Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Andet

Dampskibets oprindelse

Dette antikke fotografi viser en dampbåd på vej ned ad Mississippi-floden. ilbusca / Getty Images

Ligesom damp transformerede landtransport med opfindelsen af ​​lokomotivet, blev det også den dominerende strømkilde på vand - og erstattede manuelle årer og sejl.

Før de udnyttede dampens kraft, stolede folk på vind- og vejrets luner for at komme rundt på sejlskibe. Dampskibe bedre kunne håndtere hård sø og tilbød et levedygtigt alternativ, der gjorde det muligt for fartøjer at navigere i floder, søer og oceaner uanset vindforhold.

Dette gennembrud muliggjorde mere præcis planlægning, øget pålidelighed og hurtigere rejsetider, hvilket i sidste ende ændrede global handel og transport.

Indhold
  1. Tidlig Steam-historik
  2. Dampmaskinernes fødsel
  3. Dampskibets oprindelse
  4. Fulton-Livingston-aftalen
  5. SS Savannahs jomfrurejse
  6. Dampskibets indvirkning

Tidlig Steam-historie

For at forstå, hvordan et dampskib fungerer, er det nødvendigt at se på oprindelsen af ​​dampteknologi.

I 75 e.Kr. skrev den berømte matematiker Hero om luftens mekanik og egenskaber og lavede planer for en rudimentær dampmaskine, som indeholdt en hul kugle med bøjede rør, der ragede frem fra begge sider. At fylde kuglen med vand og placere den over et bål ville resultere i, at varmen fordamper vandet. Derefter ville damp undslippe gennem rørene, hvilket fik kuglen til at rotere.

I det 17. århundrede havde den italienske lærde Giovanni Battista della Porta observeret, hvordan damp var med til at skabe et vakuum. Hans teori var, at når vand omdannes til damp inde i en lukket beholder, ville trykket stige, og kondenseringen af ​​damp tilbage i vandet ville resultere i et fald i tryk.

Den franske videnskabsmand Denis Papin satte della Portas teori i praksis med en trykkogerlignende enhed. Det blev den første praktiske anvendelse af damptryk. Papin videreudviklede konceptet ved at bruge et glidestempel oven på en lukket cylinder fyldt med vand. Da vandet blev opvarmet, udvidede dampen sig og skubbede stemplet opad. Efter afkøling og kondensering trak vakuumet stemplet ned igen.

Dampmaskinernes fødsel

Adskillige opfindere bidrog til udviklingen af ​​dampmaskiner, herunder militæringeniør Thomas Savery. I 1698 fik han patent på sin damppumpe.

Pumpen havde et kogekammer, der flyttede damp ind i en anden beholder, som havde et rør udstyret med en kontraventil forlænget ud i vandet, der krævede ekstraktion. Når koldt vand blev hældt på den dampfyldte beholder, kondenserede dampen til en væske, hvilket skabte et vakuum, der trak vand nedefra gennem røret.

Derefter introducerede den engelske opfinder Thomas Newcomen den atmosfæriske motor i det tidlige 18. århundrede. Motoren pumpede vand ud af miner og brugte damp til at skabe et delvist vakuum i en cylinder, hvilket fik atmosfærisk tryk til at skubbe et stempel nedad. I det 18. århundrede udviklede James Watt Watt-atmosfærisk motor, som havde en separat kondensator og evnen til at udnytte dampens ekspansive kraft.

Dampskibets oprindelse

Den tidlige udvikling af dampskibet er tæt parallelt med damplokomotivets og selve dampmaskinen. I slutningen af ​​1600-tallet teoretiserede Denis Papin, innovator af dampstemplet og trykkogeren, brugen af ​​dampdrevne skovlhjul til at drive en båd.

Det var dog 1763, før Jonathan Hull fik det første dampskibspatent på en slæbebåd til havnebrug, der brugte Savery's Engine til at drive et vandhjul. Desværre for Hull var både Savery's Engine og Newcomen-motoren ikke i stand til at producere tilstrækkelige hestekræfter. Det var først efter James Watts bidrag til dampteknologi, at tidlige dampbåde blev mulige.

Britiske og franske opfindere (herunder damplokomotivpioneren Richard Trevithick) arbejdede på konceptet, men skabte kun langsomme, besværlige fartøjer. Men i samme tidsrum testede Robert Fulton med succes en prototype dampbåd til flodbrug. I 1807 søsatte han Clermont, en padle-hjulsbåd, der snart viste sig i stand til at transportere passagerer og kommerciel gods miles op og nedstrøms. Succesen spredte sig til Europa, hvor den britiske ingeniør William Symington i 1812 debuterede med Charlotte Dundas, den første succesrige dampdrevne passagerbåd.

Dampdrevne skibe erstattede hurtigt sejl. I 1815 opererede mere end 40 dampskibe fra Liverpool. I 1826 gik forretningsmænd med tilknytning til sejlindustrien så langt som at sende et andragende om statslig indgriben for at beskytte deres forretning. Dampkraft dominerede flådetransport indtil fremkomsten af ​​dieseldrevne motorer i anden halvdel af det 20. århundrede.

Fulton-Livingston-aftalen

Fulton-Livingston-aftalen var en betydningsfuld aftale indgået mellem Robert Fulton og advokat og diplomat Robert R. Livingston i 1807. Aftalen gav Fulton og Livingston eksklusive rettigheder til at drive dampdrevne fartøjer på New Yorks vandveje, især Hudson-floden. Det gav dem en juridisk fordel ved at forhindre konkurrenter i at drive dampbåde i regionen uden deres tilladelse.

Som et resultat var Fulton og Livingston i stand til at etablere en succesrig dampbådstjeneste og dominere dampskibsindustrien i New York. Fulton-Livingston-aftalen spillede en afgørende rolle i den kommercielle succes og udviklingen af ​​dampdrevet transport, og dannede præcedens for fremtidig lovgivning og regulering inden for det nye område af dampskibe.

SS Savannahs jomfrurejse

Et af de første succesrige dampskibe var PS Comet. Den sejlede første gang i 1812 som en hjuldamper og fik en opgradering med ny teknologi i 1819. Den opererede ved floden Clyde i Skotland og transporterede passagerer og leverede fragtservice på regelmæssig basis.

Når det kom til havrejser, fik skibe udstyret med sejl ekstra dampkraft til at bruge, når vindkraften var utilstrækkelig. Et sådant fartøj, SS Savannah, blev det første dampdrevne skib, der krydsede Atlanterhavet i 1819, da det sejlede fra Savannah, Georgia, til Liverpool, England.

Hybridskibet - som tog omkring 29 dage at foretage rejsen - var også afhængig af sejlkraft til navigation, fordi dampmaskinen ikke var kraftig nok til at opretholde kontinuerlig dampfremdrift. Den medbragte ingen passagerer eller last.

Dampskibets indvirkning

Dampskibe ændrede den måde, vi rejste, handlede og forbandt os på. Med skabelsen af ​​dampskibe fulgte en pålidelig og effektiv rejseform. Det gav også mulighed for en udvidelse af den globale handel, fordi reducerede rejsetider betød en stigning i fragtkapaciteten.

Da dampskibet faldt sammen med den industrielle revolution, bidrog det også til industrialiseringens vækst. Ingeniører og opfindere forbedrede løbende dampmaskinens effektivitet, skrogdesign, navigationssystemer og sikkerhedsforanstaltninger. Disse innovationer lagde grundlaget for efterfølgende generationer af skibe og påvirkede udviklingen af ​​marineteknik og flådearkitektur.

Yderligere fremskridt fører til en eventuel udskiftning af dampskibe. Overgangen til dieseldrevne skibe - og senere containerskibe og andre moderne skibe - begyndte i det 20. århundrede.

Denne artikel blev oprettet i forbindelse med AI-teknologi, og derefter faktatjekket og redigeret af en HowStuffWorks-redaktør.




Varme artikler