[Перевод] Пар высокого давления, часть I: западное пароходство
Пристань Сент-Луиса, шт. Миссури, 14 октября 1871 (кликабельно)
<< До этого: Изобретатели парохода: второе поколение
Следующий акт пароходной пьесы развёртывается на западе, в бассейне реки Миссисипи. В начале XIX века количество поселенцев там уже довольно быстро росло — Марк Твен писал, что «область этого бассейна была сравнимой с площадью Англии, Уэльса, Шотландии, Ирландии, Франции, Испании, Португалии, Германии, Австрии, Италии и Турции, вместе взятых». Развитие недорогого транспорта, способного пройти внутрь материка и обратно таило потрясающие экономические возможности. [1]
Роберт Ливингстон провернул ещё один свой политический трюк в 1811 году, обеспечив монопольные права на пароходное сообщение на территории Нового Орлеана. Не в последнюю очередь это удалось ему потому, что он сам участвовал в переговорах по Луизианской покупке, и что его брат Эдвард был самым известным юристом Нового Орлеана. Товарищество Фултон-Ливингстон построило в Питтсбурге мастерскую по сборке пароходов для торговли на Миссисипи. Центральное расположение Питтсбурга в месте слияния рек Мононгахила и Аллегейни сделало его ключевым коммерческим центром во всём Аппалачском регионе и главным центром постройки речных судов. Произведённые в городе товары оттуда гораздо легче было распространять вниз и вверх по течениям рек, чем переправлять их через горы у побережья, поэтому в городе также начали появляться фабрики по производству тканей, шляп, гвоздей и других товаров. [2] Объединение речной торговли, строительства лодок и технических знаний из разных областей сделало Питтсбург естественным центром западного пароходства.
«Новый Орлеан» от Фултон-Ливингстон. Обратите внимание: корпус лодки напоминает корпус типичного океанского судна
Лодки Фултона-Ливингстона могли ходить от Питтсбурга до Нового Орлеана, не выходя в океан. Первое судно, выпущенное товариществом, под названием «Новый Орлеан», начало регулярные рейсы между Новым Орлеаном и Натчезом (расположенном на расстоянии в 280 км) в 1812 году. Однако их суда, сделанные по подобию гудзонских, были плохо приспособлены для мелких и стремительных вод Миссисипи. Также их преследовали неудачи: «Новый Орлеан» окончательно сел на мель в 1814 году, а лодка, удачно названная «Везувий», сгорела до ватерлинии в 1816-м, и её пришлось перестраивать. Покорилась Миссисипи уже другим людям и новой технологии: пару высокого давления.
«Сильный пар»
Типичный конденсорный двигатель Болтона-Уатта был разработан для работы с паром, давление которого было меньше атмосферного (которое составляет порядка пятнадцати фунт-сил на квадратный дюйм, 15 psi). Однако уже больше века была известна возможность создавать более высокое давление пара через разогрев его до температуры, значительно превышающей точку кипения. Использование такого, т.н. «сильного пара» [strong steam], отмечено ещё у Дени Папена в его паровом котле в 1670-х. Его даже использовали для полезной работы — в насосах схемы Томаса Севери, разработанной им в начале XVIII века, для поднятия воды по трубам. Однако в паровых поршневых машинах такой пар не получил широкого применения до середины XIX века — отчасти из-за значительного влияния в этой области великого Джеймса Уатта.
Уатт знал, что расширяющийся пар высокого давления может толкать поршень, и разработал схемы двигателей высокого давления ещё в 1769 году. Он писал своему другу:
Во многих случаях я собираюсь применить расширяющую силу пара для давления на поршень, или на то, что будет использоваться вместо него, точно так же, как сегодня вес атмосферы используется в обычных двигателях. В некоторых случаях я намереваюсь использовать одновременно и конденсор и эту силу пара, так, чтобы мощность этих двигателей превосходила мощность двигателей, работающих на давлении воздуха, настолько же, насколько расширяющая сила пара превосходит вес атмосферы. В других случаях, когда доступ к воде затруднён, я собираюсь разработать двигатели, работающие от одного только пара, который после отработки будут выпускать наружу специальные отдушины. [3]
Однако он продолжал полагаться на вакуум, создаваемый конденсором, и так и не построил машину, работающую «от одного только пара». И он озаботился тем, чтобы никто другой этого не сделал, порицая использование сильного пара при каждой возможности.
Одной очевидной причиной этого была опасность пара высокого давления. Причина содержалась не в движущихся частях двигателя, а в самом бойлере. Он был склонен взрываться, разбрасывая шрапнель и перегретый пар во все стороны, так и норовя убить всех, оказавшихся поблизости. Папен добавил предохранительный клапан к своему котлу именно по этой причине. Паровые насосы Севери также отличались взрывным характером. Некоторые приписывали Уатту менее благородные мотивы непримиримости Уатта с паром высокого давления: якобы он хотел защитить собственный бизнес от конкурентов. На самом же деле бойлеры высокого давления действительно оставались опасными, и в XIX веке от них погибнет множество людей.
К сожалению, лучший материал для создания «сильного бойлера» оказывался наиболее сложным в обработке. К началу XIX века в качестве материалов для изготовления бойлера в разных видах и комбинациях уже испробовали медь, свинец, кованое железо и чугун. Медь и свинец оказались мягкими, а чугун — жёстким, но хрупким. Самым прочным и надёжным вариантом выступало кованое железо, но его могли производить только в чушках или брусках, которые затем производителю бойлера необходимо было расплющить, превратить в пластины и соединить вместе.
Сложности с кованым железом были решены прорывами в двух инженерных областях, случившихся на заре XIX века. Первый был металлургическим. В конце XVIII века Генри Корт изобрёл процесс «пудлингования» железа, при котором железо расплавляли и перемешивали специальными штангами, чтобы устранить излишки углерода. Способ позволял выдавать большое количество кованого железа, которое можно было раскатать в пластины длиной около полутора метров и шириной около 30 см.
Но и такие крупные пластины нужно было склепать вместе. Это был утомительный процесс, подверженный ошибкам и не дававший герметичных соединений. Для их герметизации инженеры перепробовали всё — от волокон верёвок до толокна. Для создания надёжных соединений, не пропускавших пар, требовались прорывы в процессе механической обработки. В то время это была передовая область исследований. К примеру, на протяжении большей части истории ремесленники вырезали или выпиливали болты вручную. Из-за получавшегося разнобоя многие методы применения винтовых соединений, принимаемые нами сегодня как само собой разумеющееся, были им неизвестны. Нельзя было вырезать, допустим, 100 гаек и 100 болтов, и ожидать, что любую их пару можно будет скрутить вместе. Только в последней четверти XVIII века изобретатели смогли собрать достаточно точные токарные станки, способные регулярно выдавать болты одинаковой длины с одинаковой резьбой.
При аккуратном использовании инструментов становилось возможным сверление отверстий одинакового размера в пластинах кованого железа и изготовление заклёпок, помещавшихся в эти отверстия, без необходимости вручную подбирать заклёпки к отверстиям. [5] Можно вспомнить несколько имён первых инженеров, внёсших свой вклад в улучшение станков в первые десятилетия XIX века. Например, Артур Вульф из Корнуолла, или Джон Холл из американского арсенала в Харперс-Ферри. Однако постоянное улучшение качества бойлеров и других частей паровых машин стало возможным благодаря совместной работе тысяч ремесленников. Привыкшие к изготовлению дистилляторов, часов или научных инструментов, они постепенно разработали техники и эмпирические правила, необходимые для точной работы с металлом и изготовления больших машин. [6]
Но шедшие преобразования не впечатляли Уатта, и он оставался на своей позиции противника пара высокого давления вплоть до своей смерти в 1819. Два бунтаря поведут за собой прогресс против его критики. Первый появился в США, далеко от зоны влияния Уатта, и проложил путь к завоеванию западных вод.
Оливер Эванс
Оливер Эванс родился в Делавэре в 1755 г. Сначала он оттачивал свои навыки по работе с машинами в качестве ученика колёсного мастера. В 1783 году он со своими братьями начал строительство мельницы на ручье Ред Клэй на севере Делавэра. Недалеко от места строительства жил шестилетний мальчик по имени Езекия Найлз. Впоследствии он станет редактором самого знаменитого журнала США, в статье которого позднее отметит, что »[мои] самые ранние воспоминания указывали мне на него как на человека, который, говоря языком того времени, «никогда ничего не стоил, потому что он постоянно тратил своё время на ту или иную выдумку». [7]
Во взрослой жизни Эванса преобладали две «выдумки». Сложности, связанные с помолом муки на Ред Крике породили у него гениальную идею построить автоматическую мельницу. Он устранил необходимость почти во всём ручном труде на мельнице, объединив этапы обработки зерна при помощи машин, работавших от энергии воды (наиболее известную из которых окрестили замечательным именем «попрыгун»). И хотя это было интересное изобретение само по себе, для нашей истории оно значимо только потому, что Эванс начал получать доход, позволивший ему выдать свою вторую великую идею: машину, работающую от пара высокого давления.
Автоматическая мельница Эванса
В 1795 году Эванс опубликовал доклад о своей автоматической мельнице под названием «Руководство молодого сборщика и мельника». Его характер вырисовывается в названии продолжения этого труда от 1805 года, посвящённого паровой машине: «Аборт руководства молодого инженера паровых машин». В 1805 году не прошёл законопроект о продлении его патента на автоматическую мельницу, поэтому он опубликовал свой «Аборт» в качестве драматизированной реакции, громкого заявления о том, что в ответ на подобный запрет он просто «заберёт свой мяч и пойдёт домой»:
Таким образом, его [то есть, Эванса] планы оказались бесплодными, все его прекрасные перспективы рухнули, и ему придётся удерживать в узде свою значительную склонность к новым и полезным изобретениям и усовершенствованиям; хотя, как он полагает, вскоре они могли бы стоить труда ста тысяч человек.
Конечно же, несмотря на всё это укоризненное бормотание, он не смог сдержать свою «значительную склонность» — наоборот, в то время он как раз находился в самой гуще событий, связанной с запуском новой паровой машины.
Подобно другим ранним изобретателям паровых машин, Эванс заинтересовался этой темой, мечтая построить самодвижущуюся повозку. Первым достоверным свидетельством его интереса к паровым двигателям считаются его заявки на патенты, поданные в 1787 году. Среди них есть и упоминание «паровой повозки, созданной с тем, чтобы двигаться от энергии пара и давления атмосферы, с целью перевозки грузов без помощи животной силы». Интересно, что в тексте упоминается «давление атмосферы» — возможно, в то время он всё ещё работал с идеей паровой машины низкого давления, как у Уатта. [9]
К 1802 году в мастерской Эванса, расположенной в Филадельфии на пересечении Девятой и Рыночной улиц, уже работала настоящая паровая машина высокого давления мощностью в пять лошадиных сил. Он обосновался там в 1792 году, с тем, чтобы сподручнее было рекламировать свои изобретения и услуги, связанные с помолом муки. Демонстрации работающих механизмов в его мастерской привлекали толпы зевак: те смотрели, как винтовая мельница измельчает гипс, или как пила режет мраморные плиты. Деревянные планки котла снаружи были укреплены железными полосами, будто обод колеса телеги или обручи на бочке. Эти необычные устройства подтверждали, что в прошлом Эванс работал сборщиком механизмов и колёсным мастером. [10]
Бойлер, конечно, должен был быть максимально прочным, чтобы удерживать перегретый пар — и последние схемы, придуманные Эвансом, внесли свой вклад в значительное улучшение этой области. Вместо того, чтобы придавать бойлеру форму повозки переселенцев (или стереотипной коробки для завтраков в виде сундучка), он выбрал форму цилиндра. Сферический бойлер было бы практически невозможно сконструировать или использовать, поэтому цилиндрическая форма была наиболее близким к идеалу практическим вариантом, распределявшим давление пара равномерно по поверхности. Кроме того, бойлер Эванса состоял из двух цилиндров, соединённых в виде удлинённого тора, поскольку вместо того, чтобы помещать топку под бойлером, он поместил её внутри, для максимизации поверхности воды, контактировавшей с горячим воздухом. К моменту написания «руководства инженера паровых машин» он уже перестал использовать медь, усиленную железом. Он рекомендовал «лучшее» (т.е., кованое) железо, «раскатанное в большие, тщательно склёпанные пластины. Поскольку чугун склонен к раскалыванию под воздействием жара, ему нельзя доверять в местах непосредственного контакта с огнём». [11]
Схема паровой машины Эванса 1812 года, которую он окрестил «Колумбийской машиной» в честь молодых США в начале Англо-американской войны 1812 года. Обратите внимание на жаровую трубу, переносящую тепло сквозь центр бойлера, склёпанные металлические пластины бойлера, а также утончённые пропорции цилиндра — по сравнению с машинами Ньюкомена и Уатта. В углу изображён автомобиль Oruktor Amphibolos — первый автомобиль США и первое средство передвижения-амфибия в мире.
Эванс был убеждён в превосходстве схемы высокого давления из-за эмпирического правила, подсмотренного им в статье «Пар» американского издания Британской энциклопедии: «при увеличении любой температуры на 30 градусов [F] энергия и объём водяного пара удваивается». [12] Отсюда Эванс сделал вывод, что разогрев пара до двойной температуры кипения, с 210°F до 420°F, увеличит силу пара в 128 раз, поскольку 210 градусов разницы дадут 210/30 = 7 удвоений. При этом такое гигантское увеличение мощности потребует всего лишь удвоения количества топлива (для удвоения температуры пара). Конечно, все эти расчёты были совершенно неверными, однако это был не первый случай того, как неверные научные выкладки дают полезную технологию. [13]
Тем не менее, у двигателя высокого давления пара были совершенно реальные преимущества. Мощность двигателя была пропорциональна площади поршня, умноженной на давление на этот поршень, поэтому для любой заданной мощности двигатель высокого давления можно было сделать размером гораздо меньше, чем его эквивалент с низким давлением. Также такому двигателю не требовался конденсор — он мог выбрасывать отработанный пар прямо в атмосферу. В результате машины Эванса получались меньше, легче, проще и дешевле в постройке. Двигатель высокого давления без конденсора мощностью в 24 л.с. весил полтонны, а его цилиндр имел диаметр в 23 см. Традиционный двигатель Болтона-Уатта той же мощности имел цилиндр в три раза большего диаметра и весил в четыре раза больше. [14]
Эти преимущества в размере и весе вдвойне были важны для двигателя, используемого в наземном средстве передвижения — то есть, когда двигателю нужно было возить самого себя. В 1804 году Эванс продал паровую машину, которая должна была работать на пароходе «Новый Орлеан», но в итоге оказалась на лесопилке. Этот случай может служить метафорой для его отношения к паровому транспорту. В своём «руководстве инженера паровых машин» он писал:
Навигация по реке Миссисипи при помощи паровых машин и на принципах, здесь описанных, много лет была любимой темой автора и одним из самых сокровенных желаний его сердца. Он организовал множество предприятий с тем, чтобы убедиться в практичности данного подхода, и никогда не сомневался в возможностях этой машины. [15]
Однако дальше самых смелых мечтаний в деле пароходства он так и не продвинулся. В отличие от Фитча или Рамси, он не испытывал жгучего желания построить пароход, которое занимало бы его часы сна и бодрствования. К 1805 году он уже был обеспеченным человеком средних лет. И если у него когда-нибудь и была склонность Туков к приключениям, связанным с речным судоходством, то к тому времени она уже вся выветрилась. Он уже отказался от идеи паровой повозки, не сумев продать эту идею компании Lancaster Turnpike в 1801-м. Возможно, что его проект с самым грандиозным названием, Oruktor Amphibolos, какой-то небольшой промежуток времени работал в качестве землечерпалки в порту Филадельфии. Но даже если он и работал в реальности, он не был каким-то полезным с практической точки зрения средством передвижения, и не получил никакого развития. Внимание Эванса переместилось на промышленную энергетику, где явно можно было заработать больше всего денег, не покидая при этом Филадельфию.
Несмотря на расчёты Эванса (ошибочные, как мы уже указывали), паровой двигатель без конденсора был менее эффективным с точки зрения топлива, по сравнению с эквивалентным двигателем Уатта. Однако из-за небольших размеров и простоты, его можно было построить вдвое дешевле; дешевле стоила и его перевозка. Поэтому двигатели Эванса со временем стали более популярными в качестве источника движущей силы для мельниц или фабрик в окружающей Аппалачи местности США, в которой было мало денег и мало транспорта, зато много топлива. [16]
В 1806 году Эванс начал постройку своей фабрики «Марс» [Mars Works] в Филадельфии, которая должна была производить двигатели и другое оборудование. Двигатели Эванса повсеместно появлялись на лесопилках, мельницах, бумажных фабриках и других предприятиях по всему Западу. Затем в 1811 он основал питтсбургскую компанию по производству паровых машин [Pittsburgh Steam Engine Company], поставив управлять ею своего двадцатитрёхлетнего сына Джорджа, с тем, чтобы уменьшить расходы на перевозку двигателей для покупателей, расположенных к западу от Аллеганских гор. [17] Именно в окрестностях Питтсбурга изобретения Эванса, наконец, попадут в руки людей, достаточно увлечённых речным судоходством, чтобы использовать их для этой цели.
Появление западного пароходства
Оформившийся гребной пароход с Миссисипи отличался от своих восточных предков двумя главными особенностями. Во-первых, формой и расположением основных узлов: у него был примерно прямоугольный корпус с небольшой осадкой, многоэтажная палуба, а двигатель был расположен выше, а не ниже уровня воды. Такая схема была лучше приспособлена к водам, в которых коряги и отмели представляли более серьёзную опасность, чем волны и сильные ветра. Во-вторых, использованием двигателя или двигателей высокого давления, с цилиндром, расположенным горизонтально, параллельно палубе. Многие историки относят обе этих особенности на счёт речного капитана, работавшего на килевых лодках по имени Генри Миллер Шрив. Историк экономики Луи Хантер разрушил его легенду в 1940-х годах, однако более поздние работы (к примеру, биограф Шрива, Эдит Маккол, в 1984 году) продолжают её увековечивать.
В реальности никто не может точно сказать, откуда взялось большинство этих особенностей, поскольку никому не было дела до документальной фиксации изобретений. Как писал Хантер:
От возникновения первых неуклюжих паровых судов в западных водах до появления полностью законченных пароходов поколения спустя, мы потрясающе мало знаем о том, как развивались технологические события, и поэтому можем отслеживать их прогресс только в очень общем смысле. Разработка западных пароходов проходила за пределами системы патентов и покрыта туманом анонимности. [18]
Однако в 1990-х выплыли на свет некоторые документы, частично разогнавшие этот «туман», касательно появления двигателей высокого давления. [19] В бумагах изобретателя Дэниела Френча было обнаружено, что ключевые события происходили в забытом ныне местечке Браунсвиль (ранее называвшемся Редстоун), в 60 км вверх по реке Мононгахила от западного коммерческого центра, Питтсбурга. Именно в Браунсвиле каждый, кто направлялся на запад по главному тракту через Аллеганские горы — позже этот путь стал частью Национальной дороги [первой крупной дороги в США, построенной федеральным правительством] — сначала должен был добраться до судоходных вод долины Миссисипи.
Генри Шрив вырос недалеко от тех мест. Он родился в 1785 году, отец его служил в чине полковника во время войны за независимость США, и вырос на ферме близ Браунсвиля на земле, взятой в аренду у Вашингтона — это было одно из целого ряда западных предприятий генерала, связанных с разработкой земель. [20]
Генри всем сердцем полюбил жизнь на реке, и уже в возрасте слегка за 20 стал капитаном собственной килевой лодки с базой в Питтсбурге. Первые серьёзные деньги он заработал на торговле мехом, бум которой начался в Сент-Луисе после того, как Льюис и Кларк вернулись из экспедиции с новостями о масштабной активности бобров на реке Миссури. [21]
Осенью 1812 года в поле зрения Шрива попал новичок Дэниел Френчи — новичок, уже имевший опыт строительства речных пароходов с двигателями, основанными на схеме Оливера Эванса. Френч родился в Коннектикуте в 1770, и увлёкся строительством пароходов вскоре после того, как ему исполнилось 20. Возможно, он вдохновлялся работами Сэмюэля Моури, работавшего вверх от него по течению, на реке Коннектикут. Однако не найдя общего языка с местными властями в этой области, Френч на некоторое время перенаправил свою изобретательскую энергию в другое русло. Он познакомился с Эвансом и работал с ним в Вашингтоне, О.К., пытаясь продлить сроки действия патентов, и вернулся к пароходам, только когда триумф Фултона в 1807 году вновь заразил его энтузиастом.
Взяв за основу схему Эванса с высоким давлением, он добавил в неё свои инновации — качающийся цилиндр, который поворачивался на валах во время работы. Благодаря этому шатун поршня можно было подсоединять к колесу на корме простым и лёгким кривошипом, безо всяких маховых колёс и шестерён. Цилиндр высокого давления мог двигаться благодаря своим малым размерам. В 1810 году разработанный им паровой паром для маршрута от Джерси до Манхэттена успешно пересёк Северную реку (Гудзон) в обоих направлениях на скорости около 10 км/ч. Тем не менее, контракт на паромные перевозки получил Фултон, у которого тогда ещё была монополия от штата Нью-Йорк. [22]
Френч переехал в Филадельфию и вновь попробовал свои силы, построив паровой паром «Ребекка» для перевозки пассажиров через реку Делавэр. Очевидно, она не заработала каких-то значимых денег, поскольку Френч опять переехал на запад осенью 1812 года, чтобы основать предприятие по производству паровых двигателей в Браунсвиле. [23] Весь его опыт по строительству пароходов высокого давления — простых, относительно недорогих и мощных — оказался именно в том месте, которое могло извлечь наибольшую пользу из всех эти качеств, и в котором, что также важно, не было никакой монополии у Фултона и Ливингстона.
Новости о прибыльном маршруте от Нового Орлеана до Натчеза постепенно распространялись по рекам. Их было достаточно для того, чтобы зажиточные граждане Браунсвиля — среди которых был и Шрив — собрали $11 000 для основали компании речного судоходства на реках Мононгахила и Огайо в 1813 году, и взяли на работу Френча в качестве инженера. Первую лодку, «Энтерпрайз», Френч построил уже к весне 1814 года. Точных её характеристик в документах не сохранилось, но судя по фрагментарным данным, это, по сути, была моторизованная килевая лодка — длиной в 60–80 футов, водоизмещением в 30 тонн, с двигателем в 20 л.с. Трансмиссия лодки была такой же, как на паровом пароме Френча 1810 года, с качающимся цилиндром и проч.
[24]
Всё лето «Энтерпрайз» участвовал в торговле на реке Огайо между Питсбургом и Луисвиллем. В декабре он направился на юг с грузом товаров для помощи в обороне Нового Орлеана. Поскольку браунсвильские круги по большей части не имели представления о тех водах, а путешествие было очень важным, они заручились помощью опытного речного капитана Генри Шрива. Эндрю Джексон объявил военное положение и оставил Шрива с «Энтерпрайзом» на военном дежурстве в Новом Орлеане. При помощи Джексона Шрив избежал юридических ловушек, расставленных на него группой Фултона-Ливингстона с целью защиты их новоорлеанской монополии. Затем в мае после начала перемирия он перегнал «Энтерпрайз» обратно вверх по течению на 3000 км в Браунсвиль. Это был первый пароход, осиливший такое значительное расстояние.
Шрив сразу же прославился. Он внёс свой вклад в оглушительное поражение британцев в Новом Орлеане, совершил беспрецедентное путешествие. Мало того, он ещё отразил атаку монополистов: их попытки заполучить эксклюзивные права на использование реки к западу от Аппалачей встречали в штыки. Шрив воспользовался свалившейся на него славой, набрав инвестиций в свою новую компанию-оператора пароходов в Уилинге, Виргиния. Огайо в окрестностях Уилинга была гораздо глубже Мононгахилы в окрестностях Браунсвиля, и Шрив этим воспользовался: он мечтал поставить двигатель Френча на лодку гораздо большую по размеру, чем «Энтерпрайз».
Вероятно, крупнейшим вкладом Шрива в эволюцию западных пароходов стало то, что он смог заставить Френча масштабировать свою паровую машину, увеличив её в размерах. Френч не осмелился повторить свой трюк с качающимся цилиндром на новом двухпалубном судне Шрива водоизмещением 400 тонн и мощностью в 100 лошадиных сил. Вместо этого он зафиксировал цилиндр горизонтально, скрепив его с корпусом лодки, а затем подсоединил шатун поршня к другому шатуну, приводившему в движение коленвал кормового гребного колеса. Колебательное движение поршня передавалось таким образом на второй шатун, а общая схема двигателя оставалась простой и относительно недорогой. [25]
Шрив назвал свой пароход «Вашингтон», в честь их с отцом кумира. Однако его первое путешествие в 1817 году вышло совсем не героическим. Эванс уверял Френча, что двигатели высокого давления были безопасными. Как он писал в «руководстве инженера паровых машин», «теперь мы знаем, как собрать бойлеры соответствующей прочности, которые позволят нам работать в совершенной безопасности». [26] Однако во время первого путешествия по течению Огайо с 21 пассажиром на борту бойлер «Вашингтона» взорвался, убив семь пассажиров и трёх членов команды. Самого Шрива взрывом сбросило в воду, однако он почти не пострадал. [27]
Иронично, что единственный пароход, построенный семейством Эвансов, «Конституция» (урождённая «Оливер Эванс»), в том же году столкнулась с теми же проблемами — взорвавшийся бойлер убил одиннадцать человек, находившихся на борту. Десятилетия спустя несчастные случаи с бойлерами продолжали терзать пароходы, несмотря на уверенность Эванса в их безопасности. И хотя нельзя сказать, что эти взрывы поубивали кучу народу — до 1848 года погибло около 1500 человек — каждый такой инцидент являл собой зловещее зрелище. Оцените, к примеру, это животрепещущее описание аварии на «Конституции»:
Одного человека полностью накрыло кипящей жидкостью, затопившей кабину, и когда его вытащили на палубу, кожа по всему его телу отделилась. Бедолага буквально сварился жильём, и хотя его плоть уже отделялась от костей, и он находился в жестокой агонии, в таком состоянии он смог прожить ещё несколько часов. Другого пассажира нашли на корме на штурвале с оторванной рукой и ногой, и никакая хирургическая операция уже не смогла бы ему помочь — от потери крови он вскоре скончался. Мисс С. Батлер из Массачусетса так сильно ошпарило, что после непередаваемой трёхчасовой агонии её мучения, наконец, оборвала смерть. [28]
В ответ на протесты общественности, требовавшей прекратить эти ужасы, Конгресс США в итоге принял законы, призванные улучшить безопасность пароходов, в 1838 и 1852 годах.
Но эти неудачи не отпугнули Шрива. Сам «Вашингтон» сильно не пострадал, поэтому Шрив заменил негодные предохранительные клапаны и попробовал снова. Пассажиры, понятно, с опаской отнеслись к этому выходу на «бис», но после того, как «Вашингтон» в 1817 году попал в национальные новости, перевезя грузы из Нового Орлеана всего за 25 дней, общественность быстро забыла все проблемы и простила ошибки. А через несколько дней судья из Нового Орлеана отказался рассматривать иск Фултона-Ливингстона против Шрива, по факту аннулировав их монополию. [29]
Теперь всем стало известно, что пароходы могут спокойно курсировать по Миссисипи, не рискуя нарваться на иск. Это по-настоящему открыло эпоху западного пароходства. К 1820 году на западных реках уже курсировало 69 пароходов, а через десять лет — уже 187. [30] Создатели лодок испытывали разные подходы к устройству двигателей — двигатели низкого давления, двигатели с вертикальными цилиндрами, двигатели с качающимися балками или маховыми колёсами, движущими гребные колёса. Общепринятая схема установилась только к 1830-м, и она стала наследницей идей Эванса, Френча и Шрива, похожей на то, что было на «Вашингтоне»: двигатель высокого давления с горизонтальным цилиндром, вращающий гребное колесо посредством шатуна. [31]
Пароход на реке Теннеси, 1860-е. Отличительные черты: плоское днище, невысокий надводный борт, надстройка для пассажиров и команды, двойные дымовые трубы. Западные пароходы пришли к такой конструкции к 1830-м, и дожили в таком виде до XX века.
Наследие западных пароходов
Западный пароход стал продуктом особенностей окружающей среды, приведшей к использованию лодок с небольшой осадкой и не очень эффективных, но простых и мощных двигателей. Все дело в быстрых неглубоких реках, обилии древесины в качестве топлива на их берегах, и географической конфигурации США после Луизианской покупки, когда высокая горная гряда отделяла побережье от огромных материковых речных территорий.
Однако как один из невозможных объектов на картинах Эшера, пароход в свою очередь изменил окружение, из которого он появился. Как и фабрики, работающие с машинами на паровой тяге, транспорт раскатал циклы природы, разровняв холмы и лощины времени и пространства. До поездки «Вашингтона» небольшая глубина, отличавшая реку вверх по течению от реки вниз по течению, доминировала в жизни любого путешественника или торговца на Миссисипи. Теперь же товарам и людям проще было перемещаться против течения, они стали меньше зависеть от гравитации. [32] К 1840-м пароходы уже далеко проникли и в другие реки — к примеру, они добирались до речки Томбигби, расположенной в 300 км вглубь материка от Коламбуса на Миссисипи. [33]
А когда пароходы сами не справлялись с превращением западных водных путей в транспортные магистрали, Шрив и другие заставляли их делать это при помощи грубой силы. Пароходы часто тонули или серьёзно повреждались, налетая на коряги и частично затонувшие стволы деревьев. В некоторых местах плававшая по реке древесина перекрывала её целиком. За Натчиточесом река Ред-Ривер, приток Миссисипи, на многие километры была завалена огромным количеством переплетённого топляка, прозванного «Великим плотом». [34]
Портрет Шрива, год неизвестен — скорее всего, 1840-е. В соответствии с традицией портретов XIX века за окном видно его детище, судно для очистки рек от топляка.
Мотивацией для очистки водных путей от подобных препятствий была не только коммерция — пароходы были жизненно необходимы для любой войны на западе, которая могла там развязаться. Ещё в 1814 году Эндрю Джексон воспользовался «Энтерпрайзом» Шрива для доставки припасов и войск по всей дельте Миссисипи. [35] С подачи администрации Монро в 1824 году Конгресс выпустил указ о финансировании инженерных войск с целью улучшения западных рек. Шрива назначили их суперинтендантом, и выдали денег на постройку судов для очистки рек от топляка — таких, как «Гелиополь», гигантских судов с двойным корпусом. В промежуток между корпусами попадала коряга, рабочие поднимали её лебёдкой на среднюю палубу и распиливали. «Гелиополь» со своими братишками успешно очищали большие отрезки рек Огайо и Миссисипи. [36] В 1833 году Шрив отправился в последнее из великих путешествий в жизни: он бросил вызов самому Великому плоту. На его расчистку ушло шесть лет и целый флот плотов, килевых лодок и пароходов, а также новое судно для расчистки, «Избавитель», построенное специально для этой цели. [37]
Расчистка водных путей, техническое развитие схем пароходов, другие улучшения (в частности, учреждение топливных станций, позволявшее не терять времени на остановки для сбора дров), быстро уменьшали время, требовавшееся на путешествия по рекам. В 1819 году Джеймс Росс прошёл от Нового Орлеана до Луисвилля за 16,5 дней. В 1824 президент США покрыл то же расстояние за 10,5 дней. В 1833 «Тускарора» прошёл его за 7 дней и 6 часов. Постоянно уменьшавшееся время перевозок превращалось в постоянно уменьшавшуюся их стоимость. Ранние пароходы брали за провоз груза вверх по реке примерно столько же, сколько их конкуренты с
