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船撞河底还是好事?螺旋桨居然这么撞出来的

[ 2017-06-03 11:34:53 网友评论3 来源:战舰世界 作者:狮心猫 进入官网]

  战舰世界》中的战舰有什么共同点?当然很多了。但中之一就是:她们都是由螺旋桨推动的。那么螺旋桨又是怎么来的呢?

  人类发明船后,推动船前进的装置就是船桨或风帆。在中国宋朝时,宋朝人发明了“车船”。也就是在船外装上一圈像鸭子脚掌的蹼板,蹼板随着轮子的划水。当然,驱动这个轮子,带动蹼板的是人力。到了19世纪,英国人发明蒸汽机后,开始用这个新型动力源驱动轮子和蹼板。由于这种轮子和蹼板明摆着的安装于船体外,因此被称为“明轮”。用明轮推进的船被称为明轮船,简称轮船。

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  中国古籍中描绘的“车船”

  但明轮船也有很大缺陷。明轮的结构复杂,受风浪的影响大。如果船遇到风浪的话,一侧明轮浸在水里,另一侧明轮空转,这样船就会左摇右摆。明轮在前进中不断拍水,很容易损坏。在战舰上,暴露在船外的明轮是攻击的好目标。1854年克里米亚战争期间,俄国海岸炮台重点攻击英法舰队中的明轮。英法舰队损失惨重。最重要的是,虽然相比风帆推进已经很快,但明轮的效率仍然不高。

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  19世纪时的明轮战舰

  有点出人意料的是,这一问题的解决方向可以追溯到二千年前。阿基米德是古希腊的数学家和物理学家。为了解决尼罗河水灌溉的问题,他发明了一种圆筒状的螺旋扬水器。这种扬水器是在一根旋转轴上安装螺旋状的叶片,然后在外面罩上一个圆筒。使用时,旋转转轴,水就被抽到了高处。按照牛顿的反作用力原理,能够向上抽水的装置按到船艉就能向后排水,推动船舶前进。

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  阿基米德扬水机

  想想原理很简单,真要做起来就难了。1835年,英国工程师弗朗西斯·史密斯和瑞典工程师约翰·埃里克森分别取得了螺旋桨的专利。1836年,弗朗西斯·史密斯试制出了自己的产品。史密斯的“螺旋桨”其实就是把阿基米德的扬水器直接按在了水中。史密斯想当然地以为,旋转轴越长,上面的螺旋圈越多,推进效率也越大。

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  史密斯的“螺旋桨”

  史密斯将他试制出的“螺旋桨”按在了一艘6吨的小汽船上。可惜,得到结果很不理想。这艘小船只能以4节速度前进。1837年2月,这艘船在试航中出事了。当时,船艉撞上了水下障碍物。只听“嘎嘣”一声,史密斯的“螺旋桨”一下折断了。然而接下来的一幕让心疼异常的史密斯大为吃惊:小船居然开始加速,最终航速达到了12节!!

  这下,史密斯茅塞顿开了:原来毛病出在这!史密斯将旋转轴由长轴变成了短轴。最后,又把螺旋圈变成了叶片。螺旋桨的大致形状就这样定型了。1839年,史密斯开办的公司制造出了第一艘螺旋桨驱动的船。史密斯将其命名为“螺旋桨”号。由于觉得这个名字不大响亮,随后又将其改名为“阿基米德”号。“阿基米德”号为木质船身,船长38米,宽6.7米,排水量237吨,安装有两台30马力蒸汽机,最大航速约9节,造价1万英镑。为防止机械故障,“阿基米德”号上还保留着风帆。“阿基米德”号在英国伦敦-朴茨茅斯-布里斯托之间运营。在一堆帆船和明轮轮之间,这艘外观整洁的小船颇为显眼。

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  改进后的史密斯螺旋桨

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  进一步改进后,螺旋桨就成了这副模样

  渐渐地,靠螺旋桨驱动的船越来越多。一向对新技术敏感的英国皇家海军决定用一次实验决定明轮船舶和螺旋桨船舶的未来。1845年8月3日,英国海军调来两艘战舰来进行拔河比赛。她们分别是明轮战舰“阿莱克托”号和螺旋桨战舰“响尾蛇”号。这两艘船排水量都是约八百吨,发动机也都是200马力左右。比赛的结果非常明显,螺旋桨船“响尾蛇”号把明轮船“阿莱克托”号以2.5节的航速拖着航行。在后来的竞速赛中,“响尾蛇”号再度获胜。螺旋桨由此成为现代船舶的主要推进装置,直至今天。


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