本文摘自大卫·K. 布朗著，李昊译《英国皇家海军战舰设计发展史，第I卷：铁甲舰之前》蒸汽机组和煤燃料既笨重，又占地方。
“豪猪”号船体长度的37％，“拉达曼迪斯”号船体长度的42％，都分配给了动力机组。
表5.12 给出了“美狄亚”号上220NHP 莫兹利动力机组的重量分项明细。
侧杠杆式蒸汽机十分可靠，且易于维护，但非常低效。
蒸汽的压力为每平方英寸3—5 英磅，这些蒸汽涌入汽缸，推着活塞向下运动，然而在真正膨胀之前，蒸汽就已经从汽缸里排走了，浪费掉蕴含的大部分热能量。
锅炉为矩形铁箱，里面灌满海水，加热炉位于其一端或在两端都有。
18 英寸宽的矩形烟道使热气通过锅炉，然后引向烟囱，烟囱往往比较高，以提供足够的排烟通风能力。
1842 年的“驱逐者”号（Driver）有三台锅炉，每台26 英尺长、9 英尺宽、12 英尺6 英寸高，它们共计重40 吨，可以装50 吨水。
每个锅炉有三座煤炉，炉子有7 英尺8 英寸长、2 英尺6 英寸宽，配有18 英寸宽的矩形烟道，每两个烟道之间隔5 英寸。
从煤炉到烟囱的顶部总共70 英尺高。
“ 黑鹰”号，叫这个名字是因为该舰经常被维多利亚女王的普鲁士亲戚们当作游艇用。
(© 英国国家海事博物馆，编号PY8662)“驱逐者”号的锅炉为熟铁制造，但有些船配备的是铜锅炉，因为据说铜制的经济性更好。
“火山”号（Volcano）的铜锅炉价格为5000 英镑，预期能用9 年，到那时候当废铜仍能卖出3000 英镑。
铁锅炉虽然只需要花费1500 英镑，但只需三年就会因为过度锈蚀而不得不更换，这样就连当废铁卖都卖不出去了。
铜锅炉并没有得到广泛的应用，因为有几个铜锅炉意外地早早锈蚀了，这是因为铜合金的冶金学比较复杂，很少的一点杂质就可能导致这些锅炉出现过早锈蚀的问题。
到19 世纪40 年代后期，铜价的上涨更让铜制锅炉不再那么经济了。
日常的维护工作繁重而令人不快。
每经过144 小时左右的蒸汽航行，烟道就必须去除一层厚厚的烟灰沉积物。
此外，锅炉中水的含盐量必须经常检查，通常是测量其沸点。
如果沸点超过215 ℉（102℃），锅炉内表面会有严重的盐分结壳危险。
因此，大约每两小时就要吹除一次锅炉废水，也就是把炉底含盐量最大的水给排到海里去。
直到1837 年沃维奇船厂的约翰·金斯顿（JohnKingston）发明一个以他名字命名的安全通海阀之前，船员们都在采用这种比较危险的操作。
金斯顿还发明了一种特殊的安全扳手，当废水吹除水龙头打开时，这个扳手可以紧固在上面取不下来。
给锅炉注水，通常要使用到蒸汽机的空气泵，并依靠上甲板上的水箱靠水的自重给水。
有时在烟囱的根部还有一个环形水箱，以便对供水进行一些预热。
对这种早期蒸汽机的运作，史密斯有一些有趣的描述。
方形锅炉内部简图（作者绘图）。
圆柱形锅炉内部结构简图。
（作者绘图）早在1837 年就有人尝试使用冷凝器［霍尔式（Hall's）］了，但由于“工程人员误解了它的工作原理”，冷凝器没能很好地运作。
其实恐怕不该去责备这些可怜的工程师们：距离冷凝器成为标准设备，至少还要30 年。
要知道即使在第一次世界大战中，“ 冷凝器发炎”（'Condenseritis'）也是机组故障的最主要原因。
同时，管接头漏水和堵塞一样是家常便饭。
驱动这些船的明轮一般直径20 英尺、宽6 英尺，带有20 片桨板，桨板沿着圆周均匀分布，每片板高2 英尺10 英寸。
明轮浸没深度对推进效率影响非常大，在后来的设计中，桨板可以向明轮的驱动轴内收，以适应吃水较深状态下的航行，甚至可以一直内收而使桨板高出水面，以适应风帆航行。
1860 年左右，霍华德·道格拉斯（Howard Douglas）根据当时的使用经验，给出了如下针对明轮尺寸的指导性意见：1. 浸没深度，即明轮入水的深度，应该等于桨板的高度，即位置最低的桨板其上缘应该在水线附近；2. 明轮直径应该是发动机活塞行程的四倍半，桨板内缘线速度应该等于船速；3. 桨板的宽度应该是明轮直径的三分之一。
即使在最理想的情况下，明轮和螺旋桨推进器相比，效率还是很低，每片桨板入水时的打水，是主要的动力损失。
摆线轮（Cycloidal Wheel）是减少这些打水冲击损失的早期尝试，1833 年由菲尔德（Field）发明，1835 年由艾利亚·盖罗维（Elijah Galloway）重新提出。
每片桨板被横劈成几个窄桨条，桨条次第从轮心向轮边缘排列，排成摆线曲线的形态80。
布鲁内尔在“大西方”号上使用了这种轮子，还有几艘战舰也是这样。
1839 年“阿勒克图”号（Alecto）将摆线轮换回了普通明轮，因为桨板总是容易脱落。
摩根顺桨轮， 类似于1831年安装在“护航”号上的那种。
这是对盖罗维早期设计的改进，其桨板更多，每个桨板在桨叶中点都布置有转轴，并且整个明轮带有更多的斜向支撑，这一点很重要，因为明轮只有靠近船的一侧直接受到驱动。
这幅图是1834年在英国建造的“加尔内尔”号（Gulnare）的明轮，该舰是撒丁岛海军的第一艘汽船。
（© 英国国家海事博物馆，编号PZ5068）顺桨轮（Feathering wheel）这个方案更加精巧，总体上也更成功。
1829 年，盖罗维给这项技术申请了专利，但直到1830 年威廉·摩根（1st SNA ）购买该专利并对其进行改进之前，一直没有获得什么广泛使用。
摩根将每片桨板设计成可以绕其转轴转动，这种转动是依靠一根连杆带动来实现的，而连杆则将桨板的转轴和明轮中心一个曲柄联动到了一起。
“护航”号（Confiance）在1831 年安装了一对顺桨轮，然后与姊妹舰“回声”号（Echo）进行了竞速试航。
据称，这种摩根明轮在风平浪静时，使速度提高了28％，高海况下更是提高了55％。
明轮工作方式的改进，就带来性能上这样大的提升，这在物理学上是不可能的，所以如果这数据是正确的，那必然另有原因。
顺桨轮只是偶尔才在战舰上获得应用，因为当时的人们认为这种复杂的连杆结构在战时可能特别容易受损，所以简易的普通明轮虽然效率较低，但仍然受到青睐。
莫兹利摇汽缸式双缸蒸汽机，汽缸绕着基座上的耳轴（Trunnion）摇摆，这样活塞就能直接作用于曲轴，使整体布局更加紧凑。
这种蒸汽机大约在1827年投入应用，后来逐渐没落，直到1838年宾（Penn）加以改良，才再次获得复兴。
（© 英国国家海事博物馆，编号L0360-001）1835年由菲尔德率先发明、1837年又由盖罗维重新提出的摆线明轮。
这个模型与莫兹利打算用在“大不列颠”号上的类似。
（英国科学博物馆供图）
