Lịch Sử Tàu Thủy
Phạm Văn Tuấn
Từ cuối thế kỷ 18 trở về trước, các thuyền buồm đều vận chuyển nhờ gió biển
trong khi các cơn gió lại thổi thất thường. Người ta đã nghĩ tới việc dùng một
nguồn năng lực nào không thay đổi và đủ mạnh để thay thế gió.
Cuộc Cách Mạng Kỹ Nghệ vào đầu thế kỷ 18 đã mang lại cho ngành Hàng Hải một
sản phẩm chế tạo do các nhà phát minh và kỹ thuật, đó là máy hơi nước, một
dụng cụ sinh ra động lực. Máy hơi nước đã được áp dụng vào kỹ thuật Hàng Hải
và tàu thủy ra đời.
1/ Các nhà phát minh đầu tiên.
Vào khoảng năm 1700, Newcomen đã chế ra chiếc máy “không khí” nhưng
loại máy này còn quá yếu và nặng nề, không thể áp dụng cho tàu thủy. Cũng vào
thời kỳ này, Denis Papin đã tìm cách áp dụng phát minh về máy hơi nước của ông
ta vào tàu thủy nhưng chiếc tàu làm mẫu của Papin bị các thủy thủ ganh tị phá
vỡ vào năm 1707 và Denis Papin từ bỏ việc chế tạo.
Chiếc máy hơi nước thực sự được James Watt chế ra vào khoảng năm 1770 và tại
nước Pháp, nhiều người đã tìm cách áp dụng máy hơi nước vào việc chuyển vận
trên mặt nước. Các Bá Tước Auxiron và Follenay đã làm các tàu thủy nhưng các
con tàu này đều bị chìm trên dòng sông Seine, có thể do sự phá hoại của các
thủy thủ thời đó, vì họ sợ bị thất nghiệp.
|
| Mẫu của chiếc Pyroscaphe thời 1784 được trưng bày ở National Maritime Museum, Paris |
Tới năm 1783, Bá Tước Jouffrey d’Abbans đã thành công trong việc đóng chiếc
tàu thủy Pyroscaphe và cho tàu này chạy trên sông Saone trong 15 phút trước sự
chứng kiến của hàng ngàn người quan sát. Bá Tước d’Abbans đã xin trợ giúp của
chính phủ nhưng dự án bị Hàn Lâm Viện Pháp bác bỏ vì Viện đang tài trợ các thí
nghiệm về khinh khí cầu của Montgolfier. Vì thế công trình nghiên cứu tàu thủy
của Bá Tước d’Abbans phải bỏ dở.
Cuộc nghiên cứu về cách chế tạo tàu thủy bị lãng quên tại nước Pháp thì tại
Hoa Kỳ, phần lớn các nhà tiên phong về tàu thủy bắt đầu hoạt động vì quốc gia
này gồm rất nhiều sông rộng, lại không có đường lộ và đường sắt. Máy hơi nước
vào cuối thế kỷ 18 còn cồng kềnh và chưa hoàn hảo. Chưa ai có kiến thức gì về
việc áp dụng động lực vào cách chuyển vận trên mặt nước. Các nhà phát minh chỉ
hiểu biết về cách dùng buồm và lái.
Hai người Mỹ đầu tiên được gán cho danh dự đã chế tạo các tàu thủy đầu tiên là
James Rumsey và John Fitch. James Rumsey đã cố gắng lắp một động cơ dùng hơi
nước vào một chiếc thuyền vào năm 1786 nhưng chẳng may, Rumsey đã chọn phải
một động cơ không thích hợp. Động cơ này hút nước ở trước tàu và nhả ra sau
tàu. Sau nhiều lần thử thất bại, Rumsey sang nước Anh và tại nơi này, ông ta
chế tạo một tàu thủy khác. Rumsey qua đời bất ngờ khiến cho công cuộc thí
nghiệm bị chấm dứt dù cho về sau, trong chuyến chạy thử trên giòng sông
Thames, chiếc tàu thủy của ông Rumsey đã chạy được với vận tốc 4 hải lý một
giờ.
|
|
Một chiếc tàu chở hành khách chạy bằng hơi nước, năm 1790 |
Fitch như vậy đã chiếm được địa vị độc tôn về đóng tàu thủy chạy trong các
tiểu bang New Jersey, New York, Pennsylvania, Delaware và Virginia. Vì tin
tưởng thành công nên Fitch trù tính đóng một chiếc tàu thủy lớn hơn, dài 18
mét và cũng chạy bằng hơi nước. Vào năm 1788, con tàu này được hạ thủy và cũng
thành công trong việc chở 30 hành khách chạy trên hải trình từ Philadelphia
tới Burlington. Trong khoảng thời gian này, tiền vốn của Fitch cạn dần trong
khi dân chúng lại không quan tâm đến phát minh đó. Fitch cố gắng chế tạo con
tàu thứ ba vào năm 1790. Chiếc tàu thủy này có nồi súp de tốt hơn và bộ máy
đơn giản hơn, tàu đã di chuyển trên dòng sông Delaware và được các báo chí
tại Philadelphia ca tụng. Mặc dù cách đẩy nước vụng về, con tàu này của Fitch
đã thành công về cơ khí và đã di chuyển được hơn 2,000 dậm, chở cả hành khách
lẫn hàng hóa.
Khi sắc luật về bằng sáng chế được chấp thuận vào năm 1791, Fitch được cấp
bằng phát minh về tàu thủy nhưng cũng loại bằng cấp này được cấp cho Rumsey và
Stevens trong khi đó Fitch đứng đầu về tài năng. Mặc dù bất mãn và bị túng
thiếu, Fitch vẫn tiếp tục nuôi dưỡng giấc mơ về tầu thủy. Tưởng rằng có thể
thành công hơn tại nước Pháp, Fitch xuống tầu sang Pháp vào năm 1793.
Tại nước Pháp và để chắc chắn, Fitch lại xin bằng phát minh về tàu thủy nhưng
rồi vẫn gặp vận sui. Cuộc Cách Mạng Pháp đã cản trở các cuộc thí nghiệm của
Fitch. Dù sao, Fitch cũng ảnh hưởng tới sự phát triển về tầu thủy của xứ sở
này. Fitch đã để lại các họa đồ vẽ tầu thủy cho viên Lãnh Sự Mỹ tại Paris rồi
ông này đã cho một kỹ sư trẻ tuổi kiêm họa sĩ xem. Viên kỹ sư này tên là
Robert Fulton. Trong lúc đó, Fitch trở lại Hoa Kỳ với sức khỏe mong manh. Nhà
phát minh này đã cố gắng làm cho dân chúng quan tâm về sự chuyển vận của tầu
thủy bằng cuộc triển lãm một con tầu nhỏ dùng động cơ hơi nước, nhưng dân
chúng vẫn lãnh đạm. Fitch lui về Kentucky, trở nên mất trí rồi qua năm 1798,
qua đời vì dùng quá liều thuốc phiện.
2/ Hai nhà phát minh Stevens và Fulton.
Trong khi các tàu thủy của Fitch xuôi ngược trên dòng sông Delaware, một người
đã trông thấy con tàu chạy và đã nhìn thấy khả năng vô biên của tàu thủy,
người đó là Đại Tá John Stevens. Đầu tiên, do cần có một phương tiện khứ hồi
từ nhà tại New York City tới miền đất sở hữu tại Hoboken mà Stevens quyết định
đóng lấy một chiếc tàu thủy. Stevens còn nhận ra vài chỗ nhầm lẫn trong phát
minh của Fitch, hơn nữa nhờ giàu có, Stevens dễ thực hiện những cải cách cần
thiết.
Stevens thuyết phục được người anh rể tên là Robert Livingston cùng bỏ tiền ra
đặt một động cơ hơi nước tại xưởng đúc New Jersey rồi lắp động cơ này vào một
con thuyền dài 60 feet (gần 20 mét). Lần thử vào năm 1798 gặp thất bại vì tàu
đã dùng phương pháp đẩy giống như phương cách của Rumsey. Lần thử thứ hai cũng
không thành công dù cho nhà phát minh dùng các mái chèo thẳng đứng đặt tại
đuôi tàu, giống như cách thức của Fitch. Rồi bộ máy quá nặng nề đã làm bể vỡ
con thuyền mong manh. Không lâu sau đó, Livingston lãnh nhiệm vụ làm Đại Sứ
Hoa Kỳ tại nước Pháp còn Stevens tiếp tục thí nghiệm và trở nên viên kỹ sư máy
hơi nước tài giỏi nhất Hoa Kỳ vào đầu thế kỷ 19.
|
| Động cơ hơi nước của John Stevens được lắp vào xe chạy trên bờ |
Năm 1802, Stevens lắp vào chiếc thuyền dài 8 mét một máy hơi nước nhỏ liên hợp
với một chân vịt có 4 cánh. Nhà phát minh đã dùng con tàu này để đi nhiều lần
từ New York tới Hoboken. Vài năm sau, Stevens hoàn thành một con tàu thứ hai
có hai chân vịt chuyển vận nhờ một động cơ áp suất cao do chính ông ta vẽ
kiểu. Và danh vọng tột đỉnh tới với Stevens khi ông ta đóng xong con tàu
Phoenix trong 2 năm. Con tàu này dài 31 mét, có động cơ đồ sộ. Stevens trở lại
cách đẩy tàu kiểu cũ, tức là dùng các bánh xe guồng (paddle wheels) và làm cho
chắc chắn, ông ta lại thêm hai chiếc cột để khi cần tới, có thể kéo buồm lên.
Vì danh tiếng của Fitch, Stevens không dám cho tàu chạy trong tiểu bang New
York nên đành phải cho tàu ra khơi. Chiếc Phoenix đã chạy được từ New York tới
Philadelphia bình yên. Như vậy Stevens đoạt danh dự là người đầu tiên hoàn
thành một cuộc du lịch bằng tàu thủy ra ngoài biển khơi. Nhưng thành tích này
không được nhiều người khác quan tâm vì vào thời bấy giờ, dân chúng Hoa Kỳ
đang mải chú ý tới các cuộc chạy thử tàu thủy của Robert Fulton trên dòng sông
Hudson. Trong những năm tiếp theo, Stevens chuyên về chế tạo các phà chạy bằng
máy hơi nước và cũng quan tâm cả về ngành hỏa xa.
Robert Fulton là một họa sĩ, sống vào thời kỳ đầu của máy hơi nước, vì thế
Fulton đã từ bỏ nghệ thuật để trở nên một kỹ sư đào kênh. Nhờ trông coi việc
đào kênh mà Fulton có ý tưởng về các tàu bè và cách chuyển vận dùng hơi nước.
Fulton đã nhìn thấy con tàu chạy bằng bánh xe guồng do Symington chế tạo vào
năm 1801 dùng để kéo các thuyền bè trên sông. Trong khi đó, Fulton cũng quan
tâm tới họa đồ của chiếc tàu ngầm nguyên tử Nautilus. Nhưng sau khi thất bại
vì không được chính quyền chú ý và giúp đỡ, Fulton mới quay về việc chế tạo
tàu thủy. Chính trong lúc quyết định này, Fulton gặp Livingston, tân Lãnh Sự
Hoa Kỳ tại nước Pháp mà cũng là người vừa rút tỉa được các kinh nghiệm về tàu
thủy với Stevens. Fulton cũng được xem họa đồ về chiếc tàu của Fitch khi đó
đang ở trong tay viên Lãnh Sự Hoa Kỳ này. Do đó sự cộng tác của hai người dễ
mang lại kết quả hơn.
Khởi đầu Fulton thử nghiệm các phương pháp đẩy và xem xét các kiểu vỏ tàu.
Fulton coi tàu và máy là một đơn vị chứ không phải là hai thứ riêng rẽ. Vào
năm 1803, Fulton hoàn thành con tàu dài 23 mét, rộng 2.4 mét. Con tàu bỏ
neo trên dòng sông Seine nhưng rồi bị vỡ đôi trước khi thử. Bộ máy tàu được
cứu thoát để rồi được đặt vào một vỏ tàu mới cứng cáp hơn. Cùng trong năm này,
con tàu mới được hạ thủy. Lần thử thứ nhất thành công, tàu đã di chuyển một
cách kỳ dị trên mặt nước nhờ hai bánh xe guồng đạp nước. Tuy nhiên dân chúng
chứng kiến cuộc thử vẫn coi đây là một sản phẩm mới, hơn là một bước tiến
nhiều triển vọng lớn lao.
|
| Fulton và tàu chạy bằng hơi nước |
Sự thành công này khiến cho Fulton nổi danh nhất về tàu thủy trong 4 năm liên
tiếp. Đồng thời Fulton sang nước Anh để gặp Boulton và Watt với ý định hỏi mua
động cơ hơi nước mang về Hoa Kỳ. Vào thời kỳ này tại nước Anh có luật cấm xuất
cảng loại động cơ đó, nên Fulton đã gặp khó khăn nhưng đã học được nhiều hiểu
biết về máy hơi nước.
Năm 1806, Fulton trở về Hoa Kỳ với kiến
thức rộng rãi về kênh đào, tàu ngầm và tàu thủy. Fulton bắt tay vào việc vẽ vỏ
tàu. Vào năm sau con tàu mới được lắp động cơ do Watt chế tạo. Con tàu này
trông rất xấu xí, được đặt tên là Clermont theo tên miền ruộng đất của
Livingston tại Hudson. Tàu Clermont thực ra là một sà lan phẳng đáy, thiếu tỉ
lệ về chiều dài, bộ máy tàu được đặt phía trước và làm chuyển động hai bánh xe
guồng không che phủ gồm những guồng dài 15 feet. Khi tàu chạy, nước văng ướt
khắp phần giữa tàu.
|
| Hình phác hoạ chiếc tàu ngầm Nautilus của Fulton |
Ngày 17/8/1807, 40 hành khách đã dự một cuộc du ngoạn khứ hồi từ New York tới
Albany mà không gặp một tai nạn nào. Tàu chạy được 150 dậm trong 32 giờ, như
vậy tốc độ ngược dòng của tàu là 5 dậm một giờ. Cuộc chạy thử này đã là một
điểm son trong lịch sử hàng hải và cũng chứng minh cách vận chuyển thành công
dùng máy hơi nước. Nhưng hơn hẳn nhiều nhà phát minh khác, Fulton đã cải cách
tàu thủy thành một loại tàu đẹp mắt và theo đòi hỏi của dân chúng. Trong các
lần thử sau, Fulton đã cho bao phủ các guồng nước và lập ra các phòng hành
khách có giường ngủ và dụng cụ nấu bếp. Vì thế Công Ty Tàu Thủy Trên Sông
Hudson (the Hudson River Steamboat Company) thành hình. Vào tháng 9 năm 1807,
bắt đầu có các chuyến tàu theo thời biểu và giá vé từ New York tới Albany là 7
mỹ kim. Trong các năm sau, hai con tàu thủy nữa được đóng để cung cấp các
chuyến đi hàng ngày giữa hai địa điểm này.
Trong cuộc chiến tranh 1812, Fulton được giao cho công việc đóng chiếc tàu
chiến đầu tiên. Thực ra đây là một con tàu với hai vỏ tàu đặt cạnh nhau và
bánh xe guồng được đặt ở giữa, cạnh tàu được lắp các tấm thép. Về sau con tàu
chiến này vẫn còn dở dang mặc dù chiến tranh đã chấm dứt và Fulton đã qua đời
vào năm 1815.
3/ Tàu thủy dùng chân vịt.
Trong khi tại Hoa Kỳ các nhà tiên phong đang thử nghiệm về tàu thủy thì tại
các nước khác, những tiến bộ cũng được thực hiện. Vào năm 1812, người Anh đã
khánh thành việc chuyên chở bằng tàu thủy giữa Glasgow và Helensburgh, rồi hai
năm sau nữa, 2 con tàu thủy bắt đầu xuôi ngược trên dòng sông Thames. Nhờ
Stevens và Fulton chứng tỏ khả năng của tàu thủy nên những nhà phát minh bắt
đầu tìm cách cải tiến về động cơ cũng như kiểu đóng tàu. Lúc đầu, những nhà kỹ
thuật này bị ảnh hưởng bởi họa đồ và dụng cụ của các thuyền buồm vì thế vào
lúc ban đầu, các tàu thủy đều có cột buồm và cánh buồm trong khi động cơ lại
được coi là bộ phận phụ thuộc. Guồng đạp nước vẫn còn được xử dụng, sự chứng
minh của Stevens về chân vịt đã bị người đời quên lãng.
Dần dần các cải cách cũng xuất hiện, vỏ tàu bằng gỗ được thay thế bằng sắt,
sau lại bằng thép. Các động cơ càng ngày càng mạnh hơn và có hiệu lực hơn, các
guồng nước được thay thế bằng chân vịt. Trong khi các cải tiến này đang được
thực hiện thì tàu thủy cũng tăng dần về kích thước, về khả năng chuyên chở và
tầm xa vận chuyển. Tất cả những tiến bộ này đã khiến cho ngành hàng hải xuyên
đại dương phát triển.
Cuộc vượt biển đầu tiên bằng tàu thủy được thực hiện năm 1818 do tàu buồm
Savanna chở thư từ và hàng hóa. Con tàu này đã chạy trên hải trình New York –
Le Havre. Tàu Savanna được lắp động cơ và guồng đạp nước với tính cách phụ và
trong 80 giờ chuyển vận, động cơ hơi nước đã được dùng để tăng thêm tốc độ cho
tàu.
Nhưng danh dự chính đáng về vượt đại dương bằng năng lực hoàn toàn của hơi
nước phải được dành cho con tàu Curacao, một chiếc tàu thủy Hòa Lan khởi hành
từ Rotterdam để đi tới West Indies vào năm 1827. Trong vòng 10 năm, nhiều con
tàu khác đã hoàn thành nhiều cuộc vượt biển đầy nguy hiểm và càng ngày, thời
gian di chuyển càng ít hơn. Đáng ghi nhớ nhất là thời gian kỷ lục 25 ngày vượt
biển Đại Tây Dương của con tàu Royal William, do Sammuel Cunard và các cộng sự
viên đóng xong trong vào năm 1883 tại Quebec. Những cuộc vượt biển này đã
chứng tỏ rằng tàu thủy chạy trên biển thích hợp hơn chạy trên sông, và nhiều
công ty được thành lập để đóng tàu dùng trong các chuyến đi thông thường.
Vào năm 1838, Công Ty Hàng Hải Hơi Nước Anh Mỹ (the British and American Steam
Navigation) bắt đầu hoạt động với con tàu Sirius trọng tải 703 tấn. Các động
cơ hoàn hảo hơn cũng xuất hiện dần, cho phép tàu đi được các chặng đường xa
hơn, lại chở nhiều hơn về hành khách và hàng hóa. Thời gian vượt biển cũng
được thu ngắn và kỷ lục là 15 ngày với con tàu Great Western, trọng tải 1440
tấn, do công ty Cunard Line thành lập năm 1840.
.jpg)
|
| Chiếc tàu Sirius |
Mặc dù vào thời kỳ này, vận tốc của tàu đã đạt được 9 hải lý một giờ nhờ các
động cơ mạnh hơn, phần lớn các con tàu thủy vẫn dùng buồm để lợi dụng sự xuôi
gió. Trong khi bánh xe guồng chứng tỏ sự thích hợp trong việc xử dụng trên
sông hồ thì người ta lại thấy cách đẩy này không hiệu quả và bất tiện với loại
tàu thủy đi biển. Trước đó nhiều năm, chân vịt đã được dùng tại con tàu
Clermont chạy trên sông Hudson. Năm 1836, chân vịt đã được hai nhà phát minh
cầu chứng tại hai nơi riêng biệt: đó là hai ông F. P. Smith người Anh và John
Ericsson người Thụy Điển, quốc tịch Hoa Kỳ. Nhiều cuộc thí nghiệm với những
con tàu nhỏ lắp chân vịt đã chứng tỏ rằng khi dùng chân vịt con tàu vừa có
thêm sức mạnh, vừa tiết kiệm được nhiên liệu hơn dùng bánh xe guồng.
Thực ra, ưu điểm về chân vịt chỉ được chứng tỏ khi có con tàu Great Britain hạ
thủy tại Bristol vào năm 1844. Đây là một con tàu lớn, dài 96 mét và trọng tải
3,440 tấn. Tàu được trang bị động cơ 4 xy-lanh 200 mã lực nên đã chạy với tốc
độ 12 hải lý một giờ. Ngoài việc xử dụng tới chân vịt, vỏ tàu lại được đóng
bằng sắt, tất cả những ưu điểm này đã khiến cho con tàu mang danh hiệu “cách
mạng”.
Từ năm 1856, các con tàu thủy của Hoa Kỳ vẫn còn dùng bánh xe guồng. 9 năm về
trước, hai con tàu Herman và Washington trọng tải 1850 tấn đã được cho chạy
giữa Bremen và New York, rồi vài năm sau lại có thêm hải lộ New York – Le
Havre. Các đội tàu biển bằng gỗ và dùng guồng được thành hình, lúc đầu nhận
được tiền trợ cấp của chính phủ nhưng sau nhiều tai nạn, tiền trợ cấp bị khước
từ. Khi các tàu thủy đóng bằng gỗ và dùng guồng biến dần trên Đại Tây Dương
thì làn sóng di dân sang châu Mỹ tăng lên. Vì thế bắt đầu từ năm 1850, nhiều
con tàu tân tiến được đóng cho các công ty North German Lloyd,
Hamburg-American Lines, British-Inman Line và Cunard Line để chở một số đông
hành khách. Những con tàu này có vỏ bằng sắt và đều dùng chân vịt.
Một biến cố lớn lao nhất trong lịch sử đóng tàu là sự chế tạo thất bại của con
tàu Great Eastern. Con tàu này được đóng để giao thương với châu Úc và Viễn
Đông nên được lấy mẫu căn cứ vào con tàu Great Britain. Tàu Great Eastern dài
hơn 180 mét, trọng tải 18,900 tấn và để cho chắc chắn về sức đẩy, tàu dùng cả
bánh xe guồng vận chuyển do một động cơ 3,400 mã lực cùng với chân vịt quay
bởi một động cơ khác mạnh 4,800 mã lực. Tàu được hạ thủy vào năm 1851 nhưng bị
mắc cạn ngay khi chạm nước. Công ty đóng tàu bị phá sản. Rồi con tàu này được
bán đi để chạy trên Đại Tây Dương nhưng đây là điều không thích hợp khi con
tàu trải dây cáp qua đại dương.
Càng ngày các nhà kỹ thuật càng tìm cách cải tiến tàu thủy, làm sao tiết kiệm
được nhiên liệu và tăng thêm sức mạnh. Từ năm 1854, động cơ kép được áp dụng
vào tàu thủy. Chân vịt kép cũng được dùng từ năm 1862 rồi tới loại chân vịt 3
lớp và 4 lớp.
|
| Động cơ turbine đầu tiên của Sir Charles Algernon Parsons |
Sau khi Sir Charles Algernon Parsons phát minh ra động cơ turbine, thì con tàu
đầu tiên được lắp loại động cơ này là Turbinia. Con tàu này được đóng tại
xưởng Clyde vào năm 1894 và đã chạy với vận tốc 34 hải lý một giờ. Năm 1905,
con tàu Carmania trọng tải 19,000 tấn được lắp động cơ turbine. Sự thành công
về loại động cơ này khiến cho người ta đóng tiếp hai con tàu biển nữa là
Mauretania và Lusitania. Tàu Mauretania trọng tải 31,900 tấn, có động cơ
turbine 68,000 mã lực và chân vịt 4 lớp, đã đạt được tới vận tốc 25 hải lý một
giờ. Con tàu xuyên đại dương này đã giữ kỷ lục trong 22 năm liền.
|
| Chiếc tàu Augustus |
Từ năm 1930, động cơ diesel được dùng cho hầu hết các con tàu thủy và mặc dù
không còn khói như trước kia, ống khói cổ truyền trên tàu vẫn không bị bỏ hẳn
vì còn được dùng vào việc làm thoát hơi vào trong không khí.
Phạm Văn Tuấn
Tài liệu tham khảo: Wikipedia.org.; Britannica Encyclopedia.
Post a Comment