stoomschip

Het stoomschip (stomer) is een door stoomkracht aangedreven vaartuig. Het krijgt aandrijfenergie door één of meerdere stoommachines (zuigerstoommachines) of stoomturbines.

Werking (stoommachineaandrijving)

De overwegend door verbranding van olie (vroeger kolen) geproduceerde stoom drukt in de cilinder op een zuiger, die via een krukasmechanisme is verbonden met een vliegwiel, en dit doet draaien. Het werkt direct op de aandrijfas van de schoepraden (bij raderboten) of propellers (bij schroefstoomboten).

De afgewerkte stoom slaat steeds in condensatoren neer, en het condensaat wordt weer naar de stoomketel geleid.

Werking (stoomturbineaandrijving)

Bij de stoomturbines met een hoog toerental, die sinds het begin van de 20ste eeuw in alle grote passagier-stoomschepen op de Noord-Atlantische route gebruikt worden, wordt de energie van de in de stoomketel geproduceerde hogedrukstoom omgezet in mechanische energie (rotatie). De stoom stroomt met een hoge snelheid uit straalpijpen op de schoepen van de turbinewielen, die trapsgewijs als hoog-, middel- en laagdrukturbine gekoppeld zijn, en brengt via tussengeschakelde vertragingsmechanismen de scheepsas en schroef tot draaien. Gedurende dit proces verliest de stoom druk en temperatuur. Hij kan dan worden omgezet in warmtekracht, en opnieuw worden gebruikt voor het voeden van de stoomketel.

Een vergelijkbare thermische krachtmachine is de gasturbine, die haar energie eveneens als draaimoment naar een as overbrengt. Bij deze vorm van aandrijving wordt lucht uit de atmosfeer aangezogen, door een compressor samengeperst, en naar een verbrandingskamer geleid. Daar verbrandt de ingespoten brandstof. De daardoor ontstane hete verbrandingsgassen drijven de turbine aan.

De schoepradaandrijving

De eerste raderstoomboten hadden een schoepradaandrijving aan de achtersteven, zodat de koers alleen door middel van een roer gewijzigd kon worden. Latere schepen beschikten daarentegen over paarsgewijs aangebrachte schoepraderen aan de zijkanten. Ze konden zowel voor- als achteruit draaien, wat het schip aanzienlijk beter manoeuvreerbaar maakte. Het beroemdst werden de “riverboats” op de Mississippi, waarvan er tegenwoordig nog maar enkele zijn.

De schoepraden bestaan uit een aantal schoepen rond een roterende middennaaf. Bij elke omwenteling van het rad werkt elk schoepblad als een peddel op het water, en drukt zo de boot naar voren.

Geschiedenis

Volgens een ontwerp van de Franse fysicus en ingenieur Denis Papin (1647-1712/14), die een stoommachine voor de scheepsaandrijving middels een zijschoeprad uitvond, bouwde de Engelse constructeur William Symington in 1802 het stoomschip met achterstevenrad “Charlotte Dundas”, dat echter al snel, na korte tijd als sleepboot op het Forth-und Clyde-kanaal in bedrijf te zijn geweest, werd opgegeven.

De Amerikaanse juwelier, kunstenaar en ingenieur Robert Fulton (1765-1815), die zich sinds 1793 eveneens met stoomschepen bezig hield, en Symingtons werk in Schotland had bezichtigd, ontwikkelde in de VS de “Clermont”, het eerste economisch bruikbare stoomschip. Het met 20 pk uitgeruste schip met zijraderen was meer dan 40 m lang en 5,5 m breed. Het voer vanaf 1807 regelmatig als lijnschip van de door Fulton opgerichte poststoomscheepslinie op de Hudson tussen New York en Albany heen en weer.

Met de uitvinding van de oppervlaktecondensator in 1830 werd het zoetwaterprobleem voor de ketel opgelost, zodat de stoomschepen als economisch transportmiddel, onafhankelijk van de wind, ook op de wereldzeeën konden varen. Het eerste schip, dat tenminste deels met stoomkracht over de Atlantische oceaan voer, was het door Fulton gebouwde stoomzeilschip “Savannah”. Het in 1918 in bedrijf genomen schip had voor zijn eerste vaart over de oceaan van New York naar Liverpool een jaar later 25 dagen nodig. De eerste overtocht zonder zeilen lukte pas in 1848 de kleine Engelse kanaalstomer “Sirius”.

In 1884 vond de Britse ingenieur Charles Algernon Parsons (1854-1931) de stoomturbine uit, een machine, die geen zuiger en geen krukasmechanisme nodig heeft, en haar vermogen direct overbrengt op een roterende as. De stapelloop van het, door Parsons geconstrueerde, eerste schip met turbineaandrijving ter wereld, “Turbinia”, vond plaats in 1897.