierał się na dążeniu do zminimalizowania wielkości zwilżonej powierzchni - obszarów naczynia stykających się z wodą. W tym celu konstruktor postanowił podnieść główny korpus nad powierzchnię za pomocą oryginalnego systemu, który, jak sądził, może jeszcze bardziej zmniejszyć opór. Kadłub miał być wyposażony w sześć specjalnych obrotowych kół pływakowych o dużej średnicy. Z ich pomocą statek mógł pozostać w wymaganej pozycji, a ich rotacja, zgodnie z koncepcją inżyniera, powinna była ułatwić poruszanie się. Założono, że kołowrotki będą przecinać falę jak tradycyjna konstrukcja trzpienia, ale mogą wykazywać wyższą wydajność ze względu na mniejszą zwilżoną powierzchnię.
Statek w trakcie budowy i krótko po wodowaniu. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Niestandardowy wygląd techniczny umożliwia przypisanie statku Ernest Bazin do osobnej klasy wyposażenia. W źródłach zagranicznych taka koncepcja jest określana jako statek rolkowy - „statek rolkowy”. Niestety nie ma ogólnie przyjętego rosyjskojęzycznego odpowiednika tego terminu.
Projekt powstał w oparciu o najbardziej oryginalne pomysły, dzięki którym eksperymentalny statek wyglądał niezwykle nietypowo. Zamiast tradycyjnego kadłuba o pełnej skórze zastosowano prostokątną kratownicę z metalowych profili. Na szczycie gospodarstwa przewidziano posadzkę, która służyła jako pomost. Boki pokładu miały sześć dużych otworów. Na osi podłużnej kratownicy i pokładu znajdowało się kilka elementów nadbudówki, które różniły się od siebie wielkością i kształtem. Dodatkowo na dziobie statku znajdował się mostek w kształcie litery T ze stanowiskiem kontrolnym. Wzdłuż obwodu pokładu znajdował się sztywny metalowy płot.
Znaczną część objętości nadbudówki przeznaczono na usytuowanie elektrowni. Zawierał jeden kocioł, połączony od razu z czterema maszynami parowymi o różnym przeznaczeniu. Bliżej dziobu statku rolkowego znajdował się najmocniejszy silnik, który wytwarzał do 500 KM. Ta maszyna miała odpowiadać za ruch statku i była bezpośrednio połączona ze śrubą napędową. Trzy inne silniki miały moc 50 KM. i powiązani z własnymi transmisjami. Ich zadaniem było zmniejszenie wodoodporności dzięki nietypowym pływakom kół. Piec i kocioł znajdowały się na rufie statku wewnątrz powiększonej części nadbudówki. Był też komin.
Schemat statku szybkobieżnego. Rysunek New York Times
Pomimo obecności czterech silników jednocześnie i dość złożonej skrzyni biegów, w istniejącej nadbudówce udało się znaleźć objętości, aby pomieścić małe kabiny. Należy zauważyć, że statek „Ernest Bazin” nie był przeznaczony do przewozu pasażerów ani ładunku, ale mimo to mógł wykazać takie możliwości.
Po bokach kadłuba farmy przewidziano mocowania dla sześciu dużych kół, które działały jak pływaki. Koła doświadczalnego statku rolkowego miały średnicę 10 m przy maksymalnej szerokości 3,6 m. Według niektórych doniesień koła zbudowano na podstawie ramy pokrytej gumowaną tkaniną. Koła były połączone parami wspólną osią podłączoną do własnej maszyny parowej. Z pomocą tego ostatniego musieli się obracać, gdy statek się poruszał.
Koła nie miały być używane jako napęd. Głównym środkiem przyspieszania do wymaganych prędkości było śmigło umieszczone między kołami rufowymi. Był połączony z pochyłym wałem, przechodzącym pod znacznym kątem od maszyny dziobowej. Początkowo proponowano prowadzenie kursu przy użyciu nietypowego steru hydrodynamicznego. Jego głównym elementem był rurowy korpus, zamocowany pionowo i zawierający pompę. Za jego pomocą woda zaburtowa dostała się do wnętrza rury i została wyrzucona przez szczelinę w ścianie. Obracając taki ster wokół pionowej osi, można było kontrolować kierunek ciągu i odpowiednio wpływać na kurs całego statku. Według niektórych raportów opracowano hydrodynamiczną kierownicę, ale nigdy nie została ona uruchomiona. Z tego powodu statek Ernest Bazin został wyposażony w odchylane „pióro” o klasycznym wyglądzie.
„Ernest Bazin” przedstawiony przez artystę La Nature
Eksperymentalny statek E. Bazina otrzymał dodatkowe wyposażenie, umieszczone w różnych częściach kadłuba farmy i nadbudówki. Zaplanowano więc montaż dwóch masztów z odpowiednim olinowaniem, na dziobie znajdowało się urządzenie kotwiczne, a po bokach znajdowały się urządzenia do podnoszenia dla dwóch łodzi.
Ze względu na duże rozmiary sześciu kół pływających eksperymentalny statek rolkowy okazał się stosunkowo duży. Jego całkowita długość sięgała 40 m, szerokość - 12 m. Własna wysokość kadłuba farmy wynosiła nieco ponad 1,5 m. Masa konstrukcji sięgała 280 ton. Jednocześnie faktyczne przemieszczenie było znacznie mniejsze, ponieważ tylko niektóre koła były w wodzie. Przy normalnym obciążeniu koła wchodziły do wody na głębokość około 3,3 m, w wyniku czego pokład pozostawał około 4 m od powierzchni wody.
Zasada działania oryginalnego „podwozia”, zdaniem autora projektu, pozwoliła na uzyskanie odpowiednio wysokich właściwości jezdnych. Trzy pary kół wypełnionych powietrzem i zanurzonych w wodzie miały przejąć całą masę statku i utrzymać jego kadłub nad powierzchnią. Jednocześnie powierzchnia zwilżonej powierzchni w kontakcie z wodą była dziesięciokrotnie mniejsza niż w przypadku statku o konstrukcji tradycyjnej o porównywalnej wielkości. Podczas ruchu główny ciąg miał być wytwarzany przez śmigło umieszczone między kołami rufowymi. Obrót kół pływakowych miał na celu ich płynne przechodzenie przez wodę. Proponowano manewrowanie za pomocą steru rufowego.
Pokład z nadbudówką i przestrzenią pod kadłubem. Rysunki Old-print.com
Ernest Bazin obliczył, że statek o klasycznej konstrukcji, mający takie same wymiary i napęd jak jego „walc”, byłby w stanie osiągnąć prędkość nie większą niż 10 węzłów. Zmniejszenie oporu zaproponowane w nowym projekcie umożliwiło zwiększenie prędkości maksymalnej do 18-22 węzłów. Co więcej, wraz z dalszym rozwojem koncepcji projektant planował uzyskanie jeszcze wyższych osiągów.
W sierpniu 1896 roku eksperymentalny statek Ernest Bazin został zwodowany i wypuszczony na testy. Już pierwsze kontrole wykazały, że zastosowanie sześciu pływaków kołowych naprawdę pozwala utrzymać ciało w bezpiecznej odległości od wody, a minimalna powierzchnia mokrej powierzchni zmniejsza opór otoczenia. Niektóre z głównych idei projektu zostały pomyślnie zrealizowane. Jednocześnie zidentyfikowano zauważalne wady konstrukcyjne. Jak się okazało, autor projektu nie wziął pod uwagę niektórych cech statku, co prowadziło do nienajlepszych konsekwencji.
W praktyce okazało się, że 50-konne parowozy nie radzą sobie z powierzonymi im zadaniami. Każdy z nich mógł obracać własną parą kół, ale szybkość ich obracania pozostawiała wiele do życzenia, dlatego rzeczywisty efekt był minimalny. Prawdopodobnie E. Bazin nie wziął pod uwagę, że na każde koło spadnie około 47 ton masy statku. Doprowadziło to do zwiększenia obciążenia silników i skrzyń biegów. Ponadto już na wodzie objawił się nieprzewidziany problem. Podczas obrotu na powierzchni koła zatrzymywała się znaczna ilość wody, co zwiększało jego masę i dodatkowo obciążało elektrownię.
Ernest Bazin na molo. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Niemożność dostatecznie szybkiego obrotu „wałków” nie pozwoliła w pożądany sposób na zmniejszenie oporu wody. W efekcie w praktyce prędkość jazdy okazała się znacznie niższa od obliczonej. E. Bazin planował rozpędzić statek do prędkości rzędu 20-22 węzłów, ale podczas testów udało się rozwinąć tylko 10-12 węzłów. Pojawiły się oczywiste wnioski: aby uzyskać pożądane cechy, projekt wymaga poważnego udoskonalenia.
Według doniesień problem prędkości kół został rozwiązany w postaci nowych silników. Teraz każda oś była podłączona do silnika o mocy 150 KM. Wymiana elektrowni doprowadziła do naturalnego wzrostu masy i zwiększenia ciągu. Po takiej modernizacji woda prawie sięgnęła osi kół. Aby przywrócić zadowalające osiągi, konieczne było zwiększenie rozmiaru i objętości kół, ale pociągnęłoby to za sobą znaczną zmianę kadłuba. Ponadto może być konieczna ponowna wymiana silników.
Podczas kręcenia na kołach była woda. Aby zwalczyć to nieprzyjemne zjawisko, otwory pokładowe zostały wyposażone w specjalne gumowe zasłony przeznaczone do wymiatania cieczy z poszycia tkaniny. Podczas testów okazało się, że zasłony radzą sobie z powierzonymi zadaniami, ale przeszkadzają w normalnym obrocie kół. Aby skutecznie odprowadzać wodę, zasłony musiały ciasno przylegać do koła, a zatem w swoim działaniu były jak klocki hamulcowe. W ten sposób namacalny problem został rozwiązany kosztem nowej wady: wcześniej woda zakłócała obrót koła, a teraz była spowalniana przez zasłony.
Ogólny widok próbki eksperymentalnej. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
W 1897 r. E. Bazin i jego współpracownicy próbowali naprawić popełnione błędy i nadać projektowi pożądaną formę. Pomyślna modernizacja eksperymentalnego statku pozwoliła projektantom na rozpoczęcie prac nad pełnoprawnymi, dużymi statkami towarowo-pasażerskimi. Autor projektu miał nadzieję, że parowce oryginalnego projektu wejdą na linie oceaniczne, różniąc się od istniejącej technologii wyższymi parametrami.
Już na początku testów pierwszego eksperymentalnego statku francuskim inżynierom udało się stworzyć koncepcję obiecującego projektu. Nowa wersja parowozu przeznaczona była do lotów przez Ocean Atlantycki. Ze względu na niezwykłą konstrukcję taki statek mógłby rozwiązać problemy transportowe z wyjątkową szybkością i właściwościami ekonomicznymi.
Na przełomie 1897 i 1898 roku E. Bazin opublikował swoje najśmielsze plany. Zaproponował budowę dużego statku z czterema parami kół o średnicy około 22 m. Jak pokazały ówczesne rysunki, niezbędne parowozy musiały zostać umieszczone wewnątrz płaskiego kadłuba-farmy, a pokład przeznaczono na nadbudówki z miejscami dla pasażerów i ich bagażu. Po bokach mogą znajdować się urządzenia do podnoszenia szalup ratunkowych. Wewnątrz nadbudówek możliwe było umieszczenie salonów i przestrzeni ładunkowych o różnych konfiguracjach spełniających wymagania klienta.
Statek na morzu. Wyraźnie widać, ile wody podnoszą koła. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Według wyliczeń projektanta ośmiokołowy statek mógł pokonać podróż z Le Havre do Nowego Jorku w rekordowych 60-70 godzinach, przez co musiał rozwinąć prędkość co najmniej 40-45 węzłów. Dla porównania najszybsze liniowce tamtych czasów przyspieszyły tylko do 20-22 węzłów. Ponadto, według wczesnych obliczeń, udało się uzyskać znakomitą oszczędność paliwa. Na taką podróż z Europy do Ameryki miał wydać tylko 800 ton węgla, podczas gdy „tradycyjny” i wolniejszy statek potrzebował co najmniej 3-4 tys. ton.
Jednak przed zbudowaniem pełnoprawnego liniowca transatlantyckiego, zdolnego do ustanawiania rekordów prędkości i wydajności, trzeba było przypomnieć istniejący eksperymentalny statek Ernest Bazin. Modernizacje z 1897 roku wyraźnie pokazały, że próba pozbycia się niektórych problemów natychmiast prowadzi do pojawienia się innych. Korekta nowych niedociągnięć ponownie pociągała za sobą konieczność dopracowania, co ponownie zmusiło nas do zmiany projektu. Sytuację dodatkowo pogarszał fakt, że w miarę rozwoju projektu było coraz mniej szans na naprawienie niedociągnięć bez radykalnej restrukturyzacji istniejącego statku lub budowy zupełnie nowego, którego projekt początkowo uwzględniałby zgromadzone doświadczenie.
Rozwój projektu „Rollowiec” Ernesta Bazina trwał do początku 1898 roku, ale w tym czasie nie przyniósł rzeczywistych rezultatów i nie pozwolił na uzyskanie pożądanych cech. Mimo to konstruktorowi udało się już ogłosić, że udało mu się znaleźć rozwiązanie istniejących problemów, a także przedstawił plany budowy dużych statków nadających się do pełnoprawnej eksploatacji na liniach oceanicznych.
Eksperymentalny statek po testach. Zdjęcia Strangernn.livejournal.com
Jednak plany te – nawet jeśli problemy zostały rzeczywiście rozwiązane – nie miały się spełnić. 21 stycznia 1898 roku zmarł stoczniowiec Ernest Bazin. Śmierć głównego entuzjasty i inicjatora dzieła doprowadziła do zrozumiałych konsekwencji. Inżynier nie zdążył podzielić się swoimi pomysłami na modernizację statku z kolegami, a oni, nie widząc realnych perspektyw, postanowili ukrócić prace. Przy ścianie nabrzeża pozostał „walc” Ernest Bazin, który nie był już potrzebny jego konstruktorom.
Przez pewien czas statek był bezczynny i nikt nie był zainteresowany, nawet jako osobliwy wynik myśli projektowej. Kilka lat po zamknięciu projektu został wysłany do cięcia. Nikt nie zadał sobie trudu, aby zachować unikalną próbkę i przestała istnieć. Z ciekawego i ambitnego projektu pozostało tylko kilka zdjęć i notatek w gazetach z różnych krajów.
Głównym celem nietypowego projektu E. Bazina było zminimalizowanie powierzchni zwilżonej powierzchni kół pływakowych, w połączeniu z ich obrotem, co pozwoliło na zmniejszenie wodoodporności i w efekcie zapewnienie wzrost prędkości. Jednak takich wyników nie uzyskano w praktyce. Silniki o mocy 50 KM nie mógł obracać kół z wymaganą prędkością ze względu na obecność kilku określonych czynników.
Liniowiec transatlantycki zaprojektowany przez E. Bazina, projekt 1897. Rysunek Fineartamerica.com
Biorąc pod uwagę współczesne doświadczenia i wiedzę, można stwierdzić, że francuskiego projektanta zawiodły dwie rzeczy: materiały i technologie. Gdyby dysponował nowoczesnymi komponentami i zasobami, oryginalny statek miałby pewne szanse na pokazanie cech konstrukcyjnych. Na przykład, zamiast silników parowych o małej mocy właściwej można było zastosować późniejsze silniki Diesla, które różnią się co najmniej tymi samymi charakterystykami przy nieporównywalnie mniejszej masie. Koła pływakowe mogą być osłonięte nie gumowaną tkaniną, ale nowoczesnym tworzywem sztucznym lub gumą. Taka powłoka zatrzymałaby znacznie mniej wody, a mocniejszy silnik zrekompensowałby wagę tego ostatniego. Przy takiej konstrukcji statek rolkowy miałby pewne szanse przynajmniej zbliżyć się do pożądanych cech.
Jednak francuscy stoczniowcy mogli korzystać tylko z dostępnych materiałów i komponentów, które istniały pod koniec XIX wieku, co było jednym z głównych powodów nieudanej realizacji projektu. Pierwotna koncepcja statku szybkobieżnego została uznana za nieodpowiednią do praktycznego zastosowania. Rozwój takich pomysłów ustał. Jednak w przyszłości wielokrotnie proponowano budowę eksperymentalnych obiektów pływackich o podobnej konstrukcji, które różniły się od Ernesta Bazina. Jednak wszystkie te pomysły, o ile wiemy, nie mogły wyjść ze wstępnego etapu badań. Niezwykły statek, stworzony przez Ernesta Bazina, pozostał jedynym przedstawicielem swojej klasy statków rolkowych, który przeszedł test. W przyszłości zadanie zmniejszenia oporu zostało rozwiązane na inne sposoby, które zdołały udowodnić swój potencjał.
Według materiałów:
http://maritimeheritage.org/
http://lookandlearn.com/
http://cnum.cnam.fr/
https://cdnc.ucr.edu/
http://query.nytimes.com/
http://strangernn.livejournal.com/
Francuski Roller Ship // New York Times. 30 sierpnia 1896 r.
Ostatni ze słynnych rollerboatów Bazina // Call San Francisco. 5 marca 1899
informacja