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國外蒸汽機船發(fā)展史(蒸汽船發(fā)明時間)
來源:cdfbk.cn    時間:2023-03-12 09:05    點擊:218   編輯:admin

一,、英國船用蒸汽輪機發(fā)展史?

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(zhuǎn)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。

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,。

世界上第一艘蒸汽機輪船是由美國發(fā)明家富爾頓制造的,。"皮羅斯卡皮"號是第一艘完全使用蒸汽動力推進的輪船,它是法國人馬奎斯建造的,?!包S鵠”號是中國第一艘蒸汽機輪船,它于1865年由徐壽設(shè)計,、安慶制造局建造,。

1938年4月4日,英國的“西留斯”號蒸汽船從英國的昆市鎮(zhèn)出發(fā),,以每小時17千米 的速度,,歷時442個小時到達了美國新澤西州

的山迪岬,實現(xiàn)了以蒸汽機提供的不間斷動 力橫渡大西洋的航行,。

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(mào)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(nèi)燃機和汽輪機

三,、蒸汽機船的發(fā)展歷程教案?

最原始的蒸汽機船,,根據(jù)歷史記載,十八世紀著名的法國物理學家和發(fā)明家杰尼·巴貝恩第一個設(shè)計,、制造了蒸汽機船,并在維埃納河進行試航。巴貝恩的蒸汽機船結(jié)構(gòu)十分簡單:一只爐灶,、上面架一只大鍋爐,沸騰的水放出蒸汽,經(jīng)管道集流后沖向小磨盤形輪子的葉片,輪子轉(zhuǎn)動,旋轉(zhuǎn)的輪軸通過鏈條傳動槳輪,排流行船,。 巴貝恩設(shè)想利用蒸汽機于水上運輸,但根本不能實現(xiàn),因為他的蒸汽機船在維埃納河中剛開始晃動,一群船夫趕來了,他們視嘶啞作響的蒸汽機是魔鬼,吵嚷著,最后,一個無賴帶頭跳上船,舉火把,把船燒掉了。 巴貝恩不屈不撓,花了一年多時間,又造了一艘蒸汽機船,它的動力裝置結(jié)構(gòu)與前一艘大致相同,只不過將槳輪從船體中部兩側(cè)移到后部兩側(cè),船仍??吭诰S埃納河岸邊,。巴貝恩為防止船夫再次搗亂,他請船夫們上船,看看摸摸,使他們得知并非魔鬼,然后請他們喝紅葡萄酒,吃糖果點心,又給他們講了,生火后啟動蒸汽閥,只要他一個人掌舵,就可將他們渡到對岸,代替兩排.

四、第一艘蒸汽輪船是誰發(fā)明的,?

世界上第一艘蒸汽機輪船是由美國發(fā)明家富爾頓制造的,。

  1807年8月,富爾頓設(shè)計的“克勒蒙”號輪船在紐約市的哈德遜河下水了,。這條船長約45米,,寬9米多,排水量100噸,。該船的發(fā)動機是英國伯明翰的布爾頓和瓦特制造的,。富爾頓為這條船的兩舷設(shè)計了兩個明輪,蒸汽機帶動明輪旋轉(zhuǎn),,明輪上的葉片在水中劃動,,推動著船只前進??死彰商柕暮剿龠_每小時6公里,,比帆船快三分之一。它曾往返于紐約和奧爾巴尼之間,,作為哈德遜河上的定期班輪,。因為富爾頓造出這條船投入了使用,所以,,人們就把輪船發(fā)明者的桂冠,,戴到了富爾頓的頭上,。

五,、蒸汽船歷史?

蒸汽船最早的歷史在18世紀,。

蒸汽機船時代是指18世紀發(fā)明蒸汽機后,,1807年美國羅伯特·富爾敦(RoberrFulton)工程師首次在“克萊蒙脫”號船上,用蒸汽機驅(qū)動裝在兩舷的明輪,,在哈德遜河上航行成功,,從此船舶用機械動力代替自然動力而進人蒸汽機船的機動船時代,。早期的蒸汽機船仍裝有全套帆具,蒸汽機裝在甲板上驅(qū)動船舷的明輪,,僅作為輔助動力,。

六、第一艘蒸汽機輪船名字,?

1802年,,英國人威廉·西明頓采用瓦特改進的蒸汽機制造成世界上第一艘蒸汽動力明輪船“夏洛蒂·鄧達斯”號,這是一艘30英尺長的木殼船,,船中央裝上西明頓設(shè)計的蒸汽機,,推動一個尾部明輪。這艘蒸汽動力明輪船在蘇格蘭的福斯——克萊德運河下水,,試航獲得成功,。它的出現(xiàn)標志著蒸汽動力明輪船的誕生。

七,、第一艘用蒸汽機為動力的輪船是誰發(fā)明的,?

克萊蒙特號輪船是世界上最早出現(xiàn)的蒸汽機輪船,是現(xiàn)代輪船的鼻祖,。船舶用上蒸汽機,,出現(xiàn)蒸汽機輪船是船舶動力發(fā)展史上革命性演變。   世界上第一艘蒸汽機輪船是由美國發(fā)明家富爾頓制造的,,他在1802年春天,,在法國建造第一艘蒸汽機輪船,停泊在塞納河上,,一場風暴就把它折斷,。富爾頓沒有因此止步,他又重建了一艘蒸汽機輪船,,命名為“克萊蒙特”號,。   克萊蒙特號輪船船長45.72米,寬9.14米,,船上裝有蒸汽機,。1807年,“克萊蒙特”號在美國哈德遜河上試航,,獲得成功,,它以每小時6.4公里速度,航行91.4公里,。從此,,美國哈德遜河上開辟定期航班,標志了蒸汽機輪船正式投入使用,。

八,、蒸汽機的發(fā)展歷程,?

世界上第一臺蒸汽機是由古希臘數(shù)學家亞歷山大港的希羅(Hero of Alexandria)于1世紀發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球(Aeolipile),這是蒸汽機的雛形,。

詹姆斯·瓦特(James Watt).

約1679年法國物理學家丹尼斯·巴本在觀察蒸汽逃離他的高壓鍋后制造了第一臺蒸汽機的工作模型,。同時代的薩繆爾·莫蘭也提出了蒸汽機的主意。

1698年托馬斯·塞維利和1712年托馬斯·紐科門制造了早期的工業(yè)蒸汽機,,他們對蒸汽機的發(fā)展都做出了自己的貢獻,。1807年羅伯特·富爾頓第一個成功地用蒸汽機來驅(qū)動輪船。瓦特運用科學理論,,逐漸發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機的毛病所在,。從1765年到1790年,他進行了一系列發(fā)明,,比如分離式冷凝器,、汽缸外設(shè)置絕熱層、用油潤滑活塞,、行星式齒輪,、平行運動連桿機構(gòu)、離心式調(diào)速器,、節(jié)氣閥,、壓力計等等,使蒸汽機的效率提高到原來紐科門機的3倍多,,最終發(fā)明出工業(yè)用蒸汽機,。

16世紀末到17世紀后期,英國的采礦業(yè),,特別是煤礦,,已發(fā)展到相當?shù)囊?guī)模,單靠人力,、畜力已難以滿足排除礦井地下水的要求,,而現(xiàn)場又有豐富而廉價的煤作為燃料。現(xiàn)實的需要促使許多人,,如英國的帕潘,、薩弗里、紐科門等就致力于“以火力提水”的探索和試驗,。

最初的真空蒸汽機被用來將礦井里的水抽出來,。紐科門的蒸汽機將蒸汽引入氣缸后閥門被關(guān)閉,然后冷水被撒入汽缸,,蒸汽凝結(jié)時造成真空,?;钊硪幻娴目諝鈮毫ν苿踊钊?。在礦井中聯(lián)結(jié)一根深入豎井的桿來驅(qū)動一個泵,。蒸汽機活塞的運動通過這根桿傳到泵的活塞來將水抽到井外。

第一個巨大的改善是將氣缸與凝結(jié)缸通過一個閥門分開,。瓦特在伯明翰發(fā)明了這個改進,。這個改進提高了蒸汽機的效率。下一個改進是將閥門的操作自動化,。

這些早期的真空蒸汽機的效率有限,,但它們比較安全,因為它們的壓力比較低,,在物質(zhì)發(fā)生損壞的情況下機器向內(nèi)收縮,,而不是向外爆炸。它們的效率受外部氣壓,、氣缸變形,、燃燒和沸騰的效率和凝結(jié)能力的限制。理論最高效率受水在普通大氣壓下比較低的沸騰溫度限制,。使用高溫高壓的蒸汽為蒸汽機的效率帶來了巨大的提高,。但這種蒸汽機比真空蒸汽機危險得多。鍋爐和機器的爆炸造成了許多大事故,。安全閥在這里帶來了很大的改進,,在壓力過高的情況下安全閥放氣減壓。但真正保證安全只有依靠建造,、運行和維護的經(jīng)驗和安全規(guī)則,。

薩弗里制成的世界上第一臺實用的蒸汽提水機,在1698年取得標名為“礦工之友”的英國專利,。他將一個蛋形容器先充滿蒸汽,,然后關(guān)閉進汽閥,在容器外噴淋冷水使容器內(nèi)蒸汽冷凝而形成真空,。打開進水閥,,礦井底的水受大氣壓力作用經(jīng)進水管吸入容器中;關(guān)閉進水閥,,重開進汽閥,,靠蒸汽壓力將容器中的水經(jīng)排水閥壓出。待容器中的水被排空而充滿蒸汽時,,關(guān)閉進汽閥和排水閥,,重新噴水使蒸汽冷凝。如此反復(fù)循環(huán),,用兩個蛋形容器交替工作,,可連續(xù)排水。

薩弗里的提水機依靠真空的吸力汲水,汲水深度不能超過六米,。為了從幾十米深的礦井汲水,,須將提水機裝在礦井深處,用較高的蒸汽壓力才能將水壓到地面上,,這在當時無疑是困難而又危險的,。

紐科門及其助手卡利在1705年發(fā)明了大氣式蒸汽機,,用以驅(qū)動獨立的提水泵,被稱為紐科門大氣式蒸汽機,。這種蒸汽機先在英國,后來在歐洲大陸得到迅速推廣,,它的改型產(chǎn)品直到19世紀初還在制造。紐科門大氣式蒸汽機的熱效率很低,,這主要是由于蒸汽進入汽缸時,,在剛被水冷卻過的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量,,只在煤價低廉的產(chǎn)煤區(qū)才得到推廣,。

蒸汽機火車頭

1764年,,英國的儀器修理工詹姆斯·瓦特為格拉斯哥大學修理紐可門蒸汽機模型時,,注意到了這一缺點,,并于1765年發(fā)明了設(shè)有與汽缸壁分開的凝汽器的蒸汽機,,并于1769年取得了英國的專利,。初期的瓦特蒸汽機仍用平衡杠桿和拉桿機構(gòu)來驅(qū)動提水泵,,為了從凝汽器中抽除凝結(jié)水和空氣,,瓦特裝設(shè)了抽氣泵,。他還在汽缸外壁加裝夾層,,用蒸汽加熱汽缸壁,,以減少冷凝損失,。

瓦特的創(chuàng)造性工作使蒸汽機迅速地發(fā)展,,他使原來只能提水的機械,,成為了可以普遍應(yīng)用的蒸汽機,,并使蒸汽機的熱效率成倍提高,,煤耗大大下降,。因此瓦特是蒸汽機的改良者。

自18世紀晚期起,,蒸汽機不僅在采礦業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,,在冶煉、紡織,、機器制造等行業(yè)中也都獲得迅速推廣,。它使英國的紡織品產(chǎn)量在20多年內(nèi)(從1766年到1789年)增長了5倍,為市場提供了大量消費商品,,加速了資金的積累,,并對運輸業(yè)提出了迫切要求。

在船舶上采用蒸汽機作為推進動力的實驗始于1776年,,經(jīng)過不斷改進,,至1807年,美國的富爾頓制成了第一艘實用的明輪推進的蒸汽機船“克萊蒙”號,。此后,,蒸汽機在船舶上作為推進動力歷百余年之久,。

1800年,,英國的特里維西克設(shè)計了可安裝在較大車體上的高壓蒸汽機,。1803年,,他把它用來推動在一條環(huán)形軌道上開動的機車,找來喜歡新奇玩意兒的人乘坐,,向他們收費,,這就是機車的雛型,。英國的史蒂芬孫將機車不斷改進,,于1829年創(chuàng)造了“火箭”號蒸汽機車,該機車拖帶一節(jié)載有30位乘客的車廂,,時速達46公里/時,,引起了各國的重視,,開創(chuàng)了鐵路時代。

19世紀末,,隨著電力應(yīng)用的興起,,蒸汽機曾一度作為電站中的主要動力機械,。1900年,,美國紐約曾有單機功率達五兆瓦的蒸汽機電站,。

蒸汽機的發(fā)展在20世紀初達到了頂峰。它具有恒扭矩,、可變速,、可逆轉(zhuǎn)、運行可靠,、制造和維修方便等優(yōu)點,,因此曾被廣泛用于電站、工廠,、機車和船舶等各個領(lǐng)域中,,特別在軍艦上成了當時唯一的原動機。

需要特別注意的是,,許多教科書上(歷史書,、物理書)說瓦特是蒸汽機的發(fā)明者。這是誤傳,。蒸汽機是英國人薩維利(Savery)于1698年,、紐可門(Newcomen)于1705年各自獨立發(fā)明的,用于礦井抽水,。當時效率很低,。

1765年,瓦特在修理紐可門機的基礎(chǔ)上,,對蒸汽機做了重大改進,,使冷凝器與汽缸分離,發(fā)明曲軸和齒輪傳動以及離心調(diào)速器等,,使蒸汽機實現(xiàn)了現(xiàn)代化,,大大提高了蒸汽機的效率。瓦特的這些發(fā)明,,仍使用在現(xiàn)代蒸汽機中,,為紀念瓦特的貢獻,功率的單位名稱以其姓氏命名

九,、汽車運輸船發(fā)展歷程,?

舟筏時代→獨木舟→筏→木板船→槳,、篙和櫓→帆船時代→地中海的古帆船→北歐和西歐帆船→飛剪式帆船→中國帆船→蒸汽機船時代→早期的蒸汽機船→“大東方”號蒸汽機船→蒸汽機船的完善→汽輪機船、柴油機船的問世→油船和散貨船的出現(xiàn)→大型遠洋客船的興起→柴油機船時代

  船舶大型化→船舶專業(yè)化→船舶高速化→船舶自動化→船舶內(nèi)燃機化

  人類使用船舶作為運輸工具的歷史,,幾乎和人類文明史一樣悠久,。從遠古的獨木舟發(fā)展到現(xiàn)代的運輸船舶,大體經(jīng)歷了四個時代:舟筏時代,、帆船時代,、蒸汽機船時代和柴油機船時代。

  舟筏時代 

  人類以舟筏作為運輸,、狩獵和捕魚的工具,,至少起源于石器時代。中國1956年在浙江出土的古代木槳,,據(jù)鑒定是四千年前新石器時代的遺物,。說明舟筏的歷史,可以追溯到史前年代,。

  獨木舟 

  原始人類將巨大樹干用火燒或用石斧加工成中空的獨木舟,,是最古老的水上運輸工具。它的蹤跡遍于全世界,,至今在南美洲和南太平洋群島的居民,,仍使用獨木舟作為生產(chǎn)和交通工具,。

  筏 

  遠古人類就知道將樹干,、竹竿、蘆葦?shù)壤υ煞?,或用獸皮做成皮筏,,在水上漂行。筏較獨木舟吃水淺,,航行平穩(wěn),,而且取材方便,制造簡易,。在中國東南山區(qū)溪流中,,使用竹筏作為交通工具迄今仍然相當普遍。

  木板船 

  進入青銅器時代以后,,人類對木材的加工能力提高了,,于是將原木加工成木板來造船。木板船可以造得比獨木舟大,,性能比筏好,。木板平接或搭接成為船殼,內(nèi)部用隔壁和肋骨以增加強度,,形成若干個艙室,。早期的木板船,,板和板之間、船板和框架構(gòu)件之間是用纖維繩或皮條綁縛起來的,,后來用銅釘或鐵釘連接,。板和板之間則用麻布、油灰捻縫,,使其水密,。

  槳、篙和櫓 

  舟筏時代的船舶靠人力來推進和操縱,,所用的工具為槳,、篙和櫓。槳不受水域深度和廣度的限制,,在地中海區(qū)域應(yīng)用極為廣泛,。古羅馬的劃槳船,用奴隸劃槳,,一船槳數(shù)多至數(shù)十根甚至百余根,。篙可以直接觸及水底和河岸,使用輕便,,主要用于淺水航道,。櫓是比槳先進的劃船工具,效率高而不占水面,,兼具推進和操縱航向的功能,,在中國內(nèi)河木船上廣泛使用。

  帆船時代 

  據(jù)記載,,遠在公元前四千年,,古埃及就有了帆船。中國使用帆船的歷史也可以追溯到公元以前,。從15世紀到19世紀中葉,,是帆船發(fā)展的鼎盛時期。15世紀初中國航海家鄭和遠航東非,,15世紀末C.哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸,,他們的船隊都是由帆船組成的。在帆船發(fā)展史中,,地中海沿岸地區(qū),、北歐西歐地區(qū)和中國都曾作出重大貢獻。19世紀中葉美國的飛剪式快速帆船,,則是帆船發(fā)展史上的最后一個高潮,。不同地區(qū)的帆船,在結(jié)構(gòu)、形式和帆具等方面各有特色,。

  地中海的古帆船 

  埃及出土的一件公元前四千年的陶器上繪制有最古的帆船的圖象,。船的前端突出向上彎曲,船的前部有一個小方帆,,這種船只能順風行駛,,無法利用旁風。公元前2000~前1600年,,腓尼基人,、克里特島人和希臘人都先后在地中海上行駛帆船??死锾貚u人的帆船兩端翹起,,單桅懸一方帆,這種船型在地中海應(yīng)用了幾千年之久,。古希臘和古羅馬的帆船備有槳,,只在進出港口和調(diào)度時才使用。古希臘帆船干舷高,,耐波性好,,單桅上掛方帆,船尾兩側(cè)有巨大的尾槳,,起舵的作用,。船首伸出的桅桁上增一小帆便于操縱。單桅橫桁上邊增設(shè)三角頂帆,。古羅馬的帆船又有改進,,增設(shè)前后三角帆,船的操縱性能得到改善,。

  北歐和西歐帆船 

  公元9~11世紀北歐的維京人,是當時世界上優(yōu)秀的航海民族,,航跡遠達格陵蘭和北美,。他們用當?shù)爻霎a(chǎn)的橡木造出了適航性能良好的帆船,。這種帆船長約30米,寬約6米,,首尾形狀接近對稱,有龍骨和首尾柱,。外殼板搭接并用鐵釘相連。船上樹單桅,,裝有支桅索,掛一面方帆,,能在橫風下行駛。船形瘦削,耐波性優(yōu)于地中海帆船,。

  1492年,,C.哥倫布率領(lǐng)西班牙船隊到達西印度群島。他所乘坐的“圣瑪麗亞”號,,是一艘長28米,、排水量約200噸的三桅帆船,。1497年,V.da.伽馬率領(lǐng)葡萄牙船隊繞過好望角發(fā)現(xiàn)通往印度的航路,。1519~1522年,,F(xiàn).麥哲倫率領(lǐng)的西班牙船隊完成了環(huán)球航行。這一系列地理上的發(fā)現(xiàn),,大大刺激了歐洲航海和造船事業(yè)的發(fā)展,。16世紀以后,歐洲帆船的排水量逐漸增大到500~600噸,帆具日益復(fù)雜,三桅船漸趨普遍,,帆面不斷增大,。大桅上增裝了頂桅和頂帆,主帆下裝了底帆,,桅的支索上張了三角帆,船上整個空間都張滿了帆,航速得到提高,。1800年前后,英國繼葡萄牙,、西班牙之后成為最大的海上強國,。英國及其殖民地擁有海上帆船達5000艘。

  飛剪式帆船 

  這是起源于美國的一種高速帆船,。前期的飛剪式帆船,,可以1833年建造的“安·瑪金”號為代表,排水量為493噸,。飛剪式帆船船型瘦長,前端尖銳突出,航速快而噸位不大,。19世紀40年代,美國人用這種帆船到中國從事茶葉和鴉片貿(mào)易。以后美國西部發(fā)現(xiàn)金礦而引起的淘金熱,,使飛剪式帆船獲得迅速發(fā)展,。1853年建造的“大共和國”號,長93米,,寬16.2米,深9.1米,,排水量3400噸,主桅高61米,全船帆面積3760平方米,航速每小時12~14海里,,橫越大西洋只需13天,,標志著帆船的發(fā)展達到頂峰。19世紀70年代以后,,作為當時海上運輸主要工具的帆船,,被新興的蒸汽機船迅速取代。

  中國帆船 

  中國帆船也有二千多年的歷史,。據(jù)《史記·秦始皇本紀》記載,,秦王朝曾派徐福攜帶童男童女及工匠人等數(shù)千人,乘船出海。三國時代東吳太守萬震所著《南洲異物志》中,,有關(guān)于訪問今日的柬埔寨,、越南等地所乘大船的記述。唐代與日本文化交往頻繁,。中國當時的帆船已能駛側(cè)向逆風,,有較好的耐波性。唐貞觀年間,,從今溫州至日本,,僅需6天;以后能以3天時間從中國鎮(zhèn)海駛抵日本,。宋代造船和航海事業(yè)均有顯著進步,。當時所造海船能載500~600人,并已使用指南針羅盤,,航程遠及波斯灣和東非沿海地區(qū),。1974年在福建省泉州灣出土一艘宋代海船殘骸,船體瘦削,,具有良好的速航性能和耐波性,,船內(nèi)有12道水密隔壁,船側(cè)外殼板由三層杉木板組成,,結(jié)構(gòu)堅固,,估計船全長約35米,載重量200噸以上,。明朝初年,鄭和曾率領(lǐng)龐大的船隊于公元1405~1433年間七次遠航,,遍歷東南亞、印度洋各地,,遠達非洲東海岸,。據(jù)記載,鄭和所乘“寶船”長44丈,寬18丈,有12帆,,是當時世界上首屈一指的優(yōu)秀帆船,。

  中國帆船的構(gòu)造和歐洲帆船不同。歐洲帆船兩端尖而上翹,,中國帆船則兩端用木板橫向封閉而形成平底的長方形盒子,。舵位于尾部中心線上,尾部造成樓形高臺,,以防止上浪。船內(nèi)有多道水密隔壁,,結(jié)構(gòu)堅固,。中國帆船的帆是橫向用竹竿加強的“硬篷”。這種平衡縱帆,操作靈便,能承受各個方向的風力,。15世紀時,中國帆船無論在尺度和性能上都處于領(lǐng)先地位,。16世紀以后,歐洲帆船才逐漸超過中國帆船,。

  蒸汽機船時代 

  18世紀蒸汽機發(fā)明后,,許多人都試圖將蒸汽機用于船上。1807年,,美國人R.富爾頓首次在“克萊蒙脫”號船上用蒸汽機驅(qū)動裝在兩舷的明輪,,在哈德遜河上航行成功。從此機械力開始代替自然力,,船舶的發(fā)展進入新的階段,。

  早期的蒸汽機船 

  19世紀上半葉是由帆船向蒸汽機船過渡的時期。早期的蒸汽機船裝有全套帆具,,蒸汽機只是作為輔助動力,。1819年美國人M.羅杰斯建造的“薩凡納”號蒸汽機帆船,用了27天時間橫渡大西洋,,在整個航程中只有60小時是使用蒸汽機推進,,其余時間仍用風力。在早期,,蒸汽機安裝在甲板上,,驅(qū)動裝在兩舷的巨大明輪。1839年,,第一艘裝有螺旋槳推進器的“阿基米德”號船建成,,船長38米,主機功率80馬力,。早期蒸汽機是安裝在木帆船上的,。1850年以后,逐漸用鐵作為造船材料,。1880年以后,,鋼很快代替鐵作為造船材料。1876年英國建造的新船只有8%用鋼材建造,而到1890年,,則只有8%是鐵船了,。

  “大東方”號蒸汽機船 

  1854~1858年英國人I.K.布魯內(nèi)爾建造的“大東方”號鐵船被認為是造船史上的奇跡。布魯內(nèi)爾第一個將關(guān)于梁的力學理論應(yīng)用于造船,,在船體建造上首創(chuàng)了縱骨架結(jié)構(gòu)和格柵式雙層底結(jié)構(gòu),。雙層底向兩舷延伸直到載重水線以上,形成了雙層船殼,。上甲板也用同樣結(jié)構(gòu)以增加船體強度,?!按髺|方”號長207米(680英尺),排水量27000噸,比當時的大型船大6倍。船內(nèi)部用縱橫艙壁分隔成22個艙室,。船上安裝兩臺蒸汽機,一臺驅(qū)動直徑56英尺的明輪,另一臺驅(qū)動直徑24英尺的螺旋槳,,蒸汽機總功率8300馬力,最高航速每小時16海里,。船上有6根桅,,帆總面積8747平方米(85000平方英尺)。它能載客4000人,,裝貨6000噸,。直到半個世紀以后才出現(xiàn)比它更大的船?!按髺|方”號盡管經(jīng)營失敗,,但在造船理論和技術(shù)方面,卻為現(xiàn)代鋼船開辟了道路,。

  蒸汽機船的完善 

  早期蒸汽機船驅(qū)動明輪用的蒸汽機是單缸搖臂式,,汽壓也很低。19世紀80年代出現(xiàn)了三漲式蒸汽機,,汽壓提高到10.5千克力/厘米 ,。此時明輪已為螺旋槳所代替,三漲式蒸汽機配合螺旋槳成為典型的動力裝置,。19世紀末,,蒸汽機已發(fā)展到四漲式六汽缸,蒸汽壓力提高到 13.6千克力/厘米,,功率達到1萬馬力,。高壓水管鍋爐也逐漸取代了蘇格蘭式火管鍋爐。20世紀初,,貨船一般是用三漲式蒸汽機作主機,,功率約2000馬力,航速約每小時10海里,,載重量增大到6000噸,。航行于大西洋上的大型遠洋客船,以往復(fù)式蒸汽機為動力,單機功率達到2萬馬力。

  汽輪機船,、柴油機船的問世 

  1896年,,英國人C.帕森斯將他發(fā)明的反作用式汽輪機成功地應(yīng)用于船上;同年,,瑞典人C.迪拉瓦爾發(fā)明了沖擊式汽輪機,。進入20世紀以后,船用汽輪機不斷改進,因為重量輕,功率大,旋轉(zhuǎn)均勻和無往復(fù)運動部件等,普遍應(yīng)用于大型高速船,。至今,某些大功率船仍用汽輪機作為推進動力,。1892年,德國人R.狄塞爾發(fā)明壓燃式內(nèi)燃機,,即柴油機,,20世紀初開始應(yīng)用于船上,。柴油機熱效率高、油耗低,,因而得到廣泛應(yīng)用,。40年代末,柴油機船的噸位即已超過蒸汽機船,。

  油船和散貨船的出現(xiàn) 

  早期的雜貨船承攬一切貨種的運輸,,包括散裝的煤炭、谷物等和桶裝的油類,。1886年開始出現(xiàn)具有現(xiàn)代油船特征的船,,也就是將貨油直接裝在分隔的油密艙室內(nèi)并用泵和管系進行裝卸。進入20世紀后,,對石油的需求日增,,油船逐漸形成一支專用船隊。1944年最大的油船載重量為 23000噸,。散貨船略早于油船出現(xiàn),,但在20世紀上半葉由于港口裝卸效率不高,發(fā)展緩慢,最大的載重量只有1萬噸左右,。第二次世界大戰(zhàn)后,,各工業(yè)國經(jīng)濟恢復(fù),原料需求劇增,,油船和散貨船都向大型化發(fā)展,。

  大型遠洋客船的興起 

  19世紀70年代以前,運輸船舶都是客貨混裝的,。1870年,,英國人S.丘納德和T.伊士梅創(chuàng)辦丘納德汽船公司和白星汽船公司,在英國和北美之間航線上開辟旅行條件舒適的客船航班,豪華客船“海洋”號航行成功,。此后各國相繼建造大型豪華客船,航行于大西洋航線和東方航線上,。80年代,已有載客千人以上,,載重萬噸以上,,航速每小時超過20海里的豪華客船。20世紀30年代,,大型遠洋客船的建造達到高潮,,如著名的“瑪麗皇后”號、“伊麗莎白皇后”號和“諾曼第”號都是在這個時期建造的,。它們的載重量都在8萬噸以上,,主機為汽輪機,,功率16萬馬力,航速每小時超過30海里,。第二次世界大戰(zhàn)以后,,這一勢頭又恢復(fù)了,到60年代,,因遠程噴氣客機的興起才停止下來,。大型遠洋客船的建造,對造船科學技術(shù)的發(fā)展起了重要的推動作用,,同時也使某些保障航行安全的法規(guī)逐步建立和完善,。例如1912年“泰坦尼克”號海難事件導(dǎo)致了后來國際海上人命安全公約的簽訂。

  柴油機船時代 

  柴油機船問世后,,發(fā)展很快,,逐漸取代了蒸汽機船。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,,工業(yè)化國家經(jīng)濟的迅速恢復(fù)和發(fā)展,,國際貿(mào)易的空前興旺,中東等地石油的大量開發(fā),,促使運輸船舶迅速發(fā)展,。1982年同1948年相比,船舶艘數(shù)增長了1.6倍,,總噸位增長了4.3倍(見世界商船隊),。船舶普遍采用柴油機推進。第二次世界大戰(zhàn)期間,,為了適應(yīng)戰(zhàn)時運輸?shù)男枰?,美國建造?610艘自由輪(萬噸級使用燃油鍋爐和蒸汽機的雜貨船)是最后建造的一批往復(fù)式蒸汽機遠洋運輸船舶。為了提高船舶運輸?shù)慕?jīng)濟效益,,船舶出現(xiàn)了大型化,、專業(yè)化、高速化,、自動化和內(nèi)燃機化的多種趨勢,。

  船舶大型化 

  首先是油船噸位的增長和油船的大型化。1930年的世界商船隊中,,油船噸位只占總噸位1/10,,1980年上升為1/2。1983年初,各種油船的載重量達到3.3億噸,。油船噸位的劇增主要在于油船大型化,。50年代,3~4萬噸的油船已被認為是 “超級油船”,。60年代中期,,就出現(xiàn)了20萬噸以上的超大油船和30萬噸以上的特大油船,。70年代又出現(xiàn)了50萬噸以上的大油船。石油危機發(fā)生和蘇伊士運河恢復(fù)通航后,這種趨勢已經(jīng)停止,許多大型油船正面臨拆毀的命運,。在油船大型化的同時,,也出現(xiàn)了裝運煤炭、礦砂,、谷物等的干散貨船的大型化,。60年代末,,大型散貨船的載重量超過10萬噸,,最大的已達17萬噸。從50年代后期起,,建造了能兼裝原油和干散貨的兼用船,,如油散船和油散礦船等。

  船舶專業(yè)化 

  第二次世界大戰(zhàn)以后,,各種專用船發(fā)展很快,。雜貨船用途廣泛,適應(yīng)性強,在艘數(shù)上至今仍占首位。典型的雜貨船都以低速柴油機為動力,,載重量不超過2萬噸,航速每小時15海里左右,。中國設(shè)計的“風”字號和“陽”字號貨船都是典型的雜貨船。為了提高雜貨船運輸多種貨物的能力,,近年制造出多用途船,,除載運普通件雜貨外,還能載運集裝箱,、重貨,、冷藏貨和散貨等。

  水路集裝箱運輸于50年代中期興起,,1957年出現(xiàn)第一艘集裝箱船,。這是件雜貨運輸形式的重大變革。這種運輸形式在貨物包裝,、裝卸工藝,、碼頭管理和水陸聯(lián)運等方面都有所突破。采用集裝箱運輸,,可以大大縮短船舶停港時間,節(jié)約人力,保證貨運質(zhì)量和實現(xiàn)“門到門”運輸,。20多年來集裝箱船發(fā)展很快。1982年全世界已有全集裝箱船718艘,1294萬總噸,,分別占世界商船總數(shù)的1%和總噸數(shù)的3%,。這種船船型瘦削,航速高,,貨艙內(nèi)有導(dǎo)軌,,甲板上有縛固設(shè)備,,一般不設(shè)裝卸設(shè)備,而是依靠港口專用設(shè)備進行裝卸,。

  第二次世界大戰(zhàn)后得到發(fā)展的重要專用船還有:裝運液化天然氣和液化石油氣的液化氣船,;船上設(shè)有跳板,能使牽引車,、叉車載貨自駛上下的滾裝船(又稱開上開下船),;以駁船作為運輸單元,不需要??看a頭進行裝卸而能實現(xiàn)江海直達運輸?shù)妮d駁船等,。

  遠洋客船自從被噴氣客機取代后,客船的性質(zhì)已發(fā)生變化,。60年代以來,,旅游事業(yè)興起,出現(xiàn)了一批定期,、定航線,甚至環(huán)球航行的旅游船,為旅游者提供旅游,、療養(yǎng)、文化娛樂,、社會活動以至海洋天文教育等綜合性的服務(wù),。與此同時,在重要的短程航線上,,還出現(xiàn)了一種噸位較小,、除載客外還能攜帶旅客自備汽車的汽車客船。

  船舶高速化 

  自50年代起,,航運界為了加快船舶周轉(zhuǎn),,一度掀起船舶高速化的熱潮。普通雜貨船航速提高到每小時18海里,集裝箱船航速在每小時20海里以上,美國建造的“SL-7”型高速集裝箱船,以兩臺6萬馬力汽輪機為主機,,最高航速達每小時33海里,。但從石油危機以來,燃料費在運輸成本中的比重直線上升,。迫使營運中的高速船紛紛減速行駛,,新造船舶的航速也出現(xiàn)下降趨勢。但是非排水型的高速客船,,如水翼船和氣墊船已應(yīng)用于短途客運航線上,,并日益發(fā)展。

  船舶自動化 

  60年代初期以來,,各國航運企業(yè)為了減少船員人數(shù),、改善船員勞動條件和提高船舶營運的經(jīng)濟效益,逐步實現(xiàn)了輪機、導(dǎo)航和艤裝三個方面的自動化,。如60年代中期造出機艙定期無人值班的船舶,,已得到各國船級社的承認。

  船舶內(nèi)燃機化 

  船舶內(nèi)燃機化是指船舶普遍采用柴油機為主機,。柴油機同蒸汽機比較,,具有熱效率高、油耗低,、占地小等優(yōu)點,。自從1911年造出第一艘柴油機海船以來,采用柴油機為主機的貨船和客船日益增多,。但到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時止,,世界商船隊中蒸汽機船仍占多數(shù)。戰(zhàn)后,,低速大功率柴油機由于增壓技術(shù)的進步,,單機功率不斷提高,最大已達5萬馬力。過去必須安裝汽輪機的大型高速船也能應(yīng)用柴油機,。另一方面柴油機對燃用劣質(zhì)油的適應(yīng)性也不斷改善,這樣在經(jīng)濟上便具有優(yōu)越性,。對于機艙空間受限制的滾裝船,、集裝箱船、汽車渡船等,則可以選用體積小,、重量輕的中速柴油機,通過減速箱來驅(qū)動螺旋槳,。油耗低、能燃用劣質(zhì)油的不同功率的柴油機現(xiàn)在幾乎占領(lǐng)了船用發(fā)動機的全部市場,。因此,,第二次世界大戰(zhàn)后的運輸船舶發(fā)展階段被稱為柴油機船時代。

十,、蒸汽船是如何誕生的,?

自從瓦特發(fā)明了蒸汽機以后,有多少人想造一艘蒸汽輪船,,可是失敗了,,只有富爾頓從失敗的泥坑中躍上了成功的道路。

富爾頓是美國人,,出生在一個貧苦的農(nóng)民家里,。因為家境貧寒,只上了幾年學就到珠寶商店當學徒去了,。他小時候活潑好動,。他常坐小船到河中去釣魚,他用竹竿撐船感到很費勁,后為他想了個巧妙辦法,,在船后安上一個可以旋轉(zhuǎn)的輪子,這樣用手搖著,,船就可向前很快滑行了,這時他就顯示了一點創(chuàng)造性,。他十分愛好繪畫,,22歲時,他又到了英國倫敦繼續(xù)深造,。

他在英國留學時,正趕上瓦特的50壽辰,。瓦特請他去畫了一張肖像,這樣他倆就認識了。瓦特常給他講自己是怎樣改進蒸汽機的,,這對富爾頓很有啟發(fā),。后來他就改變主意,不當畫家,,而決心當一個工程師了,。

那時英國伯明翰城正開始修筑運河。他為了工程技術(shù)能得到提高,,就到運河研究“河道”問題,,在實踐活動中,大大發(fā)揮了他的聰明和才智,。他發(fā)明了供升降運河船只的復(fù)斜板,,還發(fā)明了卷繞纜繩的工具。

過去,,富爾頓曾經(jīng)看到過西敏頓所制造的勇洛脫,。敦達斯號輪船,是世界上最初應(yīng)用蒸汽的船,這輪船能拖動兩艘各載70噸貨物的木船,??墒悄钦羝麢C船在試航的時候,把河水沖上了堤岸,,那些運河的經(jīng)營者們以為是怪物來了,,怕破壞了堤岸,就堅決禁止通行,,于是把“怪物”拖上了岸邊,給了它一個風吹日曬的下場,,偉大的發(fā)明從此就被扼殺了。

然而,,富爾頓決心復(fù)活燃氣船,。從那年起,著手研究如何將蒸汽機靠船作為動力,。后米他到了巴黎,,曾得到拿破侖的支持,之后他創(chuàng)進了一條新的蒸汽船,但在法國賽納河試航時,,不幸失敗了,。

后來年富爾頓回到紐約,帶著自己設(shè)計的圖紙,,招收了一些工人,,在東河附近開始了造船事業(yè)。在建造過程中,,多少人嘲笑他,,說他的船也要遭到被拖上岸的命運,那些駕駛帆船的人,,紛紛起來反對他,,甚至在夜里偷偷去拆毀他的船只,當時,,造船的經(jīng)費是不夠的,,克服的辦法是要求朋友們捐獻,有的人認為這是投資兒戲未免愚蠢,,所以就是有幾個愿意拿錢的,,因為怕別人嘲笑,也要求他不要公開,,但這一切的挫折和困難,,富爾頓都以堅強的毅力克服了。

不久,,富爾頓的新的蒸汽船在十分艱難的條件下誕生了,命名為“克萊蒙”號。船的全長150尺,,寬13尺,,吃水量20尺。決定試航在紐約的哈得遜河上,,起點和終點是從紐約到阿爾巴尼城,,全程150里。這次試航一舉成功,順水航行時,30小時到達,,逆水航行時,32小時到達,。這次試航的成功,表示了富爾頓在科學技術(shù)發(fā)明上的勝利,,說明了盡管科學的道路崎嶇不平,,但只要鼓足勇氣,再接再厲就定能登上險峰