O nie! Gdzie jest JavaScript?
Twoja przeglądarka internetowa nie ma włączonej obsługi JavaScript lub nie obsługuje JavaScript. Proszę włączyć JavaScript w przeglądarce internetowej, aby poprawnie wyświetlić tę witrynę, lub zaktualizować do przeglądarki internetowej, która obsługuje JavaScript.
Artykuły

Silniki i pędniki na rzekach

Poruszanie się ludzi po wodzie na pniach, dłubankach, łodziach, tratwach i w końcu wiekszych pływających konstrukcjach wplecione jest ewolucyjny rozwój rodzaju ludzkiego tak samo jak jak wynalazek ognia, koła, oswajanie zwierząt itp.

Pływanie po spokojnych taflach jezior i rozlewisk było w miarę łatwe: siadano okrakiem na kawałku pnia i za pomocą kija odpychano się i utrzymywano równowagę. Wraz z powstaniem łodzi z dłubanego pnia osiągano większą stabilność i ładowność "statku", ale poruszano się po stojącej wodzie. Wynalezienie wiosła ułatwiło poruszanie sie po akwenach głębszych niż długość drągów, którymi się odpychano na płyciznach. Tak więc pierwszym pędnikiem było wiosło lub drąg, a pierwszym silnikiem - ludzkie mięśnie.

Wykorzystanie rzeki jako drogi transportu ludzi i towarów ograniczało się początkowo do spławiania pni i tratew w dół rzeki i wykorzystania jako napędu siły nośnej samej rzeki czyli jej nurtu. O ile przy transportowaniu pni drzew do miejsca ich przerobu taki jednokierunkowy ruch był wystarczający - przy przewozie ludzi lub innych ładunków w kierunku przeciwnym do biegu rzeki trzeba było pokonać siłę prądu wody. Zapewne pionierzy, którzy spróbowali zmierzyć się z tym problemem zmuszeni byli do nie lada wysiłku fizycznego - bądź to stojąc na "pokładzie" odpychać się od dna rzeki drągami, bądź ciągnąc mozolnie z brzegu za pomocą sznurów swoje niewielkie "statki" wypełnione ładunkiem. Wiosło było pomocne jedynie wówczas, gdy prąd nie był zbyt silny. Kiedy pojawiły sie smukłe i wydłużone łodzie mogące pomieścić kilku wioślarzy - pokonanie silniejszego prądu zaczęło być możliwe, ale do pewnej granicy wyznaczonej jego prędkością i ilością wioślarzy.

Wiosło jest więc pierwszą ludzką konstrukcją, którą można uznać za pędnik. Jest używane do dziś, a poprzez ewolucję technologiczną opracowano specjalne wyprofilowanie pióra, konstrukcję trzonu itp. a drewno zastąpiły materiały syntetyczne - zwłaszcza gdy wiosło przeznaczone jest do sportu wyczynowego. Przeciętny pagaj jest jednak bardzo zbliżony do swego pierwowzoru, jakim było połączenie drąga z płaską powierzchnią.


Brzmi troszkę dziwnie nazwanie w naszych rozważaniach "silnikiem" istot żywych, ale tak należy traktować siłę ludzi wiosłujących czy ciągnących za pomocą lin statki z brzegu. W tym celu wykorzystywano później zwierzęta, głównie konie, a nawet taki sposób pokonywania kanałów przetrwał do przełomu XIX i XX wieku między innymi na Kanale Kłodnickim.


Gdy człowiek nauczył się wykorzystywać siłę wiatru - na rzekach pojawiły się jednostki wyposażone w ożaglowanie. Żagiel ewoluował także i z pierwszej, rozpiętej na drzewcu maty czy płachty przekształcał się stopniowo w wyrafinowany pędnik pozwalający wykorzystywać siłę wiatru wiejącego również z niezbyt korzystnych dla kursu kierunków. W połączeniu z wynalezieniem płetwy sterowej zdynamizował rozwój transportu wodnego.

Żagiel sprawił, że stało sie możliwe podróżowanie pod prąd rzek z dużo mniejszym wysiłkiem choć rzecz jasna potrzebny był sprzyjający wiatr. Przy jego braku chwytano za wiosła, które nadal były niezastąpionym rodzajem napędu przy manewrowaniu, podchodzeniu do brzegów itp. Zaczęto budować statki wielowiosłowe (galery), a nawet z wielu rzędami wioseł na każdej z burt (np. triremy z trzema rzędami wioseł) wykorzystując jako "napęd" przykutych do wioseł "galerników" wywodzących się z niewolników i skazańców. Żaglowo-wiosłowe statki królowały przez wieki we wszystkich częściach świata zarówno na morzach jak i rzekach przewożąc towary, walcząc ze sobą, pełniąc funkcje czasem dość luksusowych środków podróżowania władców itp.

Na rzekach jeszcze przez długie lata wykorzystywano siłę wiatru na statkach bez napędu mechanicznego. Płynące w dół rzeki samospławem (wykorzystując siłę nośną nurtu) statki wracały w górę rzeki na holu statku z napędem mechanicznym, a przy braku tej możliwości chętnie rozpinały żagle.

Często robiono to w celu zaoszczędzenia na opłatach za holowanie na sprzyjających podróżowaniu z wiatrem odcinkach rzek i kanałów. Siłę wiatru możemy więc nazwać silnikiem, a żagiel kolejnym pędnikiem stosowanym na statkach rzecznych.

Żaglowy napęd nadawał statkom dość dużą prędkość nawet pod prąd wody, lecz "działał" wówczas, gdy wiał wiatr. Wielu konstruktorów i wynalazców poszukiwało więc rozwiązań mogących uniezależnić się od niesprzyjającego wiatru lub całkowitego jego braku. Powstawały więc konstrukcje oparte na działaniu znanego od dawna młyńskiego koła. Zaczęto takie koła zamocowane na łodziach i napędzać je za pomocą korby lub układu przypominającego rozwiązanie w dzisiejszych rowerach wodnych. Próbowano wykorzystać także siłę samego nurtu rzeki. Budowano często dziwne dość napędy, których ideą wspólną było nawijanie liny lub łańcucha na bęben poruszany łopatami koła zamocowanego na statku. Tych rozwiązań próbowano także później o czym napisał Janusz Fąfara w artykule Pomysły dziwne, mniej dziwne i praktyczne. Nieco dalej omówię zastosowanie jednego z takich rozwiązań wprowadzonych już w dobie pary i żelaza.

Pojawienie się maszyny parowej i szerokie jej zastosowanie na lądzie nie ominęło dróg wodnych. Mniej więcej od 1775 roku datuje się próby wykorzystania silnika parowego na łodziach i statkach. Zasadniczo oparto się na kole łopatkowym (młyńskim) jako pędniku, ale zanim to nastąpiło próbowano przenieść siłę mechaniczną na wiosła. Poszukiwanie takich rozwiązań podjął m.in. John Fitch, budując łódź z wiosłami napędzanymi silnikiem parowym i systemem wiązarów.

Fitch zbudował w roku 1788 pewien wariant tego napędu, umieszczając łopatowate wiosła z tyłu statku i taki statek stał się pierwszym parowcem wykonującym regularne rejsy transportowe pomiędzy miastami Trenton i Philadelphia w roku 1790.

Także inny konstruktor - James Rumsay zbudował łódź poruszaną parą wioseł napędzanych silnikiem parowym. We Francji eksperymentował markiz Claude de Jouffroy d'Abbans, projektując łódź, w której para wioseł napędzana była atmosferycznym silnikiem parowym i przekładnią łańcuchową nadającą wiosłom ruch wahadłowy o promieniu 2,6 m. Niezbyt udane próby zachęciły go do dalszych poszukiwań i w roku 1783 zaprezentował łódź "Pyroscaphe" napędzaną parowym silnikiem oraz kołami łopatkowymi, która podczas prób dokonanych 15 lipca na rzece Saon w pobliżu Liony płynęła 15 minut pod prąd. Ciekawie rozwiązany był sposób przekazania posuwistego ruchu tłoczyska silnika na wał kół łopatkowych za pomocą mechanizmu zapadkowego, co widać na rysunku poniżej. Model tej łodzi wykonany przez samego konstruktora do dziś znajduje się w paryskim Musee de la Marine, a dalsze prace nad tym typem napędu przerwała Rewolucja Francuska.


Pionierskie rozwiązanie napędu zaproponował też Benjamin Franklin, który zasugerował już wtedy napęd strumieniowy (woda zasysana była z przodu statku, a wypychana z tyłu - wrócono do tej idei później). Konstrukcje "wiosłowe" Fitch'a, Rumseya oraz propozycja Franklina nie odniosły sukcesu i zdecydowana większość pierwszych parowców była napędzana kołem łopatkowym. Pierwszym, napędzanym silnikiem parowym i kołem łopatkowym statkiem, którego rozwiązania przyniosły konstruktorowi - Patrickowi Bell'owi - pełen sukces o znaczeniu komercyjnym był "Comet" - zaprojektowany w Szkocji w 1812. W USA taką udaną konstrukcją okazał się "Clermont" - zbudowany przez Roberta Fultona w 1807 roku. Poniżej rycina oraz model napędu tego statku.


Parowce z kołem łopatkowym zyskały taką popularność, że wkrótce po pojawieniu się przewoziły już setki pasażerów na krótkich trasach wzdłuż rzek Ameryki Północnej. Aby zaś pozyskać dla pasażerów najatrakcyjniejszą, a dla ładunku najpojemniejszą część kadłuba jaką jest śródokręcie - zaczęto przenosić silniki ku rufie oraz stosować pędnik umieszczony z tyłu. Od tego momentu rozpoczął sie podział na boczno- i tylnokołowce. Za pierwowzór tylnokołowca można uznać konstrukcję z 1804 roku przedstawioną na rycinie.

Ulepszenia dokonane w konstrukcji silnika parowego przyczyniły się do dalszego wzrostu popularności parowców. Ważnym osiągnięciem stało się skonstruowanie silnika z dodatkowym cylindrem i trój-cylindrycznego silnika z wielokrotnym rozprężaniem. Każdy z nich był bardziej sprawny od swego poprzednika. Statki mogły być coraz większe i przewozić więcej pasażerów lub towarów. Wraz ze wzrostem mocy silników parowych pojawiła się możliwość ciągnięcia (lub później pchania) statków bez napędu przez specjalnie zaprojektowany i zbudowany statek czyli holownik lub pchacz. Mało kto bowiem wie, że idea pchania barek bez napędu ma już ponad stuletnią historię, a pierwsze pchacze z napędem parowym i pędnikiem w postaci koła łopatkowego umieszczonym z tyłu pojawiły się na amerykańskim kontynencie u progu XX wieku



Udostępnij:

Apis 06.01.2008 54365 wyświetleń 10 komentarzy 10 ocena Drukuj



10 komentarzy


  • Janusz Fafara
    Janusz Fafara
    Musze przyznać że wykonałeś kawał dobrej roboty. Na dobrą sprawę mógłbyś wydać podręcznik akademicki z tego tematu. Jedyną luką jest brak wzmianki o zastosowaniu łancucha, jako w pewnym sensie pędnika. Kiedyś wspomniałem na tej stronie o jego zastosowaniu, a bardzo szczegółowo opisał ten rodzaj napędu statków śródladowych Pan Franciszek Manikowski w ubiegłorocznej edycji kalendarza. Podsyłam Ci pocztą parę fotek holowników z napędem łańcuchowym do ewentualnego wstawienia.
    - 09.01.2008 22:09
    • Apis
      Apis
      Janusz - dałem w tekście odnośnik do Twojego artykułu o tych rozwiązaniach szanując z kolei Twoją pracę Wink .

      Dziekuję - taka ocena z Twoich ust to wielkie uznanie. Jak widzisz jeden z przysłanych przez Ciebie kiedys pchaczy parowych doczekał się publikacji ale planuję napisać coś (może razem napiszemy) coś o historii żeglugi pchanej.
      - 09.01.2008 23:57
      • Janusz Fafara
        Janusz Fafara
        Nie mówię nie, ale najpierw moim wielkim celem jest przetłumaczenie Hafen Anlagen zu Breslau. Jakoś od 1945 r. nikt tego nie dokonał, może mnie się uda.
        - 10.01.2008 21:47
        • miroslaw rajski
          miroslaw rajski
          Artykuł bardzo interesujący, będący przekrojem poprzez historię rozwoju pędników statków rzecznych. Mnie niejako z urzędu szczególnie interesuje to ostatnie rozwiązanie, czyli pędnik Voitha Scneidera. Nie dawało mi spokoju, czy kiedykolwiek stosowano je na rzekach, okazało się że tak! Wielki niemiecki armator statków pasażerskich, Köln - Düsseldorfer, czyli KD, eksploatuje lub eksploatował liczne wycieczkowce z pędnikami Voitha Schneidera. Z będących w służbie statków KD, w dwa tego rodzaju pędniki wyposażone są wielkie statki wycieczkowe "Wappen von Köln" i "Wappen von Mainz" (dł. 93 m, 2000 KM). Pierwszy zbudowała stocznia Ruthof w Mainz Kastel w 1967 roku, a drugi stocznia Berninghaus w Köln Deutz w 1961 roku. Zabierają po 2000 pasażerów na klasyczne wycieczki między Kolonią a Moguncją. Zbudowany w 1979 roku w stoczni Hilgers w Rheinbroh piękny "Stolznfels" (dł. 77 m, 1460 KM, 1000 pasażerów), ma dwa pędniki Voitha Schneidera. Sprzedany niedawno do Holandii, nostalgiczny "Berlin", zbudowany w stoczni Berninghaus w 1959 roku (dł. 88,5 m, 1300 KM, 2000 pasażerów), ma również dwa takie pędniki. Napewno wielu z nas pamięta słynne osiem reńskich wycieczkowców kabinowych KD: "Deutschland", "Britannia", "France", "Nederland", "Austria", "Italia", "Helvetia" i "Europa", zbudowanych w latach 1960-71. Wszystkie one wyposażone są w dwa pędniki Voitha Schneidera, a napęd stanowią dwa lub cztery silniki Klöckner-Humboldt-Deutz o łącznej mocy 1400 do 1920 KM. Pływają one w większości w dalszym ciągu na Renie, ale u innych armatorów i pod częściowo zmienionymi nazwami. Mirek Rajski
          - 13.01.2008 15:08
          • dyzma
            dyzma
            Pływałem trzy lata jako sternik na niemieckich barkach, oraz rok jako kapitan na polskich jednostkach po całym zachodzie, i nie pomyślałem nigdy że te Pasażery mają Voith-Schneidery. Podeślę Ci, jeżeli pozwolisz, kilka ładnych fotek. Dzięki za wspaniały ARTYKUŁ, Apis. Robisz coś wspaniałego. Pozdrowienia!
            - 27.01.2008 20:46
            • T
              teich
              W przeciwieństwie do wcześniejszych komentatorów ja jestem szczurem lądowym uzaleznionym od wody w dwóch aspektach - 1.Modelarstwo , 2.. Żeglarstwo. Dlatego z wielkim zainteresowaniem przyjmuje wszystkie artykuły zarówno o historii żeglugi, czy tez rozwoju techniki żeglugowej. Od dłuższego czasu przygotowuję się do modelu pchacza "Sanara Emperi" skonstruowanego i zapewne zbudowanego we Wrocławiu. I od tak samo dawna zastanawiało mnie dlaczego śruby w tym pchaczu są osłonięte cylindrami. Po przeczytaniu tego artykułu wiem po pierwsze co to za pierścienie, po drugie jaka jest ich rola. W budowie modelu to nie pomoże, ale jaką daje jasność myśli i satysfakcję. Od dziś moge powiedzieć - synku te pierścienie to ... i służy do...
              Moją wypowiedź dedykuję w podzięce autorowi. Jego trud i wysiłek zaowocował ---- ja już wiem (wcześniej się jedynie domyslałem) po co jest rufa tunelowa i dysza Korta. Panie Andrzeju bardzo dziękuję i z najwyższym uznaniem i szacunkiem pozdrawiam.
              ps w załączeniu właśnie zdjęcie które zawsze mnie zastanawiało po co to ma takie kształty?

              www.zegluga-rzeczna.pl/images/forum/rufa.jpg
              - 01.02.2008 14:24
              • Apis
                Apis
                Na powyższym zdjęciu widzimy połączenie kilku rozwiązań:
                - dyszy Korta
                - pędnika Schottela
                - rufy tunelowej
                Stateczek to pewnie jakiś "Strażak" od którego wymaga się zwrotności i uciągu w razie potrzeby. Widoczne na dyszach sztabki to elektrody przeciwdziałające niekorzystnym efektom kawitacji.

                Uzupełniłem dzięki Januszowi Fąfarze treść opracowania o "żeglugę łańcuchową". Sądzę, że teraz mamy obszerniejszy obraz pędników i napędów stosowanych na rzekach.
                - 11.02.2008 22:02
                • T
                  tomekAM
                  Witam, jestem studentem Akademii Morskiej w Szczecinie, moja specjalność studiów to Żegluga Śródlądowa, miałbym małą prośbę, chciałbym się skontaktować z autorem tego artykułu, chciałbym wykorzystać go w pracy dyplomowej, oczywiście z głową a nie przepisać jako plagiat, mój temat to : System sterowo-nepędowy na przykładzie ruchomej dyszy. Tworzę model w skali który buduję i który będzie miał przeze mnie wymyślony system, lecz w pracy chciałbym wspomnieć również jak od początku wyglądało nasze podejście do tematu napędu na rzece, ten artykuł jest dla mnie idealny, proszę o pomoc, będę bardzo wdzięczy za każdą, pozdrawiam
                  - 10.10.2008 20:07
                  • Apis
                    Apis
                    Świetny film przypominający zarówno łódź Fitch'a jak i ekspansje koła łopatkowego na rzekach USA: http://www.ket.or...;template=
                    - 01.08.2010 11:59
                    • zbyszek1
                      zbyszek1
                      Film wspaniały. To były czasy, romantyzm, ale i ciężka praca.
                      - 22.02.2013 16:55

                      Dodaj lub popraw komentarz

                      Zaloguj się, aby napisać komentarz.

                      Ocena zawartości jest dostępna tylko dla zarejestrowanych użytkowników.
                      Proszę Zaloguj lub Zarejestruj się by zagłosować.
                      Niesamowite! (8)80 %
                      Bardzo dobre (2)20 %
                      Dobre (0)0 %
                      Średnie (0)0 %
                      Słabe (0)0 %
                      Korzystając ze strony wyrażasz zgodę na nasze ustawienia prywatności i rozumiesz, że używamy plików cookies. Niektóre pliki cookie mogły już zostać ustawione.
                      Kliknij przycisk `Akceptuję`, aby ukryć ten pasek. Jeśli będziesz nadal korzystać z witryny bez podjęcia żadnych działań, założymy, że i tak zgadzasz się z naszą polityką prywatności. Przeczytaj informacje o używanych przez nas Cookies