乘風禦波:海上探險與航海佳話4(1 / 3)

鋼鐵蒸汽時代

1. 動力革命——蒸汽機上船

在19世紀以前的幾千年中,船舶的動力一直是由人力劃槳和風帆來提供的。這兩種動力有很大的局限性:一是動力小,船跑得不快,一般隻有幾節,最大也隻有十三四節;二是靠人力劃槳,不能持久;三是靠風帆作動力,受風向、風速甚至潮流的影響大,碰到無風天氣,就隻好停航了。長期以來人們都在不斷地探索尋找新的動力。自從瓦特發明蒸汽機以後,給船舶的發展帶來了千載難逢的機遇,成為船舶動力革命新的裏程碑。

瓦特發明蒸汽機以後,很快在紡織業中得到了應用,隨即很快推廣到化學、采掘、冶金、機器製造等部門。

蒸汽機能不能用到船上作推進動力呢?這是人們夢寐以求的事。法、英、美、西班牙等許多國家中不少人都在探討利用蒸汽機推進船舶的方案。但遺憾的是都未能達到實用階段。1797年,美國工程師羅伯特·富爾頓(1765-1815)在巴黎,得到美國駐法國大使裏文斯頓的幫助,於1803年在塞納河造蒸汽機船,因船體結構的強度不夠,難以承受機器的重量,還沒進行試驗就沉沒了。羅伯特·富爾頓毫不灰心,第二年打撈出該船的主機,重造新船,船長20.12米,寬2.44米,試航成功,航速達4.5節。1806年,羅伯特·富爾頓與裏文斯頓先後返美國,著手建造噸位大、蒸汽機功率也大的蒸汽機船。船長40.56米,寬5.46米,型深2.74米;蒸汽機為單缸,缸徑610毫米,衝程1219毫米,14.7千瓦,燃料為煤或木材;明輪直徑4.57米,劃水葉板寬1.22米。該船是一艘內河客船,以裏文斯頓的家鄉“克萊蒙特”命名。因為該船的葉輪大部分都露出水麵,故人們稱它為“明輪”。1807年8月17日,“克萊蒙特”號在紐約市的哈德遜河上進行試航。船內爐火通紅,蒸汽機隆隆轟鳴,高聳的煙囪濃煙滾滾,船旁兩隻大直徑明輪飛快地轉動。滿載旅客的“克萊蒙特”號以5節的速度航行32小時,逆水航行240千米,試航獲得了圓滿成功。岸上的觀眾,掌聲雷動,欣喜若狂,爭相觀看這一劃時代的處女航。這一航程若用當時的單桅帆船行駛,則需要4晝夜。“克萊蒙特”號既是第一艘蒸汽機明輪船,同時也是第一艘近代蒸汽機客船。它的試航成功,顯示了蒸汽機船的強大生命力,在船舶發展史上寫下了光輝的篇章。

什麼是明輪

明輪,又稱明輪推進器,是船舶的一種推進工具,利用明輪轉動,葉片撥水來推進船舶。明輪推進器比槳、櫓等推進工具前進一步,但是,它結構笨重、效率低,所以,明輪推進器後來被螺旋槳所代替。

蒸汽機船問世以後,這一新生事物受到了各國的重視,爭相試製。例如:1811年,貝爾建造了英國第一艘蒸汽機船“彗星”號。建成後在格拉斯哥和柯林斯堡間作客運班輪,它證明了蒸汽機明輪推進的可靠性是很高的,航速達6.5節;1815年,俄國建成了“伊麗莎維塔”號商船,幹脆取消了風帆,隻采用蒸汽機明輪推進。在這之後的幾年中,美洲、歐洲的內河和沿海航線上,就有50多艘蒸汽機船投入營運,取得了可觀的經濟效益。

2. 第一艘蒸汽艦

第一艘蒸汽艦也是羅伯特·富爾頓的傑作。富爾頓為了尋求打破1812年在同英國的戰爭中英國對紐約窒息性的封鎖,他設計建造了“迪莫洛戈斯”號蒸汽艦,後來人們稱做“富爾頓一世”號。該艦采用堅固的雙殼船體結構,這使位於船中部的明輪推進器得到了很好的保護。它的船舷夾層最寬部分有1.52米,艦上裝備有30門大炮,航速可達5.5節,排水量達2.475噸。不幸的是由於政府缺少資金,它的完工推遲到戰爭結束後。富爾頓死後的1815年春天,該艦建成並試航成功,但一直默默地停泊在布魯克林海軍造船廠內,直到1892年該艦爆炸燒毀。

美國是第一個使用蒸汽艦進行海戰的國家。1823~1825年,商船隊隊長戴維·波特在同西印度海盜作戰時,一艘作為貨船的小型內河蒸汽船“海鷗”號當時被編入海軍服現役,因而也就成為美國第一艘蒸汽艦。當時因無風,其他風帆戰艦停止不動時,而“海鷗”號在蒸汽機推動下駛近海盜船並發射了第一炮。

在以後的20年裏,英國和法國的海軍也相繼造了幾艘蒸汽艦,這些明輪蒸汽艦在使用中人們發現,用它們作運輸或牽引因無風而停止不動的帆船是有用的,但作為戰艦參加海戰,確實存在兩個缺點。一是艦上的明輪體積大,大部分在水線以上,易受敵方炮火的攻擊,同時也影響艦上火炮的布置;二是安裝在水線以上的蒸汽機也易受到敵方炮火的攻擊。以上缺點引起了艦長們和造船家的重視,都在積極探索解決的辦法。

3. 最早的鐵殼船

18世紀以前,幾乎所有的船舶都是用木材建造的。隨著社會的發展,造船技術的提高,需要很多噸位大、航速快的船舶來滿足交通運輸日益增長的需要。但是木船限製了船舶向大型化、高速化方向發展。

自從英國進行產業革命以後,鋼鐵和蒸汽機大量應用到許多工業部門。人們自然會想到能否用鐵和鋼取代木材造船呢?有些受傳統思想束縛的人提出了疑問,總認為鐵比水的比重大得多,造出的鐵船容易沉掉,但更多的人敢於去闖新路。

1787年,英國蘇格蘭造出了世界上第一艘鐵製駁船“試驗”號,船長21.05米,能裝載很多貨物,並安全地浮於水麵,從而證明了鐵能用來造船。1801年,一艘完全用金屬造的船“克萊蒙”號下水。1818年,英國蘇格蘭人T.威爾遜建造了一艘鐵殼帆船,並用於內河和沿海運煤。可是由木船發展到鐵船,進展十分緩慢,主要原因還是舊思想根深蒂固,有些人總認為鐵船容易沉掉。

然而事實教育了人們:1821年,船長為32.33米的鐵殼船“艾倫·曼比”號安全地駛過了英吉利海峽,經受住了海上風浪的考驗;1834年,有一艘名叫“加裏文”號的蒸汽機鐵殼船和幾艘木製蒸汽機船一起航行,突然遇到大風暴。那幾艘木船不是沉沒,便是遭到嚴重損壞,隻有“加裏文”號鐵殼船毫無損傷;1841年,英國建造的第一艘用於海上航行的鐵殼蒸汽機客輪“大不列顛”號,安全地在大海中破浪前進。這以後,才逐漸打破了人們對鐵殼船的疑慮,鐵殼船才有了較大發展,在航運中得到廣泛應用。1860年,鐵殼船在世界造船總噸位中占38.5%;1865年占69.4%;1875年達到89.9%。實踐證明,鐵殼船的強度好,能經受住海上狂風巨浪的考驗,而且造價低廉,載重量大,壽命長等。從此,鐵殼船進入了黃金時代,鐵成為主要的造船材料,從1850~1880年,鐵逐漸取代了木材造船。1880年以後,由於煉鋼業的大力發展,同時鋼具有比鐵的強度高、韌性好等多種優點,又逐漸取代了鐵成為造船的主要材料,造出了強度更高、重量更輕的船體。