قصة اختراع القارب البخاري

معلومات عامة عن القارب البخاري:

قبل وقت طويل من ظهور الطائراتوالقطاراتوالسيارات، استخدم الناس الممرات المائية والقوارب كوسيلة للنقل،كانوا يستخدمونها لنقل الأشخاص والبضائع من مكان إلى آخر، كان أحد العيوب الرئيسية في اختيار النقل المائي على الأشكال الأخرى هو أنّ السفر يمكن أن يكون بطيئًا بسبب التيارات النهرية وعدم وجود عدد كافٍ من الأشخاص لتشغيلها، وبسبب هذا تمّ اختراع القارب البخاري أو العبارات.

كان للقوارب البخارية محرك يحرق الفحم لتحويل الماء إلى بخار وتشغيل القارب، تمّ استخدام البخار لإدارة دافع أو عجلة مجداف، تحتوي بعض القوارب على عجلة مجداف واحدة، في حين أنّ البعض الآخر يحتوي على مجموعة مزدوجة، عندما اخترع جيمس وات المحرك البخاري عام 1769م، سمّيت وحدة قياس القدرة (واط) على اسم هذا المخترع، عُرف عن محركاته البخارية أنّها أصغر حجمًا ولم تستخدم نفس القدر من الفحم لتشغيل القارب، كان الطلب على محركاته البخارية مرتفعًا عندما بدأت تصاميم القارب البخاري في الظهور.

بعض الأسماء الأكثر شيوعًا الذين قاموا بصناعة القوارب البخارية هي جون فيتش وجيمس رومسي وجون ستيفنز، كان هؤلاء الرجال من أوائل الأشخاص الذين قاموا ببناء باخرة ناجحة علميًا، بينما نجح هؤلاء الرجال في الصناعة، يعود الفضل إلى روبرت فولتون في تصميم أول باخرة ناجحة تجاريًا من خلال الجمع بين محرك بخاري وتصميم فريد من نوعه، قبل ذلك كان قد نجح في بناء وتشغيل غواصة في فرنسا.

ما هي قصة اختراع القارب البخاري؟

تم اختراع القارب البخاري شمال نهر روبرت فولتون (أو يُطلق عليه أحيانًا كليرمونت) في عام 1807م وحقق نجاحًا كبيرًا، أدّى إلى زيادة الاستكشاف والاستيطان من خلال فتح النقل النهري في اتجاهين، سوف يسافر القارب البخاري من مدينة نيويورك إلى ألباني في غضون 32 ساعة، بينما تستغرق السفن الشراعية العادية والقوارب الأخرى ما يقرب من أربعة أيام لإكمال الرحلة، تألفت الرحلة الإجمالية من حوالي 150 ميلاً ويمكن للقارب أن يحمل ما يصل إلى 100 راكب في كل رحلة.

وفقًا للأسطورة، كان الكولونيل ستيفنز يركب بالقرب من نهر ديلاوير في عام 1787م عندما صادف أن شاهد القارب البخاري التجريبي لجون فيتش وهو يسافر فوق النهر، لقد كان مفتونًا للغاية لدرجة أنّه تبع القارب إلى رصيفه وقام بالتحقيق فيه بدقة، سواءً حدث لقاء الصدفة هذا، أو إذا كانت المراسلات المنتظمة مع رجال متعلمين آخرين هي التي أثارت اهتمام ستيفنز بالطاقة البخارية، فقد تمّ دفعه بحلول أواخر الثمانينيات من القرن الثامن عشر للعمل في تطبيقات المحرك البخاري للنقل.

أجرى جون ستيفنز تجاربه الخاصة في الطاقة البخارية، كان يتطابق مع جون فيتش وجيمس رمزي، اللذين كانا يختبران الطاقة البخارية للقوارب، في عام 1789م، تقدم بطلب غير ناجح إلى الهيئة التشريعية في نيويورك للحصول على الحقوق الحصرية لتشغيل القوارب البخارية في الولاية في عام 1790م، أقنع الكونجرس بإقرار أول قانون أمريكي لبراءات الاختراع، وفي 26 أغسطس 1791م، حصل على إحدى براءات الاختراع الأولى لتطبيق القوة البخارية.

كانت قوارب ستيفنز التجريبية رائدة في الملاحة البخارية في أمريكا وجذبت اهتمامًا متواضعًا ولكنه مهم، في وقت مبكر من عام 1798م، قام باستعراض قارب (Polacca)، وهو باخرة تحمل الركاب من بيلفيل، نيو جيرسي، إلى مدينة نيويورك، تراوحت تقديرات السرعة بين 3 و5.5 ميل في الساعة، كانت المركبة التجريبية مدفوعة بعجلة في المؤخرة، على الرغم من أنّ (Polacca) أثبتت إمكانية الدفع بالبخار، إلا أنّ الأنابيب والدرزات كانت مكسورة بسبب اهتزاز المحرك ولم تكن وسيلة نقل عملية.

في عام 1804م، ساعد روبرت البالغ من العمر 17 عامًا، وشقيقه جون والدهما في بناء أول قارب مدفوع بمراوح لولبية مزدوجة، نجح ليتل جوليانا وهو قارب 32 قدمًا مزود بغلاية صممه ستيفنز في الإبحار في نهر هدسون وأدهش المتفرجين بالسفر بدون وسيلة دفع مرئية، ومع ذلك فإنّ الدفع اللولبي يتطلب بخارًا عالي الضغط ليكون فعالاً، ولم تكن الأساليب الهندسية في ذلك الوقت متقدمة بما يكفي لصنع غلايات عالية الضغط بنجاح.

في عام 1805م، حصل الكولونيل جون على براءة اختراع بريطانية لنوع جديد من الغلايات للمحركات البخارية، على عكس الطرز السابقة التي احتوت على أنبوب واحد كبير لتسخين المياه، قام تصميم جون بتسخين المياه في عدة أنابيب أصغر، كان إنتاجه أكثر تكلفة من النماذج السابقة ولكنه كان أكثر كفاءة بشكل ملحوظ.

بنى (Stevenses) زورقين بخاريين تجريبيين آخرين في عامي (1806 و1807)م ودخل زورقهم البخاري التالي فينيكس التاريخ كأول سفينة تعمل بالبخار لإكمال رحلة بحرية، وأول باخرة ناجحة تجاريًا تمّ بناؤها بالكامل في أمريكا، عمل روبرت آر ليفينجستون مع جون ستيفنز في تجاربه المبكرة على القوارب البخارية، لكنه غادر إلى فرنسا في عمل حكومي في عام 1801م وهناك التقى بروبرت فولتون، الذي كان مهتمًا أيضًا بالمراكب البخارية، قدم ليفينغستون مساعدة مالية وتقنية لفولتون، ولكن الأهم من ذلك كان لديه معرفة قانونية وتأثير في سياسة نيويورك.

في عام 1798م، حصل ليفينغستون على حق احتكار حق الإبحار في القوارب البخارية في نيويورك بعد تجاربه الخاصة، وهو احتكار سيمارسه قريبًا بالشراكة مع فولتون، في صيف عام 1807م، استعمل فولتون كليرمون باخرة لرحلة بحرية من مدينة نيويورك إلى ألباني في 32 ساعة، رسخت الرحلة مكانة فولتون في التاريخ كمصمم لأول باخرة ناجحة، في هذه الأثناء واصلت عائلة ستيفنز عملها الهندسي، وتمّ إطلاق فينيكس في ربيع عام 1808م مدفوعة بعجلات التجديف على جانبيها، متوسط سرعتها خمسة أميال في الساعة.

تصميم هيكلها يبلغ ارتفاعه 100 قدم بواسطة روبرت ستيفنز، الذي كان عمره آنذاك عشرين عامًا، ومثل العديد من البواخر المبكرة، تضمنت فينيكس صواري للأشرعة لاستخدامها عندما كانت الرياح مواتية، على عكس كليرمونت، التي استحوذ فولتون وليفينجستون من أجلها على محرك بخاري بريطاني، تمّ تصميم وبناء فينيكس بالكامل في أمريكا، وهي أول سفينة بخارية ناجحة من أصل أمريكي بالكامل.

في العقد الأول من القرن التاسع عشر، تمّ بناء البنية التحتية للنقل على نطاق واسع، بما في ذلك الطرق الرئيسية، من خلال شراكات خاصة تعمل بعد ذلك بموجب منح احتكار من حكومات الولايات خدمة (Steamboat) (القوارب البخارية) إلى نيويورك، على الرغم من احتجاجات ستيفنز، ستعمل على نفس المبدأ، بينما كان ليفينغستون يميل إلى التسوية مع قريبه وشريكه السابق، كان فولتون مصممًا على تحقيق أقصى استفادة من منح الاحتكار.

عرض ليفينجستون على ستيفنز شراكة في الاحتكار، وهو ما رفضه ستيفنز انخرط الرجلان في مراسلات مطولة حول دستورية منحة الاحتكار، حاول ستيفنز تجاهل الاحتكار أو التغلب عليه بأفضل ما يستطيع، جعل القارب يسافر في طريق بين نيويورك ونيو برونزويك، نيو جيرسي، كان فولتون وليفينجستون مصممين على سحق هذه المنافسة وتهيئة أحد زوارقهما البخارية الجديدة، كان هناك شخص اسمه راريتان عمل راريتان في البداية بخسارة لكنه عاد لاحقًا إلى دخل متواضع، مع القليل من المال الذي يخسره في حرب الأسعار قرر جون ستيفنز سحب قاربه من خدمة نيويورك.

في 11 سبتمبر 1811م، سمح عقد إيجار رصيف من مدينة نيويورك لعائلة ستيفنز بإطلاق خدمة العبّارات البخارية من هوبوكين إلى مانهاتن، ولكن تمّ إغلاق هذا بضغط من ليفينجستون في عام 1813م، انتهى احتكار (Fulton – Livingston) أخيرًا عندما أُعلن أنّه غير دستوري في قرار المحكمة العليا التاريخي عام (1824 Gibbons v. Ogden)، بعد قرار جون مارشال، لم تعد الدول قادرة على منح الاحتكارات لشركات البواخر وأصبحت الموانئ مجانية للمنافسة.

خلال النصف الأول من القرن التاسع عشر، قدمت عائلة ستيفنز مساهمات عديدة في تصميم البواخر، تضمنت التحسينات تطورات في الغلايات والأبنية وصمامات الضغط، في عام 1822م صمم روبرت ستيفنز زلة العبارة (القارب البخاري) لشركة (Hoboken Steamboat Ferry Company).

جعل هذا التصميم من السهل على العبّارات أن ترسو في المد والجزر القوية، وتمّ اعتماده على نطاق واسع في عام 1823م أطلقت العائلة أول قارب ذو طرفين، قام روبرت ببناء العديد من القوارب البخارية، ممّا أدّى إلى زيادة سرعة كل مركب متتالي من 8 أميال في الساعة إلى 15 ميلًا في الساعة.

سرعان ما انتقلت صناعة القوارب البخارية من مدينة نيويورك إلى جميع أنحاء أمريكا، حققت الصناعة نجاحًا كبيرًا في نقل البضائع والأشخاص بشكل أسرع من أي وقت مضى، مع ازدياد شعبيتها ونجاحها، لاحظ المسافرون مخاطرها أيضًا، قد يكون ملاحة القوارب صعبًا وقد يؤدي إلى تعرض القباطنة لحوادث مؤسفة مثل اختناقات جذوع الأشجار وتغيير القنوات.

كان السفر في اتجاه مجرى النهر أمرًا سهلاً للغاية، لكن السفر في عكس اتجاه مجرى النهر كان أصعب قليلاً بالنسبة للقوارب، حتى أن، هناك العديد من الوفيات الناجمة عن انفجارات الغلايات على القوارب البخارية.

لعب استخدام القوارب البخارية دورًا كبيرًا في التوسع باتجاه الغرب، وسرعان ما حلّ اختراع السكك الحديدية التي تعمل بالبخار محل القارب، أصبح نقل البضائع والأشخاص أسرع وأكثر كفاءة، ممّا جعل القارب البخاري هو الخيار الثاني، لا تزال المراكب البخارية مستخدمة في الولايات المتحدة اليوم، ولكن كجزء صغير جدًا من النقل بسبب العديد من التطورات في التكنولوجيا بمرور الوقت.