船舶有哪些动力装置「商船采用何种动力」

时间：2022-11-30 18:41:06来源：搜狐

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农耕时代船类的推动方式都有哪些呢？我国是“舟”的故乡，也是桨的故乡。在1万多年以前的河姆渡文化的新石器时代，与独木舟出现同时，桨也应运而生，并且迅速成型。当时的桨与今天的桨差别很大：握杆比较短，桨板又窄又长。经专家考证是因为当时人们的划桨方式与今天相比有很大差别，那时的人们是一手握着握杆，一手把着桨板来划船的。不过，那时的桨已经做得很规整，很美观，而且还带有漂亮的雕花图案。相比之下，中东地区、西欧地区和美洲大陆的先民的桨，做工就比较粗糙了。

到了春秋战国、秦汉两朝，随着海军的雏形“舟师”的发展，以及皇帝们为寻长生不老药而多次发动的“东渡”活动，促进了桨的发展。桨逐渐趋于大型化，握杆变长，桨板缩短变薄，用起来更加方便更加有力，加快了水上航行的速度。晋朝以后，桨在外型上已经基本定型，只是体积和表面积仍旧在不断加大，用桨的规模也逐渐变大，由原来的一舟二桨，发展为“一舟（此时的舟体积已经比较庞大了）桨叠层”，就是用上下两排桨。因为手工划桨已经非常不便，所以当时的船上已经出现了精密的简介控制桨划动的机器。现在我们已经不再使用大型的木船了，与此同时，桨也逐渐退出我们的视野。现在桨主要流行在各种游船上，带给游客以一种古典别致的韵味；此外奥运会上还保留的独木舟比赛。不过比赛用的桨是经过精心设计的，用材、比例等均与我们在游船上见到的仿古桨有很大区别。

橹是船舶的一种推进工具，它是在舵桨的基础上发展演变而来的。舵桨加长后操作方式从“划”演变为鱼尾式的“摇”，就产生了中国特有的“橹”。橹的发明是中国对世界造船技术的重大贡献之一。橹在中国起源的具体时间尚难确定，它最早出现的年代目前尚不可考，传说鲁班看见鱼儿在水中挥尾前进，遂削木为橹。从中国古籍记载来考证，橹最早出现的年代至晚产生于汉代。据东汉刘熙《释名》一书，对橹字已作了解释，认为它产生的力沿着船脊方向。

橹的外形有点像桨，但是比较大，一般支在船尾或船侧的橹檐上，入水一端的剖面呈弓形，另一端则系在船上。用手摇动橹檐绳，使伸入水中的橹板左右摆动。橹摆动时，船跟水接触的前后部分会产生压力差，形成推力，推动船只前进，就像鱼儿摆尾前进。古人有“一橹三桨”的说法，认为橹的效率可以达到桨的三倍，因为从桨到橹的变化，事实上就是从间歇划水变成连续划水，提高了效率。橹这种推进工具要比划桨优越，它是一种连续性的推进工具，而且具有操纵船舶回转的功能。英国有专家认为，螺旋桨的发明是受到了橹的启发，欧洲人看到中国人使用橹后受到启发，发明了螺旋桨。英国专家的说法是有道理的，螺旋桨不间歇作旋转运动的叶片，与在水中滑动的橹板十分相似。

帆船是指利用风力前进的船。帆船运动是依靠自然风力作用于帆上，由人驾驶船只行驶的一项水上运动。帆船起源于欧洲地区，其历史可以追溯到远古时代。帆船是人类向大自然作斗争的一个见证，帆船历史同人类文明史一样悠久。帆船作为一种比赛项目，最早的文字记载见于1900多年以前古罗马诗人味吉尔的作品中。到了13世纪，威尼斯开始定期举行帆船比赛，当时比赛船只没有统一的规格和级别。帆船运动起源于荷兰。古代的荷兰，地势很低，所以开凿了很多运河，人们普遍使用小帆船运输或捕鱼。一般人对于帆船往往认为是被风推着跑的。其实风的动力以两种形式作用于帆，帆船的最大动力来源是所谓的“伯努利效应”。

我们知道，当空气流动得快的时候，在正面挡住它的物体就会受到空气的冲击，这种冲击产生的压力我们称为动压力。当帆船如图1所示顺风行驶时，就是空气对帆的动压力推动帆船前进的。由“流速增加，压强降低”的伯努利原理知道，当空气向一个方向流动时，它向侧面作用的力就要相对减小。也就是说气体流动速度越大的地方，动压力压强越大，而静压力压强越小。流速愈小的地方，动压力压强愈小而静压力压强愈大。这样气体流速小的地方对流速大的地方就会产生一个侧向的压力，这个力称为静压力。当迎风驶帆时，船正是在风的静压力推动下前进的。

桨、橹、帆等船的驱动方式都主要依靠人力驱动，发生在农耕时代，总体上看这些方式不断在进步，效率也是不断在提高，但仍比较依赖人力，无法解放人力。在农耕时代与下一个时代中间有一个时期可以说是船舶动力发扎按的过渡时期，这种船舶推进方式叫做明轮，也叫做明轮推进器。明轮，又称明轮推进器，是船舶的一种推进工具，利用明轮转动，叶片拨水来推进船舶。明轮推进器比桨、橹等推进工具前进一步，但是，它结构笨重、效率低，特别是遇到风浪中，所以，明轮推进器后来被螺旋桨所代替。

我国古代用人力运转的明轮船称为“车船”“轮船”。它是一种船用局部入水的推进器，装在船的两侧或尾部，形状类似车轮，在轮轴上装若干桨板，拨水向后使船前进。因轮之大部分在水面以上，故称“明轮”。19世纪，西方国家广泛使用明轮。由于蒸汽机船上装有明轮，故称为轮船。明轮叶片部分或全部露出水面，使船舶不能稳定航行。而且，明轮的叶片使用时易损坏。明轮船是指在船的两侧按有轮子的一种船，由于轮子的一部分露在水面上边，因此被称为明轮船。一般有两张种推进方式，一种是原始的以人力踩踏木轮推进，一种是现代的以蒸汽机和螺旋浆推进。

詹姆斯·冯·布雷达·瓦特，英国皇家学会院士，爱丁堡皇家学会院士，是苏格兰著名的发明家和机械工程师。他改良了纽科门蒸汽机，奠定了工业革命的重要基础，是工业革命时的重要人物。他发展出马力的概念以及以他名字命名的功率的国际标准单位——瓦特。真正解决船用蒸汽机的是詹姆斯·瓦特。他在1765年发明了双缸蒸汽机。1768年他与英国伯明翰轮机厂的老板马修·博尔顿合作，专门研制了一台用于船舶推进的特殊用途的蒸汽机，这就是世界上早期蒸汽机船上普遍使用的博尔顿--瓦特发动机，船舶用上了蒸汽机，出现了蒸汽机轮船，。从而完成了船舶动力的第三次革命。船舶用蒸汽机作动力，使人类有可能建造越来越大的船，运载更多的货物。

蒸汽机是一个能够将水蒸汽中的动能转换为功的热机，由于其中的燃烧过程在热机外部进行，属于热机中的外燃机。泵、火车头和轮船曾使用蒸汽机驱动。蒸汽机在工业革命中起了基本的作用。它为其他机械提供动力，还有它的操作不受地理位置及天气情况影响。今天的核能发电及火力发电仍使用蒸汽涡轮发动机来将热能转换为电能。

蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅炉可以使用木头、煤、石油或天然气甚至垃圾作为热源。蒸汽膨胀推动活塞做功。世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗于1世纪发明的汽转球，它比工业革命早了二千年，但它只不过是个雏形而已。约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本在观察蒸汽冒出他的高压锅后制造了第一台蒸汽机的工作。于此同时萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的主意。1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年詹姆斯·瓦特改良出早期的工业蒸汽机，他们对蒸汽机的发展都做出了自己的贡献[7]。1807年罗伯特·富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。

世界上第一艘蒸汽机轮船是由美国发明家富尔顿制造的。他在1802年春天，在法国建造第一艘蒸汽机轮船，停泊在塞纳河上，一场风暴就把它折断。富尔顿没有因此止步，他又重建了一艘蒸汽机轮船，命名为“克莱蒙特”号，船长45.72米，宽9.14米，船上装有蒸汽机。1807年，“克莱蒙特”号在美国哈德逊河上试航，获得成功，它以每小时6.4公里速度，航行91.4公里。从此，美国哈德逊河上开辟定期航班，标志了蒸汽机轮船正式投入使用。

"黄鹄"号蒸汽轮船是我国自己设计建造的第一艘蒸汽机明轮船。造价白银八千两。1865年在安庆内军械所由徐寿，华蘅芳设计建造的我国第一艘蒸汽机轮船 " 黄鹄"号蒸汽轮船船长17米，航速6节。自重25吨。1840年，西方的“坚船利炮”打开了中国闭关的国门。一批有识之士提出“师夷长技以制夷”的口号，掀起了一场救国图强的洋务运动。1865年4月，由徐寿、华蘅芳等人设计、自己制造的第一艘机动轮船"黄鹄号"在下关江面试航成功。徐寿等人根据小火轮船试制的经验，大轮船采用明轮推进，并改低压蒸汽机为高压蒸汽机。该船试航于扬子江，在不到14小时内逆流行驶了225里，时速约16里；而返回时顺流仅用了8小时，时速约28里。当曾国藩长子曾纪泽去北方省父时，这艘轮船将他的坐船托至高邮，他对轮船的性能甚为满意，遂将轮船命名为“黄鹄”号。“黄鹄”号是中国人自行研制，并以手工劳动为主建造成功的中国第一艘机动轮船，它的建造揭开了中国近代船舶工业发展的帷幕。