Precis som ånga förvandlade landtransporter med uppfinningen av lokomotivet, blev det också den dominerande kraftkällan på vatten – och ersatte manuella åror och segel.
Innan man utnyttjade ångans kraft, litade man på vind- och vädernycker för att ta sig runt på segelfartyg. Ångfartyg kunde bättre hantera grov sjö och erbjöd ett gångbart alternativ, vilket gör det möjligt för fartyg att navigera i floder, sjöar och hav oavsett vindförhållanden.
Detta genombrott möjliggjorde mer exakt schemaläggning, ökad tillförlitlighet och snabbare restider, vilket i slutändan förändrade global handel och transporter.
InnehållFör att förstå hur ett ångfartyg fungerar är det nödvändigt att titta på ursprunget till ångteknologin.
År 75 e.Kr. skrev den berömda matematikern Hero om luftens mekanik och egenskaper och skapade planer för en rudimentär ångmaskin, som innehöll en ihålig sfär med böjda rör som sticker ut från båda sidor. Att fylla sfären med vatten och placera den ovanför en eld skulle resultera i att värmen förångar vattnet. Sedan skulle ånga strömma ut genom rören och få sfären att rotera.
På 1600-talet hade den italienske forskaren Giovanni Battista della Porta observerat hur ånga hjälpte till att skapa ett vakuum. Hans teori var att när vatten omvandlades till ånga inuti en stängd behållare, skulle trycket öka och kondenseringen av ånga tillbaka till vattnet skulle resultera i minskat tryck.
Den franske forskaren Denis Papin omsatte della Portas teori i praktiken med en tryckkokare. Det blev den första praktiska tillämpningen av ångtryck. Papin vidareutvecklade konceptet genom att använda en glidkolv ovanpå en sluten cylinder fylld med vatten. När vattnet värmdes upp expanderade ångan och tryckte kolven uppåt. Vid kylning och kondensering drog vakuumet tillbaka kolven.
Flera uppfinnare bidrog till utvecklingen av ångmaskiner, inklusive militäringenjör Thomas Savery. 1698 fick han patent på sin ångpump.
Pumpen hade en kokkammare som flyttade ånga till en annan behållare, som hade ett rör försett med en backventil utsträckt i vattnet som krävde extraktion. När kallt vatten hälldes på den ångfyllda behållaren kondenserades ångan till en vätska, vilket skapade ett vakuum som drog vatten underifrån genom röret.
Sedan introducerade den engelske uppfinnaren Thomas Newcomen den atmosfäriska motorn i början av 1700-talet. Motorn pumpade ut vatten ur gruvor och använde ånga för att skapa ett partiellt vakuum i en cylinder, vilket fick atmosfärstrycket att trycka en kolv nedåt. På 1700-talet utvecklade James Watt Watt-atmosfärsmotorn, som hade en separat kondensor och förmågan att utnyttja ångans expansiva kraft.
Den tidiga utvecklingen av ångfartyget liknar den för ångloket och själva ångmaskinen. I slutet av 1600-talet teoretiserade Denis Papin, innovatören av ångkolven och tryckkokaren, användningen av ångdrivna pumphjul för att driva en båt.
Det var dock 1763 innan Jonathan Hull beviljades det första ångfartygspatentet för en bogserbåt för hamnbruk som använde Savery's Engine för att driva ett vattenhjul. Tyvärr för Hull kunde både Savery's Engine och Newcomen-motorn inte producera tillräckliga hästkrafter. Det var först efter James Watts bidrag till ångteknologin som tidiga ångbåtar blev genomförbara.
Brittiska och franska uppfinnare (inklusive ånglokspionjären Richard Trevithick) arbetade på konceptet men skapade bara långsamma, besvärliga fartyg. Men under samma tidsperiod testade Robert Fulton framgångsrikt en prototyp av ångbåt för flodbruk. 1807 sjösatte han Clermont, en skovelhjulsbåt som snart visade sig kunna transportera passagerare och kommersiell last mil upp och nedströms. Framgången spred sig till Europa, där den brittiske ingenjören William Symington 1812 debuterade Charlotte Dundas, den första framgångsrika ångdrivna passagerarbåten.
Ångdrivna fartyg ersatte snabbt segel. År 1815 opererade mer än 40 ångfartyg från Liverpool. År 1826 gick affärsmän med anknytning till segelindustrin så långt att de skickade en petition om statligt ingripande för att skydda sin verksamhet. Ångkraft dominerade sjötransporter fram till uppkomsten av dieseldrivna motorer under andra hälften av 1900-talet.
Fulton-Livingston-avtalet var en betydande överenskommelse som nåddes mellan Robert Fulton och advokaten och diplomaten Robert R. Livingston 1807. Avtalet gav Fulton och Livingston exklusiva rättigheter att driva ångdrivna fartyg på New Yorks vattenvägar, särskilt Hudsonfloden. Det gav dem en juridisk fördel genom att hindra konkurrenter från att köra ångbåtar i regionen utan deras tillstånd.
Som ett resultat kunde Fulton och Livingston etablera en framgångsrik ångbåtstjänst och dominera ångfartygsindustrin i New York. Fulton-Livingston-avtalet spelade en avgörande roll för den kommersiella framgången och utvecklingen av ångdrivna transporter, och skapade ett prejudikat för framtida lagstiftning och regleringar inom det framväxande området ångfartyg.
Ett av de första framgångsrika ångfartygen var PS Comet. Den avseglade första gången 1812 som en hjulångare och fick en uppgradering med ny teknik 1819. Den opererade vid floden Clyde i Skottland och transporterade passagerare och tillhandahöll frakttjänster på regelbunden basis.
När det kom till havsresor fick fartyg utrustade med segel hjälpångkraft att använda när vindkraften var otillräcklig. Ett sådant fartyg, SS Savannah, blev det första ångdrivna fartyget som korsade Atlanten 1819 när det reste från Savannah, Georgia, till Liverpool, England.
Hybridfartyget - som tog cirka 29 dagar att göra resan - förlitade sig också på segelkraft för navigering eftersom ångmaskinen inte var tillräckligt kraftfull för att upprätthålla kontinuerlig ångframdrivning. Den transporterade inga passagerare eller last.
Ångfartyg förändrade sättet vi reste, handlade och anslutit. Med skapandet av ångfartyg kom ett pålitligt och effektivt färdsätt. Det möjliggjorde också en expansion av den globala handeln eftersom minskade restider innebar en ökning av lastkapaciteten.
Eftersom ångfartyget sammanföll med den industriella revolutionen bidrog det också till industrialiseringens framväxt. Ingenjörer och uppfinnare förbättrade kontinuerligt ångmotoreffektiviteten, skrovkonstruktioner, navigationssystem och säkerhetsåtgärder. Dessa innovationer lade grunden för efterföljande generationer av fartyg och påverkade utvecklingen av marinteknik och marin arkitektur.
Ytterligare framsteg leder till att ångfartyg så småningom ersätts. Övergången till dieseldrivna fartyg – och senare containerfartyg och andra moderna fartyg – började på 1900-talet.
Den här artikeln skapades i samband med AI-teknik, sedan faktagranskad och redigerad av en HowStuffWorks-redaktör.
