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螺旋槳是怎麽發明的?其實是因為一次意外

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螺旋槳是怎麽發明的?其實是因為一次意外

發布日期:2019-09-02 作者: 點擊:

英國人瓦特發明了蒸汽機,人們第一次嚐到了用機器來幹活的甜頭,隨後是轟轟烈烈的第一次工業革命。當時船舶推進方式主要靠風帆和搖櫓,一些腦筋機靈的人開始琢磨著,用機器來推動船行走,於是輪船發明了。當時的輪船采用“明輪”,“明輪”大部分露出水麵上,由機器帶動一圈像鴨子腳掌的蹼板,蹼板隨著輪子的劃水。正麵產生很高的壓力,背麵產生漩渦造成低壓,正麵和背麵的壓力差產生推力就把船舶推走了。


不過明輪的結構複雜,受風浪的影響大,如果船遇到風浪的話,會像鴨子一樣左搖右擺,空氣和水密度相差800倍,龐大的明輪在其中進進出出,很容易損壞。露在外麵的明輪也是敵人的好目標,1854年克裏米亞戰爭期間,當時還有不少明輪戰艦,海岸的炮台重點攻擊這些明輪,損失慘重。明輪Z大的缺點是效率低,有些人決心改變它,他們想起了阿基米德。


阿基米德是古希臘的數學家和物理學家,他為了解決尼羅河水灌溉的問題,發明了一種圓筒狀的螺旋揚水器。在旋轉軸上安上多個葉片,每個葉片都有一定的迎角產生升力,就像電風扇吹風一樣,轉軸一旋轉,就把水送出去了。這種螺旋揚水器能用來輸水,根據牛頓的反作用力原理,能運水的東西也能推著船走,螺旋槳(當時還沒有)能夠在水下的連續推進,不需要明輪那樣在水麵進進出出,想想都知道效率要更高。不過這種裝置需要安裝在水下,也就是在船身上打洞,海水無孔不入,許多船長堅決反對在船身上開孔,所以很早就有人提出想法,但大多數被罵跑了。


1835年,英國工程師史密斯和瑞典工程師埃裏克森,分頭從事螺旋槳研製並取得了專利,除了他們之外,還有好幾個聲稱發明螺旋槳的,不過目前公認的就是他們兩個。1836年,史密斯終於,發明了他的第一套螺旋槳,這是一種兩螺距的木製螺旋槳,形狀上看和阿基米德的尼羅河水車裏麵差不多。兩螺距相當於有三行螺牙的螺絲釘,轉一圈的話,螺牙能進兩圈兒,當時沒有完整的理論支撐,他想當然的認為圈圈越多,效率會更高,試驗結果卻並不理想。

史密斯把兩螺距木頭螺旋槳安裝在一艘六噸重的小汽船上,效果很差,船隻能開約4節左右,他很著急,就反複試驗。1837年2月的一天,就出事了。實驗的過程中,木頭螺旋槳碰到了水下的障礙物,嘎嘣一聲斷成兩截。史密斯急得滿頭大汗想跳河,沒想到這船就如同打了雞血,意外地加快了速度,以約12節的速度前進。受到這個意外的啟發,史密斯把他的長螺杆變成了短螺杆,短螺杆後來又變成了葉片,就有了今天螺旋槳的樣子,一根軸上帶著幾個葉片。


實際上多數科學發現,都是這種撞大運一樣先有發現,然後歸納反饋,早年的發明家們沒有多少書本可參考的,憑著好奇心、求知欲和永不言棄的執著精神才取得成功的。

取得成功的史密斯開了公司,積極推動他的船用螺旋槳。1839年,第一艘螺旋槳動力的船建造完成,被命名為“螺旋槳”號(Propeller),當時覺得這個名字不夠霸氣,又改名叫“阿基米德”號,在英國倫敦-樸茨茅斯-布裏斯托之間運營。一堆帆船和明輪輪之間,這小船吐著黑煙頗為拉風。


世界上第一條螺旋槳船“阿基米德”號,木質船身,船長38米,寬6.7米 ,排水量237噸,安裝有兩台30馬力蒸汽機,Z大航速約9節,造價1萬英鎊,當時的船舶還保留著風帆作為備用手段。

螺旋槳逐漸進入實用化,不過它和明輪船誰更給力?公說公有理,婆說婆有理,那就拉出來試試吧。1845年8月3日,一貫對新技很在意的英國皇家海軍,安排把個頭差多的明輪船“阿萊克托” 號(HMS Alecto)和螺旋槳船“嘎吱”號(HMS Rattler)來了一次實力大比拚,兩艘船船尾用很粗的纜繩連接起來,朝相反的一齊開,這是用船來搞拔河比賽,效果很明顯。


這兩艘船排水量都是約八百噸,發動機也都是200馬力左右,效果非常明顯,螺旋槳船“嘎吱號”把不服氣的明輪船“阿萊克托號”以2.5節的航速拖著逆行。僅一次比賽,輪子派還不認輸,後來又安排了一次,不但有拔河,還很貼心地增加了賽跑,螺旋槳船“嘎吱號”,完勝。明輪船過氣啦,輪船這名字被保留了下來,誤導人們一百多年。

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