淺談18世紀的西方海軍,蒸汽機對戰艦的影響

第一代蒸汽機,如托馬斯·紐可曼(Thomas Newcomen)於1712年開發的,是大氣發動機: 蒸汽通過與水接觸被壓縮到一個汽缸內,這樣創造一個真空以將活塞牽引過來。

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蒸汽機

1769年,詹姆斯·瓦特(James Watt)開發出獨立的冷凝器:需要壓縮的蒸汽被引入一個獨立的隔室,避免了汽缸不斷加熱和冷卻導致的能量浪費,這使得蒸汽機的效率加倍提高。隨著能夠將汽缸中上下運動轉化為旋轉運動(能夠為螺旋槳提供動力)裝置的發明,蒸汽機可以用到船上。早期的成功案例包括 1812年羅伯特·富爾頓(Robert Fulton)在哈得孫河試驗的“克萊蒙特”號(Clermont)和亨利·貝爾(Henry Bell)在克萊德河試驗的“彗星”號(Comet)。

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這些大型戰艦部分沒有掛帆,它們將由蒸汽船拖曳著參戰

接下來的半個世紀裡,蒸汽機都被看做航行的輔助動力。設計人員面臨的主要困難是如何將這個大傢伙安裝到船隻有限的空間內,曾經使用的方法包括尖塔、橫樑和船側槓桿。人們發現,高壓蒸汽的效率更好,但是如果採用單缸,則浪費嚴重。解決辦法是加裝第二個汽缸以在低氣壓重新利用蒸汽,1872年,複合式蒸汽機首次用於戰艦。隨後,三級膨脹發動機推出,這種蒸汽機有3個汽缸,蒸汽利用效率更高,這也催生了遠洋航行蒸汽船。

改進的發動機使用更高氣壓蒸汽,而且旋轉運動比活塞的相向運動得到更有效的利用。渦輪發動機在船上佔據的空間更小,它能以更高速度運轉,而且由於活動部件較少,它所需的維護也更少。

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1844年下水的明輪翼護衛艦“報應”號(Retribution)的發動機

發動機由一系列處在長管中的轉子組成,裝有許多葉片。蒸汽從一端輸入以驅動渦輪葉片轉動。對於海上應用來說,葉片轉動的速度常常過快,需要通過傳動裝置降速。同時,大部分船隻都有獨立的更小的蒸汽發動機用來倒退。


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