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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Barco a motor. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. Un barco de motor es un concepto general que describe una clase de barcos autopropulsados, cuya planta de energía del barco (SPP) se basa en un motor que convierte la energía de la combustión del combustible en mecánica, pero no es un barco de vapor. En la gran mayoría de los casos, se utiliza un motor diésel en el SPP del barco. Los barcos cuya central eléctrica es accionada por una turbina de vapor o una turbina de gas también se denominan comúnmente barcos de motor, sobre todo porque la central eléctrica de dichos barcos incluye a menudo motores diésel. Por lo tanto, casi todos los barcos modernos autopropulsados son barcos de motor, excepto los barcos de propulsión nuclear, los veleros y los barcos que utilizan otras fuentes de energía.
A principios del siglo XX, se produjeron cambios significativos en la construcción naval: los barcos de vapor, que se habían utilizado ampliamente durante cien años en todas las rutas de transporte acuático, fueron reemplazados por barcos más avanzados que funcionan con diésel. El comienzo de esta importante revolución se estableció en Rusia: fue aquí donde se creó el primer motor diesel marino inverso y se construyeron los primeros barcos a motor y submarinos del mundo. Todos estos desarrollos fueron iniciados por una de las mayores empresas rusas, Nobel Brothers Partnership. Los Nobel fueron de los primeros en apreciar la importancia del invento de Rudolf Diesel. Tan pronto como hubo informes de su motor, Emmanuel Nobel inició negociaciones para comprar una licencia. Lo principal que sobornó a Nobel en el nuevo motor fue que podía funcionar con combustible pesado. En 1898, habiendo pagado una gran cantidad de dinero por aquellos tiempos (alrededor de 500 mil rublos), Nobel recibió dibujos de un motor diesel de 20 caballos de fuerza. Después de su cuidadoso estudio en la planta de San Petersburgo de la empresa, muchas partes del motor fueron cambiadas tanto por razones de diseño como, principalmente, porque se decidió hacer que el primer motor funcionara con aceite y no con queroseno. Las dificultades de usar combustible de petróleo aún no se habían superado en ninguna parte del mundo en ese momento. El primer motor diesel del mundo impulsado por petróleo se lanzó en 1899. Desarrolló 25 hp. y gastó alrededor de un cuarto de kilogramo de aceite por 1 hp por hora. Fue un éxito importante, pero el sueño anhelado de Nobel era el uso de diesel como motor de barco. En ese momento, el escepticismo sobre los motores diésel todavía estaba muy extendido entre muchos ingenieros. La mayoría consideró que estos motores no eran adecuados como propulsión para el movimiento de los barcos. Las razones de esto eran lo suficientemente buenas. En primer lugar, los motores diésel no tenían marcha atrás (marcha atrás) y, instalados en un barco, solo podían girar la hélice en una dirección. En segundo lugar, era imposible arrancar los primeros motores diésel en algunas posiciones extremas del pistón. En tercer lugar, el funcionamiento de los motores diesel era difícil de ajustar: era difícil cambiar su modo de funcionamiento, por ejemplo, para reducir o aumentar la velocidad del eje, aumentando o disminuyendo así la velocidad de la embarcación. Estas deficiencias, que no eran de gran importancia para una instalación estacionaria y el pequeño tamaño de un motor diésel que funcionaba a carga constante, suponían un defecto muy importante para un motor de transporte. La máquina de vapor, que era ampliamente utilizada en ese momento, tenía una ventaja sobre un motor diesel en este sentido: la marcha atrás, el cambio de velocidad del eje y el arranque desde cualquier posición se lograban sin ninguna dificultad. En este caso, al parecer, ¿valía la pena meterse con el diésel? Resulta que valió la pena: los cálculos elementales convencieron a Nobel de esto. La gran ventaja de un motor diesel radica en su alta eficiencia y, en consecuencia, en su economía. Dado que los motores diésel requerían cuatro veces menos combustible que los motores de vapor de la misma potencia, era fácil imaginar las grandes perspectivas que abría esa reducción en el peso del consumo de combustible para el transporte marítimo, tanto comercial como especialmente naval. Comparando un barco de vapor ordinario con uno térmico diseñado para la misma autonomía, era fácil calcular que el segundo de ellos, equipado con un motor diésel, sería capaz de tomar un suministro de combustible cuatro veces menor en peso, aumentando así su capacidad de carga. Por el contrario, si ambos toman la misma cantidad de combustible, entonces, obviamente, el barco podrá cubrir cuatro veces la distancia que el vapor. Por supuesto, para un rango de crucero corto, la diferencia entre ambos tipos de barcos no era tan grande, pero con un aumento en el rango de crucero, la diferencia entre un barco a motor y un barco a vapor aumentaba excepcionalmente. En un viaje de 10 millas con una capacidad de carga de 1000 toneladas, el vapor podría transportar el doble de carga que el mismo vapor. Para las condiciones de la navegación rusa, esto fue de gran importancia, ya que se hizo posible, sin tener que cargar combustible adicional en el camino, viajar una distancia mayor con la propia reserva. También hubo otros beneficios importantes. Por ejemplo, el barco se cargaba con petróleo a granel, mientras que el carbón se cargaba manualmente. Es cierto que la falta de rentabilidad del barco de vapor se vio compensada por el bajo precio del combustible de carbón, pero para Nobel, uno de los magnates petroleros más grandes de la época, este aspecto no tenía una importancia significativa. A pesar de todas las dificultades, Nobel ordenó a sus ingenieros que comenzaran a diseñar el primer barco. Para que la nueva nave pudiera maniobrar, ordenó que el motor diésel estuviera conectado al eje de la hélice no directamente, sino a través de una transmisión que permitiera cambiar tanto el sentido de giro de la hélice como su número de revoluciones. En 1903, se instalaron tres motores diésel de 120 hp en la barcaza cisterna Vandal, se fabricaron en la planta de Sormovo y se llevaron a San Petersburgo. Junto a estos motores diesel, funcionaban tres generadores eléctricos, generando corriente para tres motores eléctricos que hacían girar las hélices. Al cambiar los devanados del Vandal, fue posible cambiar el modo y la dirección de rotación. Las pruebas del nuevo barco dieron resultados alentadores, pero en general, un sistema de propulsión de este tipo difícilmente podría considerarse exitoso y plagado de muchos inconvenientes: en primer lugar, era costoso y antieconómico en términos de costos de energía.
En el mismo año, Nobel compró una licencia para el sistema de propulsión Del Proposto, que hizo posible utilizar diesel de manera más económica como motor de barco. El principio de su funcionamiento era que en el movimiento hacia adelante, el motor diesel estaba conectado directamente a la hélice, y la transmisión eléctrica se usaba solo para el movimiento hacia atrás y las maniobras. Esto redujo significativamente las pérdidas de energía, porque la mayoría de las veces las hélices recibían la rotación directamente del motor diesel y no se requería la máxima potencia para maniobrar y dar marcha atrás. En 1904, el petrolero Sarmat fue equipado con este sistema. Estaba equipado con dos motores diesel de 180 hp. y dos generadores de energía. Cada motor diesel estaba conectado a un generador eléctrico, y luego a través de un acoplamiento con una hélice, sobre la cual se ubicaba un motor eléctrico. Durante la carrera de avance, el motor diesel trabajaba directamente sobre la hélice, mientras que el generador y el motor eléctrico giraban sin dar ni recibir corriente, como volantes. Al dar marcha atrás, el motor comenzó a funcionar en un generador eléctrico, que envió corriente al motor eléctrico y le dio a la hélice una rotación inversa.
Los resultados de los primeros viajes del "Sarmat" mostraron todas las ventajas de las instalaciones diesel en los barcos. El costo del petróleo frente al mismo tipo de vapores (que trabajaban con petróleo, no con carbón) resultó ser cinco veces menor. Al mismo tiempo, la maniobrabilidad y el control no se deterioraron en absoluto. Se publicaron informes sobre las pruebas técnicas del barco, y no solo en Rusia: el Sarmat se convirtió en una celebridad. Sin embargo, la falta de un reverso aún impedía la amplia distribución de barcos a motor. Solo en 1908 la búsqueda a largo plazo culminó con la creación de un motor inverso. Como ya se señaló, en un motor inverso era necesario tener, en primer lugar, un mecanismo que conmutara los órganos de distribución de avance y retroceso, poniendo uno en acción y apagando simultáneamente los otros, y, en segundo lugar, un dispositivo para arrancar el motor en cualquier posición del cigüeñal. De estos dos elementos del reverso, el primero, es decir, el mecanismo para reorganizar la distribución, se creó con bastante facilidad: se colocaron dos sistemas de levas en el árbol de levas (ver la descripción del dispositivo diesel arriba), uno para adelante y el otro para el reverso. Al mover todo el sistema en una dirección, el motor recibió distribución para la carrera hacia adelante, al moverse en la dirección opuesta, para la parte trasera. Dar marcha atrás al motor (transición de "totalmente hacia adelante" a "totalmente hacia atrás") tomó de 10 a 12 segundos. El dispositivo de lanzamiento, por el contrario, fue la tarea principal y más difícil, pero también fue resuelto con mucho éxito por los ingenieros rusos en la fábrica Nobel. Es cierto que estos motores diésel no se fabricaron para el barco, sino para el submarino Lamprey botado en 1908, que se convirtió así en el primer submarino diésel del mundo. Los motores diesel del "Lamprey" eran de tres cilindros. El problema de salir del golpe muerto se resolvió de la siguiente manera: la transición del funcionamiento del sistema con aire al trabajo con aceite no se produjo de inmediato, sino gradualmente: al principio, todos los cilindros funcionaban con aire, luego uno cambió a aceite, después de que dio una carrera de trabajo, el segundo cilindro se transfirió al aceite y así sucesivamente. El momento y la secuencia de destellos en el cilindro sacaron el cigüeñal de cualquier posición. Al mismo tiempo, se logró el control de la velocidad reduciendo y aumentando el suministro de aceite. Por lo tanto, se resolvieron todos los problemas de crear un motor diesel marino. El segundo motor inverso se instaló en el submarino Akula, y luego Nobel comenzó a equipar sus petroleros con ellos.
Después de pruebas exitosas en Rusia, los motores diesel como motores de barcos comenzaron a introducirse en todo el mundo. Al principio, los motores diésel se instalaron solo en barcos pequeños, pero en la segunda década del siglo XX se produjo un punto de inflexión en la construcción naval marina. En 1911 y 1912, los astilleros de Alemania e Inglaterra comenzaron a construir varios barcos grandes. En 1912, el primer barco de carga y pasajeros Zeelandia, con un desplazamiento de 3200 toneladas y una capacidad de carga de 7400 toneladas, salió de las existencias en Dinamarca.Todo el mundo siguió su primer viaje desde Copenhague a Londres. Pronto se calculó que la operación del Zeelandia ahorraría 160 marcos al año en comparación con barcos de la misma clase. Esto decidió el destino del nuevo modo de transporte. Autor: Ryzhov K.V.
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