باخرة

السفينة البخارية ، أو الباخرة ، هي نوع من السفن التي تعمل بالبخار ، وعادةً ما تكون قادرة على الإبحار في المحيطات ، وتُدفع بواسطة محرك بخاري واحد أو أكثر ^{[ 1 ]} يقوم عادةً بتحريك مراوح أو عجلات مجدافية . دخلت أولى السفن البخارية حيز الاستخدام العملي خلال أوائل القرن التاسع عشر؛ ومع ذلك، كانت هناك استثناءات سبقتها.

تستخدم السفن البخارية عادةً البادئة "PS" للسفن ذات العجلات المجدافية ، أو "SS" للسفن ذات المروحة (التي تستخدم مروحة أو مروحة دافعة). ومع تراجع شيوع السفن ذات العجلات المجدافية، يظن الكثيرون خطأً أن "SS" تعني "سفينة بخارية". أما السفن التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي فتستخدم بادئة مثل "MV" للسفن الآلية ، لذا فليس من الصحيح استخدام "SS" لمعظم السفن الحديثة.

مع انخفاض اعتماد السفن البخارية على أنماط الرياح، انفتحت طرق تجارية جديدة. وقد وُصفت السفينة البخارية بأنها "محرك رئيسي للموجة الأولى من عولمة التجارة ( 1870-1913)" ومساهم في "زيادة غير مسبوقة في التجارة الدولية في تاريخ البشرية". ^{[ 2 ]}

سبقت السفن البخارية سفن أصغر تُسمى القوارب البخارية ، والتي ابتكرها دينيس بابين في النصف الأول من القرن الثامن عشر ، ^{[ 3 ] [ 4 ]} وكان أول قارب بخاري عامل، وهو قارب ذو عجلات مجدافية ، هو "بيروسكاف" عام 1783. وبمجرد إتقان تقنية البخار على هذا المستوى، تم تركيب محركات البخار على سفن أكبر، وأصبحت في نهاية المطاف قادرة على الإبحار في المحيطات. وبفضل موثوقيتها، واعتمادها على المراوح بدلاً من العجلات المجدافية، غيّرت هذه التقنية تصميم السفن لتوفير دفع أسرع وأكثر اقتصادية.

أصبحت العجلات المجدافية مصدر الدفع الرئيسي في هذه السفن المبكرة. كانت وسيلة فعالة للدفع في الظروف المثالية، ولكنها كانت تعاني من عيوب خطيرة في غير ذلك. كان أداء العجلة المجدافية في أفضل حالاته عند تشغيلها على عمق معين، ولكن عندما يتغير عمق السفينة نتيجة زيادة الوزن، فإنها تغمر العجلة المجدافية أكثر، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في الأداء. ^{[ 5 ]}

في غضون بضعة عقود من تطوير السفن البخارية النهرية والقنواتية، بدأت أولى السفن البخارية بعبور المحيط الأطلسي . وكانت أول سفينة بخارية بحرية هي سفينة ريتشارد رايت البخارية الأولى، إكسبيرمنت، وهي سفينة شراعية فرنسية سابقة ؛ وقد أبحرت من ليدز إلى يارموث في يوليو 1813. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

كانت أول سفينة بخارية حديدية تبحر في البحر هي سفينة آرون مانبي التي تزن 116 طنًا ، والتي بناها آرون مانبي عام 1821 في مصانع هورسلي للحديد ، وأصبحت أول سفينة حديدية تبحر عندما عبرت القناة الإنجليزية عام 1822، ووصلت إلى باريس في 22 يونيو. ^{[ 8 ]} نقلت السفينة الركاب والبضائع إلى باريس عام 1822 بسرعة متوسطة بلغت 8 عقد (9.2 ميل في الساعة؛ 15 كم/ساعة) .  

عبرت السفينة الأمريكية إس إس سافانا  المحيط الأطلسي لأول مرة، ووصلت إلى ليفربول، إنجلترا، في 20 يونيو 1819، على الرغم من أن معظم الرحلة كانت في الواقع باستخدام الشراع. ويُعتقد أن أول سفينة قامت برحلة عبر المحيط الأطلسي باستخدام قوة البخار بشكل أساسي كانت كوراساو ، وهي سفينة خشبية بريطانية الصنع مملوكة لهولندا، تزن 438 طنًا، بُنيت في دوفر ، وتعمل  بمحركين بقوة 50 حصانًا لكل منهما، وقد عبرت من هيليفوتسلاوس ، بالقرب من روتردام ، في 26  أبريل 1827 إلى باراماريبو ، سورينام، في 24  مايو، حيث أمضت 11 يومًا في الإبحار بالبخار في الذهاب، وأيامًا أخرى في العودة. ومن السفن الأخرى التي يُزعم أنها عبرت المحيط الأطلسي باستخدام قوة البخار، السفينة الكندية إس إس رويال ويليام  في عام 1833. ^{[ 9 ]}

كانت أول سفينة بخارية مصممة خصيصًا لعبور المحيط الأطلسي بانتظام هي السفينة البخارية البريطانية ذات العجلات الجانبية SS Great Western  التي بناها إيسامبارد كينغدوم برونيل في عام 1838، والتي دشنت عصر سفن الركاب العابرة للمحيط الأطلسي .

 ^{كانت السفينة} إس إس أرخميدس ، التي بُنيت في بريطانيا عام 1839 على يد فرانسيس بيتيت سميث ، أول سفينة بخارية ^في العالم ^تعمل بمروحة لولبية للإبحار في المياه المفتوحة. كان لها تأثير كبير على تطوير السفن، حيث شجعت البحرية الملكية على اعتماد الدفع اللولبي ، بالإضافة إلى تأثيرها على السفن التجارية. أما أول سفينة بخارية تعمل بمروحة لولبية تم إدخالها إلى أمريكا فكانت على متن سفينة بناها توماس كلايد عام 1844، وتلتها العديد من السفن والخطوط الملاحية الأخرى.

كان الابتكار الرئيسي الذي جعل السفن البخارية العابرة للمحيطات مجدية هو التحول من عجلة التجديف إلى المروحة اللولبية كآلية للدفع. وسرعان ما اكتسبت هذه السفن البخارية شعبية واسعة، لأن كفاءة المروحة كانت ثابتة بغض النظر عن العمق الذي تعمل فيه. وبفضل صغر حجمها وكتلتها، وكونها مغمورة بالكامل، كانت أقل عرضة للتلف.

يُنسب الفضل على نطاق واسع إلى جيمس وات من اسكتلندا في تطبيق أول مروحة لولبية على محرك في مصنعه في برمنغهام ، وهو محرك بخاري مبكر ، مما أدى إلى بدء استخدام المروحة الهيدروديناميكية للدفع.

اعتمد تطوير الدفع اللولبي على الابتكارات التكنولوجية التالية.

كان لا بد من تصميم محركات البخار بحيث يتم توليد الطاقة من أسفل الآلة، لتوفير دفع مباشر لعمود المروحة . أما محركات السفن البخارية ذات المجاديف، فتدير عمودًا يقع فوق خط الماء، بينما تقع الأسطوانات أسفل هذا العمود. استخدمت السفينة إس إس غريت بريتن  نظام نقل الحركة بالسلسلة لنقل الطاقة من محرك المجداف إلى عمود المروحة، وذلك نتيجة لتغيير تصميمي لاحق في نظام الدفع بالمروحة.

كان من الضروري وجود أنبوب مؤخرة فعال ومحامل مرتبطة به. يحتوي أنبوب المؤخرة على عمود المروحة عند مروره عبر هيكل السفينة، ويجب أن يوفر نقلًا سلسًا للطاقة من عمود المروحة. يجب أن يمنع تصميم هيكل السفينة وأنبوب المؤخرة أي انحناء قد يؤدي إلى ثني العمود أو التسبب في تآكل غير متساوٍ. يحتوي الطرف الداخلي على صندوق حشو يمنع دخول الماء إلى هيكل السفينة على طول الأنبوب. صُنعت بعض أنابيب المؤخرة المبكرة من النحاس الأصفر، وكانت تعمل كمحمل مُشحم بالماء على طولها بالكامل. في حالات أخرى، تم تركيب جلبة طويلة من معدن لين في الطرف الخلفي لأنبوب المؤخرة. تعطل هذا التصميم في أول رحلة عبر المحيط الأطلسي للسفينة إس إس غريت إيسترن  ، مما أدى إلى تآكل غير متساوٍ كبير جدًا. تم حل المشكلة باستخدام محمل مُشحم بالماء مصنوع من خشب الحياة ، والذي تم تسجيل براءة اختراعه عام 1858. أصبح هذا التصميم ممارسة قياسية ولا يزال يُستخدم حتى اليوم.

بما أن قوة الدفع اللولبية تُنقل عبر العمود، فإن محمل الدفع ضروري لنقل هذا الحمل إلى هيكل السفينة دون احتكاك مفرط. كانت السفينة إس إس غريت بريتن   مزودة بلوحة من البرونز قطرها قدمان في الطرف الأمامي للعمود، والتي كانت تلامس لوحة فولاذية مثبتة على قواعد المحرك. وكان يُحقن الماء بضغط 200 رطل لكل بوصة مربعة بين هذين السطحين لتزييتهما وفصلهما. لم يكن هذا الترتيب كافيًا لقوى المحركات العالية، فأصبحت محامل الدفع "الطوقية" المُزيتة معيارًا منذ أوائل خمسينيات القرن التاسع عشر. وفي بداية القرن العشرين، حلت محلها محامل الوسادة العائمة التي تُكوّن تلقائيًا طبقات من الزيت قادرة على تحمل ضغوط تصل إلى 500 رطل لكل بوصة مربعة أو أكثر. ^{[ 10 ]}

كانت السفن البخارية تُسمى ببادئة تُشير إلى نوع مراوحها، أي ذات مروحة واحدة، أو مروحتين، أو ثلاث مراوح. مثال: سفينة بخارية ذات مروحة واحدة SS ، سفينة بخارية ذات مروحتين TSS ، سفينة بخارية ذات ثلاث مراوح TrSS . أما السفن التي تعمل بالتوربينات البخارية فكانت تُسمى بالبادئة TS . في المملكة المتحدة، كانت البادئة RMS، اختصارًا لـ Royal Mail Steamship، تُلغي البادئة الخاصة بنوع المروحة. ^{[ 11 ]}

كانت السفينة الأمريكية "إس إس سافانا"  أول سفينة بخارية تُنسب إليها رحلة عبور المحيط الأطلسي بين أمريكا الشمالية وأوروبا ، على الرغم من أنها كانت في الواقع مزيجًا بين سفينة بخارية وسفينة شراعية، حيث استخدمت محركها البخاري في النصف الأول من الرحلة. غادرت "سافانا " ميناء سافانا، جورجيا ، الولايات المتحدة الأمريكية، في 22  مايو 1819، ووصلت إلى ليفربول ، إنجلترا، في 20  يونيو 1819؛ وكان محركها البخاري قيد التشغيل لجزء من الوقت على مدار 18 يومًا (تتراوح التقديرات بين 8 و80 ساعة). ^{[ 12 ]} من بين السفن التي يُزعم أنها أول سفينة قامت برحلة عبر المحيط الأطلسي باستخدام قوة البخار بشكل أساسي، سفينة كوراساو ، وهي سفينة خشبية تزن 438 طنًا، بُنيت في دوفر، وتعمل  بمحركين بقوة 50 حصانًا لكل منهما. وقد عبرت السفينة من هيليفوتسلاوس ، بالقرب من روتردام ، في 26  أبريل 1827 إلى باراماريبو ، سورينام، في 24  مايو، وقضت 11 يومًا تعمل بالبخار في الذهاب، ومدة أطول في العودة. ومن بين السفن الأخرى التي يُزعم أنها قامت بهذه الرحلة، السفينة الكندية إس إس رويال ويليام  عام 1833. ^{[ 13 ]}

كانت السفينة البخارية البريطانية ذات العجلات الجانبية "إس إس غريت ويسترن"  أول سفينة بخارية تُبنى خصيصًا للرحلات المنتظمة عبر المحيط الأطلسي، بدءًا من عام 1838. في عام 1836، أسس إيزامبارد كينغدوم برونيل ومجموعة من مستثمري بريستول شركة "غريت ويسترن ستيمشيب" لبناء خط من السفن البخارية لخط بريستول-نيويورك. ^{[ 14 ]} كانت فكرة الخدمة المنتظمة عبر المحيط الأطلسي قيد المناقشة من قبل عدة مجموعات، وفي الوقت نفسه، تأسست شركة "بريتيش آند أمريكان ستيم نافيجيشن" المنافسة. ^{[ 15 ]} أثار تصميم "غريت ويسترن" جدلًا من النقاد الذين زعموا أنها كبيرة جدًا. ^{[ 14 ]} كان المبدأ الذي فهمه برونيل هو أن سعة حمولة الهيكل تزداد مع مكعب أبعاده، بينما تزداد مقاومة الماء فقط مع مربع أبعاده. هذا يعني أن السفن الكبيرة أكثر كفاءة في استهلاك الوقود، وهو أمر بالغ الأهمية للرحلات الطويلة عبر المحيط الأطلسي. ^{[ 16 ]}

كانت السفينة "غريت ويسترن" باخرة ذات عجلات جانبية خشبية وهيكل حديدي، مزودة بأربعة صواري لرفع الأشرعة المساعدة. لم تقتصر وظيفة هذه الأشرعة على توفير قوة دفع إضافية، بل استُخدمت أيضًا في البحار الهائجة للحفاظ على توازن السفينة وضمان بقاء عجلتيها في الماء، مما يُسهم في سيرها في خط مستقيم. بُني هيكل السفينة من خشب البلوط بالطرق التقليدية. كانت "غريت ويسترن" أكبر سفينة بخارية لمدة عام، حتى دخلت السفينة البريطانية الأمريكية "بريتيش كوين" الخدمة. بُنيت السفينة في حوض بناء السفن "باترسون آند ميرسر" في بريستول، ودُشّنت في 19 يوليو 1837، ثم أبحرت إلى لندن، حيث زُوّدت بمحركين بخاريين جانبيين من شركة "مودسلي، سونز آند فيلد" ، بقوة إجمالية تبلغ 750 حصانًا . ^{[ 14 ]} أثبتت السفينة كفاءتها في الخدمة، وبدأت بذلك خط الملاحة عبر المحيط الأطلسي، لتصبح نموذجًا لجميع السفن البخارية ذات العجلات الجانبية التي أبحرت عبر المحيط الأطلسي لاحقًا.

بدأت سفينة RMS Britannia التابعة لشركة Cunard Line أولى رحلاتها المنتظمة لنقل الركاب والبضائع بواسطة سفينة بخارية في عام 1840، حيث أبحرت من ليفربول إلى بوسطن. ^{[ 17 ]} 

في عام 1845، أصبحت السفينة الثورية إس إس غريت بريتن  ، التي بناها برونيل أيضًا، أول سفينة ذات هيكل حديدي تعمل بمحرك لولبي تعبر المحيط الأطلسي. ^{[ 18 ]} وكانت إس إس غريت بريتن أول سفينة تجمع بين هذين الابتكارين. بعد النجاح الأولي لسفينتها الأولى، إس إس غريت ويسترن،  التي بُنيت عام 1838، جمعت شركة غريت ويسترن للملاحة البخارية نفس الفريق الهندسي الذي تعاون بنجاح كبير من قبل. ولكن هذه المرة، فرض برونيل، الذي كانت سمعته في أوجها، سيطرته الكاملة على تصميم السفينة، وهو وضع ستكون له عواقب بعيدة المدى على الشركة. تم بناء السفينة في حوض جاف مُجهز خصيصًا في بريستول ، إنجلترا. ^{[ 19 ]}

أُتيحت لبرونيل فرصة معاينة سفينة جون ليرد ، رينبو ، التي يبلغ طولها 65 مترًا (213 قدمًا) والمخصصة لعبور القناة الإنجليزية، والتي كانت آنذاك أكبر سفينة ذات هيكل حديدي في الخدمة، وذلك في عام 1838، وسرعان ما اقتنع بتقنية الهياكل الحديدية. تخلى عن خططه لبناء سفينة خشبية وأقنع مديري الشركة ببناء سفينة ذات هيكل حديدي. ^{[ 20 ]} تضمنت مزايا الحديد أنه أرخص بكثير من الخشب، ولا يتعرض للعفن الجاف أو سوس الخشب ، بالإضافة إلى قوته الهيكلية الأكبر بكثير. يبلغ الحد العملي لطول السفينة ذات الهيكل الخشبي حوالي 90 مترًا (300 قدم)، وبعد ذلك يصبح تقوس الهيكل - أي انحناء الهيكل عند مرور الأمواج تحته - كبيرًا جدًا. أما الهياكل الحديدية فهي أقل عرضة للتقوس، مما يجعل الحجم المحتمل للسفن ذات الهياكل الحديدية أكبر بكثير. ^{[ 21 ]} 

في ربيع عام 1840، أتيحت لبرونيل فرصة معاينة السفينة إس إس أرخميدس  ، أول سفينة بخارية تعمل بمروحة، والتي أنجزتها شركة بروبيلر ستيمشيب التابعة لـ إف بي سميث قبل بضعة أشهر فقط . كان برونيل يبحث في طرق لتحسين أداء عجلات التجديف في سفينة غريت بريتن ، وأبدى اهتمامًا فوريًا بهذه التقنية الجديدة، وشعر سميث بأن شركته ستضم عميلًا جديدًا مرموقًا، فوافق على إعارة أرخميدس لبرونيل لإجراء اختبارات مطولة. ^{[ 20 ]} على مدى عدة أشهر، اختبر سميث وبرونيل عددًا من المراوح المختلفة على أرخميدس للعثور على التصميم الأكثر كفاءة، وهو نموذج رباعي الشفرات قدمه سميث. ^{[ 20 ]} عند إطلاقها عام 1843، كانت غريت بريتن أكبر سفينة عائمة آنذاك.

كان آخر مشروع رئيسي لبرونيل، السفينة إس إس غريت إيسترن  ، التي بُنيت بين عامي 1854 و1857 بهدف ربط بريطانيا العظمى بالهند عبر رأس الرجاء الصالح ، دون أي توقفات للتزود بالفحم. ويمكن القول إن هذه السفينة كانت أكثر ثورية من سابقاتها. فقد كانت من أوائل السفن التي بُنيت بهيكل مزدوج مع حجرات محكمة الإغلاق، وكانت أول سفينة ركاب مزودة بأربعة مداخن. وكانت أكبر سفينة ركاب طوال ما تبقى من القرن التاسع عشر، بحمولة إجمالية تقارب 20,000 طن، وقدرة استيعابية تصل إلى آلاف الركاب. كانت السفينة سابقة لعصرها، ومرت بتاريخ مضطرب، ولم تُستخدم قط للغرض الذي صُممت من أجله. أما أول باخرة عابرة للمحيط الأطلسي مصنوعة من الفولاذ فكانت إس إس بوينس آيرس  ، التي بنتها شركة آلان لاين رويال ميل ستيمرز، ودخلت الخدمة عام 1879.

بدأت أول خدمة منتظمة للسفن البخارية من الساحل الشرقي إلى الساحل الغربي للولايات المتحدة في 28 فبراير 1849، بوصول السفينة إس إس كاليفورنيا  إلى خليج سان فرانسيسكو . غادرت كاليفورنيا ميناء نيويورك في 6  أكتوبر 1848، والتفت حول رأس هورن عند طرف أمريكا الجنوبية، ووصلت إلى سان فرانسيسكو، كاليفورنيا، بعد رحلة استغرقت أربعة أشهر و21 يومًا. أما أول سفينة بخارية تعمل في المحيط الهادئ فكانت الباخرة ذات العجلات المجدافية بيفر ، التي أُطلقت عام 1836 لخدمة مراكز شركة خليج هدسون التجارية بين بيوجت ساوند في واشنطن وألاسكا . ^{[ 22 ]}

كان المسار الأكثر صعوبةً للسفن البخارية هو من بريطانيا أو الساحل الشرقي للولايات المتحدة إلى الشرق الأقصى . المسافة من أيٍّ منهما متقاربة، تتراوح بين 14000 و15000 ميل بحري (26000 إلى 28000 كيلومتر؛ 16000 إلى 17000 ميل) ، مرورًا بالمحيط الأطلسي، ثم حول الطرف الجنوبي لأفريقيا، وعبر المحيط الهندي . ^{[ 23 ]} قبل عام 1866، لم تكن أي سفينة بخارية قادرة على حمل كمية كافية من الفحم للقيام بهذه الرحلة مع توفير مساحة كافية لحمل شحنة تجارية.  

تبنت شركة الملاحة البخارية بين شبه الجزيرة والشرق (P&O) حلاً جزئياً لهذه المشكلة، باستخدام قسم بري بين الإسكندرية والسويس ، مع خطوط ملاحية بخارية متصلة على طول البحر الأبيض المتوسط ​​ثم عبر البحر الأحمر . ورغم أن هذا الحل كان مناسباً لنقل الركاب وبعض البضائع ذات القيمة العالية، إلا أن الملاحة الشراعية ظلت الحل الوحيد تقريباً لجميع التجارة بين الصين وأوروبا الغربية أو الساحل الشرقي لأمريكا. وكان الشاي أبرز هذه البضائع ، والذي كان يُنقل عادةً على متن سفن شراعية سريعة . ^{[ 24 ]}

كان الحل الجزئي الآخر هو السفينة البخارية المساعدة - وهي سفينة مزودة بمحرك بخاري، ولكنها مجهزة أيضًا كسفينة شراعية. وكان يُستخدم المحرك البخاري فقط عندما تكون الظروف غير مناسبة للإبحار - في حالة الرياح الخفيفة أو المعاكسة. وقد بُنيت بعض هذه السفن (مثل سفينة إيرل كينج ) بمراوح يمكن رفعها فوق سطح الماء لتقليل مقاومة الماء عند الإبحار بالأشرعة فقط. وقد واجهت هذه السفن صعوبة في تحقيق النجاح على الطريق إلى الصين، حيث شكلت الحبال الثابتة المطلوبة للإبحار عائقًا عند الإبحار عكس اتجاه الرياح، وخاصة الرياح الموسمية الجنوبية الغربية عند العودة محملة بشحنة من الشاي الجديد. ^{[ 25 ]} وعلى الرغم من أن السفن البخارية المساعدة استمرت في المنافسة في تجارة الشرق الأقصى لبضع سنوات (وكانت سفينة إيرل كينج هي التي حملت أول شحنة من الشاي عبر قناة السويس )، إلا أنها سرعان ما انتقلت إلى طرق أخرى.

كان المطلوب تحسينًا كبيرًا في كفاءة استهلاك الوقود. فبينما سُمح بتشغيل غلايات محركات البخار على اليابسة بضغوط عالية، لم يسمح مجلس التجارة (بموجب قانون الملاحة التجارية لعام 1854 ) للسفن بتجاوز ضغط 20 أو 25 رطلًا لكل بوصة مربعة (140 أو 170 كيلو باسكال) . كانت المحركات المركبة مصدرًا معروفًا لتحسين الكفاءة، ولكنها لم تُستخدم عمومًا في البحر نظرًا لانخفاض الضغوط المتاحة. كانت سفينة كارناتيك (1863) ، التابعة لشركة بي آند أو، مزودة بمحرك مركب، وحققت كفاءة أفضل من السفن الأخرى في ذلك الوقت. عملت غلاياتها بضغط 26 رطلًا لكل بوصة مربعة (180 كيلو باسكال)، ولكنها اعتمدت على كمية كبيرة من التسخين الفائق . ^{[ 24 ]}  

قام ألفريد هولت ، الذي انخرط في هندسة السفن وإدارتها بعد فترة تدريب في هندسة السكك الحديدية، بتجربة ضغوط غلايات تصل إلى 60 رطلاً لكل بوصة مربعة (410 كيلو باسكال) في سفينة كليتور . تمكن هولت من إقناع مجلس التجارة بالسماح بهذه الضغوط، وبالشراكة مع شقيقه فيليب، أطلق سفينة أجاممنون عام 1865. صمم هولت محركًا مركبًا صغير الحجم بشكل خاص، واهتم كثيرًا بتصميم هيكل السفينة، مما أدى إلى إنتاج هيكل خفيف وقوي وسهل القيادة. ^{[ 24 ]} 

بفضل كفاءة تصميم هولت لضغط الغلاية والمحرك المركب وهيكل السفينة، تمكنت السفينة من الإبحار بسرعة 10 عقدة باستخدام 20 طنًا من الفحم يوميًا. وقد وفر هذا الاستهلاك للوقود ما بين 14 و23 طنًا يوميًا مقارنةً بالسفن البخارية الأخرى في ذلك الوقت. لم يقتصر الأمر على تقليل كمية الفحم اللازمة لقطع مسافة معينة، بل انخفض أيضًا عدد رجال الإطفاء المطلوبين لتشغيل الغلايات، مما أدى إلى خفض تكاليف الطاقم ومساحة إقامتهم. استطاعت سفينة أجاممنون الإبحار من لندن إلى الصين مع توقف للتزود بالفحم في موريشيوس ذهابًا وإيابًا، بزمن إبحار أقل بكثير من السفن الشراعية المنافسة. كان هولت قد طلب بالفعل سفينتين شقيقتين لأجاممنون قبل عودتها من رحلتها الأولى إلى الصين عام 1866، حيث شغّل هاتين السفينتين في شركة بلو فانل لاين حديثة التأسيس . وسرعان ما قام منافسوه بتقليد أفكاره لتصميم سفنهم الجديدة. ^{[ 24 ]}

أدى افتتاح قناة السويس عام 1869 إلى توفير مسافة تُقدّر بنحو 3250 ميلًا بحريًا (6020 كم؛ 3740 ميلًا) على الطريق من الصين إلى لندن. ^{[ ب ]} لم تكن القناة خيارًا عمليًا للسفن الشراعية، إذ كان استخدام القاطرات صعبًا ومكلفًا، وبالتالي لم يكن هذا التوفير في المسافة متاحًا لها. ^{[ 24 ]} سارعت السفن البخارية إلى استخدام هذا الممر المائي الجديد، ووجدت نفسها مطلوبة بشدة في الصين مع بداية موسم الشاي عام 1870. تمكنت السفن البخارية من الحصول على معدل شحن أعلى بكثير من السفن الشراعية، وكان قسط التأمين على البضائع أقل. وقد حققت السفن البخارية نجاحًا كبيرًا في استخدام قناة السويس، لدرجة أنه في عام 1871، تم بناء 45 سفينة بخارية في أحواض بناء السفن في كلايد وحدها للتجارة مع الشرق الأقصى. ^{[ 23 ]}  

خلال سبعينيات القرن التاسع عشر، تعايشت السفن البخارية ذات المحركات المركبة والسفن الشراعية في توازن اقتصادي: إذ كانت تكاليف تشغيل السفن البخارية لا تزال مرتفعة للغاية في بعض المهن، لذا كان الإبحار الشراعي الخيار التجاري الوحيد في كثير من الحالات. كان المحرك المركب، الذي يُمدد فيه البخار مرتين في أسطوانتين منفصلتين، لا يزال يعاني من أوجه قصور. وكان الحل هو محرك التمدد الثلاثي، الذي يُمدد فيه البخار تباعًا في أسطوانة ذات ضغط عالٍ، ثم ضغط متوسط، ثم ضغط منخفض. ^{[ 28 ] : 89 [ 29 ] : 106-111}

طُورت هذه النظرية في خمسينيات القرن التاسع عشر على يد جون إلدر ، ولكن كان من الواضح أن محركات التمدد الثلاثي تحتاج إلى بخار بضغوط عالية جدًا وفقًا لمعايير ذلك الوقت. لم تكن تقنية الغلايات الموجودة آنذاك قادرة على توفير ذلك. لم يكن الحديد المطاوع قادرًا على توفير القوة اللازمة لتحمل هذه الضغوط العالية. أصبح الفولاذ متوفرًا بكميات أكبر في سبعينيات القرن التاسع عشر، ولكن جودته كانت متفاوتة. تم تحسين التصميم العام للغلايات في أوائل ستينيات القرن التاسع عشر، مع ظهور غلايات من النوع الاسكتلندي - ولكن في ذلك الوقت، كانت هذه الغلايات لا تزال تعمل بالضغوط المنخفضة السائدة آنذاك. ^{[ 29 ] : 106-111}

كانت سفينة بروبونتيس (التي أُطلقت عام 1874) أول سفينة تُجهز بمحركات ثلاثية التمدد . زُوّدت بمراجل تعمل بضغط 150 رطلًا لكل بوصة مربعة (1000 كيلو باسكال) ، إلا أن هذه المراجل واجهت مشاكل فنية، ما استدعى استبدالها بمراجل تعمل بضغط 90 رطلًا لكل بوصة مربعة (620 كيلو باسكال) . وقد أدى ذلك إلى تدهور كبير في الأداء. ^{[ 29 ] : 106-111}  

أُجريت بعض التجارب الإضافية قبل أن تدخل السفينة إس إس أبردين (1881)   الخدمة على خط الملاحة بين بريطانيا وأستراليا. صُمم محركها ثلاثي التمدد على يد الدكتور إيه سي كيرك، المهندس الذي طور آلات السفينة بروبونتيس . تميزت السفينة باستخدام غلايتين فولاذيتين مزدوجتي الأطراف من النوع الاسكتلندي، تعملان بضغط 860 كيلو باسكال (125 رطلًا لكل بوصة مربعة) . احتوت هاتان الغلايتان على أفران مموجة حاصلة على براءة اختراع، تغلبت على مشكلتي نقل الحرارة والقوة الكافية لتحمل ضغط الغلاية. حققت أبردين نجاحًا باهرًا، إذ بلغ استهلاكها للوقود في التجارب، عند قدرة 1800 حصان ، 0.58 كيلوغرام من الفحم لكل حصان. مثّل هذا انخفاضًا في استهلاك الوقود بنحو 60% مقارنةً بسفينة بخارية نموذجية بُنيت قبل عشر سنوات. أثناء الخدمة، تُرجم هذا إلى استهلاك أقل من 40 طنًا من الفحم يوميًا عند الإبحار بسرعة 24 كيلومترًا في الساعة (13 عقدة ؛ 15 ميلًا في الساعة) . ^{[ ج ]} استغرقت رحلتها الأولى إلى ملبورن 42 يومًا، مع توقف واحد للتزود بالفحم، حاملةً 4000 طن من البضائع. ^{[ 29 ] : 106-111 [ 28 ] : 89}    

دخلت سفن أخرى مماثلة الخدمة بسرعة خلال السنوات القليلة التالية. وبحلول عام 1885، بلغ ضغط الغلاية المعتاد 150 رطلاً لكل بوصة مربعة (1000 كيلو باسكال) ، وتم طلب جميع السفن البخارية العابرة للمحيطات تقريبًا بمحركات ثلاثية التمدد. وفي غضون بضع سنوات، كانت المنشآت الجديدة تعمل بضغط 200 رطل لكل بوصة مربعة (1400 كيلو باسكال) . وكانت سفن الشحن البخارية التي عملت في نهاية ثمانينيات القرن التاسع عشر قادرة على الإبحار بسرعة 9 عقد (17 كم/ساعة؛ 10 ميل/ساعة) باستهلاك وقود يبلغ 0.5 أونصة (14 غرامًا) من الفحم لكل طن ميل مقطوع. هذا المستوى من الكفاءة مكّن السفن البخارية من العمل كوسيلة النقل البحري الرئيسية في الغالبية العظمى من الحالات التجارية. ^{[ 29 ] : 106-111 [ 28 ] : 89.} في عام 1890، شكلت السفن البخارية 57% من حمولة العالم، وبحلول الحرب العالمية الأولى ارتفعت حصتها إلى 93%. ^{[ 30 ]}     

بحلول عام 1870، ساهمت عدة اختراعات، مثل المروحة اللولبية والمحرك المركب [ ^{31 ] ومحرك} التمدد الثلاثي ، في جعل النقل البحري عبر المحيطات على نطاق واسع مجديًا اقتصاديًا. وفي عام 1870، أرست سفينة "أوشيانيك" التابعة لشركة "وايت ستار لاين" معيارًا جديدًا للسفر البحري، حيث وُضعت مقصورات الدرجة الأولى في منتصف السفينة، مع توفير وسائل راحة إضافية كالنوافذ الكبيرة والكهرباء والمياه الجارية. ^{[ 32 ]} وازداد حجم سفن الركاب منذ عام 1880 لتلبية احتياجات الهجرة البشرية إلى الولايات المتحدة وأستراليا. 

كانت السفينة آر إم إس أومبريا  ^{[ 33 ]} وشقيقتها آر إم إس إتروريا  آخر سفينتين تابعتين لشركة كونارد في تلك الفترة يتم تزويدهما بأشرعة إضافية. بُنيت السفينتان بواسطة شركة جون إلدر وشركاه في غلاسكو، اسكتلندا، عام 1884. وقد حطمتا الأرقام القياسية بمعايير ذلك الوقت، وكانتا أكبر سفينتين ركاب في الخدمة آنذاك، حيث كانتا تعملان على خط ليفربول - نيويورك.

بعد عرض المهندس البريطاني تشارلز بارسونز ليخته " توربينيا" الذي يعمل بتوربينات بخارية عام 1897، انتشر استخدام التوربينات البخارية للدفع بسرعة. وكانت سفينة "آر إم إس موريتانيا" التابعة لشركة كونارد ، والتي بُنيت عام 1906، من أوائل سفن الركاب التي استخدمت التوربينات البخارية (مع تعديل تصميمي أُجري في وقت متأخر قبل وضع عارضة السفينة بفترة وجيزة)، وسرعان ما حذت جميع سفن الركاب اللاحقة حذوها. ^{[ 34 ]}

كانت سفينة آر إم إس تيتانيك  أكبر سفينة بخارية في العالم عندما غرقت عام 1912؛ وكان غرق سفينة آر إم إس لوسيتانيا  ، كعمل من أعمال الحرب العالمية الأولى ، حادثة غرق كبيرة لاحقة لسفينة بخارية .

أُطلقت السفينة آر إم إس كوين إليزابيث  عام 1938، وكانت أكبر سفينة ركاب بخارية بُنيت على الإطلاق. أما السفينة كوين إليزابيث 2 (QE2)، التي أُطلقت عام 1969، فكانت آخر سفينة ركاب بخارية تعبر المحيط الأطلسي في رحلة منتظمة قبل تحويلها إلى محركات ديزل عام 1986. وكانت آخر سفينة ركاب رئيسية بُنيت بتوربينات بخارية هي فيرسكاي ، التي أُطلقت عام 1984، والتي عُرفت لاحقًا باسم أتلانتيك ستار ، والتي يُقال إنها بيعت لشركات تفكيك السفن التركية عام 2013.

كانت معظم اليخوت الفاخرة في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين تعمل بالبخار (انظر اليخت الفاخر ؛ وكذلك يخوت كوكس آند كينغ ). كان توماس أشتون سميث أرستقراطياً إنجليزياً قدم تصميم اليخت البخاري بالتعاون مع المهندس البحري الاسكتلندي روبرت نابيير . ^{[ 35 ]}

بحلول الحرب العالمية الثانية ، كانت السفن البخارية لا تزال تشكل 73% من حمولة السفن العالمية، وظلت النسبة نفسها تقريبًا في أوائل الخمسينيات. ^{[ 30 ]} بدأ تراجع السفن البخارية بعد ذلك بوقت قصير. فقد فُقد الكثير منها في الحرب، ونضجت محركات الديزل البحرية أخيرًا كبديل اقتصادي وعملي للطاقة البخارية. كان لمحرك الديزل كفاءة حرارية أفضل بكثير من محرك البخار الترددي ، وكان التحكم فيه أسهل بكثير. كما تطلبت محركات الديزل إشرافًا وصيانة أقل بكثير من محركات البخار، وباعتبارها محرك احتراق داخلي، لم تكن بحاجة إلى غلايات أو مصدر مياه، وبالتالي كانت أكثر كفاءة في استخدام المساحة وأقل تكلفة في البناء.

كانت سفن ليبرتي آخر فئة رئيسية من السفن البخارية المجهزة بمحركات ترددية. وكانت آخر سفن فيكتوري قد زُوّدت بالفعل بمحركات ديزل بحرية، وحلّت محركات الديزل محلّ كلٍّ من السفن البخارية والسفن الشراعية بعد الحرب العالمية الثانية بفترة وجيزة. وقد استُخدمت معظم السفن البخارية حتى أقصى عمرها الاقتصادي، ولم تُبنَ أي سفن بخارية تجارية عابرة للمحيطات مزودة بمحركات ترددية منذ ستينيات القرن الماضي.

كانت معظم السفن الحربية الكبيرة التابعة للقوات البحرية في العالم تُدفع بواسطة توربينات بخارية تعمل بوقود السفن الحربية خلال الحربين العالميتين، باستثناء السفن القديمة ذات المحركات الترددية التي ظهرت في مطلع القرن العشرين، وحالات نادرة لاستخدام محركات الديزل في السفن الحربية الكبيرة. وظلت التوربينات البخارية التي تعمل بالوقود تُستخدم في بناء السفن الحربية حتى نهاية الحرب الباردة (مثل حاملة الطائرات الروسية "الأميرال كوزنيتسوف ")، وذلك بسبب الحاجة إلى طاقة وسرعة عاليتين، على الرغم من أنه تم استبدالها في الغالب بتوربينات الغاز منذ سبعينيات القرن الماضي . ولا تزال السفن الحربية والغواصات الكبيرة تعمل بالتوربينات البخارية، مستخدمةً المفاعلات النووية لتسخين المياه. وكانت السفينة "إن إس سافانا" أول سفينة شحن وركاب تعمل بالطاقة النووية، وقد بُنيت في أواخر خمسينيات القرن الماضي كمشروع تجريبي لإمكانية استخدام الطاقة النووية. ^{[ 36 ]}

تم بناء آلاف من سفن الحرية (التي تعمل بمحركات مكبسية بخارية) وسفن النصر (التي تعمل بمحركات توربينية بخارية) في الحرب العالمية الثانية. وقد نجا عدد قليل منها كمتاحف عائمة وتبحر من حين لآخر: إس إس جيريميا أوبراين  ، إس إس جون دبليو براون  ، إس إس أمريكان فيكتوري  ، إس إس لين فيكتوري  ، وإس إس ريد أوك فيكتوري  .

يمكن أن تكون السفينة التي تعمل بتوربينات البخار إما ذات دفع مباشر (حيث تقوم التوربينات، المجهزة بعلبة تروس تخفيض السرعة، بتدوير المراوح مباشرة)، أو ذات دفع توربيني كهربائي (حيث تقوم التوربينات بتدوير مولدات كهربائية، والتي بدورها تغذي محركات كهربائية تشغل المراوح). ^{[ 37 ]}

بينما استمر بناء السفن التجارية التي تعمل بتوربينات بخارية، مثل سفن الشحن من فئة ألغول (1972-1973) وسفن الحاويات من فئة إيه إل بي بيسيتتر (1973-1974) ^{[ 38 ] [ 39 ]} وناقلات النفط الخام الضخمة ، حتى سبعينيات القرن الماضي، انخفض استخدام البخار في الدفع البحري في السوق التجارية بشكل كبير نتيجة لتطوير محركات ديزل أكثر كفاءة. وتُعد ناقلات الغاز الطبيعي المسال استثناءً بارزًا ، حيث تستخدم الغاز المتصاعد من خزانات الشحن كوقود. ^{[ 30 ]} ومع ذلك، حتى في هذه الحالة، دفع تطوير المحركات ثنائية الوقود التوربينات البخارية إلى سوق متخصصة بحصة سوقية تبلغ حوالي 10% في السفن الجديدة عام 2013. وفي الآونة الأخيرة، شهدت محطات الطاقة الهجينة، التي تستخدم التوربينات البخارية جنبًا إلى جنب مع محركات الغاز، بعض التطورات. ^{[ 40 ]} اعتبارًا من أغسطس 2017، كانت أحدث فئة من سفن التوربينات البخارية هي ناقلات الغاز الطبيعي المسال من فئة سيري كاميليا التي بنتها شركة هيونداي للصناعات الثقيلة (HHI) بدءًا من عام 2016 وتتألف من خمس وحدات. ^{[ 41 ]}

تُزوَّد معظم السفن البخارية اليوم بالطاقة من خلال التوربينات البخارية . أما السفن التي تعمل بالطاقة النووية فهي في الأساس سفن تعمل بالتوربينات البخارية. ويتم تسخين المرجل ليس بحرارة الاحتراق ، بل بالحرارة المتولدة من المفاعل النووي. ومعظم السفن التي تعمل بالطاقة الذرية اليوم هي إما حاملات طائرات أو غواصات .

• باخرة
• باخرة مجدافية
• محرك بخاري بحري
• تاريخ المحرك البخاري
• العلاقات الدولية للقوى العظمى (1814-1919)#سفر
• قائمة الفرقاطات البخارية التابعة للبحرية الأمريكية
• قائمة مراجع التاريخ البحري الأمريكي المبكر
• سفن البحيرات في أمريكا الشمالية

• أرمسترونغ، روبرت (1859). الملاحة البخارية عالية السرعة وكمال السفن البخارية . لندن: إي. وإف إن سبون. ص  59.
• بينيت، فرانك م. (1897). البحرية البخارية للولايات المتحدة . فيلادلفيا: وارن وشركاه. ص  502. ISBN 978-1-176-46792-1.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
• برادفورد، جيمس سي. (1986). قادة البحرية البخارية القديمة: صناع التقاليد الأمريكية، 1840-1880 . مطبعة المعهد البحري. ص  356. ISBN 9780870210136.
• كاني، دونالد ل. (1998). البحرية في عهد لينكولن: السفن والرجال والتنظيم، 1861-1865 . مطبعة المعهد البحري. ص  232.
• كارلتون، جون (2012). مراوح الدفع البحرية وأنظمة الدفع . باتروورث-هاينمان. ص  544. ISBN 9780080971230.
• داوسون، تشارلز (2006). "يخوت توماس أشتون سميث البخارية". مرآة البحار . 92 (3): 331 وما بعدها.
• ديكنسون، هنري وينرام (1913). روبرت فولتون، مهندس وفنان: حياته وأعماله . نيويورك، لندن: جون لين. ص  333.
• لامبرت، أندرو (1984). السفن الحربية في مرحلة انتقالية: نشأة أسطول السفن الحربية البخارية 1815-1860 . دار كونواي ماريتيم للنشر. ISBN 0-85177-315-X.
• ماهان، ألفريد ثاير (1907). من الشراع إلى البخار: ذكريات من الحياة البحرية . نيويورك، لندن: هاربر وإخوانه. ص  325.
• شركة باسيفيك ميل ستيمشيب (1867). رسم تخطيطي للطريق الجديد إلى الصين واليابان . سان فرانسيسكو: تيرنبول وسميث. ص  104.
• سيوال، جون سميث (1905). سجل كاتب القبطان: مغامرات في بحار الصين . جيه إس سيوال. ص  278.
• ثورستون، روبرت هنري (1891). روبرت فولتون: حياته ونتائجها . نيويورك: دود، ميد وشركاه. ص  194.
• والسكي، ستيف (2011). بريد الحصار خلال الحرب الأهلية: 1861-1865 (ملف PDF) . معرض ستيف والسكي في ويستبكس 2011. ص  32.

• فليتشر، آر إيه (1910). السفن البخارية: قصة تطورها حتى يومنا هذا . المملكة المتحدة: سيدجويك وجاكسون المحدودة. ص  284.(في مشروع غوتنبرغ)
• كوارستين، جون ف. (2006). تاريخ السفن المدرعة: تفوق الحديد على الخشب . دار التاريخ للنشر. ص  284. ISBN 9781596291188.كتاب

• الوسائط المتعلقة بالسفن البخارية على ويكيميديا ​​كومنز
• مجموعة صور وسائل النقل - مكتبة جامعة واشنطن