今天的人们很难想象得出来,当早期的人类被奔腾的河流和浩翰的大海阻隔时是一种什么样的困境和心情。但是一点是肯定的,那就是他定有一种想超越这一隔绝而达到彼岸的强烈欲望,他不仅不满足于他已经熟悉的东西,而且希望与别人交流,希望了解那些对于他来说完全陌生的东西。这一强烈的渴望就是他制造出第一条船的基本动力。

  人类肯定在远古就已经发现木头和捆扎起来的芦苇能浮在水上随水流移动。但没有远古的船只遗留下来。在英国约克郡一个沼泽里,发掘出了一支公元前7500年的木桨。这支桨一定是用来划一种中间掏空的独木舟的。在荷兰发现了一只这样的独木舟,其年代约为公元前6300年。这种独木舟用燧石制的工具挖成,可以做得相当大。在英国发现的一只独木舟,长达16米,宽1.5米。

  早期的埃及人和美索不达米亚人用芦苇造船,他们在芦苇上涂一层沥青,便在河流中用木桨 划动航行。不需要活动桨和固定舵的另外两种船出现得也很早,一种是爱尔兰人的柳条舟,船用柳条编成,蒙上兽皮,然后再涂上柏油。另一种是充分的动物皮,打仗时兵士就乘这种船过河。如今近东和中国黄河上游还有人乘这种用动物皮制作的船过河。但是我们不知道最早的海上航行的船是什么时候建造的。公元前3000年出现了带帆的芦苇船,公元前2000年,出现了有龙骨的木船。这两种船是地中海东部的各族人当时进行沿海贸易的运输工具。

  希腊时代曾出现了两种海船:一种是又大又结实但却有些笨的商船;一种是轻便得多的战船,这种战船从公元前6世纪起,船头上就有一个很大的金属撞角。那时这种战船用来运海军,当两只敌对的战船一旦相接,双方的战士们就在船上展开战斗。地中海地区各国的海上战术在长达2000年的时间里基本上没有什么变化。在1571年的勒颁多战役中,西班牙、威尼斯和罗马天主教各国的联军打败了奥斯曼土耳其,这是最后一次利用桨船进行的重要战役。但很快,一种新研制成功的,多桅,多层甲板和厚装甲板的快速大帆船,取代了靠人力划动的桨船,使制海权从地中海转移到了西北欧、西班牙和葡萄牙人的手里。桨船的统治时代结束了。从帆船到轮船960-1.jpg (5599 bytes)

(图)乘坐一人的牛皮划子在3000年前就有了,但直到20世纪仍在一些部落使用

  多桨划艇继承了过去的传统划船方法,并成为当今体育比赛中的一个项目

  西部非洲的黑人土著居民正在将一段整木掏空,用来制造一只独木舟

  这是于1954年发掘并复原的太阳船,它是世界上最古老的木制大船

  3800年前埃及法老王的陪葬船。这种体积较大的木船也靠桨来推进

  用树皮制成的划子是一种轻便的小船,在加拿大东北部人们广泛使用

  生活在东南亚一带傍水而居的人们乘坐这种小划艇载货到城镇去贸易
用风力推动的帆船取代了人力推动的桨船,水手们从此可以在辽阔的海洋上乘风而行帆船的历史一开始就充满了诗意和传奇色彩。传说中的巴比伦英雄吉尔加麦西在企图飘洋过海时,遇到在死水处摆渡的人要他制作一根5.5米长的篙,可是他把120根这样长的篙接起来也到海底。于是吉尔加麦西便“脱掉身上的衣服,举起双臂当桅杆,用衣服作帆”,站在船上随风飘去。
  
  风帆是一种翅膀,把风力汇集起来,再作用到桅杆上,从而带动船只在水上飘行。这是人类驾驭自然力量为自己工作的第一种巧妙的方法。它的出现可能是这样的,一位印第安人驾着他的独木舟,划过中美洲的一个湖泊以后,疲倦了,漫不经心地把桨搁在船上,风吹动桨叶,他索兴让风吹送着他的独木舟。也可以是这样的,一个人看见清风吹送一片树叶越过水塘;这个现象触发了他的灵感,他就用席片、树皮或麻布做成了 一块横帆。
  早在公元前3000年,埃及人就驾着细长的、用帆作动力的船,往西北渡过480千米海面到达克里特岛。到公元200年左右,罗马帝国由于需要大宗进口货品,如象牙、酒、油、五金、纺织品、宝石等、尤其是粮食,而这些货品大都是靠商船从世界各地运来的。因此当时的船运业已相当发达。这种罗马商船约长30米,宽9.1米。先造出坚固的龙骨,然后安装肋骨。再在肋骨上安装外层木板,用青铜钉并排固定。船尾甚高,可以消散尾随浪。船首相当低。全船重量大概是120吨,船底用铅包护,不致受蛀船虫侵蚀。只在船中部设置一根桅杆,上面悬挂方形横主帆,装有一种新的“卷帆”系统,可以像活动百叶窗那样从底部卷起或缩短帆。最重要的发明是装有一根长圆杆向前方斜伸过船首,它上面有一块小帆,称为“前帆”。这种船首装置有助于乘风行进,它转向的作用大于推进的作用,并且启发后人发明双桅帆船。但是,这种船最大的缺点是不能逆风行驶。公元866年,出现了可以逆风行驶的三角帆船。帆呈三角形,装置在一根长桁上,长桁斜悬在一根短桅上面。它可以在船的横位上做幅度大得多的转向,直到它和船本身的长轴形形成一线为止。有人把它称作纵帆船。纵帆所具有的革命性在于它有较大的可加调整以适应风向的自由,这样的装置可使船在行驶时能逆风,航行时先向一方转,然后再向另一方转,像一条公路沿着山坡蜿蜓上升那样“之”字形逆风而上。
  在13世纪左右的北欧,海盗横行海上,以抢动商船为职业。他们造出了一种速度很快的以桨和帆为混和动力的船。最重要的是北欧“维京”海盗的长船。这是一种细长轻巧的双头船,船体用板材互相叠接成,升起的横帆是手织的,有一个舵,舵叶长而直,舵柄按直角装进舵头的槽里。
  这种船可能灵活地利用风力,因而走得很快。1893年,人们完全依照戈克斯塔所造的一条船以28天的时间横越大西洋,航行时的速度高达10节。
  (图)复原的双桅帆船证实,这种靠风鼓动前进的船只,也可以达到很高的速度从帆船到轮船961-1.jpg (6086 bytes)
  驾驶一只鼓胀着风帆的船只在蔚蓝色的海洋上航行,是人类最美妙的梦想
  船运的出现使河流和大海成为通途,它运来遥远地方的东西供人们享用
从酒船发展到快速帆船,在以往的400年中,帆船的历史曾经有过一个划时代的进步  到了14世纪,造船技术有了进一步的发展,而且随着伊斯兰民族的迅速强大,阻断了西方人原来通往资源丰富和出产香料的印度等东方地区的古老陆路。在这种情况下,一种比长船更结实、更可靠和工作日更长的海船出现了。这种船的船体用鱼鳞板叠接,强度非常好,载货量大增,人们把它称为酒船。酒船在1410年以前驶进了地中海。西班牙和葡萄牙的造船家把酒船和快帆船合并,造出第一艘具有代表性的风帆设备完善的三桅酒船:前桅和主桅各有一块大型横帆和一块较小的中帆,中帆在主帆之上。三角帆在后桅,还有一块颇大的撑杆帆装在船首前、船首斜桁下面。中帆用来利用轻度的风力;主帆是主要的推进设备。有了这种帆,15和16世纪的新型帆船能利用65度角以内的风行驶。
 
  这种船是划时代的发明。法国文豪维克多·雨果称赞它是“人类的一种伟大杰作”。它可以贮载大量必需品,因此能在海上连续航行达数月之久,它可以环绕地球行驶。在以后的400年中,航海家和造船家简直想不出它还有什么值得改良的地方。
  于是冒险的航海家开始驾驶着它们向未知的海洋驶去。1492年10月12日,哥伦布率领三艘同型船以69天的时间横渡大西洋,到达了美洲大陆。
  19世纪初,西方和东方之间自由贸易进入全盛期,大量货物需通过海路从东方运往欧洲。此时,速度成为一个重要因素。如果从中国运茶需时太久,舱里的茶叶就会变质。如果从东印度群岛开出的货船能抢先赶回欧洲,就能抢占市场获得重利。因此人们需要一种船身长、桅杆高、速度快、能节省宝贵时间的船。美国人抢先造出了“扬基”号快速帆船,并很快发展出一种纵帆“弗吉尼亚型”帆船,到19世纪20年代,演变成著名的巴底摩尔快速帆船。
  快速帆船的船体服从于速度,坚固只在其次,货舱容积也有所减小。后十余年中,美国先后有250余艘扬基快船下水加入运茶与淘金的行列。
  19世纪60年代以后,快速帆船开始走下坡路,南北战争后横贯北美的大铁路通车,美国快速帆船时代便宣告结束。英国快速帆船从19世纪40年代始大量运载中国茶叶和澳洲羊毛,到19世纪70年代中叶也遭到淘汰,被送往南美运鸟粪和硝石。从帆船到轮船962-1.jpg (10583 bytes)
  (图)这是16世纪发生的欧洲海战的场面。当时的战船是木质的,船舷架满大炮
曾经在中国沿海飘摇了无数年代的帆船,20世纪已逐渐被柴油机驱动的机帆船所取代中国使用帆船已有数千年的历史。究竟这个历史有多长,无法确切地断定。渔民们自古以来就靠船为生。尽管帆船其貌不扬,效率却非常高。为了确保有效率的翼形,中国帆船的帆由与桅杆垂直相交、横穿过整块帆的硬帆横支撑条撑起,可以收放自如。这种设计被一些最高级和现代化的游艇所采用。中国帆船不是游艇,但是极适于海上航行,载货量大,而且索具特别简单,如在南中国海上突遇台风,只消一个人就可以在几秒钟内落帆。但中国帆船还是渐渐地被更可靠的内燃机动力所取代,装上内燃机的各式帆船就是所谓机帆船,靠我力推动和机械推动的机帆船现在依然是中国东南沿海渔民捕鱼和沿海运输的主要工具。
  
  (图)在中国的东南沿海,人们一直普遍地使用这种帆船来捕鱼和进行短途运输从帆船到轮船962-2.jpg (8496 bytes)
  世世代代,海边的人们看着这种帆船飘摇出海,它寄托着多少梦想和辛酸
帆船统治大海的辉煌岁月结束了,但帆船没有消失,它偶然以崭新的面孔出现在海洋上  尽管帆船统治了大海数千年之久,但随着蒸汽机的出现和现代化工业的兴起,帆船的浪漫辉煌很快就黯淡下来了。水手从靠岸的船上下来,他的母亲和妻子坐在码头上等他归来的情景也很快成为过去。1850年,英国便停止建造以帆为动力的军舰。蒸汽动力开始发展起来。10年后,以蒸汽为辅助动力的帆船开始露面,接着又由以风帆为辅助动力的汔船所取代。19世纪80年代,造船家发展出精良的新英格兰帆船,载货空间大,而速度中等,这种船适于各种气候,货装备费用昂贵,在速度上也不能和汽船相比。直到20世纪初,大西洋海岸一带的航运,还是以纵帆帆船为主,这种船通常有两根或更多根桅杆,从船首到船尾纵排着。它的速度虽不快,但机动性大而且帆具简化,所需水手人数要比复杂的横帆帆船少得多,这样就比横帆帆船续航力持久,在沿岸航线上往来费用比较低谦。这些纵帆帆船愈来愈大,从两桅、三桅 而发展到四桅、五桅、六桅,甚至还有七桅的庞然大物。一些最大的纵帆帆船,船体用钢铁建造,船桅和索具也是用钢铁打制。这种船最终仍被淘汰。有许多艘在第一次世界大占期间沉没了,其余的不是被弃置不用,就是在海上毁掉了。
 
  20世纪初,帆船即退出历史舞台之际,出现了有史以来最大的横帆帆船“普鲁士”号,长133.5米,阔16.5米,全帆升起时,速度可达19节。这种速度足以与最现代化的货舱媲美。此后,在1964年7月的一个早晨,23艘悬挂着13国国旗的帆船,浩浩荡荡驶向纽约港,参加帆船的最后一次集会。其中有12艘是2桅或三桅的纵帆帆船,而另外11艘是横帆船,这些船船体为白色,形态庄重,恍如来自别的时代。这11艘横帆帆船都是海军和商用训练船,多数是钢铁船体。此时横帆帆船全世界只剩不到20艘。
  虽然用蒸汽机推动的巨型轮船很快就取代帆船成为了大海新的主人,但热爱大海的人们相信,风力船和风力艇肯定会存在下去,只是形式不同而已。帆船仍然是各个旅游胜地最受人欢迎的船只;风帆仍然是波斯湾沿岸一带阿拉伯三角帆船的主要动力;埃及的沿海帆船和南新几内亚的一种帆筏,都仍以风帆为动力。一位热爱帆船的学者和诗人说:“只要人类还在海上营生,在海上寻业,就离不开风帆。海员会永远存在,因为世界上永远有渔人、有游艇手、有喜爱浪涛、海风和大海歌声的人。”
  现有的横帆帆船如美国海岸巡逻船“鹰”号,仅用来作海军训练船使用。“鹰”号为三桅帆船,它的最后桅和后桅的帆是纵帆。所有横帆帆船都有若干纵帆装置,如船首三角帆和桅杆之间称为支索帆的帆索装置,以增强机动性。世界仍有一些国家使用帆船训练海员。但对大多数现代航海者而言,驾驶帆船只是为了寻求刺激和娱乐而已。当游艇的白帆全部展开,随风逐浪时,人有一种飘然欲仙之感。但这种感觉对于实用航海已经没有多少意义。帆船尽管给人类带来了无数的史诗、音乐和梦想,但随着机器时代的到来,这个充满诗意的帆船时代就永远过去了。
  (图)这是美国海军于1927年制造的专门训练水手用的大型“索兰德特”号帆船从帆船到轮船963-1.jpg (13406 bytes)
  美国训练海员的“鹰”号巡逻船
  这是1902年建成下水的德国“普鲁士”号五桅帆船,是历史上最大和最美的帆船之一。造型之巨大令人惊叹不已
用蒸汽机作为动力以取代风帆的最早尝试
  和陆地交通车辆一样,最早用于航海并取代风帆动力的是蒸汽机。1543年,西班牙人勃兰斯克·加莱依在“特里尼泰特”号船上安装了一座大锅炉,进行明轮蒸汽船试验,勃兰斯克试图利用蒸汽喷出的力量来推动轮船两边的叶轮,但未能成功,因为此时真正的蒸汽机还没有发明出来。1615年,法国人苏鲁门·考乌也曾设计过一艘蒸汽船。1690年,法国发明家丹尼斯·帕平再次提出了用蒸汽动力推动轮船的设想,但他的建议无人理睬。1736年,一名英国钟表匠乔纳森·赫尔斯设计了一种蒸汽拖船,试图用纽科门的蒸汽机来代替风帆推动船航行。但因发动机太重,所以无法实用。
  到18世纪末,实用蒸汽动力船的前景变得光明起来。1780年,法国青年贵族儒弗莱·达万,在里昂郊区造了一艘木制蒸汽轮船“皮罗斯卡菲”号,它长41.5米,重182吨。船上有一台蒸汽发动机,用活塞连接双棘轮机构,带动明轮转动,从而推动船只前进。1783年7月15日,“皮罗斯卡菲”号在法国塞纳河上逆水向巴黎方向前进。机器发出震耳的噪声,烟囱上冒出股股浓烟,突然锅炉爆炸了,这艘蒸汽船很快沉入河底。
  不久法国爆发了大革命,达万只身逃亡美国,在美国旅居一段时间之后再回祖国时,他的名字早已被人们忘却。尽管达万在人类的轮船发明史上作出过重要的贡献,但当时无人理睬,最终他在默默无闻中死去。从帆船到轮船964-1.jpg (8662 bytes)
  (图)17世纪法国著名发明家丹尼斯·帕平
发明轮船的先驱者约翰·菲奇、威廉·塞明顿和约翰·史蒂文斯  1785年,美国的约翰·菲奇对汽船的研制着迷。他四处奔走,从5个州得到了资金和必要的专利证明书,1787年制成“实验”号汽船,并试航取得成功。这艘船两侧安装6把划桨,用一根铁杆连着,蒸汽机的活塞推动着铁杆作水平运动,连带着6把桨一齐划水,推动船前进。1790年,菲奇的汽船在费城和巴尔的摩之间开辟了一条航线,不幸的是汽船操作经常失灵,乘客很少。1792年这艘船被一场暴风雨摧毁。菲奇又到法国去求援,没能得到支持,他沮丧地回到美国,1798年,愤而自杀。
 
  与菲奇同时,英国的威廉·赛明顿也专心致志于研究蒸汽轮船。他采用瓦特发明的一种蒸汽机作动力,建造了一艘轮船,因为投资人姓邓达斯,于是这艘轮船被定名为“夏洛特·邓达斯”号。1788年,赛明顿制造的两则装有桨轮的“夏洛特·邓达斯”号蒸汽轮船在克莱德运河试航获得成功。1803年,赛明顿又制造了用作拖船的蒸汽轮船,准备在克莱德运河上担任送人、运货的任务。此时运河上的运输以马拉船为主,如果赛明顿的发明成功,靠用马拉船的拖船业者就会受到失业的威胁。于是,马拉船主们联合起来极力反对塞明顿的轮船,他们说“夏洛特·邓达斯”号轮船航行时激起的浪花太大,会损害运河堤岸,因此不准了的轮船在运河上航行。赛明顿被迫停止“夏洛特·邓达斯”号的航行。赛明顿在失望和郁闷中无声无息地逝世于伦敦。他的船弃于河岸荒草中慢慢腐烂了。
  在美国,继菲奇之后,约翰·史蒂文斯也在研究轮船,1792年取得了用蒸汽机推动轮船的新方法的专利,1804年建成具有4叶螺旋桨的“利特尔·朱莉安那”号轮船。但推动螺旋桨的蒸汽机转速太低,史蒂文斯认为,轮船的推进器还是轮桨较好。1807年他建造了带轮桨的“菲尼克斯”号轮船。他原想在哈德逊河上航行,但哈德逊河史允许富尔顿的轮船行驶。因此,不得不在纽约到费城的海上行驶。它历尽艰险,死里逃生,终于平安地到达费城。这是世界上蒸汽轮船首次在海上航行。史蒂文斯之子罗伯特·史蒂文斯也和父亲一起从事轮船的研究,他在费城到奥尔巴尼之间开辟了定期航班。史蒂文斯父子对轮船的发展作出重要贡献。但由于富尔顿最负盛名,他们的名字被人们遗忘。
  (图)1788年,赛明顿制造的用蒸汽机推动的“夏洛特·邓达斯”号轮船在运河上试航,这是以机器作船动力的最早尝试
  1871年7月31日,纽约一艘蒸汽动力船发生锅炉爆炸,使60多人丧生从帆船到轮船964-2.jpg (8239 bytes)
  与蒸汽动力船相比,帆船操纵复杂
美国人富尔顿·罗伯特制造出“克莱蒙特”号蒸汽轮船,他因此被誉为“轮船之父”
  美国人富尔顿·罗伯特是一位画家,1766年出生于美国的宾夕法尼亚州开斯特县。21岁时,富尔顿到英国的伦敦画画谋生。在一次社交场合,富尔顿结识了蒸汽机发明家瓦特,他们成为莫逆之交。富尔顿在法国时,见到了美国驻法国公使利文斯顿,并见到了菲奇设计的蒸汽轮船图纸,富尔顿意识到菲奇的设计很有价值。利文斯顿决定资助富尔进行发明轮船的研究,而且将富尔顿招为自己的女婿。
  富尔顿经过9年时间的研制,到1803年,终于制造出了由他自己设计的第一艘以蒸汽机作为动力的轮船,他在法国的塞纳河上进行试航,一举成功。但乐极生悲,当天晚上那艘船就不幸被暴风雨所摧毁。富尔顿立即投入第二次改建工作。1804年,改建后的轮船再次在塞纳河上航行成功。但富尔顿还在不甚满意,他认为还可造得更好一些,因此决心再建造一艘性能更理想的蒸汽轮船。1805年,他得到瓦特的支持,在英国瓦特·博尔顿工厂购买了瓦特新设计的功率更大的蒸汽机,把它带回美国。1807年8月,一艘新造的铁壳轮船出现在美国哈德逊河上。这艘船45米长,4米宽,名叫“克莱蒙特”号。8月17日,“克莱蒙特”号升火启航,坐在船上的40位乘客和好奇的观众,不断地对它进行冷嘲热讽。随着蒸汽机的轰鸣声,“克莱蒙特”号缓缓离岸,驶向江心。一位观众大声喊叫起来:“啊,上帝,那玩意儿真开动啦!”
  人们从来没有见过在江面上行走这样巨大的怪物,它大声轰鸣着驶来,高高的烟囱里冒出黑烟,明轮推动江水发出哗哗的响声。经过32小时的逆水航行,“克莱蒙特”号完成了从纽约到奥尔巴尼距离为240千米的路程。要走完这段漫长的路程,即使是最好的帆船,一路顺风也得走48个小时。“克莱蒙特”号顺水回航时仅用了30个小时,它的平均时速达到5.6千米,从此揭开了蒸轮船时代的帷幕。不久,富尔顿取得了在哈德逊河上航行的独占权,并开办了船运公司。富尔顿的成功很快引来无数的效法者。在5年以内,美国和欧洲的内陆河流中已经有50多艘蒸汽轮船投入了营业性航运。
从帆船到轮船965-1.jpg (7232 bytes)(图)“轮船之父”—富尔顿·罗伯特
  这是富尔顿制造的“克莱蒙特”号明轮船,它使人类航行进入了新的时代
  自从富尔顿成功地发明了蒸汽轮船之后,这种高耸着烟囱,冒着浓浓的黑烟,两只巨大的明轮哗哗作响的轮船,开始一艘接一艘地航行在美国的内河上并从美国传到了欧洲。在此后一个多世界的时间里,世界的许多河流上都跑着这种明轮船。明轮船的出现在人类船舶制造业的发展史上揭开了崭新的一页。尽管这种以蒸汽机为动力,靠明轮推进的轮船,在今天看来过于愚笨,还有许多致命的缺点,但它在当时所发挥出来的巨大航运作用,是无法被抹杀的。今天已经很少有人坐过这种船了,但凡是过去曾经坐过它的人,都难以将它忘怀。历史是一条一去不返的河流,明轮船永远地驶过去了,但是如果没有它,现代船也不会向我们开过来。
19世纪20年代初,以蒸汽机为动力的轮船开辟了从欧洲到北美洲的第一条大西洋航线  蒸汽轮船出现后,人们很快便想到用它取代帆船进行远海航行。1814年,英国的亨利·贝尔建造了“彗星”号客轮运送旅客,这是欧洲的第一艘班轮。1819年,美国的“萨凡纳”号轮船横越大西洋成功,揭开了航海史上的光辉一页。“萨凡纳”号重550吨,约为“克莱蒙特”号的3倍,但蒸汽机仅20马力,和“克莱蒙特”号一样。它有三支桅杆可以作为帆船使用,能同时利用风力和蒸汽力,是第一艘风帆设备完善、同时又装有辅助蒸汽动力和舷侧明轮的轮船。它横渡大西洋用了29天半,单汽缸发动机一共开动了85小时,耗煤75吨、木材90.6立方米。由于中途煤耗尽,大部分航程是作为帆船行驶的,结果未得到好评,以致拆掉了蒸汽机,作为帆船使用。从此,美国放弃了轮船的制造。尽管如此,在以后的20年中,装有蒸汽机的轮船仍然取得了惊人的进步,一些国家相继建成了装有300—700马力 蒸汽机的各种各样的轮船。1838年,有两艘英国舷侧明轮船,即700吨的“西瑞奥斯”号和1300吨的“大西方”号,并没有怎么用帆就渡过了大西洋。“大西方”号的舷侧装有两具直径达8.5米的明轮,可以产生足够的推动力。这表明,完全不靠帆而仅靠蒸汽动力的轮船完全可以漂洋过海,成为海洋的新一代主人。
 
(图)第一艘投入大西洋航线运输的蒸汽动力轮船“大西方”号 从帆船到轮船966-1.jpg (5587 bytes)
早期航行在大西洋航线上的蒸汽轮船多数仍装有风帆,靠蒸汽机和风帆动力混合推进
用钢铁制造大船可以使船体更加坚固耐用,因此迅速取代了千百年来传统的木船制造业  使一艘体积巨大的钢铁船航行在海上,需要过去造船业完全没有的三项技术。第一是金属结构技术,可建造更大、更坚固和更轻便的船体,这是木材经不上的。第二是螺旋桨推进,可以更有效地使用动力,产生比明轮更大的速度。第三是汽轮机,它与减速齿轮装置及高压锅炉联合使用,把燃料转变成运动能量。
 
  完全用金属造的船“艾伦·曼比”号出现于“克莱蒙特”号问世后15年,于1821年下水。但它没有受到重视。1834年,一场大暴风雨把许多船刮到英国海岸,巨浪把木船打得四分五裂,而一艘铁造的38米长的“加里·欧文”号只受到轻伤,并靠着蒸汽动力回到了港口。12年后,第一艘全用金属制造的班轮“大不列颠”号在爱尔兰附近触礁搁浅近一年还没有破裂,后来被拖救出险,又恢复了航运。
  1853年,英国利物浦造船家詹姆斯·霍格林发表了一个调查报告,指出适合远东贸易的帆船中,1000吨级的木船造价要比同样大铁船高20%。如果木船的载货量是1500吨,同样大铁船的载货量就是1800吨。一艘铁船从东方返航时比木船所获的利润要多2300镑。这个报告立即使铁造船业兴旺起来。
  英国船舶设计家金多姆·布鲁纳是“大不列颠”号的建造人。1858年1月31日,他又造成了全部铁制的“大东方”号,这艘船比过去任何船都大,重18000吨,装有5000马力的发动机。这条船长213米,宽约26米,载客4000名,同时载煤12000吨。这些燃料足够绕好望角开往远东,再绕南美合恩角回到欧洲。同时应用螺旋桨和明轮推动,并装有桅杆,可以作为帆船使用。“大东方”号展示了用金属制造吨位几乎可以无限的船的可能性。它在大西洋上行驶了几年,又在大约10年间用来铺设大西洋电缆,最后停泊在麦西河上充当水上宫殿,变成了游乐场。从1850年到1880年的30年中,是铁船的黄金时代。1879年制造了一艘钢船“罗特马哈”号,从此钢船逐步地代替了铁船。到1881年,所有在建造中的汽船有80%采用了钢。钢船的时代从此开始了。
  (图)19世纪50年代末期,用钢铁制造的“大东方”号明轮船航行在大西洋上。“大东方”号成为当时令人瞩目的奇迹从帆船到轮船966-3.jpg (6270 bytes)
史密斯爵士发明用螺旋桨取代明轮作推进器的动力装置,螺旋桨轮船从此航行在海洋上两侧装着明轮的蒸汽轮船在比风帆推动的船先进多了,它可以在完全无风的天气条件下行驶,而且航行起来稳定可靠,操纵灵活。但明轮船行驶时明轮有一半在空中转动,而且装上明轮后船的宽度和航行时的阻力大大增加了;当它在码头上停靠时,与两旁的船很容易发生碰撞,既影响自己的安全行驶,也存在着擦伤别的轮船的可能性;如果水草一类的缠绕绞住明轮的叶片或轴,明轮就有失去转动的可能。这些都是早期明轮船致命的缺点。1837年,佩蒂特·史密斯爵士首次试验其螺旋桨推进的汽艇;瑞典军官埃里克森船长大致在同一时期进行了 试验。佩蒂特·史密斯的推进器是木制的,试验中折断了一半,然而使人惊异的是,这种推进器确实能加快速度。他建造了“阿基米德”号,于1838年在米尔沃尔下水。“阿基米德”号是一艘三桅的纵帆船,装有一台发动机和一个螺旋桨推进器。“阿基米德”号试航获得非常高的航速。此时,另一位造船家布鲁纳正在建造巨型铁船“大不列颠”号。他看到了“阿基米德”航行的成功,布鲁纳放弃了自己相当先进的设计,而把“大不列颠”号上的巨型明轮换成一个巨大的螺旋桨推进器。“大不列颠”号上的巨型明轮换成一个巨大的螺旋桨推进器。“大不列颠”号于1843年以14天21小时成功地横渡了大西洋。该船长98米,重3618吨,由总功率1500马力的4台单缸发动机驱动一个螺旋桨。
  
  认识到螺旋桨优势的布鲁纳,说服英国海军部队装备一支用螺旋桨推进的舰队。1841年,海军部在希尔内斯建造一艘用螺旋桨推进的“响尾蛇”号炮舰,决定用它来跟一艘用明轮推进的“阿列克托”号炮舰一比高低。两条船的排水量都是880吨,都用220马力的蒸汽机带动,两艘舰船的船尾对着船尾,用一根粗大的缆绳在拴在两艘船的缆桩上。比赛令下,双方都开足了马力向前驶进,希望能将对方拖走,最后,最螺旋桨作推进器的“响尾蛇”号拉着用明轮作推进器的“阿列克托”号前进了,速度是每小时4000米。螺旋桨推进器胜利了。
  到19世纪60年代,用螺旋桨作推进器的轮船已经将装着明轮的蒸汽船淘汰掉。但人们却一直保留着“轮船”这个名字。从帆船到轮船967-1.jpg (8122 bytes)
(图)巨型油轮上安装的一只五叶螺旋桨
  这是第一艘横渡大西洋的螺旋桨班轮“大不列颠”号的下水盛况。该船首渡大西洋共载客360人,载货600吨
经过许多人的努力,新型的船用动力装置燃气轮机于19世纪问世,到20世纪发展完善  1791年,英国人约翰·巴伯描述出第一台汽轮机的构想,可惜仅停留在设计阶段。他设想这种动力机械的工作原理是,在高温作用下使木炭、煤或油分解,获得可燃气体,再使之冷却,与空气混合后利用气泵送入燃烧室。混合气体在燃烧中燃烧,将已燃的气体引向杓轮。
 
  在巴伯的基础上,1847年,法国工程师克劳德·布尔丹,提出并制造出了第一台燃气轮机。稍后,法国人图尔内尔,瑞典人拉瓦尔,德国人斯托尔兹等人发明的燃气轮机也获得了专利权。

  1890年,法国人皮尔与布鲁克林,1894年克里斯托夫与奥登费尔特于巴黎又取得了无预压爆燃式燃气轮机的专利权。1901年,阿曼戈德和夏尔·勒马尔兄弟设计的爆燃式燃汽轮机制造出来。但是,第一台制造好的无预压爆燃式气压机,是法国阿曼戈德于1903年在列日力学会议上第一次展出的。1909年,德国工程师霍尔茨沃思又成功地制造了一台预压爆燃式燃气轮机。在这种燃气轮机中,由压缩机输入的空气是预先压缩的,这样可以大大提高效率。1910年,第二台预压爆燃式燃气轮机由霍尔茨沃思制造成功,并使之在曼海姆运转。这是工业上采用的第一台燃气轮机。但直到1945年,爆燃式燃气轮机才正式投产并开始大量生产。

  1894年,帕森斯设计并制造出了一台航海用燃气轮机,将它装在他制造的44吨重的游艇“突比尼亚”号上。但经过多次试航,结果却令人失望。帕森斯因此对7种不同的螺旋桨推进装置重新设计,进行了30多次海上试验,但最高速度还不到20节。帕森斯决定暂停试航。原因在于“突比尼亚”号的三具螺旋桨直接固定到一根主轴上,每分钟1800转,而高速旋转使桨叶在水中造成空隙。帕森斯这样叙述他的发现:“这些洞不含空气,而只含有水蒸汽,发动机的大部分动力便在形成和保持这些洞时消耗掉了,而不是用在推进船中。”于是他重新设计,改用三根轴,每根轴上有三具螺旋桨,每具螺旋桨用速度较慢的涡轮带动。使用这种动力,“突比尼亚”号于1897年在英国海军的检视下出航,其速度高达34.5节,使观众和海军部人士惊讶不已。从帆船到轮船967-3.jpg (10432 bytes)

  (图)20世纪30年代英国豪华客轮“伊丽莎白女王”号正在装巨型燃汽轮机
 

    来源:未知 | 作者:sailing | 已有人阅读 | 时间:2011-04-08 16:45

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