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一、效率最高的蒸汽機

渦輪式蒸汽機,，其原理是高壓蒸汽噴在渦輪葉片上,，帶動渦輪轉動，跟水車的原理差不多,，其結構簡單緊湊,，零件少，效率比往復式蒸汽機高的多.

最早的熱機原理是我國的走馬燈,，走馬燈也是渦輪機的萌芽,。最初的熱機是火藥內燃機，由荷蘭物理學家惠更斯在1680年提出,，這種發(fā)動機就是利用火藥的爆燃來推動活塞做功的,，但是，這種機械只停留在理論上,，并沒有搞出來,。值得中國人（學機械的）注意的是：往復式活塞內燃機的主要機構都是中國最先發(fā)明的！比如：缸體---中國最先制造的大炮于1332年鑄成,，往復活塞,、曲柄連桿機構、飛輪等都是我國首創(chuàng),。

火藥內燃機雖然沒有搞成功,，但是為未來的蒸汽機產生了巨大的促進作用。

1690年,，惠更斯的助手佩本設計出了用蒸汽做功的活塞式發(fā)動機,，這個發(fā)動機尚不能用于實際生產，作為工業(yè)動力源,。

1698年,，英國的軍事工程師薩弗里發(fā)明了一個使用蒸汽為礦井抽水的機器，它可以抽出地下10米深的水,。這臺機器實際上就是第一臺用于工業(yè)生產的蒸汽機,。

1711年，紐可門（英國）制造出更好的抽水蒸汽機,，其性能有了較大的突破,。從1772年起，幾乎全英國的礦井都使用這種蒸汽抽水機。

1768年,，英國技工瓦特發(fā)明了熱效率更高的近代蒸汽機,，因此被人們譽為“蒸汽機的發(fā)明人”。

總的來說,，蒸汽機是產生于18世紀的英國,。但是，蒸汽機存在著體積龐大,，熱效率不高的缺陷,。

由于19世紀中葉卡諾（法國人）、邁爾（德國）,、格羅夫（英國）,、焦耳（英國）、克勞修斯（德國）,、湯姆生（英國）等人提出并完善了熱力學,，同時用鋼鐵制造的精密機械已經開始出現(xiàn)，從而解決了制造精密圓柱體和螺絲等零件的問題,，使得內燃機的研制進程大大加快。

1860年,，法國人雷諾制造出第一臺可以實用的內燃機,。這是一臺二沖程、無壓縮,、電點火的煤氣機,。

1862年，法國工程師德羅沙提出等容燃燒的四沖程循環(huán)原理,，加上這個時候轉爐,、平爐煉鋼法已經相繼出現(xiàn)，為內燃機制造提供了可靠的原材料----低碳素鋼,。

1872年,，德國鐘表匠雷特曼制成了第一臺四沖程煤氣內燃機。

1876年,，德國人奧托研制成功一臺熱效率達到14%的往復式活塞四沖程內燃機,，此后，奧托又把內燃機的熱效率提高的20%以上,，這種內燃機,，就是現(xiàn)在的汽油發(fā)動機的雛形。奧托也被稱為“四沖程內燃機發(fā)明人”,。

1881年,，工程師克拉克研制成兩個汽缸的內燃機。此后不久,，汽油機正式出現(xiàn)了,。

1897年,，完全依靠壓縮著火的柴油機出現(xiàn)了，它比汽油機機構跟簡單,，燃料更便宜,。柴油機熱效率達到26%，它的發(fā)明人是德國人狄賽爾,。因此,，現(xiàn)代汽油發(fā)動機也稱為奧托發(fā)動機，柴油機稱為狄賽爾發(fā)動機,。

狄賽爾的發(fā)動機并不完善,，還不能方便地利用到工業(yè)生產中，直到20世紀20年代發(fā)明燃油噴射系統(tǒng)后,，柴油機才開始廣泛地運用到各種動力機械中,！本書的設定在這里需要書友們注意。根據(jù)對燃油噴射裝置的技術要求分析,，燃油噴射泵完全可以在1902年制造出來,，只是當時沒有人發(fā)明這個簡單的裝置而已。也就是因為這樣,，造成了大型的戰(zhàn)艦很少配置柴油動力的現(xiàn)象,。實際上當時的柴油機在加上燃油泵和渦輪增壓裝置以后，完全可以替代蒸汽機和汽輪機,，而且采用彈性安裝法以后,，裝備柴油機的戰(zhàn)艦不會出現(xiàn)主機過載和主軸過熱的通病。柴油機的優(yōu)點是省油（航程大）,，啟動迅速（蒸汽機和汽輪機需要預先提升蒸汽壓力）,，缺點是機構相比之下復雜了一些（不計算汽輪機鍋爐部分的情況下），但是用現(xiàn)代（1950年）裝備柴油機和汽輪機的艦船比較,，裝備柴油機的艦船維護費用比汽輪機艦船少14%左右,。其次，柴油機在沒有強化的條件下（增加噴射壓力是最簡單的強化手段）,，單臺推力比汽輪機要小,，加速沒有汽輪機快。

1903年,，柴油機用于輪船,，1908年，柴油機成為潛艇主動力,，1912年,，柴油機驅動的遠洋巨輪建造成功。

20世紀初，往復活塞式的蒸汽機在船舶上逐漸被渦輪式的蒸汽輪機（汽輪機）取代,，蒸汽輪機比活塞式蒸汽機熱效率更高（35%）,，單位體積能提供的推力更大，因此汽輪機到60年代一直成為大型船舶的主要動力,。同時代的柴油機因為強化程度低而主要用于中,、小型船舶。汽輪機首先由法國的拉瓦爾于1889年發(fā)明,，到20世紀初,，汽輪機已經能夠輸出6500馬力，相當于4800千瓦,。而實際上,，當汽輪機鍋爐燃料采用煤炭、燃油混合動力,，優(yōu)化飛輪和傳動結構后,，后來的汽輪機輸出功率成倍提升。

二,、蒸汽輪船發(fā)展史,？

蒸汽輪船

在探索船舶推進方法中，除了槳,、櫓,、 帆這些工具外，在埃及,、羅馬和我國古代都曾發(fā)明過用明輪的方式推進船舶。羅馬人還使用奴隸和畜力帶動明輪,。17世紀以前,，船舶推進動力方式已到了需徹底變革的時期，當時世界各大洋上繁忙的貿易往來需要解決船舶動力問題,。

真正解決船用蒸汽機的是詹姆斯·瓦特,。他在1765年發(fā)明了雙缸蒸汽機。1768年他與英國伯明翰輪機廠的老板馬修·博爾頓合作,，專門研制了一臺用于船舶推進的特殊用途的蒸汽機,，這就是世界上早期蒸汽機船上普遍使用的博爾頓--瓦特發(fā)動機，船舶用上了蒸汽機,，出現(xiàn)了蒸汽機輪船,，從而完成了船舶動力的第三次革命。船舶用蒸汽機作動力,，使人類有可能建造越來越大的船,，運載更多的貨物。

由于蒸汽機體積大、功率小,、效率低,，所以，蒸汽機輪船也逐步被淘汰?，F(xiàn)代艦船的常用的動力裝置是內燃機和汽輪機

三,、蒸汽船能遠航嗎？

能,。

蒸汽輪船是用蒸汽機作動力的機械推進船舶,。蒸汽機的出現(xiàn)使船舶動力發(fā)生了革命性變化，從而完成了船舶動力的革命,。船舶的推動力從人力,、自然力轉變?yōu)闄C械力，船舶用蒸汽機提供的巨大動力,，使人類有可能建造越來越大的船,，運載更多的貨物。

四,、蒸汽船比帆船的優(yōu)勢,？

以蒸汽機為動力的輪船，較之傳統(tǒng)木帆船,，是一次動力的革命性進步,。

蒸汽新式輪船比傳統(tǒng)的木船有哪些優(yōu)勢呢？首先,，傳統(tǒng)木帆船自身的局限性,。與新式輪船相比，傳統(tǒng)木帆船呈現(xiàn)出巨大的差距和劣勢：一是傳統(tǒng)木帆船的運載量有限,，且吃水淺,，二是傳統(tǒng)木帆船運輸受季節(jié)性影響較大，三是傳統(tǒng)木帆船運輸存在較大的風險,，四是傳統(tǒng)木帆船發(fā)展速度相對較慢,，運輸貿易周期長。

五,、蒸汽輪船怎么補充淡水,？

主要從陸上獲取，也有部份通過將海水淡化獲得,，,。蒸氣機的蒸氣作功后通過冷卻循環(huán)系統(tǒng)，收回了大部分淡水,。

艦艇在海上航行時,，淡水的用途可以說是非常廣泛,。從飲用、清潔再到船舶操作和機械冷卻都需要用到淡水,。艦艇執(zhí)行遠航任務的時候往往意味著要遠離大陸,，周圍海水不能被直接使用，因此淡水在艦艇上是一種非常重要的資源,。

六,、蒸汽輪船的優(yōu)點和缺點？

蒸汽輪機是大型軍用船舶動力,，其優(yōu)缺點都是針對燃氣輪機而言的,。船用柴油機的功率比這兩者都要小。

蒸汽輪機功率普遍比較大,，也很容易做成更大——參考火電廠超臨界鍋爐可知其上限,。

由于輪機相對于鍋爐獨立，不同航行速度時,，能量轉換效率都比較高——燃氣輪機燃燒室和輪機共軸,，低速推進時效率無法保證。

由于蒸汽輪機系統(tǒng)中能量多次傳遞和轉換,，系統(tǒng)中各部件所處環(huán)境都不象燃氣輪機那么惡劣,，對工藝和材料的要求相對較低，可靠性較強——燃氣輪機采用燃氣尾氣混合物為推動力,，氧化,、高溫等惡劣環(huán)境需要特殊的工藝和材料。