اختراعات

اختراع القوارب البخارية وتطورها

المحتويات

اختراع القوارب البخارية وتطورها

اختراع القوارب البخارية وتطورها ,, اخترع القارب منذالقدم وذلك لعبور المياه مالحة أو عذبة بالبحار والمحيطات وغيرها

وهنا نتوقف لمعرفة تاريخ اختراع القوارب وتطورها عبر الازمان

لقد بدأ الظهور الحقيقي للمراكب البخارية في أواخر القرن الثامن عشر، وهذا بفضل الأسكتلندي جيمس وات في سنة 1769، حيث حصل وات على براءة اختراع على أول نسخة محسنة من محرك بخاري، والذي تسبب في انطلاق الثورة الصناعية، وهذا الأمر دفع المخترعين على استكشاف طريقة لاستخدامه في دفع السفن، ونجح هذا الأمر في النهاية.

بداية ظهور البواخر في الولايات المتحدة

كانت البواخر تستخدم ولكن على نطاق أضيق في القرن 19، بسبب ضحالة بعض الممرات المائية في الولايات المتحدة إلا أنه تم استخدامها في بعض الأنهار وخاصة على نهر المسيسيبي وروافده الرئيسية في الولايات المتحدة.

بدأت Steamboat الباخرة الرائدة في أمريكا في عام 1787، عندما قام جون فيتش بإجراء تجربة ناجحة لمثل هذه السفينة، ثم جاءت تجربة روبرت فولتون المربحة في غضون فترة قصيرة من الزمن، ولكن حتى عام 1811 كانت السفينة مصممة خصيصاً لاجتياز نهر المسيسيبي السفلي في نيو أورليانز.

بدأ الرجلان في عام 1812 في تشغيل خدمة باخرة منتظمة بين نيو أورليانز وناتشيز في ولاية ميسيسيبي، بموجب عقد احتكاري مع إقليم أورليانز، حيث سافرت سفنهم بمعدل ثمانية أميال في الساعة نحو المصب وثلاثة ساعات في طريقها نحو المنبع، في عام 1816 صنع هنري ميلر من شريفبورت بولاية لوس أنجلوس التاريخ من خلال إطلاق زورقه البخاري الذي يدعي واشنطن، حيث كان قبل فترة طويلة يقوم بالرحلة من نيو أورليانز إلى لويزفيل في ولاية كنتاكي في 25 يوم.

لقد كسر هنري احتكار فولتون، ولكن لقبه والد الملاحة ميسيسيبي ينبع أكثر لأنه استطاع تصميم باخرة لتتناسب مع المياه الضحلة من النهر، حيث تمكن هنري من استخدم محركاً بخارياً عالي الضغط لإحراز تقدم في اتجاه المنبع، ورفع المحرك عالياً فوق خط المياه، وقام بتثبيته على هيكل كان ضحلًا مثل البارجة، ثم تم إضافة سطح السفينة الثاني وكان طويل القامة، وأصبحت تجربة هنري هي النموذج الأول لجميع القوارب البخارية المسيسيبية اللاحقة.

منذ ذلك الحين وحتى عام 1870، سيطرت الزوارق البخارية على الاقتصاد والزراعة والتجارة في المنطقة الوسطى من الولايات المتحدة، وفي عام 1814 كانت نيو أورليانز تحصد بالكاد 20 سفينة بخارية، في غضون 20 سنة وصل الرقم إلى 1200، وكانت البضائع الرئيسية التي تنقل بوسطتها هي القطن والسكر، جنباً إلى جنب مع الركاب.

معظم البواخر الكبيرة كانت فاخرة، وكانت لديهم “صالات” بأسلوب ردهات الفندق المزخرفة، مع السجاد الغني واللوحات الزيتية والثريات، يمكن أن يتباهى العديد من الزوارق البخارية بالطهاة والأوركسترا وكبار موظفي الخادمات لمساعدة ركابهم في المقصورة، كان على قباطين Steamboat أن يحفظوا أو ويتوقعوا العقبات المحتملة على امتداد فترات طويلة من النهر للتنقل بأمان.

كان متوسط العمر الافتراضي لزورق بخاري يتراوح بين أربع وخمس سنوات فقط، نظراً لضعف بناء السفن وصيانتها، أو غرقها بسبب العقبات وغيرها من العوائق في النهر، أو انفجار الغلايات، على مر السنين زادت سرعات القوارب، تم اختصار رحلة هنري التي استمرت 25 يوم من نيو أورليانز إلى لويزفيل في عام 1816 إلى 4.5 أيام بحلول عام 1853، كانت السباقات التلقائية بين قبطان زورقين بخاريتين شائعة وساهمت للأسف إلى حد كبير في حوالي 4000 حالة وفاة في كوارث بخارية بين عامي 1810 و1850.

اختراع القوارب البخارية وتطورها .. مراحل تطور محركات البواخر

القيود المفروضة على المحرك البخاري Newcomen

استخدمت تصميمات الباخرة في وقت مبكر محركات البخار Newcomen . كانت هذه المحركات كبيرة جدًا وثقيلة وتنتج طاقة قليلة (نسبة القدرة إلى الوزن غير المواتية)، أنتج محرك Newcomen حركة ترددية أو هزاز لأنه مصمم للضخ، كانت سكتة المكبس ناتجة عن وجود نفاثة مائية في الأسطوانة المملوءة بالبخار، والتي تسببت في تكثيف البخار، مما أدى إلى حدوث فراغ، والذي تسبب بدوره في الضغط الجوي لدفع المكبس إلى أسفل، اعتمد المكبس على وزن القضيب المتصل بالمضخة تحت الأرض لإعادة المكبس إلى أعلى الأسطوانة، وهذا يعني أن الوزن الثقيل للمحرك Newcomen يتطلب قارباً قوياً من الناحية الهيكلية، وكانت الحركة الترددية لحزمة المحرك تتطلب آلية معقدة لإنتاج الدفع.

محركات ارتفاع ضغط البخار

أدت تحسينات تصميم James Watt إلى زيادة كفاءة المحرك البخاري، وتحسين نسبة القدرة إلى الوزن، وإنشاء محرك قادر على الحركة الدورانية باستخدام أسطوانة مزدوجة المفعول تقوم بحقن البخار في كل نهاية لسكتة المكبس للتحرك المكبس ذهاباً وإياباً، قام المحرك البخاري الدوار بتبسيط الآلية المطلوبة لقلب عجلة مجداف لدفع القارب، على الرغم من تحسين الكفاءة والحركة الدورانية، فإن نسبة القدرة على الوزن لمحرك بخاري بولتون ووات لا تزال منخفضة.

نظام متعددة المحركات

المحرك البخاري المركب أصبح مستخدم على نطاق واسع في القرن 19 في وقت متأخر، يضاعف استخدام البخار العادم من أسطوانة الضغط العالي إلى اسطوانة الضغط المنخفض ويحسن كثيراً من الكفاءة مع المحركات المركبة، فكان من الممكن أن تحمل باخرة عبر المحيط كمية أقل من الفحم مقارنة بالشحن، مكنت السفن البخارية ذات المحركات البخارية المركبة من زيادة كبيرة في التجارة الدولية.

التوربينات البخارية

الأكثر كفاءة من المحرك البخاري المستخدمة في الدفع البحري هو التوربينات البخارية
التي تم تطويرها بالقرب من نهاية القرن التاسع عشر واستخدمت طوال القرن العشرين.

قارب روبرت فولتون

في 17 أغسطس سنة 1807، غادر كليرمونت أول قارب بخاري أمريكي لروبرت فولتون مدينة نيويورك متجهاً إلى ألبانيا
ليكون أول خدمة قوارب بخارية تجارية في العالم، حيث سافرت السفينة من مدينة نيويورك إلى ألبانيا حتى تصنع التاريخ برحلة طولها 150 ميلاً
استغرقت 32 ساعة بمعدل سرعة خمسة أميال في الساعة تقريباً.

بعد أربع سنوات، قام فولتون وليفينجستون بتصميم نيو أورليانز ووضعها في الخدمة كقارب ركاب
وشحن معاً على طريق بطول نهر المسيسيبي السفلي، وبحلول عام 1814
تمكن فولتون مع إدوارد شقيق روبرت ليفينجستون بتقديم خدمة بخار وخدمات شحن منتظمة بين نيو أورليانز ولويزيانا وناتشيز في ولاية ميسيسيبي
حيث سافرت قواربهم بمعدل ثمانية أميال في الساعة في اتجاه مجرى النهر وثلاثة أميال في الساعة في اتجاه النهر.

تطور الباخرة

في خمسينيات القرن التاسع عشر سرعان ما انتقلت صناعة القوارب البخارية من مدينة نيويورك إلى كل أنحاء الولايات المتحدة
حيث حققت الصناعة نجاح كبير في نقل الأشخاص والبضائع بشكل أسرع من أي وقت مضى
وعلي الرغم من ارتفاع شعبيتها ونجاحها لاحظ المسافرين مخاطرها أيضاً
يمكن أن يكون التنقل في القوارب صعباً ويؤدي إلى تعرض القبطان لحوادث مثل الاختناقات المزعجة وقنوات التبديل
كان السفر في اتجاه مجرى النهر سهلاً للغاية، ولكن كان السفر في المنبع أكثر صعوبة على القوارب.

كانت هناك وفيات كثيرة بسبب انفجارات الغلايات على القوارب البخارية بسبب سوء التصميم والصناعة
يمكن أن تكون السفن أيضاً هدفاً للعديد من هجمات الأمريكيين الأصلية.

لعب استخدام Steamboat دوراً كبيراً في التوسع نحو الغرب، على الرغم من ذلك بحلول عام 1870
فقد احتل اختراع السكك الحديدية التي تعمل بالبخار مكان القارب، حيث أصبح نقل البضائع والناس أسرع وأكثر كفاءة
تاركاً الباخرة البخارية كخيار ثانٍ، لا تزال الزوارق البخارية تستخدم في الولايات المتحدة اليوم
ولكن كجزء صغير جداً من وسائل النقل بسبب العديد من التطورات في التكنولوجيا على مر الزمن

السابق
تاريخ اختراع الارقام منذ القدم
التالي
تاريخ اكتشاف تركيب العين

اترك تعليقاً