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二十世紀(jì)船用蒸汽機(jī)(二十世紀(jì)蒸汽郵輪)
來(lái)源:cdfbk.cn    時(shí)間:2023-03-17 19:57    點(diǎn)擊:262   編輯:admin

一,、英國(guó)船用蒸汽輪機(jī)發(fā)展史?

蒸汽輪船是用蒸汽機(jī)作動(dòng)力的機(jī)械推進(jìn)船舶,。蒸汽機(jī)的出現(xiàn)使船舶動(dòng)力發(fā)生了革命性變化,,從而完成了船舶動(dòng)力的革命。船舶的推動(dòng)力從人力,、自然力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械力,,船舶用蒸汽機(jī)提供的巨大動(dòng)力,使人類(lèi)有可能建造越來(lái)越大的船,運(yùn)載更多的貨物,。

真正解決船用蒸汽機(jī)的是詹姆斯·瓦特,。他在1765年發(fā)明了雙缸蒸汽機(jī)。1768年他與英國(guó)伯明翰輪機(jī)廠(chǎng)的老板馬修·博爾頓合作,,專(zhuān)門(mén)研制了一臺(tái)用于船舶推進(jìn)的特殊用途的蒸汽機(jī),,這就是世界上早期蒸汽機(jī)船上普遍使用的博爾頓--瓦特發(fā)動(dòng)機(jī),船舶用上了蒸汽機(jī),,出現(xiàn)了蒸汽機(jī)輪船,,從而完成了船舶動(dòng)力的第三次革命。

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

1938年4月4日,,英國(guó)的“西留斯”號(hào)蒸汽船從英國(guó)的昆市鎮(zhèn)出發(fā),以每小時(shí)17千米 的速度,,歷時(shí)442個(gè)小時(shí)到達(dá)了美國(guó)新澤西州

的山迪岬,,實(shí)現(xiàn)了以蒸汽機(jī)提供的不間斷動(dòng) 力橫渡大西洋的航行。

二,、蒸汽機(jī)的熱效率,?

蒸汽機(jī)最高效率可達(dá)到20%以上;功效 蒸汽機(jī)的發(fā)展首先體現(xiàn)在功率和效率的提高,而這又主要取決于蒸汽參數(shù)的提高.初期蒸汽機(jī)的蒸汽壓力僅為0.11~0.13兆帕,19世紀(jì)初才達(dá)到0.35~0.7兆帕,20世紀(jì)20年代曾用到6~10兆帕.在蒸汽溫度上,19世紀(jì)末還不超過(guò)250℃,而到20世紀(jì)30年代曾用到450~480℃.

效率 至于效率,瓦特初期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸汽機(jī),按燃料熱值計(jì)總效率不超過(guò)3%,;到1840年,最好的凝汽式蒸汽機(jī)總效率可達(dá)8%,;到20世紀(jì),蒸汽機(jī)最高效率可達(dá)到20%以上. 轉(zhuǎn)速 在轉(zhuǎn)速方面,18世紀(jì)末瓦特蒸汽機(jī)僅40~50轉(zhuǎn)/分;20世紀(jì)初轉(zhuǎn)速達(dá)到100~300轉(zhuǎn)/分,個(gè)別蒸汽機(jī)曾達(dá)到2500轉(zhuǎn)/分.在功率方面,最初單機(jī)功率僅幾馬力,20世紀(jì)初的一臺(tái)船用蒸汽機(jī)的功率可達(dá)25000馬力. 隨著蒸汽參數(shù)和功率的提高,蒸汽已不可能在一個(gè)汽缸中繼續(xù)膨脹,還必須在相連接的汽缸中繼續(xù)膨脹,于是出現(xiàn)了多級(jí)膨脹的蒸汽機(jī).蒸汽機(jī)因受到潤(rùn)滑油閃點(diǎn)的限制,所用蒸汽的最高溫度一般都不超過(guò)400℃,機(jī)車(chē),船用等移動(dòng)式蒸汽機(jī)還略低一些,多數(shù)不高于350℃.考慮到膨脹的可能性和結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性,常用壓力在2.5兆帕以下.蒸汽參數(shù)受到限制,從而也限制了蒸汽機(jī)功率的進(jìn)一步提高,。

瓦特初期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸汽機(jī),,按燃料熱值計(jì)總效率不超過(guò)3%;到1840年,,最好的凝汽式蒸汽機(jī)總效率可達(dá)8%,;到20世紀(jì),蒸汽機(jī)最高效率可達(dá)到20%以上,。

三,、效率最高的蒸汽機(jī)

渦輪式蒸汽機(jī),其原理是高壓蒸汽噴在渦輪葉片上,,帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),,跟水車(chē)的原理差不多,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,零件少,,效率比往復(fù)式蒸汽機(jī)高的多.

最早的熱機(jī)原理是我國(guó)的走馬燈,,走馬燈也是渦輪機(jī)的萌芽。最初的熱機(jī)是火藥內(nèi)燃機(jī),,由荷蘭物理學(xué)家惠更斯在1680年提出,,這種發(fā)動(dòng)機(jī)就是利用火藥的爆燃來(lái)推動(dòng)活塞做功的,但是,,這種機(jī)械只停留在理論上,,并沒(méi)有搞出來(lái)。值得中國(guó)人(學(xué)機(jī)械的)注意的是:往復(fù)式活塞內(nèi)燃機(jī)的主要機(jī)構(gòu)都是中國(guó)最先發(fā)明的,!比如:缸體---中國(guó)最先制造的大炮于1332年鑄成,,往復(fù)活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu),、飛輪等都是我國(guó)首創(chuàng),。

火藥內(nèi)燃機(jī)雖然沒(méi)有搞成功,但是為未來(lái)的蒸汽機(jī)產(chǎn)生了巨大的促進(jìn)作用,。

1690年,,惠更斯的助手佩本設(shè)計(jì)出了用蒸汽做功的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)尚不能用于實(shí)際生產(chǎn),,作為工業(yè)動(dòng)力源,。

1698年,英國(guó)的軍事工程師薩弗里發(fā)明了一個(gè)使用蒸汽為礦井抽水的機(jī)器,,它可以抽出地下10米深的水,。這臺(tái)機(jī)器實(shí)際上就是第一臺(tái)用于工業(yè)生產(chǎn)的蒸汽機(jī)。

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

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

總的來(lái)說(shuō),,蒸汽機(jī)是產(chǎn)生于18世紀(jì)的英國(guó),。但是,蒸汽機(jī)存在著體積龐大,,熱效率不高的缺陷,。

由于19世紀(jì)中葉卡諾(法國(guó)人)、邁爾(德國(guó))、格羅夫(英國(guó)),、焦耳(英國(guó)),、克勞修斯(德國(guó))、湯姆生(英國(guó))等人提出并完善了熱力學(xué),,同時(shí)用鋼鐵制造的精密機(jī)械已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn),,從而解決了制造精密圓柱體和螺絲等零件的問(wèn)題,使得內(nèi)燃機(jī)的研制進(jìn)程大大加快,。

1860年,,法國(guó)人雷諾制造出第一臺(tái)可以實(shí)用的內(nèi)燃機(jī)。這是一臺(tái)二沖程,、無(wú)壓縮,、電點(diǎn)火的煤氣機(jī)。

1862年,,法國(guó)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(gè)時(shí)候轉(zhuǎn)爐、平爐煉鋼法已經(jīng)相繼出現(xiàn),,為內(nèi)燃機(jī)制造提供了可靠的原材料----低碳素鋼,。

1872年,德國(guó)鐘表匠雷特曼制成了第一臺(tái)四沖程煤氣內(nèi)燃機(jī),。

1876年,,德國(guó)人奧托研制成功一臺(tái)熱效率達(dá)到14%的往復(fù)式活塞四沖程內(nèi)燃機(jī),此后,,奧托又把內(nèi)燃機(jī)的熱效率提高的20%以上,,這種內(nèi)燃機(jī),就是現(xiàn)在的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的雛形,。奧托也被稱(chēng)為“四沖程內(nèi)燃機(jī)發(fā)明人”,。

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

1897年,,完全依靠壓縮著火的柴油機(jī)出現(xiàn)了,,它比汽油機(jī)機(jī)構(gòu)跟簡(jiǎn)單,燃料更便宜,。柴油機(jī)熱效率達(dá)到26%,,它的發(fā)明人是德國(guó)人狄賽爾。因此,,現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)也稱(chēng)為奧托發(fā)動(dòng)機(jī),,柴油機(jī)稱(chēng)為狄賽爾發(fā)動(dòng)機(jī),。

狄賽爾的發(fā)動(dòng)機(jī)并不完善,還不能方便地利用到工業(yè)生產(chǎn)中,,直到20世紀(jì)20年代發(fā)明燃油噴射系統(tǒng)后,,柴油機(jī)才開(kāi)始廣泛地運(yùn)用到各種動(dòng)力機(jī)械中!本書(shū)的設(shè)定在這里需要書(shū)友們注意,。根據(jù)對(duì)燃油噴射裝置的技術(shù)要求分析,,燃油噴射泵完全可以在1902年制造出來(lái),只是當(dāng)時(shí)沒(méi)有人發(fā)明這個(gè)簡(jiǎn)單的裝置而已,。也就是因?yàn)檫@樣,,造成了大型的戰(zhàn)艦很少配置柴油動(dòng)力的現(xiàn)象。實(shí)際上當(dāng)時(shí)的柴油機(jī)在加上燃油泵和渦輪增壓裝置以后,,完全可以替代蒸汽機(jī)和汽輪機(jī),,而且采用彈性安裝法以后,裝備柴油機(jī)的戰(zhàn)艦不會(huì)出現(xiàn)主機(jī)過(guò)載和主軸過(guò)熱的通病,。柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是省油(航程大),,啟動(dòng)迅速(蒸汽機(jī)和汽輪機(jī)需要預(yù)先提升蒸汽壓力),缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)相比之下復(fù)雜了一些(不計(jì)算汽輪機(jī)鍋爐部分的情況下),,但是用現(xiàn)代(1950年)裝備柴油機(jī)和汽輪機(jī)的艦船比較,,裝備柴油機(jī)的艦船維護(hù)費(fèi)用比汽輪機(jī)艦船少14%左右。其次,,柴油機(jī)在沒(méi)有強(qiáng)化的條件下(增加噴射壓力是最簡(jiǎn)單的強(qiáng)化手段),,單臺(tái)推力比汽輪機(jī)要小,加速?zèng)]有汽輪機(jī)快,。

1903年,,柴油機(jī)用于輪船,1908年,,柴油機(jī)成為潛艇主動(dòng)力,,1912年,柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的遠(yuǎn)洋巨輪建造成功,。

20世紀(jì)初,,往復(fù)活塞式的蒸汽機(jī)在船舶上逐漸被渦輪式的蒸汽輪機(jī)(汽輪機(jī))取代,蒸汽輪機(jī)比活塞式蒸汽機(jī)熱效率更高(35%),,單位體積能提供的推力更大,,因此汽輪機(jī)到60年代一直成為大型船舶的主要?jiǎng)恿ΑM瑫r(shí)代的柴油機(jī)因?yàn)閺?qiáng)化程度低而主要用于中,、小型船舶。汽輪機(jī)首先由法國(guó)的拉瓦爾于1889年發(fā)明,,到20世紀(jì)初,,汽輪機(jī)已經(jīng)能夠輸出6500馬力,,相當(dāng)于4800千瓦。而實(shí)際上,,當(dāng)汽輪機(jī)鍋爐燃料采用煤炭,、燃油混合動(dòng)力,優(yōu)化飛輪和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)后,,后來(lái)的汽輪機(jī)輸出功率成倍提升,。

四、蒸汽機(jī)的工作原理以及它的能量轉(zhuǎn)化,?

蒸汽機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的往復(fù)式動(dòng)力機(jī)械,。蒸汽機(jī)的出現(xiàn)曾引起了18世紀(jì)的工業(yè)革命。直到20世紀(jì)初,,它仍然是世界上最重要的原動(dòng)機(jī),,后來(lái)才逐漸讓位于內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)等。

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

薩弗里制成的世界上第一臺(tái)實(shí)用的蒸汽提水機(jī),在1698年取得標(biāo)名為“礦工之友”的英國(guó)專(zhuān)利,。他將一個(gè)蛋形容器先充滿(mǎn)蒸汽,,然后關(guān)閉進(jìn)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(kāi)進(jìn)水閥,,礦井底的水受大氣壓力作用經(jīng)進(jìn)水管吸入容器中;關(guān)閉進(jìn)水閥,,重開(kāi)進(jìn)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(mǎn)蒸汽時(shí),,關(guān)閉進(jìn)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(gè)蛋形容器交替工作,,可連續(xù)排水,。

薩弗里的提水機(jī)依靠真空的吸力汲水,汲水深度不能超過(guò)六米,。為了從幾十米深的礦井汲水,,須將提水機(jī)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(dāng)時(shí)無(wú)疑是困難而又危險(xiǎn)的,。

紐科門(mén)及其助手卡利在1705年發(fā)明了大氣式蒸汽機(jī),用以驅(qū)動(dòng)獨(dú)立的提水泵,,被稱(chēng)為紐科門(mén)大氣式蒸汽機(jī),。這種蒸汽機(jī)先在英國(guó),后來(lái)在歐洲大陸得到迅速推廣,,它的改型產(chǎn)品直到19世紀(jì)初還在制造,。紐科門(mén)大氣式蒸汽機(jī)的熱效率很低,這主要是由于蒸汽進(jìn)入汽缸時(shí),,在剛被水冷卻過(guò)的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量,,只在煤價(jià)低廉的產(chǎn)煤區(qū)才得到推廣。

1764年,,英國(guó)的儀器修理工瓦特為格拉斯哥大學(xué)修理紐科門(mén)蒸汽機(jī)模型時(shí),,注意到了這一缺點(diǎn),并于1765年發(fā)明了設(shè)有與汽缸壁分開(kāi)的凝汽器的蒸汽機(jī),,并于1769年取得了英國(guó)的專(zhuān)利,。初期的瓦特蒸汽機(jī)仍用平衡杠桿和拉桿機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)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,。

1782年前后,瓦特將機(jī)器進(jìn)一步改進(jìn),,完成了兩項(xiàng)重要發(fā)明:在活寒工作行程的中途,,關(guān)閉進(jìn)汽閥,使蒸汽膨脹作功以提高熱效率,;使蒸汽在活塞兩面都作功(雙作用式),,以提高輸出功率。這時(shí)的活塞既要向下拉動(dòng)杠桿又要向上推動(dòng)杠桿,,扇形平衡杠桿和拉鏈已不再適用,,瓦特使發(fā)明了平行四邊形機(jī)構(gòu)。瓦特還于18世紀(jì)末將曲柄連桿機(jī)構(gòu)用在蒸汽機(jī)上,。

瓦特的創(chuàng)造性工作使蒸汽機(jī)迅速地發(fā)展,,他使原來(lái)只能提水的機(jī)械,,成為了可以普遍應(yīng)用的蒸汽機(jī),并使蒸汽機(jī)的熱效率成倍提高,,煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽機(jī)最主要的發(fā)明人,。

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

在船舶上采用蒸汽機(jī)作為推進(jìn)動(dòng)力的實(shí)驗(yàn)始于1776年,經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn),,至1807年,美國(guó)的富爾頓制成了第一艘實(shí)用的明輪推進(jìn)的蒸汽機(jī)船“克萊蒙脫”號(hào),。此后,,蒸汽機(jī)在船舶上作為推進(jìn)動(dòng)力歷百余年之久。

1801年,,英國(guó)的特里維西克提出了可移動(dòng)的蒸汽機(jī)的概念,,1803年,這種利用軌道的可移動(dòng)蒸汽機(jī)首先在煤礦區(qū)出現(xiàn),,這就是機(jī)車(chē)的雛型,。英國(guó)的斯蒂芬森將機(jī)車(chē)不斷改進(jìn),于1829年創(chuàng)造了“火箭”號(hào)蒸汽機(jī)車(chē),,該機(jī)車(chē)拖帶一節(jié)載有30位乘客的車(chē)廂,,時(shí)速達(dá)46公里/時(shí),引起了各國(guó)的重視,,開(kāi)創(chuàng)了鐵路時(shí)代,。

19世紀(jì)末,隨著電力應(yīng)用的興起,,蒸汽機(jī)曾一度作為電站中的主要?jiǎng)恿C(jī)械,。1900年,美國(guó)紐約曾有單機(jī)功率達(dá)五兆瓦的蒸汽機(jī)電站,。

蒸汽機(jī)的發(fā)展在20世紀(jì)初達(dá)到了頂峰,。它具有恒扭矩、可變速,、可逆轉(zhuǎn),、運(yùn)行可靠,、制造和維修方便等優(yōu)點(diǎn),因此曾被廣泛用于電站,、工廠(chǎng),、機(jī)車(chē)和船舶等各個(gè)領(lǐng)域中,特別在軍艦上成了當(dāng)時(shí)唯一的原動(dòng)機(jī),。

蒸汽機(jī)按蒸汽在活塞一側(cè)或兩側(cè)工作,,可分為單作用和雙作用式;按汽缸布置方式,,可分為立和臥式,;按蒸汽是在一個(gè)汽缸中膨脹或依次連續(xù)在多個(gè)汽缸中膨脹,可分為單脹式和多脹式,;按蒸汽在汽缸中的流向,,可分為回流式和單流式;按排汽方式和排汽壓力可分為凝汽式,、大氣式和背壓式,。

簡(jiǎn)單蒸汽機(jī)主要由汽缸、底座,、活塞,、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、滑閥配汽機(jī)構(gòu),、調(diào)速機(jī)構(gòu)和飛輪等部分組成,,汽缸和底座是靜止部分。從鍋爐來(lái)的新蒸汽,,經(jīng)主汽閥和節(jié)流閥進(jìn)入滑閥室,,受滑閥控制交替地進(jìn)入汽缸的左側(cè)或右側(cè),推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng),。

蒸汽機(jī)的發(fā)展首先體現(xiàn)在功率和效率的提高,,而這又主要取決于蒸汽參數(shù)的提高。初期蒸汽機(jī)的蒸汽壓力僅為0.11~0.13兆帕,,19世紀(jì)初才達(dá)到0.35~0.7兆帕,,20世紀(jì)20年代曾用到6~10兆帕。在蒸汽溫度上,,19世紀(jì)末還不超過(guò)250℃,,而到20世紀(jì)30年代曾用到450~480℃。

至于效率,,瓦特初期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸汽機(jī),,按燃料熱值計(jì)總效率不超過(guò)3%;到1840年,最好的凝汽式蒸汽機(jī)總效率可達(dá)8%,;到20世紀(jì),,蒸汽機(jī)最高效率可達(dá)到20%以上。

在轉(zhuǎn)速方面,,18世紀(jì)末瓦特蒸汽機(jī)僅40~50轉(zhuǎn)/分,;20世紀(jì)初轉(zhuǎn)速達(dá)到100~300轉(zhuǎn)/分,個(gè)別蒸汽機(jī)曾達(dá)到2500轉(zhuǎn)/分,。在功率方面,,最初單機(jī)功率僅幾馬力,20世紀(jì)初的一臺(tái)船用蒸汽機(jī)的功率可達(dá)25000馬力,。

隨著蒸汽參數(shù)和功率的提高,蒸汽已不可能在一個(gè)汽缸中繼續(xù)膨脹,,還必須在相連接的汽缸中繼續(xù)膨脹,,于是出現(xiàn)了多級(jí)膨脹的蒸汽機(jī)。蒸汽機(jī)因受到潤(rùn)滑油閃點(diǎn)的限制,,所用蒸汽的最高溫度一般都不超過(guò)400℃,,機(jī)車(chē),船用等移動(dòng)式蒸汽機(jī)還略低一些,,多數(shù)不高于350℃,。考慮到膨脹的可能性和結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性,,常用壓力在2.5兆帕以下,。蒸汽參數(shù)受到限制,從而也限制了蒸汽機(jī)功率的進(jìn)一步提高,。

蒸汽機(jī)的出現(xiàn)和改進(jìn)促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,,但同時(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展反過(guò)來(lái)又向蒸汽機(jī)提出了更高的要求,如要求蒸汽機(jī)功率大,、效率高,、重量輕、尺寸小等,。盡管人們對(duì)蒸汽機(jī)作過(guò)許多改進(jìn),,不斷擴(kuò)大它的使用范圍和改善它的性能,但是隨著汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展,,蒸汽機(jī)因存在不可克服的弱點(diǎn)而逐漸衰落,。

蒸汽機(jī)的弱點(diǎn)是:離不開(kāi)鍋爐,整個(gè)裝置既笨重又龐大,;新蒸汽的壓力和溫度不能過(guò)高,,排氣壓力不能過(guò)低,熱效率難以提高;它是一種往復(fù)式機(jī)器,,慣性力限制了轉(zhuǎn)速的提高,;工作過(guò)程是不連續(xù)的,蒸汽的流量受到限制,,也就限制了功率的提高,。

因此,拋棄了笨重鍋爐的內(nèi)燃機(jī),,最終以其重量輕,,體積小、熱效率高和操作靈活等優(yōu)點(diǎn),,在船舶和機(jī)車(chē)上逐漸取代了蒸汽機(jī),。汽輪機(jī)則以其熱效率高、單機(jī)功率大,、轉(zhuǎn)速高,、單位功率重量輕和運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn),將蒸汽機(jī)排擠出了電站,。

接著電動(dòng)機(jī)又以其使用方便,,代替了蒸汽機(jī)在工業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用。然而小功率蒸汽機(jī)熱效率比汽輪機(jī)高,,所以在產(chǎn)煤區(qū)或只有劣質(zhì)燃料的地區(qū)或某些特殊場(chǎng)合,,蒸汽機(jī)仍有發(fā)揮作用的余地。

蒸汽機(jī)有很大的歷史作用,,它曾推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)甚至社會(huì)的發(fā)展,。隨著它的發(fā)展而建立的熱力學(xué)和機(jī)構(gòu)學(xué)為汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ);汽輪機(jī)繼承了蒸汽機(jī)以蒸汽為工質(zhì)的特點(diǎn),,和采用凝汽器以降低排汽壓力的優(yōu)點(diǎn),,摒棄了往復(fù)運(yùn)動(dòng)和間斷進(jìn)汽的缺點(diǎn);內(nèi)燃機(jī)繼承了蒸汽機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)形式,,采用了將燃油直接輸入汽缸內(nèi)燃燒的方式,,形成了熱效率高得多的熱力循環(huán);同時(shí),,蒸汽機(jī)所采用的汽缸,、活塞、飛輪,、飛錘調(diào)速器,,閥門(mén)和密封件等,均是構(gòu)成多種現(xiàn)代機(jī)械的基本元件,。

五,、汽車(chē)運(yùn)輸船發(fā)展歷程,?

舟筏時(shí)代→獨(dú)木舟→筏→木板船→槳、篙和櫓→帆船時(shí)代→地中海的古帆船→北歐和西歐帆船→飛剪式帆船→中國(guó)帆船→蒸汽機(jī)船時(shí)代→早期的蒸汽機(jī)船→“大東方”號(hào)蒸汽機(jī)船→蒸汽機(jī)船的完善→汽輪機(jī)船,、柴油機(jī)船的問(wèn)世→油船和散貨船的出現(xiàn)→大型遠(yuǎn)洋客船的興起→柴油機(jī)船時(shí)代

  船舶大型化→船舶專(zhuān)業(yè)化→船舶高速化→船舶自動(dòng)化→船舶內(nèi)燃機(jī)化

  人類(lèi)使用船舶作為運(yùn)輸工具的歷史,,幾乎和人類(lèi)文明史一樣悠久。從遠(yuǎn)古的獨(dú)木舟發(fā)展到現(xiàn)代的運(yùn)輸船舶,,大體經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)代:舟筏時(shí)代,、帆船時(shí)代、蒸汽機(jī)船時(shí)代和柴油機(jī)船時(shí)代,。

  舟筏時(shí)代 

  人類(lèi)以舟筏作為運(yùn)輸,、狩獵和捕魚(yú)的工具,至少起源于石器時(shí)代,。中國(guó)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(shí)代的遺物。說(shuō)明舟筏的歷史,,可以追溯到史前年代,。

  獨(dú)木舟 

  原始人類(lèi)將巨大樹(shù)干用火燒或用石斧加工成中空的獨(dú)木舟,是最古老的水上運(yùn)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(dú)木舟作為生產(chǎn)和交通工具,。

  筏 

  遠(yuǎn)古人類(lèi)就知道將樹(shù)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(dú)木舟吃水淺,,航行平穩(wěn),而且取材方便,,制造簡(jiǎn)易,。在中國(guó)東南山區(qū)溪流中,使用竹筏作為交通工具迄今仍然相當(dāng)普遍,。

  木板船 

  進(jìn)入青銅器時(shí)代以后,,人類(lèi)對(duì)木材的加工能力提高了,于是將原木加工成木板來(lái)造船,。木板船可以造得比獨(dú)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(qiáng)度,,形成若干個(gè)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(lái)的,,后來(lái)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(shí)代的船舶靠人力來(lái)推進(jìn)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(jìn)的劃船工具,,效率高而不占水面,,兼具推進(jìn)和操縱航向的功能,在中國(guó)內(nèi)河木船上廣泛使用,。

  帆船時(shí)代 

  據(jù)記載,,遠(yuǎn)在公元前四千年,古埃及就有了帆船,。中國(guó)使用帆船的歷史也可以追溯到公元以前,。從15世紀(jì)到19世紀(jì)中葉,是帆船發(fā)展的鼎盛時(shí)期,。15世紀(jì)初中國(guó)航海家鄭和遠(yuǎn)航東非,,15世紀(jì)末C.哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸,他們的船隊(duì)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(guó)都曾作出重大貢獻(xiàn),。19世紀(jì)中葉美國(guó)的飛剪式快速帆船,,則是帆船發(fā)展史上的最后一個(gè)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(gè)小方帆,,這種船只能順風(fēng)行駛,無(wú)法利用旁風(fēng),。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(jìn)出港口和調(diào)度時(shí)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(jìn),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(jì)北歐的維京人,是當(dāng)時(shí)世界上優(yōu)秀的航海民族,,航跡遠(yuǎn)達(dá)格陵蘭和北美,。他們用當(dāng)?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(zhǎng)約30米,,寬約6米,,首尾形狀接近對(duì)稱(chēng),有龍骨和首尾柱。外殼板搭接并用鐵釘相連,。船上樹(shù)單桅,,裝有支桅索,掛一面方帆,能在橫風(fēng)下行駛,。船形瘦削,耐波性?xún)?yōu)于地中海帆船,。

  1492年,C.哥倫布率領(lǐng)西班牙船隊(duì)到達(dá)西印度群島,。他所乘坐的“圣瑪麗亞”號(hào),,是一艘長(zhǎng)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(duì)繞過(guò)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(duì)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(jì)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(gè)空間都張滿(mǎn)了帆,航速得到提高。1800年前后,,英國(guó)繼葡萄牙,、西班牙之后成為最大的海上強(qiáng)國(guó)。英國(guó)及其殖民地?fù)碛泻I戏_(dá)5000艘,。

  飛剪式帆船 

  這是起源于美國(guó)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(hào)為代表,,排水量為493噸,。飛剪式帆船船型瘦長(zhǎng),前端尖銳突出,航速快而噸位不大。19世紀(jì)40年代,美國(guó)人用這種帆船到中國(guó)從事茶葉和鴉片貿(mào)易,。以后美國(guó)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(guó)”號(hào),,長(zhǎng)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(shí)12~14海里,,橫越大西洋只需13天,標(biāo)志著帆船的發(fā)展達(dá)到頂峰,。19世紀(jì)70年代以后,,作為當(dāng)時(shí)海上運(yùn)輸主要工具的帆船,被新興的蒸汽機(jī)船迅速取代,。

  中國(guó)帆船 

  中國(guó)帆船也有二千多年的歷史,。據(jù)《史記·秦始皇本紀(jì)》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(guó)時(shí)代東吳太守萬(wàn)震所著《南洲異物志》中,,有關(guān)于訪(fǎng)問(wèn)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(guó)當(dāng)時(shí)的帆船已能駛側(cè)向逆風(fēng),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(shí)間從中國(guó)鎮(zhèn)海駛抵日本,。宋代造船和航海事業(yè)均有顯著進(jìn)步。當(dāng)時(shí)所造海船能載500~600人,,并已使用指南針羅盤(pán),,航程遠(yuǎn)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(jiān)固,估計(jì)船全長(zhǎng)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(duì)于公元1405~1433年間七次遠(yuǎn)航,遍歷東南亞,、印度洋各地,,遠(yuǎn)達(dá)非洲東海岸。據(jù)記載,鄭和所乘“寶船”長(zhǎng)44丈,寬18丈,,有12帆,,是當(dāng)時(shí)世界上首屈一指的優(yōu)秀帆船。

  中國(guó)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(guó)帆船則兩端用木板橫向封閉而形成平底的長(zhǎng)方形盒子,。舵位于尾部中心線(xiàn)上,,尾部造成樓形高臺(tái),以防止上浪,。船內(nèi)有多道水密隔壁,,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。中國(guó)帆船的帆是橫向用竹竿加強(qiáng)的“硬篷”,。這種平衡縱帆,,操作靈便,能承受各個(gè)方向的風(fēng)力,。15世紀(jì)時(shí),中國(guó)帆船無(wú)論在尺度和性能上都處于領(lǐng)先地位。16世紀(jì)以后,,歐洲帆船才逐漸超過(guò)中國(guó)帆船,。

  蒸汽機(jī)船時(shí)代 

  18世紀(jì)蒸汽機(jī)發(fā)明后,許多人都試圖將蒸汽機(jī)用于船上,。1807年,,美國(guó)人R.富爾頓首次在“克萊蒙脫”號(hào)船上用蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)裝在兩舷的明輪,在哈德遜河上航行成功,。從此機(jī)械力開(kāi)始代替自然力,,船舶的發(fā)展進(jìn)入新的階段。

  早期的蒸汽機(jī)船 

  19世紀(jì)上半葉是由帆船向蒸汽機(jī)船過(guò)渡的時(shí)期,。早期的蒸汽機(jī)船裝有全套帆具,,蒸汽機(jī)只是作為輔助動(dòng)力。1819年美國(guó)人M.羅杰斯建造的“薩凡納”號(hào)蒸汽機(jī)帆船,,用了27天時(shí)間橫渡大西洋,,在整個(gè)航程中只有60小時(shí)是使用蒸汽機(jī)推進(jìn),其余時(shí)間仍用風(fēng)力,。在早期,,蒸汽機(jī)安裝在甲板上,驅(qū)動(dòng)裝在兩舷的巨大明輪,。1839年,,第一艘裝有螺旋槳推進(jìn)器的“阿基米德”號(hào)船建成,船長(zhǎng)38米,,主機(jī)功率80馬力,。早期蒸汽機(jī)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(guó)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(hào)蒸汽機(jī)船 

  1854~1858年英國(guó)人I.K.布魯內(nèi)爾建造的“大東方”號(hào)鐵船被認(rèn)為是造船史上的奇跡,。布魯內(nèi)爾第一個(gè)將關(guān)于梁的力學(xué)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(xiàn)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(qiáng)度?!按髺|方”號(hào)長(zhǎng)207米(680英尺),排水量27000噸,比當(dāng)時(shí)的大型船大6倍,。船內(nèi)部用縱橫艙壁分隔成22個(gè)艙室,。船上安裝兩臺(tái)蒸汽機(jī),一臺(tái)驅(qū)動(dòng)直徑56英尺的明輪,另一臺(tái)驅(qū)動(dòng)直徑24英尺的螺旋槳,蒸汽機(jī)總功率8300馬力,,最高航速每小時(shí)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(gè)世紀(jì)以后才出現(xiàn)比它更大的船,?!按髺|方”號(hào)盡管經(jīng)營(yíng)失敗,但在造船理論和技術(shù)方面,,卻為現(xiàn)代鋼船開(kāi)辟了道路,。

  蒸汽機(jī)船的完善 

  早期蒸汽機(jī)船驅(qū)動(dòng)明輪用的蒸汽機(jī)是單缸搖臂式,汽壓也很低,。19世紀(jì)80年代出現(xiàn)了三漲式蒸汽機(jī),,汽壓提高到10.5千克力/厘米 。此時(shí)明輪已為螺旋槳所代替,,三漲式蒸汽機(jī)配合螺旋槳成為典型的動(dòng)力裝置,。19世紀(jì)末,蒸汽機(jī)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(dá)到1萬(wàn)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(jì)初,,貨船一般是用三漲式蒸汽機(jī)作主機(jī),功率約2000馬力,,航速約每小時(shí)10海里,,載重量增大到6000噸。航行于大西洋上的大型遠(yuǎn)洋客船,以往復(fù)式蒸汽機(jī)為動(dòng)力,單機(jī)功率達(dá)到2萬(wàn)馬力,。

  汽輪機(jī)船,、柴油機(jī)船的問(wèn)世 

  1896年,英國(guó)人C.帕森斯將他發(fā)明的反作用式汽輪機(jī)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(jī)。進(jìn)入20世紀(jì)以后,船用汽輪機(jī)不斷改進(jìn),因?yàn)橹亓枯p,功率大,旋轉(zhuǎn)均勻和無(wú)往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(jī)作為推進(jìn)動(dòng)力,。1892年,德國(guó)人R.狄塞爾發(fā)明壓燃式內(nèi)燃機(jī),,即柴油機(jī),,20世紀(jì)初開(kāi)始應(yīng)用于船上。柴油機(jī)熱效率高,、油耗低,,因而得到廣泛應(yīng)用。40年代末,,柴油機(jī)船的噸位即已超過(guò)蒸汽機(jī)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(yùn)輸,包括散裝的煤炭,、谷物等和桶裝的油類(lèi),。1886年開(kāi)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(jìn)行裝卸,。進(jìn)入20世紀(jì)后,,對(duì)石油的需求日增,油船逐漸形成一支專(zhuān)用船隊(duì),。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(jì)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(wàn)噸左右,。第二次世界大戰(zhàn)后,各工業(yè)國(guó)經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)洋客船的興起 

  19世紀(jì)70年代以前,,運(yùn)輸船舶都是客貨混裝的,。1870年,英國(guó)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(guó)和北美之間航線(xiàn)上開(kāi)辟旅行條件舒適的客船航班,豪華客船“海洋”號(hào)航行成功,。此后各國(guó)相繼建造大型豪華客船,航行于大西洋航線(xiàn)和東方航線(xiàn)上。80年代,,已有載客千人以上,,載重萬(wàn)噸以上,航速每小時(shí)超過(guò)20海里的豪華客船,。20世紀(jì)30年代,,大型遠(yuǎn)洋客船的建造達(dá)到高潮,如著名的“瑪麗皇后”號(hào),、“伊麗莎白皇后”號(hào)和“諾曼第”號(hào)都是在這個(gè)時(shí)期建造的,。它們的載重量都在8萬(wàn)噸以上,主機(jī)為汽輪機(jī),功率16萬(wàn)馬力,,航速每小時(shí)超過(guò)30海里,。第二次世界大戰(zhàn)以后,這一勢(shì)頭又恢復(fù)了,,到60年代,,因遠(yuǎn)程噴氣客機(jī)的興起才停止下來(lái)。大型遠(yuǎn)洋客船的建造,,對(duì)造船科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起了重要的推動(dòng)作用,,同時(shí)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(hào)海難事件導(dǎo)致了后來(lái)國(guó)際海上人命安全公約的簽訂,。

  柴油機(jī)船時(shí)代 

  柴油機(jī)船問(wèn)世后,,發(fā)展很快,逐漸取代了蒸汽機(jī)船,。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,,工業(yè)化國(guó)家經(jīng)濟(jì)的迅速恢復(fù)和發(fā)展,國(guó)際貿(mào)易的空前興旺,,中東等地石油的大量開(kāi)發(fā),,促使運(yùn)輸船舶迅速發(fā)展。1982年同1948年相比,,船舶艘數(shù)增長(zhǎng)了1.6倍,,總噸位增長(zhǎng)了4.3倍(見(jiàn)世界商船隊(duì))。船舶普遍采用柴油機(jī)推進(jìn),。第二次世界大戰(zhàn)期間,,為了適應(yīng)戰(zhàn)時(shí)運(yùn)輸?shù)男枰绹?guó)建造的2610艘自由輪(萬(wàn)噸級(jí)使用燃油鍋爐和蒸汽機(jī)的雜貨船)是最后建造的一批往復(fù)式蒸汽機(jī)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶,。為了提高船舶運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益,,船舶出現(xiàn)了大型化、專(zhuān)業(yè)化,、高速化,、自動(dòng)化和內(nèi)燃機(jī)化的多種趨勢(shì)。

  船舶大型化 

  首先是油船噸位的增長(zhǎng)和油船的大型化,。1930年的世界商船隊(duì)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(dá)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(wàn)噸的油船已被認(rèn)為是 “超級(jí)油船”,。60年代中期,,就出現(xiàn)了20萬(wàn)噸以上的超大油船和30萬(wàn)噸以上的特大油船。70年代又出現(xiàn)了50萬(wàn)噸以上的大油船,。石油危機(jī)發(fā)生和蘇伊士運(yùn)河恢復(fù)通航后,這種趨勢(shì)已經(jīng)停止,許多大型油船正面臨拆毀的命運(yùn),。在油船大型化的同時(shí),也出現(xiàn)了裝運(yùn)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(guò)10萬(wàn)噸,最大的已達(dá)17萬(wàn)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(zhuān)業(yè)化 

  第二次世界大戰(zhàn)以后,,各種專(zhuān)用船發(fā)展很快。雜貨船用途廣泛,適應(yīng)性強(qiáng),在艘數(shù)上至今仍占首位,。典型的雜貨船都以低速柴油機(jī)為動(dòng)力,,載重量不超過(guò)2萬(wàn)噸,航速每小時(shí)15海里左右。中國(guó)設(shè)計(jì)的“風(fēng)”字號(hào)和“陽(yáng)”字號(hào)貨船都是典型的雜貨船,。為了提高雜貨船運(yùn)輸多種貨物的能力,,近年制造出多用途船,除載運(yùn)普通件雜貨外,,還能載運(yùn)集裝箱,、重貨、冷藏貨和散貨等,。

  水路集裝箱運(yùn)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(yùn)輸形式的重大變革,。這種運(yùn)輸形式在貨物包裝,、裝卸工藝、碼頭管理和水陸聯(lián)運(yùn)等方面都有所突破,。采用集裝箱運(yùn)輸,,可以大大縮短船舶停港時(shí)間,節(jié)約人力,保證貨運(yùn)質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)“門(mén)到門(mén)”運(yùn)輸。20多年來(lái)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(wàn)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(zhuān)用設(shè)備進(jìn)行裝卸,。

  第二次世界大戰(zhàn)后得到發(fā)展的重要專(zhuān)用船還有:裝運(yùn)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?fàn)恳?chē),、叉車(chē)載貨自駛上下的滾裝船(又稱(chēng)開(kāi)上開(kāi)下船);以駁船作為運(yùn)輸單元,,不需要??看a頭進(jìn)行裝卸而能實(shí)現(xiàn)江海直達(dá)運(yùn)輸?shù)妮d駁船等。

  遠(yuǎn)洋客船自從被噴氣客機(jī)取代后,,客船的性質(zhì)已發(fā)生變化,。60年代以來(lái),旅游事業(yè)興起,,出現(xiàn)了一批定期,、定航線(xiàn),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(lè),、社會(huì)活動(dòng)以至海洋天文教育等綜合性的服務(wù)。與此同時(shí),,在重要的短程航線(xiàn)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(chē)的汽車(chē)客船,。

  船舶高速化 

  自50年代起,,航運(yùn)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(shí)18海里,集裝箱船航速在每小時(shí)20海里以上,美國(guó)建造的“SL-7”型高速集裝箱船,以?xún)膳_(tái)6萬(wàn)馬力汽輪機(jī)為主機(jī),,最高航速達(dá)每小時(shí)33海里。但從石油危機(jī)以來(lái),,燃料費(fèi)在運(yùn)輸成本中的比重直線(xiàn)上升,。迫使?fàn)I運(yùn)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(shì),。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(yùn)航線(xiàn)上,并日益發(fā)展,。

  船舶自動(dòng)化 

  60年代初期以來(lái),,各國(guó)航運(yùn)企業(yè)為了減少船員人數(shù)、改善船員勞動(dòng)條件和提高船舶營(yíng)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)效益,,逐步實(shí)現(xiàn)了輪機(jī),、導(dǎo)航和艤裝三個(gè)方面的自動(dòng)化,。如60年代中期造出機(jī)艙定期無(wú)人值班的船舶,已得到各國(guó)船級(jí)社的承認(rèn),。

  船舶內(nèi)燃機(jī)化 

  船舶內(nèi)燃機(jī)化是指船舶普遍采用柴油機(jī)為主機(jī),。柴油機(jī)同蒸汽機(jī)比較,具有熱效率高,、油耗低,、占地小等優(yōu)點(diǎn)。自從1911年造出第一艘柴油機(jī)海船以來(lái),,采用柴油機(jī)為主機(jī)的貨船和客船日益增多,。但到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)止,世界商船隊(duì)中蒸汽機(jī)船仍占多數(shù),。戰(zhàn)后,低速大功率柴油機(jī)由于增壓技術(shù)的進(jìn)步,,單機(jī)功率不斷提高,最大已達(dá)5萬(wàn)馬力,。過(guò)去必須安裝汽輪機(jī)的大型高速船也能應(yīng)用柴油機(jī)。另一方面柴油機(jī)對(duì)燃用劣質(zhì)油的適應(yīng)性也不斷改善,,這樣在經(jīng)濟(jì)上便具有優(yōu)越性,。對(duì)于機(jī)艙空間受限制的滾裝船、集裝箱船,、汽車(chē)渡船等,則可以選用體積小,、重量輕的中速柴油機(jī),通過(guò)減速箱來(lái)驅(qū)動(dòng)螺旋槳。油耗低,、能燃用劣質(zhì)油的不同功率的柴油機(jī)現(xiàn)在幾乎占領(lǐng)了船用發(fā)動(dòng)機(jī)的全部市場(chǎng),。因此,第二次世界大戰(zhàn)后的運(yùn)輸船舶發(fā)展階段被稱(chēng)為柴油機(jī)船時(shí)代,。

六,、瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)比風(fēng)帆船快嗎?

比風(fēng)帆船快的多,。

以蒸汽機(jī)為推進(jìn)動(dòng)力機(jī)的各種船舶,。早期的蒸汽機(jī)船裝有全套帆具,蒸汽機(jī)只作為輔助動(dòng)力,,安放在甲板上,,驅(qū)動(dòng)裝在船兩舷的明輪。19世紀(jì)80年代出現(xiàn)三漲式蒸汽機(jī),,汽壓提高,,此時(shí)明輪為螺旋槳取代。20世紀(jì)貨船的蒸汽機(jī)功率約2000馬力,。航行于大西洋上的大型客輪以往復(fù)式蒸汽機(jī)為動(dòng)力,,功率可達(dá)2萬(wàn)馬力,。蒸汽機(jī)船因機(jī)體龐大和燃料存放需占用較大面積,使得船舶加重,,運(yùn)載債物能力降低,。