Turbinia – pierwszy statek napędzany turbiną parową

XIX wiek przyniósł rewolucję w transporcie morskim za sprawą pojawienia się maszyny parowej. Nowy rodzaj napędu zrewolucjonizował transport morski ale szybko doszedł do granic swoich możliwości rozwoju. Kolejnym przełomem było pojawienie się na przełomie XIX i XX wieku turbiny parowej, która zapewniała zdecydowanie większe osiągi. Jej twórcą był Charles Parsons, a pierwszym statkiem z nowym napędem był niewielki jacht Turbinia zbudowany w 1894 roku.

Geneza

Pierwszy statek o napędzie parowym pojawił się w 1807 roku. W kolejnych latach maszyny parowe stopniowo zaczęto stosować w kolejnych jednostkach pływających, jednak ze względu na duże zużycie węgla, ograniczano się głównie do jednostek przybrzeżnych i rzecznych. Przełomem było pojawienie się parowca Great Western w 1838 roku. Statek ten był pierwszą jednostką zbudowaną od początku z myślą o pokonaniu Atlantyku. Wcześnie Atlantyk pokonały statki SS Savannah i SS Sirius, ale oba płynęły pod parą tylko przez pewien czas, a resztę trasy pokonały dzięki żaglom. W 1852 roku do służby wszedł natomiast pierwszy okręt wojenny o napędzie parowym – francuski Napoleon.

W kolejnych latach rozwój napędu parowego dla statków doszedł do granic swojego rozwoju. Tłokowe maszyny parowe dopracowano bardzo mocno, ale ze względu na ich konstrukcję, nie były w stanie przekroczyć progu około 20-25 węzłów (przy mniejszych jednostkach). Konstruktorzy szukali sposobu na rozwiązanie tego problemu, ale bezskutecznie. W 1884 roku sytuacja uległa jednak zmianie za sprawą Charlesa Parsonsa, który opracował turbinę parową. Dzięki swojej konstrukcji mogła ona w teorii wytworzyć znacznie więcej energii potrzebnej do napędzenia statku i tym samym uzyskania większej prędkości.

Początkowo turbiny parowe instalowano jednak w… elektrowniach. Na początku lat 90. XIX wieku Parsons postanowił jednak sprawdzić w praktyce możliwości turbiny parowej jako napędu statku. Wspólnie z grupą inwestorów rozpoczął prace nad niewielkim jachtem, którego napęd miał stanowić jego wynalazek. Tak rozpoczęły się prace nad Turbinią.

Pierwszy statek o napędzie parowym

Budowę jednostki powierzono firmie Brown and Hood, a prace ruszyły na początku 1894 roku. Wodowanie Turbinii miało miejsce 2 sierpnia 1894 roku. Ze względu na to, że od początku projektowano ją z myślą o jak najlepszych osiągach, jej kadłub miał 31,9 m długości i zaledwie 2,7 m szerokości, a wyporność wynosiła 45,2 tony. Napęd stanowiła trzystopniowa turbina parowa o mocy 2000 KM zasilana z jednego kotła wodnorurkowego.

Pierwsze próby jednostki były… niezadowalające. W ich trakcie jacht osiągnął prędkość zaledwie 19,75 węzła (co i tak było dobrym wynikiem, ale dalekim od oczekiwań Parsonsa). Konstruktor szybko znalazł winowajcę tak słabych osiągów. Okazało się, że zastosowana pojedyncza, dwułopatowa śruba przy tak potężnym napędzie wpadała w kawitację. Rozwiązaniem było zastąpienie pojedynczej śruby na jednym wale trzema wałami z 3 śrubami na każdym.

Kolejne próby Turbinii przeprowadzono w grudniu 1896 roku uzyskując prędkość 29,6 węzłów a już w kwietniu 1897 roku uzyskano 32,76 węzła. Osiągnięcie takiej prędkości sprawiło, że Turbinia stała się najszybszą jednostką pływającą na świecie. Przez cały okres prób przyglądali się im przedstawiciele Royal Navy, chociaż traktowali oni turbinę parową Parsonsa bardziej jako ciekawostkę niż przyszłość napędu morskiego.

Charles Parsons wiedział, że najlepszym sposobem spopularyzowania jego napędu będzie zainteresowanie nim floty. W związku z tym po dopracowaniu Turbinii i jej napędu, w 1897 roku Parsons postanowił zaprezentować swój wynalazek przedstawicielom Admiralicji. Zamiast jednak typowej prezentacji, która zapewne spotkałaby się z chłodnym przyjęciem, postanowił zrobić najbardziej efektowną z możliwych prezentację. W tym roku przypadał diamentowy jubileusz królowej Wiktorii. Z tej okazji na redzie Spithead organizowano rewię floty. Po uzyskaniu zgody części przedstawicieli Admiralicji, którzy byli bardziej przychylni wobec nowinek technicznych Parsons postanowił przepłynąć bez oficjalnej zapowiedzi między prezentowanymi okrętami wojennymi demonstrując możliwości swojego napędu.

Rewia odbyła się 26 czerwca 1897 roku. W pewnym momencie dowodzona przez Parsonsa i sterowana przez Roberta Bernarda Turbinia dosłownie przemknęła między okrętami wojennymi kilkukrotnie przecinając linię pancerników i krążowników. W pogoń za „intruzem” wysłano łodzie patrolowe (niektóre źródła podają, że były to torpedowce/kontrtorpedowce), które nie były w stanie dogonić Turbinii. Jednym z widzów widowiska był Książę Walii, przyszły król Edward VII.

Pokaz i kolejne, już oficjalne prezentacje zrobiły tak olbrzymie wrażenie, że Admiralicja złożyła zamówienie na dwa eksperymentalne niszczyciele HMS Viper i HMS Cobra, które miały otrzymać jako napęd turbiny parowe. Okręty zwodowano w 1899 roku, ale ich kariera zakończyła się przedwcześnie z powodu wypadków w 1901 roku (wpłynęło to na spowolnienie procesu wdrażania turbin parowych do eksploatacji w brytyjskich okrętach wojennych). Warto dodać, że oba okręty miały znakomite osiągi – Viper rozpędzał się do 33,8 węzła a Cobra do 36,6 węzła. Równocześnie Turbinia cały czas była wykorzystywana do prób napędu.

Dalsze losy Turbinii

11 stycznia 1907 roku rewolucyjny statek o mały włos nie zostałby zniszczony. Tego dnia Turbinia stała zacumowana na rzece Tyne, kiedy na przeciwległym brzegu odbywała się operacja wodowania statku Crosby. Ten po zejściu na wodę staranował Turbinię i prawie przeciął ją na pół. Uszkodzenia były spore, ale część z nich naprawiono. Równocześnie Parsons Marine Steam Turbine Company, do której należała Turbinia uznała, że statek nie jest już potrzebny więc w 1908 roku wyjęto go z wody aby nie rdzewiał. W tym stanie jednostka przetrwała do 1926 roku kiedy to przecięto ją na pół, a część rufową przekazano do Science Museum w Londynie. W 1944 roku część dziobowa została natomiast przekazana do Newcastle Corporation, która wystawiła ją w Exhibition Park.

W 1959 roku część rufową usunięto z ekspozycji, a w 1961 roku statek częściowo odbudowano i umieszczono w Newcastle Municipal Museum of Science and Industry. W 1983 roku rozpoczęto zakrojoną na szeroką skalę rekonstrukcję historycznej Turbinii. Po zakończeniu prac, 30 października 1994 roku przeniesiono ją do Newcastle’s Museum of Science and Engineering (obecnie Discovery Museum), a w marcu 1996 roku udostępniono zwiedzającym. Obecnie Turbinia cały czas jest dostępna do obejrzenia.

Rozwój turbin parowych

W 1901 roku do służby wszedł pierwszy komercyjny statek wyposażony w turbinę parową, którym był TS King Edward. Cztery lata później, w 1905 roku do eksploatacji wszedł pierwszy transatlantyk z turbiną parową – RMS Victorian. W tym samym roku brytyjska Admiralicja oficjalnie przekazała, że turbiny parowe będą docelowym napędem większości brytyjskich okrętów wojennych. Pierwszym pancernikiem z takim napędem został zbudowany w 1906 roku HMS Dreadnought.

W 1907 roku do służby wszedł liniowiec RMS Mauretania, który był pierwszą tak potężną i znaną jednostką wyposażoną w turbinę parową (często mylnie określaną jako pierwszy transatlantyk z takim napędem). Wszystkie te statki i okręty przyczyniły się do popularyzacji turbin parowych, ale nie był to proces prosty. Pierwsze turbiny były bardzo kosztowne zarówno w budowie jak i eksploatacji, ponieważ zużywały znacznie więcej węgla niż nawet najpotężniejsze silniki parowe.

Dopiero z czasem wraz z dopracowaniem konstrukcji turbin parowych ich zalety w postaci większej mocy i mniejszych rozmiarów siłowni niż w przypadku tradycyjnych maszyn parowych przekonały większość użytkowników do ich stosowania. Dopiero po II wojnie światowej zaczęły one ustępować miejsca silnikom diesla i innym rodzajom napędu.