汽车、轮船和飞机的历史是怎样的?
轮船
“船”一词始于中国唐代。唐朝时,高力发明了“桨船”(车船),船的两边装有旋转的桨轮。桨轮的外围装有叶片,叶片的下部浸入水中,上部露出水面。轮子是人力踩的,叶片是用来抽水推进船的。由于这种桨轮露出水面,故称“明船”或“汽船”,以区别于人工划桨的木船和风力驱动的帆船。
蒸汽机出现后,1690年,法国的丹尼斯·巴班提出了用蒸汽机作为动力推进船舶的设想,并做了具体的设计。但当时没有实用的蒸汽机,所以无法实现。1769年,法国发明家乔·弗莱把蒸汽机搬上了船。但安装的蒸汽机简单笨重,带动一组普通的木桨,速度很慢,未能体现出摩托艇的优越性。1783年,乔·弗莱建造了世界上最早的蒸汽船“波罗斯卡·费”,但在航行了30分钟后,船上的蒸汽锅炉发生了爆炸。1786年,美国的约翰·菲奇在船上安装了一台瓦特蒸汽机来转动船舵,而不是作为动力。船的动力是12桨,所以不是蒸汽机船。1790年,莫奇用蒸汽机驱动船桨,效率极低,惠誉的发明也没有受到重视。1802年,英国人威廉·西明顿利用瓦特改进的蒸汽机制,使世界上第一艘蒸汽动力汽船“夏洛特·邓达斯”号在苏格兰沃斯-克莱德运河下水,试航成功。这是一艘30英尺长的木质船体的船,船中央有一个由西明顿设计的蒸汽机,它驱动一个船尾桨轮。蒸汽船的出现对拖船业主是一个打击,他们拼命反对,理由是蒸汽船产生大浪。第一艘蒸汽船被扼杀在摇篮里。美国的约翰·史蒂文森于1840年建造了四叶螺旋桨的小朱丽安号轮船。这是世界上最早的有螺旋桨的船。因为蒸汽机驱动螺旋桨的速度太低,他认为螺旋桨比桨要好。1870年,他用轮子和桨建造了“凤凰”号轮船。“凤凰”号从纽约沿海岸驶往费城试航,途中遭遇风暴。但经过13天的航程,安全抵达费城,这是世界上第一次有船估算海上航程。斯蒂芬森父子为船舶的发展做出了巨大贡献。但是,因为当时富尔顿最出名,人们渐渐忘记了斯蒂芬森。
罗伯特·富尔顿,被称为“船舶之父”,是美国机械工程师和画家。在英国学习绘画时,他对“夏洛特·邓达斯”号汽轮机非常感兴趣,该汽轮机曾在河里试用过。他研究了船的结构和工作原理,考察了英国内河航运情况。他认为蒸汽船有广阔的前景,并具备制造条件。1803年,他去法国设计汽船,在塞纳河上试航,但速度太慢。逆水行舟时,只相当于人在国际上行走的速度。富尔顿没有灰心。回到祖国后,他继续学习。最终在1807年7月,设计出排水量100吨,长45.72米,宽9.14米的汽船“克莱蒙特”号。船的动力由72马力瓦特的蒸汽机带动轮子拨水。8月17日,载有40名乘客的“克莱蒙特”号从纽约出发,沿哈德逊河逆流而上,31小时后,驶入240公里外的奥尔巴尼港,平均时速7.74公里,由此拉开了轮船时代的帷幕。从此,它定期在哈德逊河上航行,成为世界上第一艘蒸汽船,奠定了轮船不可动摇的地位。不到五年后,有50艘蒸汽船在欧洲和美国的定期航线上航行。1829年,奥地利人约瑟夫·莱塞尔发明了一种可应用于船舶技术的螺旋桨,瑞士工程师约翰·埃里克森等人对其进行了改进,使船没有了“轮子”,从而克服了推进效率低、易受风浪影响的缺点。
螺旋桨诞生后的早期,很多人还怀疑螺旋桨的推进效率能不能比桨轮更好。1845年4月,蒸汽动力、螺旋桨推进的英国建造的“响尾蛇”号军舰,与另一艘同吨位、同大小的船反方向启动。经过多次重赛,这艘螺旋桨推进的船赢得了无可争议的胜利。此后,螺旋桨推进器逐渐取代了桨轮。
(英国豪华远洋客轮“伊丽莎白女王”号排水量67000吨,可载客1800人。它是目前世界上最大的客轮。)
船用发动机和螺旋桨的进步,解决了船舶的技术动力问题,也使造船的材料从木材演变为钢材。早期的蒸汽船以蒸汽机为动力,锅炉里喷着煤,烟囱里冒着浓浓的黑烟,因为南昌曾被称为“蒸汽轮”。1884年,英国发明家查尔斯·帕森斯设计了蒸汽轮机。汽轮机以燃油为燃料,既提高了发动机的效率,又减少了燃料消耗和动力装置所占的空间。从此,汽轮机成为船舶使用的主要动力装置,具备了现代船舶的基本形态。进入20世纪后,船用柴油机再次出现,推动了船舶的现代化,出现了油轮、集装箱船等特种船舶。