Tecnologia marittima

Sin dal primo periodo di colonizzazione, gli americani coloniali hanno approfittato delle risorse di legname disponibili a basso costo per costruire navi per la pesca, il commercio e il commercio. La cantieristica navale era particolarmente forte nel New England, dove, al tempo della Rivoluzione, veniva varata una nuova nave ogni giorno. Per la maggior parte del XVIII secolo, le navi furono costruite secondo le tradizionali pratiche di costruzione inglesi, con poche innovazioni. La navigazione era dominata da vettori più piccoli e lenti, differenziati solo dal numero di alberi, dal piano di manovra e dalle dimensioni dello scafo. Durante la rivoluzione, la costruzione di corsari fornì ai costruttori navali esperienza nella progettazione di navi più veloci e più eleganti. La ripresa economica post-rivoluzionaria e la crescita esplosiva del commercio hanno creato la necessità di mezzi veloci e affidabili per la spedizione delle merci. Nel 1790 una "mania per la velocità" si impadronì dei costruttori navali e diede inizio a un'ondata di sperimentazione sui piani velici e sul design dello scafo.

Rispondendo alla necessità di velocità, molti costruttori hanno modellato le loro navi sul "Baltimore clipper", un progetto Chesapeake della fine del XVIII secolo che massimizzava la quantità di vela e solcava le acque con estremità affilate e una chiglia profonda. La chiglia profonda si è rivelata problematica, poiché molti porti avevano solo porti poco profondi. La soluzione era la deriva, o "dropkeel", che poteva essere spostata su e giù in una custodia a tenuta stagna per dare alla nave una chiglia profonda per la navigazione veloce o un pescaggio basso per la navigazione in porto. La deriva era stata inventata negli anni Settanta del Settecento, ma i problemi con la cassa a tenuta stagna ne impedirono l'utilizzo generale fino a quando non fu perfezionata nel 1770. La guerra del 1814 di nuovo fornì ai costruttori navali l'opportunità di progettare navi veloci per corsari. Dopo la guerra, imprese ad alto rischio come la schiavitù, il contrabbando di oppio e il commercio di caffè e frutta hanno tenuto i costruttori navali a competere per costruire navi più veloci con maggiori capacità di carico. Questa competizione mantenne viva la tradizione della costruzione di navi veloci e si rivelò cruciale nello stabilire i progetti di base per le grandi navi clipper degli anni 1812.

Aiuti alla navigazione

Oltre alle navi stesse, diverse innovazioni hanno contribuito a sostenere l'impresa marittima nel primo periodo nazionale. Il primo faro era stato costruito nel porto di Boston nel 1716, ma al tempo della Rivoluzione erano state costruite solo quindici luci su tutta la costa. Nei successivi quattro decenni, gli sforzi per la costruzione di fari si intensificarono, estendendosi nell'entroterra fino ai Grandi Laghi nel 1819 e verso sud fino alla costa del Golfo nel 1820. Gli esperimenti con stoppini e lenti ingrandirono sempre più le luci a olio di balena e alla fine portarono all'invenzione del 1840 della potente ed efficace lente di Fresnel.

Negli anni '1750 del Settecento l'inglese John Harrison risolse il problema della determinazione della longitudine sviluppando un cronometro da marina in grado di segnare l'ora precisa. Gli orologi, tuttavia, rimanevano troppo costosi per la maggior parte dei marinai e la posizione di una nave era spesso determinata da una complessa serie di calcoli basati su osservazioni astronomiche e tabelle pubblicate. Il sestante, inventato nel 1757, era di uso popolare nel 1800 e forniva ai marinai misurazioni astronomiche molto più precise di quelle disponibili in precedenza. Le tabelle utilizzate nel calcolo della longitudine furono pubblicate negli almanacchi marini britannici a partire dalla metà del diciottesimo secolo, ma erano piene di errori. Nel 1800 Nathaniel Bowditch, un comandante di nave di Salem, ha corretto gli ottomila errori nelle tabelle britanniche e ha pubblicato i risultati nel 1802 come Il nuovo navigatore pratico americano. Appena sei anni prima, era stato pubblicato un altro capitano della nave del Massachusetts, Edmund Blunt L'American Coast Pilot, che conteneva le istruzioni per entrare nei porti lungo la costa orientale. Entrambi i testi divennero rapidamente le opere tecniche essenziali per la navigazione americana; la loro pubblicazione, con aggiornamenti annuali, è proseguita fino ai giorni nostri.

Forza vapore

Il primo battello a vapore commercialmente valido, il Clermont, fu costruito da Robert Fulton nel 1807 per essere utilizzato sul fiume Hudson. Nel 1815 Fulton aveva quindici battelli a vapore in funzione, Nicholas Roosevelt aveva gestito il suo battello a vapore new Orleans da Pittsburgh a New Orleans e venti battelli a vapore effettuavano viaggi regolari sul fiume Ohio. I battelli a vapore hanno bruciato un'enorme quantità di legname, che doveva essere immagazzinato a bordo, aumentando così il peso della barca e occupando spazio prezioso. Nel 1817 il Il cancelliere Livingston era predisposto per bruciare carbone come combustibile, e verso la metà degli anni 1820 la maggior parte dei battelli a vapore erano attrezzati per bruciare sia legna che carbone. L'uso del carbone molto più compatto ha significato un risparmio di spazio e peso che ha permesso ai progettisti di battelli a vapore di aggiungere non solo più passeggeri e merci, ma anche servizi come saloni da pranzo e cabine private.

I battelli a vapore furono grandi successi commerciali nelle acque interne, ma fu solo dopo il passaggio al carbone che i piroscafi oceanici poterono fornire servizi per competere con successo con i pacchetti di navigazione. Nel 1819 il veliero savana è stato adattato con un motore a vapore e ruote a pale ed è stata la prima nave ad attraversare l'Atlantico in parte a vapore. Più tardi nello stesso anno il Robert Fulton divenne la prima nave a vapore costruita appositamente per i viaggi oceanici. Il vapore era ancora inaffidabile, tuttavia, e la maggior parte delle navi a vapore marittime conservavano alberi e vele. Il piroscafo Presidente, costruito nel 1829, fu il primo ad abbandonare completamente le vele, ma la maggior parte delle navi a vapore combinava la potenza della vela e del vapore per tutto il 1880.

Navi militari

La marina ha anche sperimentato il vapore, assumendo Robert Fulton per costruire il Demologos nel 1814. Prima di allora, gli sviluppi nella tecnologia navale erano stati in gran parte limitati a miglioramenti progettuali che bilanciavano il peso dei cannoni, l'integrità strutturale e la velocità. Un progresso era stata l'invenzione della carronata, un piccolo cannone che poteva lanciare un colpo a grandezza naturale, ma con una gittata limitata. La carronata fu inventata nel 1770 e rapidamente adottata dai costruttori navali, poiché consentiva il raggruppamento della potenza di fuoco sulla prua e sulla poppa vulnerabili della nave. Fulton's Demologos era una ruota a pale dotata di sponde in legno di cinque piedi per la difesa e venti cannoni per l'attacco, ma era così pesante che poteva fare solo cinque nodi a tutto vapore. Sovrappeso, sottodimensionato e azionato da vulnerabili ruote a pale sopra l'acqua, il battello a vapore rimase impraticabile come imbarcazione navale fino a quando i miglioramenti nella tecnologia delle caldaie e la sostituzione delle ruote a pale con eliche a vite negli anni 1840 spianarono la strada allo sviluppo di una marina a vapore .