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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Motorschiff. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Ein Motorschiff ist ein allgemeiner Begriff, der eine Klasse von selbstfahrenden Schiffen beschreibt, deren Schiffskraftwerk (SPU) auf einem Motor basiert, der die Energie der Kraftstoffverbrennung in mechanische Energie umwandelt, aber kein Dampfschiff ist. In den allermeisten Fällen wird im Schiffskraftwerk ein Dieselmotor eingesetzt. Auch Schiffe, deren Antriebssystem durch eine Dampf- oder Gasturbine angetrieben wird, werden üblicherweise als Motorschiffe klassifiziert, zumal der Antrieb solcher Schiffe häufig Dieselmotoren umfasst. Somit sind fast alle modernen Schiffe mit Eigenantrieb Motorschiffe, mit Ausnahme von Schiffen mit Atomantrieb, Segelschiffen und Schiffen, die andere Energiequellen nutzen.
Zu Beginn des XNUMX. Jahrhunderts kam es im Schiffbau zu wesentlichen Veränderungen - Dampfschiffe, die seit hundert Jahren auf allen Wassertransportrouten weit verbreitet waren, wurden durch fortschrittlichere dieselbetriebene Schiffe ersetzt. Der Beginn dieser wichtigen Revolution wurde in Russland gelegt - hier wurde der erste Reverse-Schiffsdieselmotor hergestellt und die ersten Motorschiffe und U-Boote der Welt gebaut. All diese Entwicklungen wurden von einer der größten russischen Firmen, der Nobel Brothers Partnership, initiiert. Die Nobelpreisträger gehörten zu den ersten, die die Bedeutung der Erfindung von Rudolf Diesel erkannten. Sobald es Berichte über seinen Motor gab, nahm Emmanuel Nobel Verhandlungen über den Kauf einer Lizenz auf. Die Hauptsache, die Nobel an dem neuen Motor bestochen hat, war, dass er mit Schweröl betrieben werden konnte. 1898 erhielt Nobel, nachdem er für diese Zeit viel Geld bezahlt hatte (etwa 500 Rubel), Zeichnungen eines 20-PS-Dieselmotors. Nach ihrer sorgfältigen Untersuchung im St. Petersburger Werk des Unternehmens wurden viele Motorteile sowohl aus Konstruktionsgründen als auch hauptsächlich geändert, weil beschlossen wurde, den ersten Motor mit Öl und nicht mit Kerosin zu betreiben. Die Schwierigkeiten bei der Verwendung von Erdöl waren zu dieser Zeit noch nirgendwo auf der Welt überwunden. Der weltweit erste ölbetriebene Dieselmotor wurde 1899 auf den Markt gebracht. Er entwickelte 25 PS. und verbrauchte etwa ein Viertel Kilogramm Öl pro 1 PS pro Stunde. Es war ein wichtiger Erfolg, aber der gehegte Traum von Nobel war die Verwendung von Diesel als Schiffsmotor. Damals war die Diesel-Skepsis bei vielen Ingenieuren noch weit verbreitet. Die meisten hielten diese Maschinen für ungeeignet als Antrieb für die Fortbewegung von Schiffen. Die Gründe dafür waren gut genug. Erstens hatten Dieselmotoren keinen Rückwärtsgang (Reverse) und konnten, auf einem Schiff installiert, den Propeller nur in eine Richtung drehen. Zweitens war es unmöglich, die ersten Dieselmotoren an einigen extremen Positionen des Kolbens zu starten. Drittens war der Betrieb von Dieselmotoren schwierig einzustellen - es war schwierig, ihre Betriebsart zu ändern, um beispielsweise die Wellendrehzahl zu verringern oder zu erhöhen und dadurch die Geschwindigkeit des Schiffes zu erhöhen oder zu verringern. Diese Mängel, die für eine stationäre Installation und die geringe Größe eines unter Dauerlast arbeitenden Dieselmotors nicht von großer Bedeutung waren, waren für einen Transportmotor ein sehr erheblicher Mangel. Die damals weit verbreitete Dampfmaschine hatte in diesem Sinne einen Vorteil gegenüber einem Dieselmotor - Rückwärtsfahren, Ändern der Wellendrehzahl und Anfahren aus jeder Position waren mit ihr problemlos möglich. Hat es sich in diesem Fall, so scheint es, überhaupt gelohnt, mit Diesel herumzuspielen? Es hat sich herausgestellt, dass es sich gelohnt hat – elementare Berechnungen haben Nobel davon überzeugt. Der große Vorteil eines Dieselmotors liegt in seinem hohen Wirkungsgrad und damit in seiner Wirtschaftlichkeit. Da Dieselmotoren viermal weniger Kraftstoff benötigten als Dampfmaschinen gleicher Leistung, konnte man sich leicht vorstellen, welche großen Perspektiven eine solche Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs für die Schifffahrt eröffnete, sowohl in der Handelsschifffahrt als auch besonders in der Marine. Vergleicht man ein gewöhnliches Dampfschiff mit einem Thermoschiff, das für die gleiche Reichweite ausgelegt ist, lässt sich leicht berechnen, dass das zweite mit einem Dieselmotor ausgestattete Kraftstoffvorrat viermal weniger Gewicht aufnehmen und damit dessen Gewicht erhöhen kann Tragfähigkeit. Im Gegenteil, wenn beide gleich viel Treibstoff aufnehmen, dann kann das Schiff natürlich die vierfache Strecke zurücklegen als der Dampfer. Natürlich war bei kurzer Reichweite der Unterschied zwischen beiden Schiffstypen nicht so groß, aber mit zunehmender Reichweite nahm der Unterschied zwischen einem Motorschiff und einem Dampfschiff außergewöhnlich zu. Auf einer Reise von 10 Meilen mit einer Tragfähigkeit von 1000 Tonnen konnte der Dampfer tatsächlich doppelt so viel Fracht befördern wie derselbe Dampfer. Für die Bedingungen der russischen Schifffahrt war dies von enormer Bedeutung, da es möglich wurde, ohne unterwegs zusätzlichen Treibstoff zu laden, eine größere Entfernung mit der eigenen Reserve zurückzulegen. Es gab auch andere wichtige Vorteile. So wurde das Schiff beispielsweise mit Öl in loser Schüttung beladen, während Kohle manuell geladen werden musste. Die Unrentabilität des Dampfschiffs wurde zwar durch die Billigkeit des Kohlebrennstoffs kompensiert, aber für Nobel, einen der größten Ölmagnaten dieser Zeit, war dieser Aspekt nicht von wesentlicher Bedeutung. Trotz aller Schwierigkeiten befahl Nobel seinen Ingenieuren, mit dem Entwurf des ersten Schiffes zu beginnen. Damit das neue Schiff manövrierfähig ist, ordnete er an, dass der Dieselmotor nicht direkt mit der Propellerwelle verbunden wird, sondern über ein Getriebe, das sowohl die Drehrichtung des Propellers als auch seine Drehzahl ändern kann. 1903 wurden drei 120-PS-Dieselmotoren auf dem Tankschiff Vandal installiert, im Werk Sormovo hergestellt und nach St. Petersburg gebracht. Zusammen mit diesen Dieselmotoren arbeiteten drei elektrische Generatoren, die Strom für drei Elektromotoren erzeugten, die die Propeller drehten. Durch Umschalten der Wicklungen am Vandal war es möglich, den Modus und die Drehrichtung zu ändern. Tests des neuen Schiffes lieferten ermutigende Ergebnisse, aber im Allgemeinen konnte ein solches Antriebssystem kaum als erfolgreich und mit vielen Unannehmlichkeiten behaftet angesehen werden - vor allem war es teuer und in Bezug auf die Energiekosten unwirtschaftlich.
Im selben Jahr erwarb Nobel eine Lizenz für das Del Proposto-Antriebssystem, das es ermöglichte, Diesel als Schiffsmotor wirtschaftlicher einzusetzen. Das Funktionsprinzip bestand darin, dass der Dieselmotor im Vorwärtsgang direkt mit dem Propeller verbunden war und das elektrische Getriebe nur für den Rückwärtsgang und das Manövrieren verwendet wurde. Dies reduzierte die Energieverluste erheblich, da die Propeller die meiste Zeit direkt vom Dieselmotor angetrieben wurden und zum Manövrieren und Rückwärtsfahren nicht die volle Leistung benötigt wurde. 1904 wurde der Sarmat-Öltanker mit diesem System ausgestattet. Es war mit zwei 180-PS-Dieselmotoren ausgestattet. und zwei Stromgeneratoren. Jeder Dieselmotor wurde mit einem elektrischen Generator und dann über eine Kupplung mit einem Propeller verbunden, an dem sich ein Elektromotor befand. Während des Vorwärtshubs arbeitete der Dieselmotor direkt an der Schraube, und Generator und Elektromotor drehten sich, ohne Strom zu liefern oder zu empfangen, wie Schwungräder. Beim Rückwärtsfahren begann der Motor an einem elektrischen Generator zu arbeiten, der Strom an den Elektromotor schickte und dem Propeller eine Rückwärtsdrehung gab.
Die Ergebnisse der allerersten Fahrten der „Sarmat“ zeigten alle Vorteile von Dieselanlagen auf Schiffen. Die Ölkosten gegenüber dem gleichen Dampfertyp (der mit Öl und nicht mit Kohle betrieben wurde) waren fünfmal niedriger. Gleichzeitig verschlechterten sich das Manövrieren und die Kontrolle überhaupt nicht. Über die technischen Tests des Schiffes wurden Berichte veröffentlicht, und das nicht nur in Russland - die Sarmat wurde zu einer Berühmtheit. Das Fehlen eines Rückwärtsgangs verhinderte jedoch noch die weite Verbreitung von Motorschiffen. Erst 1908 gipfelte die langjährige Suche in der Schaffung einer Rückwärtsmaschine. Wie bereits erwähnt, war bei einem Rückwärtsmotor erstens ein Mechanismus erforderlich, der die Vorwärts- und Rückwärtsverteilungsorgane umschaltet, eines in Betrieb setzt und gleichzeitig die anderen ausschaltet, und zweitens eine Vorrichtung zum Starten des Motors in jedem Stellung der Kurbelwelle. Von diesen beiden Rückwärtselementen wurde das erste, dh der Mechanismus zum Umordnen der Verteilung, ganz einfach erstellt: Auf der Nockenwelle wurden zwei Nockensysteme angebracht (siehe Beschreibung des Dieselgeräts oben) - eines für vorwärts und das andere für umkehren. Durch Bewegen des gesamten Systems in eine Richtung erhielt der Motor eine Verteilung für den Vorwärtshub, durch Bewegen in die entgegengesetzte Richtung - für das Heck. Das Umkehren des Motors (Übergang von "Voll vorwärts" zu "Voll rückwärts") dauerte 10-12 Sekunden. Das Startgerät hingegen war die Haupt- und schwierigere Aufgabe, wurde aber auch von russischen Ingenieuren in der Nobel-Fabrik sehr erfolgreich gelöst. Allerdings wurden diese Dieselmotoren nicht für das Schiff gebaut, sondern für das 1908 vom Stapel gelaufene U-Boot Lamprey, das damit das erste Diesel-U-Boot der Welt wurde. Die Dieselmotoren der "Lamprey" waren Dreizylinder. Задача выхода из мертвого хода была разрешена следующим образом: переход от работы системы воздухом на работу нефтью происходил не сразу, а постепенно - сначала все цилиндры работали воздухом, затем один переключался на нефть, после того как он давал рабочий ход, на нефть переводился второй цилиндр usw. Das Timing und die Abfolge der Blitze im Zylinder brachten die Kurbelwelle aus jeder Position. Gleichzeitig wurde durch Reduzierung und Erhöhung der Ölzufuhr eine Drehzahlregelung erreicht. Somit wurden alle Probleme bei der Entwicklung eines Schiffsdieselmotors gelöst. Der zweite Rückwärtsmotor wurde auf dem U-Boot Akula installiert, und dann begann Nobel, seine Öltanker damit auszustatten.
Nach erfolgreichen Tests in Russland begann die weltweite Einführung von Dieselmotoren als Schiffsmotoren. Zuerst wurden Dieselmotoren nur auf kleinen Schiffen installiert, aber im zweiten Jahrzehnt des 1911. Jahrhunderts kam es zu einem Wendepunkt im Schiffsbau. In den Jahren 1912 und 1912 begannen Werften in Deutschland und England mit dem Bau mehrerer großer Schiffe. 3200 verließ das erste Fracht-Passagier-Schiff Zeelandia mit einer Verdrängung von 7400 Tonnen und einer Tragfähigkeit von 160 Tonnen die Bestände in Dänemark, die ganze Welt verfolgte seine erste Fahrt von Kopenhagen nach London. Schon bald rechnete man mit einer Einsparung von XNUMX Mark pro Jahr durch den Betrieb der Zeelandia im Vergleich zu Schiffen der gleichen Klasse. Damit entschied sich das Schicksal des neuen Transportmittels. Autor: Ryzhov K.V.
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