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第74章 邮政交通篇(5)

在西方的古希腊时期,桨船和帆船就进入了人们的视野。但到了中世纪,造船技术却处于停滞状态。后来西方人得到了中国的指南针,才刺激了航海事业,提高了远洋航海的水平。

特别令人关注的是,在哥伦布的船队里,旗舰“圣塔玛亚号”是一艘吸取了众多帆船优势的大船。船身长19.2米,宽6.1米,配备主帆和中帆,平均航速有4节。“圣塔玛亚号”的下水远航,为欧洲航运史揭开了新的篇章。

不久,欧洲各国开始发展大船,桅杆的高度不断增长,数量不断增加,风帆也愈来愈多,竟然出现了9桅12帆的大帆船。

到了16~17世纪,造船业迎来一个黄金时代,但随后又陷入停滞阶段。这是因为,从动力方式看,它的动力仅包括风力和人力;从推动方式看,它的推动方式全靠风帆和桨轮;从船体材料来看,它仍以木质材料为主。由于这些方面的局限性,使造船业难以向前发展。

19世纪初,瓦特发明了蒸汽机,接着冶金技术出现。这些新事物使造船业受到巨大推动,造船技术终于进入一个新的发展时期——轮船时代。

轮船的由来

“轮船”一词的出现与船的动力改革有关。在我国唐代,李皋把船的舷侧或尾部装上带有叶的桨轮,靠人力踩动桨轮轴,使轮轴上的桨叶拨水推动船体前进,发明了“桨轮船”。

由于这种船的桨轮下半部浸没水中,上半部露出水面,因此称为“明轮船”或“轮船”,来和人工划桨的木船、风力推动的帆船相区别。

18世纪后期,一个叫约翰·菲奇的美国人利用蒸汽机作为动力,驱动船体工作,制造了世界上第一艘机械船。人们对机械船非常喜爱,就将“轮船”一词作为机械船的专用名词了。

菲奇出生于农民家庭,从小过着贫苦的生活,只读过两年小学。可是他通过刻苦自学,仍掌握了大量实用知识和技术。

在一个星期天的早晨,菲奇从教堂做礼拜回来,这时一辆马车从他身边飞快地奔驰而过,原来拉车的马受惊了。

菲奇想到:难道非得用马拉车?就不能让车子自动在街上跑么?能不能用众所周知的蒸汽力量来驱动车子呢?道路上尽是石子,车不好走,可如果在水面上走,就不会有什么阻力,能不能利用蒸汽来开船呢?

这些想法刺激了菲奇的创造欲望,他先绘制出图纸,又让人按照图纸将模型制造出来。然后,他带上这个模型,到各州去请求议会支持他的发明。一开始,理会他的人并不多。但他锲而不舍的精神最终感动了新泽西州议会,批准他从1788年起享有14年的专利权。

没过多久,一家造船公司在费城成立,老板就是菲奇。

第一艘机械船于1787年制造成功。1790年,该船在费城到巴林敦的地拉维亚河上开始定期航行。后因他做投机生意,年终决算亏了很多钱,公司只好关门。不久,菲奇本人也离开了这个曾给他带来无限欣喜的世界。

近代轮船的发明人是科学家富尔顿。1802年,富尔顿在英国伦敦与发明蒸汽机的瓦特相识。后来,他在欧洲展开对轮船制造的研究,工作取得了很大进展。他所创制的一艘8马力的蒸汽轮船在法国的塞纳河下水,取得了很大的成功。在那个时刻,他为眼前的成功而沉醉。

可惜的是,在夜幕降临之后,一场狂风把这艘船打沉了。1807年,富尔顿回到故乡美国。不怕挫折、才智过人的他又在纽约造成了一艘轮船,命名为“克莱蒙特号”。

这艘船长47米,宽9米,排水量达到100吨。船体的两侧各有一个轮子,与大水车非常相似。8月9日,“克莱蒙特号”终于下水,船体两侧的水轮将河水轻轻搅动。轮船继续向前行驶,从纽约到阿尔巴尼城,行驶速度达到8公里/小时,完成了往返480公里的长距离航行。

富尔顿成功了!他开创了轮船制造业的新纪元。

后来,人们对轮船进行革新,用螺旋桨推进器取代了桨轮。机械船虽然没有了轮子,但因为称呼上的习惯,这种用螺旋桨推进的船仍沿用了“轮船”的称呼。

现在,轮船的变化是日新月异的。人们制造轮船时,已不再用铁作为原料,而是选择了质量更优的钢材。船舶的驱动已不依靠蒸汽机,而是依靠柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机,甚至更先进的核动力装置。

气垫船的由来

进入近现代以后,船与车辆、飞机相比,速度总是落后一大截。有什么办法能使船的速度大幅度提高呢?有人提出一个构想,那就是“使船体提高,让船离开水面”。这个思路非常难得,它对“船在水中行”的古老观念是一个重大的突破。

20世纪40年代,高速轻型内燃机、燃气轮机、喷气技术的发展,为实现上述设想提供了技术上的准备。而英国人科克雷尔不但第一个为这一设想提出了切实可行的系统理论,还首先投入到该设想的实践之中。他的努力没有白费,一个宛若空中楼阁的想法,终于变成了鲜活的现实。

1950年,科克雷尔开始经营造船业。他发现了导致造船性能难以提高的因素,一个是船壳的阻力,一个是波浪的阻力。他想到:如果将船壳做成空气船壳,让一层薄薄的空气在船体和水面之间存在,船壳的摩擦就不存在了。

仅仅过了三年,他就研究出一套气垫系统理论,论证了在船底用压缩空气形成气垫来提高船体的可能性。1956年,他通过不断试验,造出一艘试验船。

1959年,人们运用这一理论,造出了世界上第一艘载人气垫船。船长9.15米,宽7.32米,制造船体的原料为钢性材料,船体呈椭圆形,总重量达到3.855吨。船上装有一台435马力的发动机,发动机将一部风扇带动,风扇上方有进气口。如果发动机进行转动,被抽进的空气会经由进气口、风扇、气道,从椭圆形船体的周围边缘和底部的各个喷气口喷射出来,一部分到船底,一部分在船底周围形成射流气幕。这个射流气幕在船底围住船底的空气,使空气的流失大大减少。

这样,一个空气气垫终于在船底形成。气垫把船托起来,使船体离开水面约23~30厘米,空气经管道喷出,推动轮船向前行驶,最高船速可达46公里/小时。

当年的7月,这艘气垫船从英国怀特岛西北面5公里宽的索伦特海峡横渡而过,然后又横渡了多佛尔海峡。多佛尔海峡位于英法之间,约有38公里宽。

科克雷尔气垫船的成功问世,宣告一种新型交通工具的诞生。从此以后,很多国家都积极研究气垫理论,开发气垫船。时至今日,世界上的气垫船已经成百上千,在交通运输上发挥了重要作用。

车的由来

车出现在四千多年前的中国,发明者是中华民族的始祖——黄帝。

车子的关键部位是轮子,而轮子的发明在车子发明之前就出现了。人们通过研究,知道轮子的发明并不神秘——滑撬发展为滚杠,滚杠经过改良成为车轮。轮子出现之后,轴承也随之诞生。有了轴承,车的发明就算大功告成了。

考古学家的研究成果显示,在3000多年前的商朝,中国人制造的马车有着极其完美的造型。在商朝,车同其他珍贵物品一样,被作为殉葬品。1953年,在河南安阳大司空村曾发掘过商代的马车坑,有一车四马二人的,或一车二马三人的。由于长久在地下埋藏,很难看出当时车的全貌。

进入西周以后,车有了重大的改进。在南禹县辛村周墓,曾出土了车12辆,马骨竟有72副,都是西周时的遗物。考古学家还指出,西周时期已经出现了一辆六马的车。

那个时候,车的制造技术已十分先进。《考工记》一书记载,西周的制造分工非常细,朝廷的官职除了“车人”以外,还设置了造轮子的“轮人”,专门制车厢的“舆人”,以及专门制造车辕的“辆人”。

马车不仅在贵族出行、打猎时得到充分使用,还用于战争,在两军阵前显示它的巨大威力。

到了战国时期,车子出现了较大的改进。人们把车辕由单辕改为双辕,使它更加牢固,载重量也更大了。

可是,车子虽好,却被贵族长期占用,普通老百姓虽然对提供便利的交通工具非常向往,却没有利用车子的资格。车子普及到民间,则是近代的事了。

汉朝时,人们又发明了四轮车。车的构造一天比一天复杂。当时最豪华的车子,当属由4匹马拉的“驷马安车”,专供皇室成员和大贵族使用。

三国时期,蜀国丞相诸葛亮发明了方便、实用的独轮车。这种车中间只有一个轮,由一个人推动,有时一人在前牵引。这种车不论在平原、山地行走,还是在狭窄的小路上穿行,都能做到行动自如。

而在欧洲,1000多年以后才制造出独轮车。

轮胎的由来

世界上最早的轮子是用木材制成的,很容易磨损。所以,人们很早就想发明一种东西,用来保护木轮,使木轮免遭磨损。

公元前14世纪,埃及法老图坦卡蒙所用的战车轮子,就装有皮革轮胎。大约公元前700年,亚述人开始在战车轮子上加一层木料,起到保护作用。不过,早期的轮胎大多数以铁为原料。公元前l世纪,塞尔特人的战车和货车用的就是铁轮胎。

铁轮胎会使道路受到破坏,还不断发出响声,甚至会导致车辆发生颠簸。直到19世纪中叶,令人满意的轮胎材料才出现。

1845年,一位名叫汤姆森的苏格兰工程师,成功地制造出第一条充气轮胎。这种轮胎外面包裹着一层皮线帆布,使里面充气的橡胶内胎得到保护。

汤姆森在马车上进行试验时,发现它与铁轮胎和实心橡胶轮胎相比,更能适应崎岖不平的路面,车子行驶时非常平稳,使驾车者节省了不少力量。可惜它的制作成本高,更换起来非常麻烦,所以很快就不被采用了。

1846年,英国橡胶商汉考克采用硬质橡胶,制作了一副实心轮胎,套在木轮外的铁轮缘上,它与铁轮胎相比,没有那么大的噪声,抗震力也有所提高。到70年代,欧洲各地的脚踏车大多采用了这种轮胎。

可是骑脚踏车的人对这种颠簸之苦感到难以忍受。这样一来,抗震性能好的充气轮胎又重新出现。到了1887年,一位有20年兽医经验的苏格兰人约翰·波伊得·邓洛普,给他9岁的儿子买了一辆安装实心橡胶胎的三轮童车。小男孩对这辆车非常喜爱,但觉得骑起来太颠了。

一次,邓洛普利用一根橡胶水管浇花。他手握水管时,一会儿握紧,一会儿放松,再握紧,再放松。橡胶的弹性启发了他,使他浮想联翩。他想:能不能在自行车的轮子上安装橡皮管,使车子在行进时减少震动呢?他稍加思索,把橡胶管充满气,成为原先轮子的替代品。这下,孩子骑起来就觉得舒服多了。

早期的充气轮胎用液体橡胶粘到轮缘上,装卸时非常麻烦。到1890年,人们将外胎设计成在内胎充气时可固定在车轮轮缘内的式样,这样撬杠装上去和拆下来就显得非常简单。于是,充气轮胎有了实用价值,成为大多数脚踏车不可或缺的物质。

1889年,米希蓝兄弟在法国大量制造气胎。6年过去了,一辆普戈特车也使用起气胎来,这辆车还参加了巴黎到波尔多的汽车大赛。别的赛车所装的则是传统铁轮胎和硬胶轮胎,根本不能与气胎相提并论。

那次大赛使装气胎的车显示出诸多优点:轻便、快捷、舒适。

进入20世纪初期,几乎所有车轮都不采用实心橡胶胎,而是改用充气胎了。时至今日,各种汽车、摩托车和自行车,全部采用充气轮胎作为轮子的保护体。

汽车的由来

人类制造车辆的历史非常悠久。可是,几千年来,车辆行驶靠的无非就是人推马拉,既装得少,又走得慢。主要原因是动力问题没有解决。

那时候,人们虽然没有创造出动力装置,但人类对这一类机器的探索却没有停止过。公元前800年,在中国的周朝,有人提到了一种利用蒸汽驱动的车子。当然,这纯粹是一种想象,以当时的条件,不可能创造出蒸汽机。

唐朝时期,一个叫僧一行的天文学家提出:“激铜轮自转之法,加以火蒸气运,名曰汽车。”第一次提出了汽车、火车的设想。

特别值得一提的是,以动力机械来取代人力、畜力,利用蒸汽机来驱动车子,首先是由于军事上的需要促成的。

在18世纪的欧洲,各国军队的火炮越改进越大,用人推马拉的老办法,实在保证不了部队的行军。当时,有个叫尼古拉·居纽的法国军官,为了解决这一问题,对蒸汽汽车产生了浓厚的兴趣。居纽对蒸汽车辆进行了深入的研究,在1769年和1771年,居纽分别制造了两辆三轮车,这两辆车都是由蒸汽机驱动的。遗憾的是,第一辆车在一场事故中翻了,受到严重损坏,已经不能使用。第二辆从未使用,后被巴黎博物馆收藏,完好地保存到了今天。

1784~1791年间,俄国发明家古利宾对当时制造的汽车进行了改进,给汽车增设金属飞轮、齿轮、变速箱和滚动轴承等,使车速大大增加。

当时的汽车跑起来总是冒着浓烟和一团团蒸汽,远远看去,就像有人要把一大锅滚烫的汤送到什么地方去。不过,它的技术在当时已经算是很先进了。

早期汽车有着致命的弱点:它不仅显得笨重,而且车上坐人和放货物的空间并不大;这种车总要停下来添煤加水,操作起来很麻烦;它大量排出的浓烟和蒸汽也很讨厌,使坐车的人和路边的行人不胜烟熏火烤之苦。

尽管蒸汽汽车有着种种弱点,但它的面世却给人类社会带来了巨大的影响。毕竟,人类经过努力,终于创造出自行驱动的交通工具。但人们并未满足,仍促成一系列的技术进步,使蒸汽汽车渐渐突破局限。

1801年,由于吸收了蒸汽车的发展经验及其设计的改进,理查德·特莱威狄成功地制造了第一台能在铁轨上前进的蒸汽机车,人们赋予这种车“吐气怪物”的别号。

1806年,荷兰物理学家海金斯等人,又对汽车的驱动装置进行大胆革新,试图让蒸汽汽车在发展历程中更进一步。他们在对瓦特蒸汽机和中国火炮进行了充分研究之后,提出了利用爆炸原理推动活塞产生动能的奇妙设想。

1826年,海金斯等人在英国通过不断试验,第一次制造出真正的内燃引擎汽车。

进入19世纪40年代,特莱威狄又与其他科学家合作,共同设计并制造了一种公路蒸汽汽车。这种车能走普通道路,可以按正常计划使载客量达到16名。

蒸汽机作为公路机车的推进系统得到广泛应用。但蒸汽机使汽车的发展受到极大阻碍,因为它对燃料和水的需要量很大,功率也非常大。1860年,科学家吉恩·约瑟夫·埃蒂奈·莱诺在法国通过认真研究,研制出两冲程的汽油引擎。

这时候,人们开始对新的动力机械——内燃机产生兴趣,汽车的发展历程中出现了福音。1886年1月29日,德国人戴姆勒将内燃机应用于车辆之中,成功地研制出第一辆现代汽车。当它在康士坦丁街头出现时,行人们不由得停下脚步,露出惊异的神色。

这辆车跑得非常快,把一辆辆马车远远抛在后头,远非蒸汽汽车所能及。现代汽车就以这样的方式,向公众宣告了它的诞生。