Великите кораби на Брунел

Изъмбард Кингдъм Брунел е британски строителен инженер смятан за една от най-великите фигури на индустриалната революция.

Неговите новаторски проекти и гениални конструкции преобразяват обществения транспорт и съвременното инженерство.Той проектира мостове и тунели, в това число Голямата западна железница, корабостроителници и кораби, включително първия задвижван с гребен винт презокеански параход. Брунел проектира и построява 3 кораба, които революционизират морското инженерство. Това са параходите „Грейт Уестърн“ (Great Western) – 1838, „Грейт Бритън“ (Great Britain) – 1843 и „Грейт Истърн“ (Great Eastern) – 1859.

„Грейт Уестърн“

Брунел предложил идеята за презокеански параходи, които да разширят транспортната мрежа, прекосявайки Атлантическия океан между Бристъл (Bristol) и Ню Йорк.

По това време било доста спорно, дали е търговски целесъобразно, кораб задвижван само с пара да извърши толкова дълго плаване. Смятало се, че корабът няма да може да носи достатъчно гориво за прехода и да има място и за търговски товар. Брунел доразвива теорията, че количеството, което корабът може да носи, нараства на трета степен с увеличаване на неговите размери, докато съпротивлението му във водата нараства само на втора степен спрямо размерите. Това означавало, че големите кораби са енергийно по-ефективни в сравнение с по-малките. За да докаже тази теория, Брунел предложил услугите си безплатно на компанията „Грейт Уестърн Стимшип Къмпани“ (Great Western Steamship Company), която му възложила проектирането на първия си кораб „Грейт Уестърн“.

С дължина 71.6 м, „Грейт Уестърн“ останал най-големият кораб в света в продължение на една година. Той бил построен в корабостроителницата „Патерсън енд Мърсър“ (Patterson & Mercer) предимно от дъбово дърво, по традиционните за времето методи, но Брунел подсилил корпуса с железни ленти захванати с метални нитове. Освен страничните, задействани с пара гребни колела, корабът разполагал и с 4 мачти с платна. След като на 19 юли 1837 бил спуснат на вода, „Грейт Уестърн“ отплавал за Лондон, където бил оборудван с две парни машини с мощност 750 к.с. (560 kW).

На 31 март 1838 г. „Грейт Уестърн“ се отправил към Авонмут (Бристъл), за да започне първото си плаване до Ню Йорк. По време на прехода в машинното отделение избухнал пожар, който бил бързо потушен, а щетите от него били минимални. В резултат на инцидента, 50 от пътниците се отказали от пътуването, а параходът закъснял с отплаването си от Авонмут пропускайки възможността да спечели славата на първия кораб прекосил Атлантика задвижван само с пара. Той отплавал от Авонмут на 8-и април с 610 тона въглища и 7 пътници на борда. Неговият конкурент „Сириус“ (Sirius) потеглил от Корк, Ирландия 4 дни по-рано и пристигнал в Ню Йорк на 22-и април буквално изчерпвайки целия си запас от въглища. „Грейт Уестърн“ пристигнал на следващия ден, с 200 тона въглища на борда, прекосявайки океана за 15 дни и 5 часа, което потвърдило изчисленията на Брунел. Той продължил да поддържа постоянна линия между Бристъл и Ню Йорк до 1846 г. и станал първият носител на „Синята лента на Атлантика“ – символична награда за кораб прекосил Атлантическия океан за рекордно кратко време.

„Грейт Бритън“

След успеха на „Грейт Уестърн“, компанията „Грейт Уестърн Стимшип Къмпани“ решила да построи втори еднотипен кораб, за което потърсилa услугите на същия инженерен екип – Томас Гупи, Кристофър Клакстън и Уилям Патерсън. Ръководител на проекта бил Изъмбард Брунел, чиято репутация била на върха. Строежът започнал в специално пригоден сух док в Бристъл.

Две събития повлияли дълбоко конструирането на новия „Грейт Бритън“. Първото от тях било пристигането на най-големия по това време кораб с железен корпус „Рейнбоу“ (Rainbow) към края на 1838 в Бристъл. Брунел изпратил своите сътрудници Кристофър Клакстън и Уилям Патерсън да извършат преход на борда му до Антверпен, за да оценят качествата на железния корпус. И двамата се завърнали впечатлени от новата технология. Брунел се отказал от плановете за дървен корпус и убедил корабособствениците да построят железен.

Второто събитие било пристигането в Бристъл на първия задвижван с гребен винт параход „Архимед“ (Archimedes). Това се случило в началото на 1840 г. „Архимед“ бил построен само няколко месеца по-рано от компанията „Пропелер Стимшип Къмпани“ (Propeller Steamship Company) собственост на Франсис Смит. Брунел бил изключително заинтригуван от новата технология. Предчувствайки възможност за престижен нов клиент, Смит предоставил „Архимед“ на Брунел за обстойни тестове. Двамата заедно изпробвали различни гребни винтове на „Архимед“ за да открият най ефективния дизайн и в крайна сметка решили, че най-подходящ за „Грейт Бритън“ е винт с 4 лопуса. По-късно Брунел променил решението си и заменил 4 лопусния винт с 6 лопусен. През декември 1840 г. той успял да убеди директорите на „Грейт Уестърн Стимшип Къмпани“ да утвърдят втора генерална промяна в дизайна на кораба, като се откажат от вече наполовина конструираните двигатели за гребни колела и ги заменят с напълно нови двигатели за гребен винт. Това се оказало скъпо струващо решение, което забавило завършването на парахода с 6 месеца.

„Грейт Бритън“ бил първият параход с железен корпус, задвижван от гребен винт. След бляскавата церемония по спускането му на вода на 19 юли 1843 г. той трябвало да бъде провлачен до Темза за достроечни работи, но пристанищните власти в Бристъл не били готови с необходимите промени по шлюза за извеждане на плавателен съд с подобни размери в река Ейвън. Положението се усложнило поради факта, че корабът бил по-широк от първоначалните планове с цел да се осигури място за новите двигатели. Освен това, конструкторите взели решение да монтират двигателите преди спускането на вода, което допълнително увеличило газенето му. Реконструкцията на шлюза започнала едва в края на 1844 г. Това забавило построяването на парахода с още една година.

Когато през 1845 г. „Грейт Бритън“ бил окончателно завършен, той впечатлявал с дължина 98 м и водоизместване 3400 тона – с 30 м по-дълъг и 1000 тона по-голям от най-големия строен дотогава кораб. Широчината му била 15.39 м, а височината от кила до главна палуба 9.91 м. Имал 4 палуби и екипаж от 120 души. Можел да превозва 360 пътници, 1200 тона товар и 1200 тона въглища за гориво. Два огромни парни двигателя с пряко действие, наклонени под ъгъл 60 градуса, се издигали от кила почти до главна палуба. Те били с диаметър на цилиндъра 220 см, ход на буталото 1.8 м и обща мощност 1000 к.с. (750 kW) при 18 об/мин. Парата за тях се осигурявала от 3 котела с морска вода, всеки от тях с 8 пещи, дължина 10 м, височина 6.7 м и широчина 3 м под налягане 0.35 кг/см².

На 28 юли 1845 г. „Грейт Бритън“ потеглил на първото си плаване от Ливърпул за Ню Йорк, като извършил прехода за 14 дни и 21 часа, със средна скорост 9.25 възла – с 1.7 възла под дотогавашния рекорд. На връщане скоростта също била незадоволителна. При следващите плавания се проявили и други проблеми. Корабът изпитвал значително бордово клатене, особено при спокойно време и без стабилизиращото въздействие на платната. На няколко пъти загубил част от лопусите на гребния винт. Акционерите на „Грейт Уестърн Стимшип Къмпани“ похарчили значителни средства в опита си да се справят с положението. Наред с някои други изменения, били поставени успокоители на клатенето, а 6 лопусният винт бил заменен с първоначално предвидения 4 лопусен.

На 22-и септември 1846 г, в резултат на навигационна грешка, „Грейт Бритън“ заседнал в залива Дъндръм Бей (Dundrum Bay), където останал почти цяла година. На 25 август 1847 бил върнат на вода, а спасителната операция възлизала на £34,000. Всичко това довело до фалита на „Грейт Уестърн Стимшип Къмпани“. „Грейт Бритън“ бил продаден за едва £25,000.

Новите собственици ремонтирали кораба, сменили двигателите, гребния винт и котлите и направили съществени изменения в конструкцията, след което в продължение на почти 30 години го оперирали между Англия и Австралия. Днес „Грейт Бритън“ е напълно възстановен и е превърнат в музеен експонат в пристанището на Бристъл.

„Грейт Истърн“

През 1852 Брунел се захванал с проектирането на трети, още по-голям параход и влязъл в съдружие с Джон Скот Ръсел (John Scott Russell), опитен морски архитект и корабостроител. Двамата предложили новия проект на компанията „Истърн Стим Навигейшън Къмпани“ (Eastern Steam Navigation Company). Килът на новия кораб, който щял да носи името „Левиатан“ (Leviathan) бил заложен на 1 май 1854 в Лондон. Той бил първият в света с двоен корпус (double skin), 211 м дълъг, 25 метра широк, с газене 9.1 м и водоизместване 32000 т при пълен товар. През следващите 100 години не е строен друг кораб с двоен корпус, а днес това е масова практика и изискване при строежа на някои кораби. Задвижването, осигуряващо максимална скорост от 13 възла се осъществявало от два броя гребни колела с диаметър 17 м в комбинация с 4 лопусен гребен винт с диаметър 7.3 м. Общата мощност от 8000 к.с. (приблизително 6000 kW) се осигурявала от 4 парни двигателя за гребните колела и един за гребния винт. Строежът му бил белязан от редица инциденти, при които загинали шестима работници и се оказал голям залък за „Истърн Стим Навигейшън Къмпани“, която фалирала. Параходът останал недовършен в продължение на около една година, след което бил купен от „Грейт Истърн Шип Къмпани“ (Great Eastern Ship Company) и преименуван на „Грейт Истърн“ (Great Eastern).

За спускането на вода, на 3 ноември 1857, се събрала огромна тълпа от хора. Присъствали и много знатни личности. То обаче било неуспешно и белязано с нов инцидент. Плавателният съд заседнал по пътя към водата, при което загинали двама души, а няколко други били ранени. Плъзнала мълва, че „Грейт Истърн“ е злочест кораб.

Второто и успешно спускане на вода се състояло на 31 януари 1858. Този път Брунел и „Грейт Истърн Шип Къмпани“ използвали голям брой вериги, хидравлични крикове и винчове като помощни средства.

Достроечните работи, продължили още 8 месеца, стрували $600,000 и притеснили много от инвеститорите, които вече били похарчили около $6,000,000. В крайна сметка „Грейт Истърн“ бил продаден за £800,000 – приблизително $3,000,000 загуба.

Строежът приключил през август 1859. В началото на септември 1859 параходът отплавал от Лондон, но край Хейстингс (Hastings) станала масивна експлозия, която убила 5 души.

На 5 септември 1859, преди „Грейт Истърн“ да потегли на първото си плаване, Брунел получил инсулт малко след като се снимал на неговата палуба и 10 дни по-късно починал.