Nevídaná rychlost, kterou už před sto lety dokázala plout první loď poháněná turbínou

První turbinový parník »Turbinia«.
Historický obrázek kolorovaný serverem Bejvávalo.cz, původní autor neznámý.

Turbinové parníky.

Tou dobou, kdy přede dvěma lety námořní síly evropských států byly z části soustředěny při březích řiše Čínské, spuštěna byla v Anglii na moře loď, o jejímž strojním zařízení tvrdily interessované kruhy, že značí pravý převrat v lodním inženýrství. Pokud se naděje ty vyplní, ukáže ovšem teprv budoucnost; výsledky dosažené onou novotou jsou však velice pozoruhodny.

Jedná se tu totiž o nový druh pohonu šroubů, jimiž jsou lodi pohybovány vpřed.

Parním strojem — jímž jsou dodnes hnány téměř veškeré parníky — rozumíme obvykle motor, do jehož válce se připouští střídavě s obou stran pára před a za píst, jenž svůj t. zv. vratný pohyb — pohyb semotam — mění pomocí ojnice a klik v otočný pohyb hnací hřídele strojové. Známe však ještě parní stroje jiného druhu, jež nazýváme parními turbinami.

Jako se u turbiny vodní přivádí voda nalézající se pod tlakem na lopatky turbinového kola, o něž se opírá a kolem turbinovým otáčí, právě tak působí pára v parní turbině ; otáčí totiž turbinové kolo, jež sedí přímo na hnací hřídeli, svým tlakem a narážejíc na lopatky parní turbiny snižuje probíhajíc jimi své napjetí, až ze stroje vychází o tlaku zcela ochablém.

Parní turbiny soustavy Parsonovy.
Zdroj: archiv Bejvávalo.cz, původní autor neznámý.

Princip parní turbiny je tedy jak viděti zcela jednoduchý, avšak provedení nebylo tak tuze snadné. Vodní turbiny byly již dávno prokonstruovány a konaly své služby, než se došlo správných konstrukcí turbin parních — nejznámější a vlastně jediné jich systémy jsou Lavalova a Parsonova — ; obtíži zde byl nejen velmi vysoký tlak páry, jejž nutno pro turbinu užit, nýbrž i ohromná rychlost, kterou je třeba parní turbině udělit, a která u turbin Lavalových obnaší na př. 10.000 obrátek za minutu.

Pro zmíněný účel, na hnací lodi, užito tedy řečených již turbin Parsonových, které as od roku 1884 staví továrna Parsonova ve Wallsend-u nad řekou Tyne v Anglii, dosud jmenovitě pro příčné hnaní strojů dynamoelektrických.

Vynálezce tohoto systému parních turbin, Parson, byl prvý, jenž jich užil pro přímý pohon lodních šroubů. Leč ani zde nebylo jen tak beze něho možno užiti stávající stroj pro onen účel; nedovoloval to dosavadní tvar lodního šroubu.

I laik snadno pochopí účinek lodního šroubu ve vodě. Otáčí-li se vrtule ve vodě jen docela pomaloučku, nevyvinuje žádnou sílu, která by hnala loď vpřed; síla ta se objeví teprv až při jisté rychlosti otáčení.

Kdybychom však naproti tomu nechali najednou běžet vrtuli ohromným počtem obrátek, vytvoří si jednoduše ve vodě vzduchoprázdný prostor, v němž bude otáčet, aniž by pak ovšem — nemohouc se o vodu »opírati« — poháněla loď vpřed. Vidno tedy, že je pro lodní šroub jistá mez rychlosti otáčení, kterou stanovil Parson na pokusném šroubu mezi 1200 — 1500 obrátkami za minutu.

Bylo tedy nejprve nutno sestrojit poněkud odchylný tvar lodního šroubu, jenž by mohl ještě s prospěchem pracovat při větším počtu obrátek, s jakým musí pracovat parní turbina, totiž asi 2000 za minutu, což se mu konečně podařilo. Pak teprv bylo možno pomýšlet na sestrojení lodi s pohonem šroubů parní turbinou pracující s tisíci obrátkami namístě obyčejným parním strojem, jehož počet obrátek za minutu obnáší nejvýš jen několik set.

První loď, kterou Parsonova továrna opatřila na zkoušku parními turbinami pro hnaní jejích vrtulí, byla »Turbinia«, o délce as 38 m, šířce 3 m a nosnosti 44 tun, již při výkonu turbin 2000 koní dosažena rychlost dosud lodi nedostižná, totiž 64 km za hod.

»Turbinia« měla tři turbiny vedle sebe, jež seděly přímo na třech rovnoběžných hřídelích procházejících lodním trupem do vody. Na každé z těchto hřídelí, jež byly poněkud skloněny, seděly tři vodní vrtule v jistých vzdálenostech za sebou, takže loď hnána celkem 9 šrouby.

Po znamenitém tomto úspěchu objednala vláda anglická v továrně Parsonově brzy nato — r. 1897 — dvě válečné lodi menšího druhu, »Viper« a »Cobra«, jež dokončeny během dvou let.

Nešťastnou náhodou stihla však obě tyto lodi jednu po druhé nehoda, jež měla v zápětí jejich zničení. »Viper« najela totiž roku 1901 za mlhy při velkých námořních manevrech na skálu, a loď »Cobra«, kterou stavěl Armstrong dle plánů anglické admirality, stihla podobná nehoda při zkušebně jízdě v září téhož roku na cestě od Tyne do Portsmouth, kdež se loď ponořila.

»Viper«, jež měla 66 m délky, 6,6 m šířky a 4 m ponoru, urazila dokonce 69 km za hodinu, rychlostí tedy našich rychlíků!

Ještě větší parník, jenž opatřen hnacími turbinami soustavy Parsonovy, je »King Eduard«, dohotovený asi před rokem a určený pro dopravu osob na jezerech skotských. Loď tato má 76 m délky, 9,4 m šíře a 3,5 m ponoru.

Zajímavé při turbinovém pohonu je řešení zpětného chodu lodi, neboť parní turbina se nemůže okamžitě zarazit a nechat se otáčet směrem opačným; nedovoluje tomu zakřivení lopatek určené ovšem jen pro jeden směr točení.

Obracení chodu je zde totiž provedeno tak, že turbina vysokotlaká — (pára zde prochází postupně na př. třemi turbinami jako u parního stroje o třech válcích a s trojnásobnou expansí; nejprve se vpouští do turbiny vysokotlaké, odtud jde do druhé, na střední tlak, z niž se vpouští do turbiny na nízký tlak, a odtud do kondensatoru) — je dvojitá, majíc na hřídeli naklínováno jedno turbinové kolo s lopatkami zakřivenými směrem pro chod vpřed, a kolo druhé, rovněž pevně nasazené na hřídeli, avšak s lopatkami zahnutými směrem opačným, tedy pro chod vzad.

Má-li tedy loď obrátiti směr jízdy na zad, stačí na to pouhé odstavení jedné turbiny parním ventilem a vpuštění páry do zmíněné reservni turbiny pro zpětný chod, manipulace nadmíru jednoduchá, při níž na př. během 30 vteřin největší rychlost vpřed (750 obrátek za minutu), změněna v největší rychlost zpětnou (500 obrátek).

Ač má turbinový pohon lodi vlastnost neocenitelnou jmenovitě pro osobní parníky, že nepůsobí nepříjemné třesení se lodi v takové míře jako pohon šroubu parním strojem, objevuje se tu vada dosud neodstraněná, větší totiž zpotřeba uhlí pro koně za hodinu než u stroje parního.

Přepočítáme-li však zpotřebu uhlí ne na práci stroje, to jest výkon jednoho koně za hodinu, nýbrž na dráhu vykonanou za tutéž dobu, tedy na rychlost lodi, shledáme výsledek mnohem výhodnější než u parníků šroubových.

Jiná výhoda parních turbín jest i menší zpotřeba mazadla pro mazání stroje, neboť částí, které se trou, je tu velmi málo, mnohem méně než u stroje parního.

Jaké naděje pak se kladou do zavedení pohonu lodí parními turbinami, patrno ze zprávy, která proběhla letošního roku novinami, že Parson zamýšlí postaviti transatlantický rychloparník, jehož plány již jsou hotovy, a který by cestu z Evropy do Ameriky (as 5000 km) konal během 3 dnů.

Dosavadní výsledky aspoň poskytují záruku pro možnost provedení této myšlenky, a nezní tedy zcela pravděnepodobně zpráva, že dotyčný podnik bude v nejbližší době proveden americkými loděnicemi.