Перший російський пароплав «Єлизавета» був побудований на заводі Берда в Санкт-Петербурзі в 1815 р на базі Тихвінської річковий баржі, на яку були встановлені бортові гребні колеса і балансирная парова машина Уатта потужністю 4 к.с. чтот дозволило розвивати швидкість до 6 вузлів.
В звіту про перший рейс Петербург-Кронштадт адмірал Рикорд вперше вжив термін «пароплав» отримав загальне поширення. До цього часу суду з паровими двигунами називали «Стімбот» або «піроскаф» (від грец. «Річ» - вогонь, «sraphos» - судно).
У 1820 р в Росії працювало 15 пароплавів з паровими машинами від 12 л.с. до 35 к.с. до тисячу вісімсот тридцять п'ять російський паровий флот налічував 52 пароплава, істотно відстаючи від провідних морських держав.
У 1819 р американський вітрильний пакетбот (поштове судно) «Саванна», водотоннажністю 350 т. Дообладнаний паровою машиною і знімними бортовими колесами вийшов з м Саванна на Ліверпуль. В якості двигуна на судні використовувалася одноциліндрова парова машина низького тиску простого дії потужністю 72 л.с. Швидкість судна при роботі двигуна-6 вузлів, тривалість рейсу 29 день 11 годин, причому двигуном пароплав користувався: не більше 85 годин і тільки в прибережній зоні.
Рейс "Савани" проводився для оцінки необхідних запасів палива на океанських маршрутах, тому що прихильники вітрильного флоту стверджували, що жоден пароплав не зможе вмістити достатню кількість вугілля для переходу через Атлантику. Крім того, передбачалося спільно з Росією організувати трансатлантичну лінію з С-Петербурга в Нью-Йорк, з заходом в усі порти Північної Європи і Великобританії, але царський уряд не вважає можливим встановлювати пряму морську лінію з англійською колонією. Після повернення судна в Сполучені Штати паровий двигун був демонтований, а судно до 1822 р використовувалося на лінії Нью-Йорк - Саванна.
У 1825 р англійський колісний пароплав "Ентерпрайз" ( "Enterprise"), використовуючи вітрила при попутному вітрі, виконав рейс до Індії, довівши принципову можливість використання парового руху на найбільш протяжної регулярної лінії того часу. "Саванна" ( "City of Savannah"). 200 т
Перший пароплав перетнув Атлантику в 1819 р
Однак, аж до 1838 р незважаючи на очевидну економічну доцільність, в Європі панувала думка про нездатність пароплавів забезпечити рентабельність вантажоперевезень при завантаженні вугіллям для переходу на значну відстань.
Перші морські рейси виявили такі основні недоліки колісного приводу пароплавів:
- обмеження допустимої різниці між водотоннажністю судна порожнём і в вантажу через зміни ефективності гребного колеса в залежності від опади;
- взаємозв'язок працездатності гребних коліс з погодними умовами, а саме: втрату керованості при бортовий хитавиці і різке збільшення опору руху судна при зустрічному вітрі;
- пряму залежність ККД гребного колеса від його діаметра, що зумовлює його низьку частоту обертання і, відповідно, низьку швидкість руху судна.
"Великий Захід", Перший лінійний трансатлантичний пароплав. ( "Great Western", 1838) 1350 т.
У 1836 р цю точку зору спростував американський адвокат Джуніус Сміт (Junius Smith), який спостерігав свого часу відплиття "Савани" в Ліверпуль. Він довів, що вантажопідйомність судна, в тому числі і запасів вугілля, зростає пропорційно кубу, а витрата вугілля пропорційно квадрату довжини судна, зробивши висновок, що для трансатлантичних пароплавів необхідно просто трохи збільшити розміри споруджуваних в той час океанських вітрильників.
Найбільшим колісним пароплавом в історії флоту став "Великий Схід" ( "Great Eastern"), закладений в Англії в 1854 і спущений на воду в 1859, через рік після смерті його творця І. К. Брунеля. Довжина судна становила - 680 ft / 207 м, ширина - 83 ft / 25 м, осадка - 58 ft / 18 м, висота надводної частини - 28 ft / 8,5 м, водотоннажність - 24000 т. Первісна кошторисна вартість судна становила £ 500 000, але замовник - компанія "Австралійські лінії", зажадала знизити її до £ 377 000. Судно будувалося для вантажоперевезень між Австралією і Великобританією і дозволяло забезпечити транспортування 4000 чоловік без заходу в порти для поповнення запасів вугілля, продовольства і води.
Двигун, 225-250 к.с. діаметр циліндра 30 "/ 76,2 см, 1834 р
До складу силової установки входили чотири парових двигуна з циліндрами діаметром 74 дюйми / 187 см і ходом поршня 14 ft / 426 см. Загальна поверхня нагріву парових котлів становила 44000 кв.ft /
4100 кв.м. Як ходового приводу використовувалися гребні колеса діаметром 56 ft / 57 м. При цьому, в якості резервного способу руху судна використовувався гребний гвинт. Середня швидкість пароплава при номінальній потужності СЕУ 10 000 к.с. / 7360 кВт становила 16,5 вузлів (30 км / год).
Однак низька ефективність топливоиспользования робила пароплав мало рентабельним для вантажопасажирських перевезень і єдине, що врятувало судновласника від фінансового краху - це те, що "Великий Схід" виявився єдиним судном, здатним прийняти на борт вантаж у 5000 т, забезпечивши тим самим прокладку в 1865 р першій трансатлантичної телеграфної лінії в 2700 миль.
"Кінська сила" двигуна була визначена Джеймс Уатт як максимально доступна Лондонському ваговози потужність, яку він міг розвивати протягом восьми годин в день. З огляду на, що потужність середньої коні не перевищувала двох третин потужності ваговоза, а парова машина працює 24 години на добу, для виконання корисної роботи пароплава "Great Eastern" треба було б 45 000 коней, що було сумісно за чисельністю з усією кавалерією Великобританії.
Перші пароплави відразу привернули увагу військових моряків. Парусна, тобто вітрова, енергетика давала кораблю необмежену дальність плавання, але не гарантувала швидкості і маневреності при веденні морського бою, що і зумовило настільки тривале застосування галер на військовому флоті.
Установка парової машини вирішувала завдання забезпечення маневреності, але при цьому виникала проблема вибору поєднання трьох основних бойових елементів військового корабля: засобівнападу, захисту і руху. Громіздкість перших промислових конструкцій парових котлів і двигунів в поєднанні з уразливістю гребних коліс, стримували широке впровадження пароплавів на військовий флот до другої половини XIX ст.
Перший військовий пароплав був побудований в США за проектом Р. Фултона в 1815 р Пароплав призначався для охорони акваторії Нью-йоркського порту і вдавав із себе батарейний катамаран. Військові моряки називали його паровим фрегатом (Steam Frigate), проте Р. Фултон вважав за краще називати його парової батарей (Steam Battery) і запропонував дати йому ім'я "Demologos" ( "Глас народу"). У 1829 р пароплав вибухнув на рейді Нью-Йорка через необережне поводження матросів з вогнем. У Росії перший пароходофрегат "Богатир", що став предтечею крейсерів, був побудований в 1836 р
Військові флотоводці довго не визнавали парові суду, в корені міняли встановлену століттями тактику ведення морського бою, в якому перемога досягалася виключно особистою мужністю і фізичною силою матросів. Для нового флоту були потрібні технічно освічені офіцери, систематична підготовка яких почалася лише після видання в 1863 р книги адмірала Г. І. Бутакова - "Нові підстави пароплавної тактики", перекладеної згодом на французьку, англійську та іспанську мови.
Удосконалення парових машин, створення «компаунд-машин»
Конструкція парових машин вдосконалювали численні винахідники. У 1779 р англієць Васбор отримав патент на одноциліндровий пароатмосферную машину з кривошипно-шатунним механізмом і маховиком для перетворення зворотно-поступального руху поршня в рівномірне обертання колінчастого вала.
У одноциліндровою машині неможливо повністю використовувати енергію пара. Невикористаної енергії могло б вистачити на виконання додаткової роботи. Витрата пара, а значить і палива в цьому випадку був настільки великий, що перші пароплави можна сміливо називати вуглевоз для власного споживання.
У 1781 р англієць Д.Горнблоуер запропонував виконати розширення пара в двох послідовно з'єднаних циліндрах, що дає більш повне розширення пара і підвищить ефективність роботи машини.
Пропозиція Д.Горнблоуера реалізував в 1804 р англієць Артур Вульф. Він побудував двоциліндрову парову машину, у якій глибоке розширення пара завершилося в другому циліндрі більшого діаметра, така парова машина отримала найменування «компаунд-машина».
Великий внесок у впровадження «компаунд-машин» на судах вніс головний механік суднобудівного заводу в Нижньому Новгороді Калашников, який створив понад 60-ти оригінальних конструкцій парових машин. Його праця «Записки конструктора» і «Атлас пароплавних машин Волзького басейну», виданий в 1896 р став серйозним посібником для суднобудівників.