第一代蒸汽机,如托马斯·纽可曼(Thomas Newcomen)于1712年开发的,是大气发动机: 蒸汽通过与水接触被压缩到一个汽缸内,这样创造一个真空以将活塞牵引过来。
蒸汽机1769年,詹姆斯·瓦特(James Watt)开发出独立的冷凝器:需要压缩的蒸汽被引入一个独立的隔室,避免了汽缸不断加热和冷却导致的能量浪费,这使得蒸汽机的效率加倍提高。
随着能够将汽缸中上下运动转化为旋转运动(能够为螺旋桨提供动力)装置的发明,蒸汽机可以用到船上。
早期的成功案例包括 1812年罗伯特·富尔顿(Robert Fulton)在哈得孙河试验的“克莱蒙特”号(Clermont)和亨利·贝尔(Henry Bell)在克莱德河试验的“彗星”号(Comet)。
这些大型战舰部分没有挂帆,它们将由蒸汽船拖曳着参战接下来的半个世纪里,蒸汽机都被看做航行的辅助动力。
设计人员面临的主要困难是如何将这个大家伙安装到船只有限的空间内,曾经使用的方法包括尖塔、横梁和船侧杠杆。
人们发现,高压蒸汽的效率更好,但是如果采用单缸,则浪费严重。
解决办法是加装第二个汽缸以在低气压重新利用蒸汽,1872年,复合式蒸汽机首次用于战舰。
随后,三级膨胀发动机推出,这种蒸汽机有3个汽缸,蒸汽利用效率更高,这也催生了远洋航行蒸汽船。
改进的发动机使用更高气压蒸汽,而且旋转运动比活塞的相向运动得到更有效的利用。
涡轮发动机在船上占据的空间更小,它能以更高速度运转,而且由于活动部件较少,它所需的维护也更少。
1844年下水的明轮翼护卫舰“报应”号(Retribution)的发动机发动机由一系列处在长管中的转子组成,装有许多叶片。
蒸汽从一端输入以驱动涡轮叶片转动。
对于海上应用来说,叶片转动的速度常常过快,需要通过传动装置降速。
同时,大部分船只都有独立的更小的蒸汽发动机用来倒退。
本文经@西风军事授权,今日头条独家发布,严禁转载!未完待续,欢迎留言讨论。