蒸汽机船的诞生：《轮船史》

用蒸汽机推进船舶的最早设想是用蒸汽机驱动桨轮（paddle wheel）以代替人力划桨。欧洲早在罗马时代就出现过以人力和兽力（马和牛）驱动桨轮的船（见图1-3）。我国唐、宋时期也多次造过以桨轮作为推进器的船，称为“车船”（见图1-4）。但实际上，这些“车船”的效果并不理想，由于人力和兽力都很有限，不能远航，因而未能推广应用。

图1-3　马力驱动的明轮船

图1-4　古书上的“车船”

18世纪末期，在欧洲，丹尼斯•帕潘（Denis Papin）和乔纳森•霍尔斯（Jonathan Halls）等人分别在德国和英国试验过用蒸汽机驱动桨轮，推进船舶的蒸汽机船，但都未获得成功。然而在大西洋彼岸的美国，却有几个人成功地造出了蒸汽机轮船。1785—1788年约翰•菲奇（John Fitch）造过两艘汽船，第一艘长18.3米，宽2.44米，蒸汽机缸径为46厘米，桨轮在船尾。该船在美国费城（Philadelphia）的特拉华（Delaware）河上航行多次，航速为每小时5.0～6.5公里。1790年，他造了一艘更大的客船，在特拉华河上，费城和特伦顿（Trenton）之间，往返共航行了约4 000公里，未发生过严重事故，但他未能获利，也得不到有关方面的支持，他于1798年愤而自杀。

图1-5　Charlotte Dundas号

美国的另一个创业者比较幸运，他就是发明家罗伯特•富尔顿（Robert Fulton）。1802年，他在法国巴黎居住时，曾专程去苏格兰参观在运河上航行的蒸汽机船夏洛特•邓达斯（Charlotte Dundas）号（见图1-5），并于1803年造了一艘蒸汽机轮船在巴黎塞纳（Seine）河上表演过。他于1806年向英国博尔顿&瓦特（Boulton&Watt）工厂定制了一台新式蒸汽机，回到美国。他于1807年造了一艘长40.5米，宽5.5米，深2.75米，排水量为400吨，桨轮装在两舷的木质蒸汽机船。该船在哈得孙（Hudson）河上试航，从纽约到奥尔巴尼（Albany），航程为390公里，平均航速为每小时7.22公里，最快达到每小时8.7公里。该船定名为克莱蒙特（Clermont）号（见图1-6）。这是在行政和财务上支持他创业的社会名人罗伯特•利文斯顿（Robert Livingston）故乡的名称。该船试航成功后，富尔顿在纽约和奥尔巴尼两座城市之间开辟了一条旅客班轮航线。汽船不受天气风向的影响，准时到达，受到了乘客的欢迎，在商业上很成功。

图1-6　富尔顿的克莱蒙特号(www.xing528.com)

这时在欧洲，蒸汽机发源地的英国也在积极建造蒸汽机船。1801年，英国人威廉•赛明顿（William Symington）造了一艘长17.7米，宽5.5米，吃水2.4米的蒸汽机和桨轮驱动的木船，这就是前面已经提到的Charlotte Dundas号。该船装有功率仅为9千瓦的水平式单缸蒸汽机，桨轮装在船尾部。该船在连接英国苏格兰爱丁堡和格拉斯哥两大城市的福斯—克莱德（Forth and Clyde）运河上拖带2只载重70吨的驳船逆风前进，6小时走了32公里。该船在运河上来往航行了4个星期，后来由于船航行时兴起的波浪会冲坏运河堤岸，因此被迫停航。

1812年，苏格兰工程师亨利•贝尔（Henry Bell）造成了很小的蒸汽机船彗星（Comet）号，船长12米，宽3.2米，重28吨，在格拉斯哥市中心与河口的格里诺克（Greenock）和海伦斯堡（Hellensburgh）之间的克莱德河上运输旅客和货物（见图1-7）。后来，还把航线延长到苏格兰西海岸的奥本（Oban）和320公里之外的威廉堡（Fort William）。这船虽小，但航速却可达6.7节（12.4公里/时），被认为是欧洲第一艘商业化营运的蒸汽机船。

图1-7　彗星号

此后，蒸汽机船得到较快的发展。1815年，蒸汽机船伊丽莎白（Elizabeth）号和泰晤士（Thames）号从格拉斯哥分别驶往利物浦和伦敦。两船虽都在途中遇到强风，但都顺利到达目的地。1816年，蒸汽机船庄严（Majestic）号在伦敦泰晤士河上拖带东印度公司的大型帆船希望（Hope）号从近河口的达特福德（Dartford）到伦敦东区的伍利奇（Woolwich），顶着强风，航速每小时约5公里。这一年，还开辟了英国与爱尔兰之间的第一条海峡蒸汽船班轮航线，所用汽船为海伯尼亚（Hibernia）号，船长24.4米，重112吨。

英国著名轮机工程师戴维•内皮尔（David Napier）曾于1812年为汽船彗星号制造锅炉。1818年，他为邮局开辟了利物浦、格里诺克和格拉斯哥，以及格里诺克和北爱尔兰贝尔法斯特（Belfast）之间运送邮件的定期汽船航班。他观察到，高耸平阔的帆船船首对汽船不适合。随后通过模型试验，他认为尖楔形船首更适用。这些早期的蒸汽机船基本上都把桨轮装在船中部两舷，也有个别的船把桨轮装在船尾。