PALBA.CZ

Winansova proudnicová loď

Občas budou používat i slovní spojení jako doutníková, hydrodynamická nebo vřetenová.
Ross Winans pocházel z rodiny úspěšných železničních inženýrů z Baltimoru ve státě Maryland. Brzy se začal velice zajímat o námořní inženýrství a nadšeně do něj investoval značné rodinné jmění – leč velice prodělečně. O lodní inženýrství se také zajimali jeho synové. Jeho konstrukce vycházela z abnormálně proudnicového tvaru, podobného vřetenu, které mělo jen minimální nástavbu (pouze prostor pro komíny a řídící část). Winans postavil mezi léty 1858 a 1866 nejméně čtyři lodě. Dvě z těchto podivných lodí upoutaly značnou pozornost médií a obdivovatelů, leč vysloužily si také velkou dávku skepse a kritiku z okruhu místních vědců a techniků. Nevšední design a inovace upoutaly pozornost známého vědátora a jednoho z prvních spisovatelů vědecko-fantastické literatury, Julese Verna, který mohl na vlastní oči spatřit jednu z Winansových lodí kotvících v Anglii. Některé z použitých vynálezů byly použity u pozdějších lodí (klounovací, taranová plavidla) a také se jim podobaly mnohé konstrukce prvních ponorek postavených na počátku 20. století. Až mnohem později byly prokázány hydrodynamické výhody podobného tvaru (vřetene, nebo šipky, jak chcete).
V letech 1900 až 1903 postavil pro americké námořnictvo dvě Pololodě (není to totiž ani ponorka a ni klasická loď) při kterých použil právě tohoto proudnicového tvaru.
První proudnicová loď byla spuštěna na moře roku 1859. Měla 16 stop v průměru a dosahovala délky 180 stop, výtlak činil 350 tun, přičemž 200 tun zabíralo jen uhlí. Uprostřed lodi byly umístěny unikátní radiální vrtule, která zajišťovala pohon vpřed. Loď tak byla rozdělena na dvě samostatné sekce, každá z nich měla vlastní hřídel která poháněla jednu z vrtulí – každou z hřídelí roztáčely dva parní motory. Na jinak zcela hladkém tvaru čněly jen úzké komíny vedoucí z každé sekce a úzkou palubu lemovalo znízké zábradlí. Kormidelník seděl v přídi lodi a běl k výhledu jen velice malé okénko směřující vpřed. Winans se velice živě zapojoval do debaty v tisku, především s redaktory Scientific American, se kterými debatoval o designu. Tento vědecký plátek ale zhodnotil Winansův vynález jen jako extravagantní hloupost a pochválili jej, že za něj utratil jen své vlastní peníze. Ani tato kritika jej nedokázala zastavit. Loď postupně upravoval a skončil až u délky 235 stop. Podnikl s plavidlem mnoho zkušebních cest, leč žádnou opravdovou plavbu na moři. Loď tak skončila ve Winansově loděnici v Baltimorském přísvau. Brzy přišel s plány na nový, lepší proudnicový parník, nyní již poučen z nezdaru prvního plavidla. Jeho plány ale byly zkomplikovány vypuknutí občanské války. Ross Winans byl krátce uvězněn a John Lamb uvádí, že parníky musel být hlídán Marylandskou pěší rotou, aby se se nedostala do rukou Konfederace. Inženýr se brzy rozhodl odcestovat do Anglie a další projekty konstruovat na klidném, evropském kontinentě. Zde byly v roce 1865 postaveny dvě menší proudnicové lodě. První, dlouhá 70 metrů, široká 9 metrů a vybavená malou vrtulí na spodní části trupu. Byla postavena v Petrohradě, aby byla později nabídnuta carovi. Ačkoli plavidlo zaznamenalo nemalý úspěch, došlo v mělkké vodě k poškození hnací vrtule. Parník tedy neudělal dobrý dojem a k prodeji nedošlo. Později vznikly podrobné návrhy na konstrukci dělových člunů, tyto pozoruhodná plavidla ale nebyla nikdy postavena. Druhá z lodí postavených v roce 1865 byla postavena v Le Havru, Walterem S. Winansem, byla zhruba 72 metrů dlouhá a devět metrů široká, výtlak činil 330 tun. Později v roce 1877 mělo být toto plavidlo přestavěno. Tato experimentální loď měla komplexní systém vrtulí a inovativní mechanismus pro řízení směru plavby. Loď podnikla několik zkušebních plaveb a skončila v Southamptonu. 28. března 1866 prý převezla 7 cestujících z Le Havru do Newhavenu. Plavidlo tehdy prý plulo ponořené těsně pod osou plavidla. Později prý parník podnikl plavbu až do přístavu v západní Indii za doprovodu remorkéru. Není ale známo, zda byl touto lodí pouze vlečen, nebo za remorkér loď pouze doprovázel z důvodu bezpečnosti.
Roku 1866 Winans zahájil stavbu nové lodi o délce 256 stop, 16 stop v průměru a 400 tun výtlaku. Proudnicový tvar trupu byl ale nyní osazen téměř konvenční nástavbou o délce 130 metrů a 10 metrů šířky, který se na obou koncích zužuje. Tato loď ale byla poháněna speciálními vrtulemi, každá o průměru 22 stop s devíti listy. Vrtule byly umístěny na obou koncích zužujícíseho se trupu a poháněny byly strojovnou uprostřed trupu lodi. Loď byla testována v Solentském kanálu ale nepodnikla nikdy více než dvě plavby při pobřeží.
O dalších projektech existuje jen velice málo informací. Kupříkladu roku 1879 otiskly Novozélandské noviny zprávu o stavbě "monstrózní doutníkové lodi" v Clyde. Mohlo se ale jednat jen o planou zprávu, rozšířenou samotným Winansem. Obě plavidla z roku 1866 kotvily v Southamptonu až do konce 19. století, kdy byly prodány do šrotu. V roce 1897 otiskl New York Times zprávu, že: "Lodě byly ukotveny ve vodách Southamptonského přístavu dlouhých 25 let a že byly vynaloženy ohromné sumy na jejich údržbu, ale jen velice málo lidí je vidělo kdy plout !" Navzdory nezdarům nechal William Louis Winans, roku 1893 patentovat vřetenový tvar lodi, což ukazuje, že i koncem století věřil v budoucnost tvaru proudnicových lodí. Zajímavé je, že patent výslovně nezahrnuje torpédové čluny, podobná drobná plavidla a ponorky, tedy všechny typy plavidel, které později využily Winansova inovativního designu (!) Patent se totiž vztahuje pouze na plavidla o délce nejméně 600 stop délky a 40 stop průměru. Možná byly ale tyto menší plavidla a ponorky zahrnuty v jiném z patentů. Historické materiály nabízejí pohled na celkové inovace v průběhu let. Kromě proudnicového tvaru Winans používal také celokovovou konstrukci, vnitřní ventilační systém, dělený trup z jednotlivých komor, kormidla na přídi i zádi, netradiční palubu a zcela nekonvenční pohonný systém. Zmíněné vrtule nejsou použity jen u ruské lodě. Jiné loď měla třeba jen jednu vrtuli na zádi a jiná francouzská loď měla na každém konci dokonce dvě tyto vrtule.

Winansův odkaz v praxi

Za zmínku stojí zmínit, že v praxi byly krátce používány velice podobné lodě. Jednalo se o speciální klounové (taranovací) lodě. Klounová loď byla silně pancéřovaná, trup byl dělen řadou vodotěsných přepážek a jen malá část trupu čněla nad hladinu. Měla minimální dělovou výzbroj (měla sloužit jen k nejnutnější obraně), ale na jejím čele byl namontován mohutný odnímatelný kloun. Hlavní typem útoku měl být tedy taran, technika při niž plavidlo narazí do plavidla nepřítele. Idea těchto lodí vznikla po úspěšném použití taranu v bitvě u Visu v roce 1866 (V menší míře došlo k použití taranu také v bitvě u Iquique). Již dříve, roku 1863, vznikla francouzská pobřežní loď Taureau, vyzbrojená klonem – ostatní zbraně měly pouze podporovat klounový útok. Se zpožděním se tato idea ujala i ve Spojených státech. Návrhy byly nápadně podobné Winansovým vřetenovým lodím (!) Podle původních plánů mělo být tohoto typu lodě v americkém námořnictvu zařazeno mnoho desítek kusů, ale už v době její výroby bylo zřejmé, že se jedná o slepou uličku ve vývoji. Postavena již ale byla jedna z těchto klounovacích lodí, dostala jméno Katahdin. Na vodu byla spuštěna 4. února 1893 a ve službě byla pouze do roku 1897. Jiné exempláře této řady nebyly v Americe již nikdy vyrobeny. Po vyřazení sloužila loď krátce jako cvičný terč a byla potopena dělostřeleckou palbou. Pohon zajišťovaly 4 kotle, 2 parní stroje s trojitou expanzí, které poháněly dva lodní šrouby. Výkon motoru byl 5500 koňských sil, maximální rychlost byla 16 uzlů. Posádku tvořilo 97 mužů. Technické parametry Katahdin: Výtlak: 2155 tun (plně naložená 2383 tun) Délka: 76,42 m Šířka: 13,23 m Ponor: 4,6 m. Také je ale třeba zmínit, že Winansovy lodě nebyly nikdy osazeny děly (až na návrhy několika lodí z Petrohradu) nebo jakýmikoliv zbraněmi. Bylo by tedy mylné je přímo spojovat s klounovými plavidly, jelikož Winansovy lodě nebyly tak dobře pancéřované a navíc by došlo k zničení hnacích vrtulí a kormidla. Autor využil tohoto zašpičatělého tvaru pouze k zlepšení hydrodynamických vlastností při pohybu. A právě v této konstrukci byl také veliký problém – přesněji na otevřeném moři bylo plavidlo velice nestabilní a hrozilo jeho převrhnutí nebo potopení (stačilo aby se loď více ponořila a voda vnikla do komínů, popřípadě protekla skrz nástavbu do podpalubí). Stejný problém ale měly i klounové lodě.
Konstrukce těchto lodí se zapsala do podvědomí všeobecné veřejnosti zcela nečekaně a zcela záhadnou oklikou a to z literatury. Ano, právě jeden z lidí, kteří si prohlíželi jednu z Winansových lodí kotvící v anglickém doku, byl nejpopulárnější spisovatel vědecko-fantastické literatury - Jules Verne. Autor který transformuje vratkou Winansovu loď do ohromného a neohroženého podmořského plavidla pojmenovaného NAUTILUS a za jeho kormidlo posadí neohroženého a chrabrého kapitána Nema – jakési alterego bohatého železničního inženýra odněkud z Ameriky, jehož koníčkem byly stavba unikátních lodí. Ač si to neuvědomujeme, Ross Winans se tak nepřímo zapsal do našich fantasií a romantických představ.









Zdroje:
http://www.vernianera.com/CigarBoats.html
- původně sem chtěl udělat jen malý výcus, ale pak mě to pohltilo
– tato stránka se věnuje zmíněným lodím velice podrobně
http://en.wikipedia.org/wiki/Naval_ram
http://en.wikipedia.org/wiki/USS_Katahdin_(1893)
Obrázky sem prohnal duplexem, ořezal, sjednotil atd.

Máte tam trochu zmatek ve velikostech, třeba ten typ z roku 1966 byl dlouhý 256 stop a ne metrů. Zrovna tak těžko bude loď dlouhá 72 metrů, široká 9 metrů vážit 33 tun.

Už když sem to překládal, tak mi přišlo že jsou tam některé údaje špatně, ale upřímě vzato sem do nich nechtěl šťourat, abych něco nepokazil - zachoval sem tedy míry a jidné technické údaje tak jak sem je našel. Autor jednou používá metry, pak stopy - asi taky co našel (nepřepočítával na jednotnou míru).
Jestli mi napíšete krátkou citaci vadné věty a pak s opravenými údaji, tak budu jen rád. Osobně si na to ale netroufám.

Docela bych uvital nejake detailnejsi rozvedeni vyhod a motivaci tohoto reseni. Byla to rychlost (byla lod vyrazne rychlejsi nez soudobe lode podobne velikosti?) nebo napr. ochrana diky tomu ze je trup pod vodou? Nebo je to velka odolnost proti potopeni nejakou namorni bouri?
A z ceho plynula skepse doboveho odborneho tisku?

Až mnohem později byly prokázány hydrodynamické výhody podobného tvaru (vřetene, nebo šipky, jak chcete).

to mi neprijde tak jednoznacne. Vsechny lode snad od staroveku maji vicemene vretenovity tvar tam kde je to potreba (pod hladinou).
Naopak vzhledem k efektum hladiny (vlnovy odpor) neni idealni aby byl trup tvarovan rotacke symetrickz okolo podelne osy.
Idealni hydrodynamicky tvar ktery se dnes (asi od zacatku stoleti) pouziva je takovy:
V okoli hladiny ma celo lodi tvar klinu protoze zde rychlost lodi prekracuje rychlost vln (defacto je duvod stejny jako u nadzvukovych letadel a strel, ktere zase prekracuji rychlost zvukovych vln)
Zatimco pod hladinou je typicka kapka ktera kopiruje tvarem prubeh zrychlovani nestalcitelne kapaliny, tady naopak neni ostry hrot nijak vyhodny (proto jej taky podzvukove letadla ani ponorky nemaji)

Asija: Přesně tak, doutníkovitý tvar je výhodný pro ponorku, ale už nikoliv pro hladinové plavidlo. Nicméně na svou dobu to byl jistě chvályhodný experiment.

asija: no máš samozřejmě pravdu. Měl sem napsat místo mnohem později jen později, protože sem měl na mysli spíš ponorky které se stavěly krátce před světovou válkou, právě u těch konstrukcí se využíval zmíněný doutníkový tvar (pořád to bylo lepší než kulatý tvar prvních ponorek).
Winan patrně vycházel ze tvaru projektilu, což byl tehdy jeden z nejdokonalejších vynálezů. Pochopil že tento tvar má výborné aerodynamické vlastonsti a tak si myslel, že bude mít výtečnou i hydrodynamiku... tak se samozřejmě nestalo. Jeho loď měly i další velký nedostatek a to byl rozhled (přeci jen měly jen malý průzor blízko hladiny. U velkých lodí té doby bylo možné vylézt na stěžeň nebo věžovou nástavbu a rozhlédnout se na několik kilometrů daleko). Dalším problémem byly komíny u kterých přeci jen hrozilo že nějakou spárou pronikne voda. Fotky během plavby neexistují, tak není možné zjistit kde byla opravdová hloubka ponoru (na kresbách je zhruba v ose plavidla).
Jinak k dobové skepsi - teď čtu knihu o reklamě 19. a začátku 20. století a musím říct, že tehdy lidé měli problém třeba s prkotinami jako karbidová lampa atd. z podobného důvodu se nikdy neujaly monocykly. Celá společnost tehdy byla přehnaně konzervativní.

Tohle téma patří spíše do Novověku, a tak jsem jej tam přesnul. Jinak na téma lodě pro útok klounem jsem již kdysi něco málo spáchal ZDE: http://www.palba.cz/viewtopic.php?t=2660

Jo diky za přesunutí. Čálnek o klounovacích lodí je výborný (tyhle divné vynálezy mám moc rád)

Rase píše:asija: protože sem měl na mysli spíš ponorky které se stavěly krátce před světovou válkou, právě u těch konstrukcí se využíval zmíněný doutníkový tvar (pořád to bylo lepší než kulatý tvar prvních ponorek).

Relativně kulatá snad byla jenom "Želva", nebo batysféry spouštěné do hlubin na laně, Bauerův Brandtaucher už taky vypadal trochu jinak. O CSS Hunley ani nemluvě.

Navíc, když pomineme ty ostré konce, tak trochu vypadá jako moderní útočná ponorka, lhostejno jestli Seewolf nebo Ščuka :-) .

Vladimír: ano, tou kulatou ponorkou sem myslel Bushnellovu Želvu (Turtle). Kulatý tvar měla i mnohem starší ponorka z návrhu holanďana van Drebbela.
http://www.interestingtopics.net/first-submarine-id-59
Osobně mě tyhle stroje fascinují jelikož jsou jako z filmů od Karla Zemana nebo knih od Julese Verna (kde jsou nejrůznější fantastické vynálezy) Tady je ale třeba zmínit, že tehdejší vynálezy facinovaly i zmíněného Verna a Winansova loď se tak stala inspirací pro světoznámou ponorku Nautilus

Rase píše:Vladimír: ano, tou kulatou ponorkou sem myslel Bushnellovu Želvu (Turtle). Kulatý tvar měla i mnohem starší ponorka z návrhu holanďana van Drebbela.

Každopádně můžeme jenom smeknout před hrdinstvím lidí, kteří byli ochotni do takových zařízení vlézt a o něco se pokusit. Viz. CSS Hunley, ve které před jejím finálem zahynuly dvě posádky, při útoku na USS Huasatonic třetí.

Navíc někteří dobrovolníci, kteří se přihlásili k druhé plavbě ponorky Hunley, pomáhali s vynášením první osádky. Přesněji řečeno musela být původní osádka nejprve rozřezána, jelikož se nafoukla a nešlo je jinak dostat ven skrz úzký poklop (!) Tehdy zkrátka byla jiná doba...