Навигация на цепных судах [1] или навигация на цепных судах [2] — малоизвестная глава в истории судоходства на европейских реках. Примерно с середины XIX века суда, называемые цепными судами, использовались для буксировки цепочек барж вверх по течению с помощью фиксированной цепи, лежащей на дне реки. Цепь поднималась со дна реки, чтобы пройти по палубе парохода, и ее тянула тяжелая лебедка, работающая от парового двигателя. Различные компании предоставляли услуги цепных судов на таких реках, как Эльба , Рейн , Неккар , Майн , Заале , Хафель , Шпрее и Сона , а также на других реках Бельгии и Нидерландов. Цепные суда также использовались в Соединенных Штатах.
Эта практика вышла из моды в начале XX века, когда обычным явлением стали пароходы с мощными двигателями и котлами высокого давления, способные преодолевать силу речного течения.
Перевозка грузов по реке в ранние дни существования цепных лодок ограничивалась деревянными судами без собственной бортовой энергии. При движении вниз по течению лодки либо просто двигались течением, либо паруса использовали энергию ветра. Для движения вверх по реке использовались люди или тягловые животные на бечевниках, которые тянули лодки на длинных веревках. На мелководье лодки также могли тянуться вверх по течению с помощью длинных шестов . Там, где буксировка с бечевника на берегу реки была невозможна, использовался метод, известный как варпинг . Эти участки реки можно было преодолеть, закрепив веревку впереди лодки, а затем используя команду для ее тяги вверх по течению. [3]
В иллюстрированной рукописи, датируемой 1438 годом, итальянский инженер Якопо Мариано проиллюстрировал фундаментальную концепцию, на которой впоследствии основывалась навигация на цепных лодках. Лодка тянет себя вверх по течению на тросе, проложенном вдоль реки. Трос обмотан вокруг центрального вала, приводимого в движение двумя боковыми водяными колесами (см. верхнюю схему). За речным судном находится небольшой предмет, похожий на лодку, который тянет течение, что удерживает трос натянутым и тем самым обеспечивает необходимое трение на валу. [4] [5]
В 1595 году Фаусто Веранцио описал систему навигации на канатных лодках, которая позволяла развивать большую скорость, и которая также не нуждалась в дополнительных средствах движения. Две лодки соединены тросом, который проходит вокруг шкива, прочно закрепленного на дне реки. Меньшая лодка, которая движется вниз по течению, движется очень быстро, движимая большими водяными парусами с обеих сторон, и тем самым тянет большую лодку вверх по течению против течения. [4] Большая баржа на картинке имеет два боковых водяных колеса, которые наматывают трос и еще больше увеличивают ее скорость. Однако не зафиксировано, использовалась ли эта система на практике. [5]
В 1723 году Пауль Якоб Марпергер, который позже стал курфюрстом Саксонии, описал предложение профессора математики Николауса Мольвица из Магдебурга об использовании механической помощи для того, чтобы справиться с быстрым течением под мостами Магдебурга. В то время для преодоления этого участка реки требовалось 50 человек. Идея заключалась в том, чтобы построить «машину» с двумя горизонтальными валами, буксирный трос должен был быть повернут вокруг переднего вала таким образом, чтобы он непрерывно разматывался с него снова и наматывался на задний вал. По словам Марпергера, с дополнительным использованием рычагов пять или шесть человек могли бы успешно осуществить проход лодки. В то же время, однако, он подчеркивал, что машина была «создана», но «никогда не использовалась». Из его описания элементы этого основного принципа кажутся похожими на те, которые впоследствии использовались при строительстве цепных лодок. [6] Этот участок реки впоследствии стал отправной точкой для первых цепных лодок в Германии.
Первые практические попытки использовать кабельное судно были предприняты в 1732 году по инициативе маршала Морица Саксонского , тогда находившегося на французской службе. Они имели место на реке Рейн в окрестностях Страсбурга . [3] Три пары цилиндров разного диаметра были расположены на горизонтальном валу и приводились в движение двумя лошадьми. В зависимости от требуемой силы, канат тянулся путем наматывания его на одну из пар цилиндров, в то время как другие две пары двигались по инерции. Переменное отношение позволяло лучше использовать силу. По сравнению с буксировкой с суши эта система могла перемещать вдвое больший груз при том же количестве тягловых лошадей на судно. [7]
После 1820 года несколько изобретателей во Франции работали по отдельности, но одновременно, над технической реализацией лодок, которые могли бы перемещаться с помощью тросов или цепей. Среди них были инженеры Турасс и Курто, которые проводили эксперименты на реке Сона около Лиона. Они прикрепили к берегу реки буксирный трос длиной около 1 км (3300 футов), сделанный из пеньки . Он был намотан на вращающийся барабан на борту, который тянул лодку вперед. Для вращения барабана использовались шесть лошадей. [8]
С развитием индустриализации в 19 веке спрос на транспортные мощности на водных путях заметно возрос. Но эта индустриализация также произвела революцию в самих способах транспортировки. Изобретение парового двигателя означало, что впервые двигатель стал доступен для приведения в действие судов независимо от ветра и волн. Однако мощность первых паровых двигателей была относительно низкой, и в то же время они были очень тяжелыми. Поэтому были предприняты попытки использовать его мощность наиболее эффективным способом для перемещения судов.
Несколько позже два инженера, Турасс и Курто, провели испытания на Роне между Живором и Лионом, используя паровую энергию. Паровой эскортный корабль перевез 1000-метровый (3300 футов) пеньковый канат вверх по течению и закрепил его на берегу. Затем эскорт вернулся и отнес горький конец каната к настоящему буксиру . Последний подтянул себя вверх по реке на канате, передавая его на барабан на эскортном судне по мере продвижения. Во время этого процесса второй эскортный корабль поспешил вверх по течению, чтобы закрепить второй канат и таким образом сэкономить время ожидания. [7]
Виношон де Кемон провел испытания на реке Сена, в которых трос был заменен цепью. Результаты первых испытаний можно прочитать в Ежегоднике изобретений 1866 года: Хотя все эти [предыдущие] попытки не использовали непрерывную цепь, вместо этого буксирную цепь всегда приходилось тянуть вперед на лодке, прежде чем судно могло быть приведено в движение, результаты оказались настолько приятными, что к 1825 году под руководством Эдуарда де Риньи была сформирована компания на основе этих систем для преодоления реки Сена на участке от Руана до Парижа . [9]
Однако введение entreprise de remorquage потерпело неудачу из-за неправильной конструкции. [4] Цепной пароход La Dauphine не был построен в точности по спецификации Tourasse. Осадка была слишком большой, а двигатель слишком слабым. Кроме того, валы были слишком далеко от кормы на палубе. [10] Более того, капитал компании был недостаточным. [3]
В 1826 году М. Ф. Бурдон испытал вариант с двумя паровыми судами . Одно из судов двигалось вперед с помощью гребного колеса , одновременно разматывая канат длиной 600 метров (2000 футов). После полного разматывания каната судно встало на якорь и подтянуло к себе второй буксир с цепью прикрепленных барж, задний буксир помогал процессу своей собственной силой. Затем два судна изменили положение и повторили процедуру. Однако во время маневра постановки на якорь было потеряно много времени. [3]
Со времени этих ранних попыток в первой половине XIX века технология цепных лодок постоянно совершенствовалась, и первое успешное использование цепных лодок состоялось во Франции. После этого другие французские реки и каналы также были снабжены цепями. [8] В Германии цепи были проложены на Эльбе , Неккаре , Майне , Шпрее , Хафеле , Варте и Дунае . В России навигация на цепных лодок также получила широкое распространение. Всего в Европе было проложено около 3300 километров (2100 миль) цепей. [11]
Цепные суда произвели революцию во внутреннем водном транспорте , особенно на реках с сильным течением. По сравнению с до сих пор стандартным методом буксировки, цепное судно могло тянуть гораздо больше и гораздо более крупных барж. Возможная загрузка одной баржи выросла в пять раз всего за несколько лет. Кроме того, транспортировка на цепных судах была намного быстрее и дешевле. Количество рейсов, которые могла совершить лодка, увеличилось, например, на Эльбе почти в три раза. [12]
Вместо двух поездок в год, шкипер мог ежегодно совершать от шести до восьми поездок или вместо того, чтобы покрывать 2500 километров (1600 миль), его судно могло проплывать до 8000 километров (5000 миль) в год. Сроки доставки были соответственно короче и надежнее; в то же время снижая расходы. [13]
Благодаря использованию парового двигателя впервые стало возможным удовлетворить растущий спрос на транспортные мощности, вызванный ростом индустриализации во второй половине XIX и первой половине XX века. Навигация на цепных судах дала морякам и их баржам возможность конкурировать с растущей конкуренцией со стороны железных дорог. [13] До появления цепных судов колесные пароходы уже работали в качестве буксиров и грузовых судов на некоторых участках реки, но они не стали прорывом в массовом транспорте. Из-за своей зависимости от уровня воды в реке и от рыночных экономических интересов пароход не мог гарантировать регулярное обслуживание. Только после того, как регулярные услуги с быстрыми соединениями, а также гарантированные низкие транспортные расходы цепных судов, речные баржевые перевозки начали становиться конкурентоспособными. [14]
С развитием и ростом использования новых форм энергии, таких как гребной винт и дизельный двигатель в первой половине 20-го века, самоходные суда все больше вытесняли цепные суда. Развитие речных систем и конкуренция со стороны автомобильных и железных дорог еще больше снизили прибыльность отрасли цепных судов, которая была разработана для непрерывной буксировки. Со временем использование цепных судов стало ограничиваться несколькими особенно сложными участками реки.
В 1839 году был построен первый технически и экономически успешный цепной пароход Hercule , который курсировал на участке длиной около 5–6 километров (от 3,1 до 3,7 миль) с быстрым течением на реке Сене в черте Парижа. [15] Именно на этом самом участке реки де Риньи потерпел неудачу несколькими годами ранее из-за технических трудностей. [10]
Начиная с Парижа в 1854 году, цепные лодочные службы распространились вверх по течению до города Монтеро в месте слияния с Йонной , а также вниз по течению до Конфлана (в устье Уазы ) . [3] С 1860 года службы были расширены в сторону устья Сены. [10] Максимальная общая длина цепи в Сене составляла 407 километров (253 мили). Кроме того, в 1873 году был добавлен еще один 93-километровый (58 миль) маршрут по самой Йонне — между Монтеро и Осером . [10]
Природа русла Сены создавала идеальные условия для цепных лодок. Река была равномерно глубокой, имела относительно крутой уклон, а ее дно было песчаным и ровным. Напротив, реки, истоки которых находились в Альпийском регионе, были менее подходящими. Это означало, что, особенно когда реки были в разливе , они несли с собой большое количество песка. В испытаниях, проведенных на Роне , было обнаружено, что цепь часто оказывалась засыпанной песком и камнями. Испытания на Соне также не увенчались успехом и были относительно быстро прекращены. [15]
Цепные суда также обеспечивали речную транспортировку по каналам во Франции, а также по рекам. Тоннели на самом высоком уровне этих каналов были очень длинными, и для буксировки судов по ним использовались электрические цепные суда. Из-за отсутствия вентиляции в туннельных системах электрические цепные суда продолжали использоваться даже после введения самоходных моторных судов. [16]
В 1866 году в Бельгии [17] цепные пароходы курсировали по каналу Виллебрук между Брюсселем и местом слияния канала с Рупелем . В отличие от цепных судов во Франции и Германии, цепные суда в Бельгии использовали систему фон Букье, при которой цепь не проводилась по центральной линии судна, а просто проходила по цепному колесу сбоку судна. Цепное колесо было снабжено зубьями, чтобы цепь не проскальзывала. [18] Каждый день около пяти цепных судов работали на буксировке в каждом направлении, каждое буксировало цепь из 6-12 барж. [19]
В Германии навигация на цепных судах началась в 1866 году с прокладкой железной цепи в Эльбе . [8] [20] Первая регулярная перевозка грузов с использованием цепного парохода состоялась на участке Эльбы между Магдебургом -Нойштадтом и Букау . Длина этого маршрута составляла около трех четвертей прусской мили (добрых 7,5 километров (4,7 миль) — т.е. фактическая длина составляла от 5 до 6 километров (от 3,1 до 3,7 миль)). В этом месте, у Домфельзена , река текла особенно быстро. Цепной пароход эксплуатировался пароходной компанией Гамбург-Магдебург. [15]
Первые два парохода на Эльбе были шириной 6,7 метра (22 фута) и длиной 51,3 метра (168 футов) и были оснащены двигателями, генерирующими около 45 киловатт (60 л. с.), моторизованными, [8] и буксировали четыре баржи водоизмещением до 250 тонн. К 1871 году цепь уже была продлена от Магдебурга до Шандау на границе Богемии . Три года спустя пароходная компания Гамбург-Магдебург продлила маршрут на северо-запад до Гамбурга . [12] До 28 цепных судов гремели вверх по течению на общей длине 668 километров (415 миль). В 1926–27 годах цепные суда были сняты с больших участков Эльбы, а цепи были подняты. Цепные пароходы использовались только на самых сложных участках. Последний участок в Богемии был закрыт в 1948 году. [3]
На Заале цепные суда были введены в эксплуатацию в 1873 году, курсируя от устья реки до Кальбе , а к 1903 году услуги были продлены до Галле , в общей сложности 105 километров (65 миль). Последний цепной катер на Заале все еще работал в 1921 году. [21]
Получив концессию на предоставление услуг цепных судов в 1869 году, Дунайская пароходная компания проложила цепь между Веной и Пресбургом (прежнее название Братиславы ). Однако в 1871 году на некоторых участках реки уже было запрещено цепное судоходство. В 1881 году цепные суда курсировали по Дунаю от Шпица до Линца . Было десять цепных судов в эксплуатации. Цепь все чаще рвалась (в среднем один раз за рейс), что стало причиной того, что цепные суда были преобразованы в 1890 году в буксиры. В 1891 году были установлены услуги цепных судов между Регенсбургом и Хофкирхеном (113 километров (70 миль)). В 1896 году услуги цепных судов между Веной и Ибсом прекратились, а в 1906 году также были прекращены услуги между Регенсбургом и Хофкирхеном. [22] [23]
Из-за сильного течения на Дунае цепные суда не могли использовать цепь при движении вниз по течению. Поэтому им приходилось иметь большие гребные колеса по бокам, как дополнительное средство движения, вырабатывающее 300–400 лошадиных сил (220–300 кВт). [7]
15-километровый (9,3 мили) нижний Браге (польск. Brda) служил связующим звеном между рекой Висла и хорошо развитой сетью водных путей с Западной Европой. Этот водный путь был особенно важен для транспортировки древесины, но лесные плоты на реке Браге приходилось буксировать вверх по течению между устьем Вислы и городскими шлюзами Бромберга . В течение многих лет лошади использовались для буксировки барж по этому 26-метровому (85 футов), очень извилистому и относительно быстро текущему участку реки. 12 ноября 1868 года владелец компании Bromberg Haulage Company ( Bromberger Treibercomptoir ), отвечавшей за буксировку, подал в совет Бромберга заявку на получение лицензии на введение работы цепных лодок на нижнем Браге. [24]
Концессия, предоставленная 3 июня 1869 года, была ограничена сроком на 25 лет и по сути соответствовала прусским правилам, действующим на Эльбе. Вскоре после этого, летом 1869 года, начался первый маршрут с использованием цепного парохода, построенного Maschinenfabrik Buckau . Однако осенью операцию пришлось прекратить, поскольку судно не могло обеспечить требуемую производительность и скорость. Летом 1870 года была введена в эксплуатацию новая лодка с достаточной мощностью. Тем не менее, в день можно было совершать только одну или две поездки. Только после строительства короткого пути на самом критическом участке в марте 1871 года и приобретения второй цепной лодки весной 1872 года значительное количество деревянных плотов можно было перевозить с помощью цепных лодок. [24]
Один пароход собрал плоты около устья Браге и протащил их примерно на километр вверх по течению. Затем он передал плоты длиной 100 метров (330 футов) и шириной 7,5 метров (25 футов) второму пароходу для оставшихся 14 километров (8,7 миль) до шлюзов в Бромберге. Транспортная служба была прибыльной, и количество цепных лодок было увеличено до четырех. 30 апреля 1894 года министр торговли и промышленности и министр общественных работ продлили концессию еще на 25 лет. [24]
К 1878 году первая цепная лодка также вступила в эксплуатацию на реке Неккар между Мангеймом и Хайльбронном , буксируя девять барж. Эксплуатацией цепных лодок управляла компания Chain Ship Company of the Neckar ( Kettenschifffahrt auf dem Neckar AG ). Однако регулирование течения реки шлюзами в 1930-х годах, что позволило превратить ее в крупный водный путь, положило конец до сих пор прибыльным цепным лодкам Неккара и заменило их большими баржами.
На реке Хафель также был короткий период испытаний цепных лодок. Хотя течение Хафеля всегда было низким, тем не менее, большое количество груженых барж можно было недорого отбуксировать с помощью цепного парохода. На реках Хафель и Шпрее, между Пихельсдорфом [25] около города Шпандау и мостом кронпринца ( Kronprinzenbrücke ), Унтербаумом на окраине Берлина, Berlin Barge Company, основанная в 1879 году двумя англичанами, [26] открыла цепную лодочную службу 16 июня 1882 года. В Хафельланде было множество кирпичных заводов, продукция которых перевозилась почти исключительно на судах. Летом 1894 года цепные лодки на Хавеле и Шпрее были сняты с эксплуатации. Развитие паровых буксиров с винтовыми гребными винтами вытеснило их.
Цепные суда также использовались на реке Майн в период с 1886 по 1936 год. Цепь была проложена на 396-километровом (246 миль) судоходном участке реки между Майнцем и Бамбергом . [27] На Майне эксплуатировалось до 8 цепных судов. Цепь была извлечена из Майна в 1938 году и использована повторно. Цепные суда на Майне также в разговорной речи назывались Maakuh или Määkuh ( «Главная корова»). [28]
Волжско-Тверское цепное пароходство [29] запустило перевозки по Верхней Волге между Рыбинском и Тверью . [30] Этот участок реки, длиной около 375 километров (233 мили), был плохо отрегулирован и часто имел глубину всего 52 сантиметра (20 дюймов). Тем не менее, полученная прибыль была низкой. [31] В 1885 году на Волге работало всего 10 цепных пароходов, каждый мощностью 40 или 60 лошадиных сил (30 или 45 кВт). [29]
Службы цепных пароходов также были созданы на Шексне в 1871 году компанией Chain Steamship Company на Щексне [29] , штаб-квартира которой находилась в Санкт-Петербурге . Цепь простиралась на длину 445 километров (277 миль) от места впадения реки в Волгу до города Санкт-Петербурга. [30] С самого начала цепные пароходы достигли плохих результатов. Впоследствии компания прекратила цепное обслуживание на участке маршрута длиной около 278 километров (173 мили), который имел очень небольшой уклон, и заменила его буксирным обслуживанием. [31] На оставшемся участке длиной 167 километров (104 мили) с его сильным течением цепные пароходы приносили прибыль в течение многих лет около 30%. [30] В 1885 году компания ввела на этом участке 14 цепных пароходов, каждый из которых был способен развивать мощность 40 лошадиных сил (30 кВт). [29]
Кроме того, цепные пароходные услуги предоставлялись на Москве-реке четырьмя пароходами мощностью 60 лошадиных сил (45 кВт) каждый, а на реке Свирь — 17 пароходами общей мощностью 682 лошадиные силы (509 кВт). [29] Проект, который должен был связать тогдашнюю российскую столицу Санкт-Петербург с островом Котлин в заливе Финальд, разрабатывался в XIX веке, но был заброшен.
По состоянию на 2022 год единственным цепным судном, находящимся в эксплуатации в российских водах, является дизель-электрический буксир «Енисей» (1964 г., проект № 1111-03), который буксирует караваны судов по Казачинским порогам на реке Енисей в Сибири . [32]
Цепная лодка тащила себя с помощью цепи, проложенной по дну реки. Для этого цепь поднималась из воды гиком на носу судна и спускалась по палубе, следуя продольной оси судна, к цепному приводу в середине. Мощность передавалась от паровой машины к цепи в основном через барабанную лебедку . Оттуда цепь проводилась по палубе к гику на корме и обратно к дну реки. Благодаря боковому движению гика и двум рулям, установленным спереди и сзади, можно было снова перетянуть цепь посередине реки даже на изгибах реки.
Цепь должна была оплачиваться самими цепными судоходными компаниями и была сделана из бесшовных стальных звеньев. Отдельные звенья были из хороших, свариваемых прутков с низким содержанием углерода. В зависимости от участка реки прутки имели типичную толщину от 18 до 27 миллиметров (от 0,71 до 1,06 дюйма). Несмотря на это, часто случались разрывы. Цепь имела скобы с интервалом в несколько сотен метров (триста тридцать футов), которые можно было открыть, когда встречались две цепные лодки. Большинство этих высококачественных цепей было изготовлено в Англии или Франции. [34]
Если встречались две цепные лодки, требовался сложный маневр , при котором одна лодка передавала цепь, используя вспомогательную цепь, другой лодке. Эта процедура означала задержку не менее 20 минут для лодки, идущей вверх по течению, в то время как судно, идущее вниз по течению, терпело задержку около 45 минут в результате маневра. Введение вспомогательных двигателей позволило цепным лодкам двигаться вниз по течению собственным ходом, не используя цепь, тем самым избегая необходимости в этих трудоемких операциях.
Чтобы избежать больших затрат на покупку цепи или троса, Дюпюи де Лом провел испытания на Роне с использованием «бесконечной» цепи. Лодка использовала свою собственную цепь, которая опускалась передней стрелой в воду; ее вес опускал ее вниз, чтобы она лежала на дне реки. На корме цепь снова вытягивалась из воды и тянулась вперед по палубе судна цепным приводом. Предполагая, что нижняя часть тяжелой, автономной цепи не могла скользить по дну реки, судно могло двигаться вперед. Этот тип движения никогда не использовался в коммерческих целях, поскольку достаточная передача мощности была возможна только в том случае, если цепь была подходящей длины для данных условий. Если вода была слишком глубокой, длина цепи, покоящейся на дне реки, становилась слишком короткой, чтобы создавать необходимое трение. Если вода была слишком мелкой, длина цепи в реке становилась слишком большой и не растягивалась, а лежала витками на дне. Поэтому изменения глубины реки значительно усложняли управление судном. [35]
Цепные судоходные компании требовали лицензию на эксплуатацию цепных судов. Эта концессия гарантировала компании исключительное право на этот тип судоходства. Поскольку покупка цепи и цепных судов представляла собой высокое финансовое бремя для оператора, концессия должна была предложить некоторую степень безопасности. Но это не исключало конкуренции со стороны железных дорог, колесных пароходов или обычных буксируемых барж. В свою очередь, права и обязанности моряков регулировались в концессии. Например, каждая баржа должна была перевозиться по тарифам, установленным государством. [12]
Цепные пароходы не только должны были конкурировать с железными дорогами, но и на самих водных путях. По сравнению с колесными пароходами , цепные пароходы имели преимущества везде, где условия были сложными для навигации, например, пороги, крутые повороты реки и отмели. [13]
На гребном колесе или винтовом пароходе вода толкается назад, чтобы двигать ее вперед. Значительная часть энергии преобразуется в турбулентность и поэтому недоступна для движения судна. Цепной пароход, однако, тянет вперед на сплошной цепи и поэтому может превратить гораздо большую долю своей паровой мощности в тягу. [36] При той же силе тяги он сократил потребление угля примерно на две трети. [13]
При более высоких скоростях течения реки преимущество все больше переходит в пользу цепного парохода. В 1892 году Эвальд Беллинграт ввел следующее общее правило: при среднем уклоне реки 0,25 ‰ превосходят колесные пароходы. Между 0,25 ‰ и 0,3 ‰ оба типа судов эквивалентны. Выше 0,3 ‰ преимущество у цепного парохода. При уклонах выше 0,4 ‰ колесным пароходам становится все труднее продвигаться вперед, а при 0,5 ‰ они вообще не могут тянуть баржи. [36]
Практический опыт показал, что свободноходные гребные буксиры мощностью 400 лошадиных сил (300 кВт) могли развивать скорость около 3 метров в секунду (11 км/ч; 6,7 миль/ч) против течения реки 0,5 метра в секунду (1,8 км/ч; 1,1 миль/ч). Таким образом, они могли обеспечить коммерчески выгодную услугу при течении до 2 метров в секунду (7,2 км/ч; 4,5 миль/ч). Можно было преодолевать даже большие уклоны, если они были на небольшом расстоянии. Ослабляя буксирные тросы, гребные пароходы могли преодолеть препятствие. К тому времени, как прикрепленные баржи входили в зону с более быстрым течением, пароход уже проплывал мимо нее и мог снова генерировать полную тягу. При скорости течения выше 3 метров в секунду (11 км/ч; 6,7 миль/ч) выходная мощность падала до нуля. Многие из крутых участков реки были относительно короткими и их можно было преодолеть на колесных пароходах, используя описанный маневр. [7]
Однако быстрые течения, когда реки были в разливе, также могли быть проблематичными для цепных лодок. Движение или отложение осадка или гравия могло засыпать цепь. Русло реки с большим количеством уступов или больших валунов — например, на некоторых участках Дуная — приводило к застреванию цепи и было серьезным препятствием для цепных лодок. [7]
Вода, взбалтываемая колесными пароходами, также вызывала значительно большее волновое воздействие, что приводило к увеличению риска повреждения берега. Дополнительные течения и волны, которые они создавали, также создавали дополнительное сопротивление для буксируемых барж. За цепной лодкой, напротив, вода была спокойной. [36]
Некоторые цепные суда имели небольшую осадку всего 40–50 сантиметров (16–20 дюймов), предназначенную для использования при очень низком уровне воды и, таким образом, адаптированную к условиям многих рек того времени. Даже при глубине 57 сантиметров (22 дюйма) все еще можно было эффективно осуществлять обслуживание на Неккаре. Пароходам, однако, требовались значительно большие глубины 70–75 сантиметров (28–30 дюймов) для коммерческой эксплуатации. Более того, при сильном течении минимальная глубина воды для пароходов была больше. Буксиры с винтовым двигателем также нуждались в большей глубине воды, чтобы иметь возможность эффективно работать. Только винт, который находится глубоко под водой, может обеспечить достаточную тягу. [36]
Цепные суда не только имели небольшую осадку; но их технический принцип также был выгоден для низких уровней воды: на мелководье цепь поднимается под небольшим углом, и очень большая доля паровой энергии могла быть преобразована в тягу. Если глубина воды была очень большой, это увеличивало долю энергии, необходимой для подъема цепи. Вес цепи создавал силу, которая была направлена наклонно вниз, и эффективность снижалась. Кроме того, маневренность снижалась с увеличением глубины. [36]
Сама цепь влекла за собой высокие инвестиционные затраты для судоходной компании. На 200-километровом (120 миль) участке реки Майн между Ашаффенбургом и Китцингеном , по оценкам, стоимость первой цепи, включая укладку, составила более одного миллиона марок. Это почти точно соответствовало общей цене восьми цепных лодок, которые должны были использоваться на этом участке. Цепь нужно было постоянно обслуживать и обновлять примерно каждые 5-10 лет. [36]
В дополнение к стоимости цепи, была стоимость переоборудования паромов , которая на этом маршруте составила около 300 000 марок. Это переоборудование было необходимо, поскольку цепь, используемая цепными лодками, и тросы, используемые паромами, не могли пересекаться. Поэтому обычные тросовые паромы пришлось переоборудовать в паромы-реакции . [36]
Первые цепные суда могли работать только будучи прикрепленными к цепи; то есть они использовали цепь при движении как вверх, так и вниз по течению. Когда встречались два цепных судна, двигавшихся в противоположных направлениях, им приходилось выполнять специальные маневры по разъезду, что приводило к значительной потере времени. На реке Неккар длиной 130 километров (81 миля) с семью цепными судами это означало шесть маневров по разъезду, которые стоили не менее пяти часов для тех, кто двигался вниз по течению. [11] Чтобы избежать этой трудоемкой операции, баржи на некоторых участках реки во Франции передавали цепь барж от одного цепного парохода к другому. Однако такая передача также занимала значительное количество времени.
Баржи обычно буксировались только вверх по течению. При движении вниз по течению баржам обычно позволялось просто дрейфовать по течению, чтобы сэкономить деньги. При сильном течении управлять длинной цепочкой барж было довольно опасно. Если цепная лодка была вынуждена внезапно остановиться (например, если цепь порвалась), существовал серьезный риск того, что следующие за ней суда врежутся в нее и, таким образом, вызовут аварию . [ 36]
В ранние дни существования цепных судов колесные пароходы были медленнее в движении вверх по течению, чем цепные суда. Однако, двигаясь вниз по течению, они были быстрее и также могли тянуть за собой баржи.
В дополнение к техническим ограничениям цепных лодок, их владельцы были ограничены правилами лицензирования , которые, например, устанавливали порядок движения и транспортные сборы. Поэтому они не были столь гибкими в реагировании на спрос и предложение, как компании колесных пароходов. [12]
Одной из причин упадка цепных судов было улучшение технических характеристик новых колесных пароходов. Они могли обеспечивать большую тягу при меньшем потреблении угля. [13] Компаундный двигатель на колесном пароходе, исходя из его выходной мощности, нуждался только в половине количества угля. Цепные пароходы не могли воспользоваться преимуществами этих паровых двигателей из-за их неравномерной работы. [37] В то же время цепные судоходные компании страдали от высоких инвестиционных и эксплуатационных расходов. [13]
Другой причиной их упадка стало канализация рек. На Эльбе было проведено много работ по регулированию течения, которые выровняли уклон, уменьшили изгибы реки и устранили мелководья. В результате преимущества цепных судов были сведены к минимуму. [13]
На Майне и Неккаре также были построены многочисленные плотины и шлюзы, которые создавали искусственные преграды для цепных лодок. Перекрытие реки плотиной увеличило глубину воды и снизило скорость течения. В частности, длинные вереницы барж приходилось разделять на шлюзах и пропускать по отдельности, что приводило к значительной потере времени. [36]
Марк Твен , американский писатель, дал юмористический исторический отчет о встрече с цепными судами на реке Неккар в Германии. Он описывает это событие следующим образом:
Ближе к полудню мы услышали вдохновляющий крик:
«Парус, хо!»
«Куда?» — крикнул капитан.
«На три очка меньше наветренного!»
Мы побежали вперед, чтобы увидеть судно. Это оказался пароход, потому что в мае впервые начали пускать пароход по Неккару. Это был буксир, очень необычной конструкции и вида. Я часто наблюдал за ним из отеля и удивлялся, как он движется, поскольку, по-видимому, у него не было ни винта, ни весел. Теперь он шел, бурля, производя много шума того или иного рода и время от времени усиливая его хриплым свистком. К нему сзади были прицеплены девять килевых лодок, которые следовали за ним длинной, тонкой шеренгой. Мы встретили его в узком месте, между дамбами, и в тесном проходе нам обоим едва хватило места. Когда он проплыл мимо, скрежеща и стоня, мы поняли секрет его движущего импульса. Он не гнал себя вверх по реке веслами или винтом, он тянул себя, волоча за собой большую цепь. Эта цепь проложена по дну реки и закреплена только на двух концах. Ее длина составляет семьдесят миль [сто десять километров]. Она входит через нос лодки, проходит вокруг барабана и выматывается за кормой. Она тянет за эту цепь и таким образом тянет себя вверх или вниз по реке. У нее нет ни носа, ни кормы, строго говоря, потому что у нее на каждом конце по длиннолопастному рулю, и она никогда не поворачивается. Она все время использует оба руля, и они достаточно мощные, чтобы позволить ей поворачивать направо или налево и проходить повороты, несмотря на сильное сопротивление цепи. Я бы не поверил, что это невозможное можно сделать; но я видел, как это делают, и поэтому я знаю, что есть одна невозможная вещь, которую МОЖНО сделать. Какое чудо человек попытается совершить следующим?
— Марк Твен , «Бродяга за границей»
