輪船是什么時(shí)候發(fā)明出的
你知道嗎?輪船的推進(jìn)有兩種方式,一種是原始的以人力踩踏木輪推進(jìn),一種是以螺旋漿推進(jìn)。那么輪船是誰(shuí)發(fā)明和什么時(shí)候發(fā)明的呢?一起來(lái)看看小編給大家精心準(zhǔn)備的資料,歡迎閱讀!
輪船是誰(shuí)發(fā)明的?
發(fā)明制造第一艘輪船的人叫富爾頓,美國(guó)人,1765年生于賓夕法尼亞州的蘭斯卡特.他幼年喪父,由于家庭貧困,9歲才入學(xué)讀書(shū)。14歲時(shí),他跟一位槍匠學(xué)得汽槍的制造技術(shù)。17歲時(shí),他離家來(lái)到費(fèi)城,一面學(xué)習(xí)繪畫(huà),一面在一家機(jī)器工廠做機(jī)械制圖工作。22歲時(shí),他來(lái)到英國(guó)倫敦,以繪畫(huà)藝術(shù)結(jié)識(shí)了著名的蒸汽機(jī)發(fā)明家瓦特等人。 在倫敦,他一邊工作,一邊自修,在瓦特等人的影響下,他努力學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)。他攻讀了高等數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)和透視圖,還學(xué)習(xí)了法文、德文和意大利文。
富爾頓一生中主要的貢獻(xiàn)是制造輪船。在富爾頓以前,有人試制過(guò)蒸汽動(dòng)力船,但沒(méi)有成功。富爾頓研究了前人失敗的原因,立志要在自己的手里制造成功一條蒸汽動(dòng)力船。1793年,他來(lái)到巴黎,他的想法得到了拿破侖的支持。他從模型試驗(yàn)到設(shè)計(jì)制造,前后經(jīng)過(guò)9年的艱苦努力,終于在1803年造成了第一艘輪船。不料在塞納河試航時(shí),竟被狂風(fēng)暴雨所摧毀。富爾頓并沒(méi)有因失敗而灰心喪氣。1806年,他回到美國(guó),又開(kāi)始新的造船工作。1807年,一艘新的輪船“克萊蒙脫”號(hào)在紐約的哈得遜河下水了,航速達(dá)每小時(shí)4公里。他繼續(xù)改進(jìn),使這艘輪船的航速達(dá)到每小時(shí)6-8公里。富爾頓獲得了首次成功。
1815年2月23日,富爾頓逝世。他一生中,不僅發(fā)明制造了輪船, 而且親自參加制造了17艘,終于在人類水運(yùn)史上揭開(kāi)了新的一頁(yè)。
現(xiàn)代輪船指用機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)的船只,多用鋼鐵制造。原始的輪船是以人力踩踏木輪推進(jìn),近代輪船是以蒸汽推動(dòng)外部明輪輪槳的蒸汽船,現(xiàn)代輪船多用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
不用風(fēng)帆而用蒸汽輪機(jī)做前進(jìn)動(dòng)力的船叫蒸汽船。蒸汽船使用的燃料是煤,蒸汽船外面有一個(gè)大輪子,所以也叫“輪船”,它是由富爾頓發(fā)明的。
在漢語(yǔ)中,輪船一般有狹義和廣義兩種用法,廣義的輪船泛指所有大的,機(jī)動(dòng)推進(jìn)的船只,這篇文章主要描寫?yīng)M義的輪船定義。狹義地輪船是指用汽輪機(jī)推進(jìn)的船只,輪船的推進(jìn)有兩種方式,一種是以蹼輪推進(jìn),一種是以螺旋漿推進(jìn)。
第一艘可以使用的輪船是1783年下水的。1807年羅伯特·富爾頓建造了一種在河流上使用的輪船,這種船還帶有帆,它的最高速度是4.5節(jié)(8.3千米/小時(shí))。它在紐約和奧爾巴尼之間用為擺渡船。
輪船的動(dòng)力可以來(lái)自兩種不同的機(jī)器:渦輪機(jī)和蒸汽機(jī)。
蒸汽機(jī)由三個(gè)部分組成:蒸汽爐、汽缸和冷凝器。在蒸汽爐中,通過(guò)燃燒過(guò)程水沸騰為蒸汽。通過(guò)管道蒸汽被送到汽缸。閥門控制蒸汽到達(dá)汽缸的時(shí)間。蒸汽在汽缸內(nèi)推動(dòng)活塞做功,冷卻的蒸汽通過(guò)管到被引入冷凝器重新凝結(jié)為水。這個(gè)過(guò)程在蒸汽機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)不斷重復(fù)。一般的蒸汽機(jī)有三個(gè)汽缸組成一個(gè)組。蒸汽機(jī)直接將活塞的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為船軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。今年新造的蒸汽機(jī)中還包含了一個(gè)小的渦輪機(jī),從汽缸中出來(lái)的蒸汽還可以利用它的余熱在推動(dòng)這個(gè)渦輪機(jī)來(lái)提高整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的效率。這個(gè)渦輪機(jī)也與船的螺旋漿軸相連。
現(xiàn)代輪船的蒸汽機(jī)還有其它提高其效率的機(jī)構(gòu)。往往有多個(gè)汽缸連在一起。蒸汽從一個(gè)汽缸出來(lái)后還被輸入下一個(gè)汽缸。這些汽缸的直徑一個(gè)比上一個(gè)大。這樣雖然蒸汽的壓力在每通過(guò)一個(gè)汽缸后不斷減小,但它對(duì)每個(gè)活塞施加的總的力卻是相同的。
漸漸地輪船取代了過(guò)去的帆船。輪船最主要的優(yōu)點(diǎn)是它們不依靠風(fēng)和比帆船快。它們比較可靠,到達(dá)一個(gè)港口的時(shí)間也一般與天氣無(wú)關(guān)。輪船的燃料有煤、煤球、重油和木頭。
人力踩踏木輪驅(qū)動(dòng)的明輪船。公元782~785年,杭州知府李皋在船的舷側(cè)或艉部裝上帶有槳葉的槳輪,靠人力踩動(dòng)槳輪軸,使輪軸上的槳葉撥水推動(dòng)船體前進(jìn)。因?yàn)檫@種船的槳輪下半部浸入水中,上半部露出水面,所以稱為“明輪船”或“輪船”。在19世紀(jì)以前,船舶主要靠人工搖櫓和風(fēng)帆推進(jìn)。
1769年,法國(guó)發(fā)明家喬弗萊·達(dá)邦在船上安裝蒸汽機(jī)用以驅(qū)動(dòng)—組木槳,但航速很慢,未能顯示出優(yōu)越性。1802年,英國(guó)人西明頓建造了蒸汽動(dòng)力的“夏洛蒂·鄧達(dá)斯”號(hào)明輪船。因遭到拖船業(yè)主們的強(qiáng)烈反對(duì),不得不在一個(gè)月后停止航行。
1807年,美國(guó)機(jī)械工程師富爾頓(R.Fulton,1765-1815)設(shè)計(jì)出蒸汽機(jī)帶動(dòng)車輪撥水的“克萊蒙特”輪船。該船性能可靠,執(zhí)行了世界上最早的輪船定期航班,奠定了輪船不容搖撼的地位,因此富爾頓被稱為“輪船之父”。
1829年,奧地利人約瑟夫·萊塞爾發(fā)明了可實(shí)用的船舶螺旋槳,克服了明輪推進(jìn)效率低、易受風(fēng)浪損壞的缺點(diǎn)。此后螺旋槳推進(jìn)器逐漸取代了明輪。
1884年,英國(guó)發(fā)明家帕森斯(C.Parsons,1854-1931)設(shè)計(jì)出了以燃油為燃料的汽輪機(jī)。此后,汽輪機(jī)成為輪船的主要?jiǎng)恿ρb置。
輪船的發(fā)明和不斷改進(jìn),使水上運(yùn)輸發(fā)生了革命性的變化。第二次世界大戰(zhàn)之后,世界海運(yùn)量年平均每10年翻一番。據(jù)統(tǒng)計(jì),2004年世界海上貨運(yùn)量達(dá)到了654200萬(wàn)噸。
1690年,法國(guó)的德尼·巴班提出用蒸汽機(jī)作動(dòng)力推動(dòng)船舶的想法,但當(dāng)時(shí)還沒(méi)有可供實(shí)用的蒸汽機(jī),故設(shè)想無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
1769年,法國(guó)發(fā)明家喬弗萊把蒸汽機(jī)裝上了船。但所裝的蒸汽機(jī)既簡(jiǎn)陋又笨重,而且?guī)?dòng)的又是一組普通木槳,航速很慢,未能顯示出機(jī)動(dòng)船的優(yōu)越性。
1783年喬弗萊又建成了世界上最早的蒸汽輪船“波羅斯卡菲”號(hào),但是航行30分鐘后,船上蒸汽鍋爐發(fā)生爆炸。
1790年美國(guó)的約翰·菲奇用蒸汽機(jī)帶動(dòng)槳?jiǎng)澦湫蕵O低,菲奇的發(fā)明沒(méi)有受到人們的重視。
1802年,英國(guó)人威廉·西明頓采用瓦特改進(jìn)的蒸汽機(jī)制造成世界上第一艘蒸汽動(dòng)力明輪船“夏洛蒂·鄧達(dá)斯”號(hào),在蘇格蘭的福斯——克萊德運(yùn)河下水,試航成功。這是一艘30英尺長(zhǎng)的木殼船,船中央裝上西明頓設(shè)計(jì)的蒸汽機(jī),推動(dòng)一個(gè)尾部明輪。輪船的出現(xiàn)對(duì)拖船業(yè)主們是一個(gè)打擊,他們以汽輪船產(chǎn)生較大的波浪為由,拼命反對(duì)。第一艘汽輪船被扼殺在搖籃里。
美國(guó)的約翰·史蒂芬森于1804年建成具有世界上最早有螺旋槳的輪船。由于推動(dòng)螺旋槳的蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速太低,所以他當(dāng)時(shí)認(rèn)為推進(jìn)器還是輪槳較好。
1807年,他建造了帶輪槳的“菲尼克斯號(hào)”輪船。“菲尼克斯號(hào)”從紐約沿海岸駛向費(fèi)城進(jìn)行試航,途中遇到風(fēng)暴。但經(jīng)過(guò)13天的航行還是平安地到達(dá)費(fèi)城,這是世界上輪船首次在海上航行。
拓展:輪船的構(gòu)造
構(gòu)造船舶由許多部分構(gòu)成,按作用和用途可分為以下幾部分。
①船體。又可分為主體部分和上層建筑部分。主體部分一般指上甲板以下的部分,由船殼(船底及船側(cè))和上甲板圍成的具有特定形關(guān)的空心體,是保證船舶具所需浮力、航海性能和船體強(qiáng)度的關(guān)鍵部分,一般用于布置動(dòng)力裝置、裝載貨物、儲(chǔ)存燃料和淡水,以及布置其他各種艙室。上層建筑位于上甲板圍成、主要用于布置各種用途的艙室(如工作艙室、生活艙室、貯藏艙室、儀器設(shè)備艙室等)。船體結(jié)構(gòu)為由板材和型材組合的板架結(jié)構(gòu),可分為縱骨架式結(jié)構(gòu)和橫骨架式結(jié)構(gòu)以及混合骨架式結(jié)構(gòu)。
②船舶動(dòng)力裝置。又可分為推進(jìn)裝置和輔助裝置。推進(jìn)裝置是提供推進(jìn)動(dòng)力的成套動(dòng)力設(shè)備,由主機(jī)(如蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)、汽油機(jī)、燃汽輪機(jī)等)、主鍋爐、傳動(dòng)裝置、軸系、推進(jìn)器、各種儀表和輔助設(shè)備等組成。輔助裝置是為船舶的正常運(yùn)行、作業(yè)、生活雜用等提供各種能量的成套動(dòng)力設(shè)備,一般由船舶電站、輔助鍋爐和廢氣鍋爐裝置以及其他輔助裝置等組成。
③船舶舾裝。包括艙室內(nèi)裝結(jié)構(gòu)(內(nèi)壁、天花板、地板等)、家具和生活設(shè)施、門窗、梯、欄桿、桅桿、艙口蓋等。
④其他裝備。如錨與系泊設(shè)備、舵與操舵設(shè)備、救生與消防設(shè)備、通信與導(dǎo)航設(shè)備、照明與信號(hào)設(shè)備、通風(fēng)與空調(diào)和冷藏設(shè)備、壓載水系統(tǒng)、艙底水疏干系統(tǒng)、液體艙的測(cè)深和透氣系統(tǒng)、海水和生活用淡水系統(tǒng)、船舶電氣設(shè)備等。構(gòu)成船舶的零件有成千上萬(wàn)種,所用材料品種多、數(shù)量大,而以鋼材用量最大。其中船體結(jié)構(gòu)用的材料主要是碳素鋼和低合金高強(qiáng)度鋼。船舶的主要技術(shù)特征有船舶排水量、船舶主尺度(如船長(zhǎng)、型寬和型深等)、船體系數(shù)、艙容和登記噸位、船體型線圖和結(jié)構(gòu)圖、船舶總布置圖及主要設(shè)備的規(guī)格等。