蒸汽機還是柴油機?大型船隻應該用什麼動力,軍艦又是怎麼選擇?

2020-11-23 騰訊網

從海洋上航行是克服地理障礙的重要一環,佔七成多的水面面積將這個星球分割成了很多互不聯繫的部分。這既是障礙,但在一些人的眼裡也是機遇,而在過去沒有主動動力源的近千年裡,人類徵服海洋的力量非常被動。小型船隻的近海活動用人力,稍大的船隻及遠洋活動就依賴風力的幫助,帆船這種純粹利用風能作為動力的船隻幫助人類在大海上走了一千多年,直到蒸汽時代的到來。

有趣的是,蒸汽機並不是新鮮產物,它的存在也有一千多年,但瓦特的改良終於讓各種機械裝備能夠運用,這對於大型機械來說是一件突破性的事情,新的時代就在一片霧茫茫的蒸汽裡到來了。

儘管蒸汽機只是在當時有著非常巨大的劃時代意義,但後來柴油機的出現讓低效率的蒸汽機迅速失去了市場。後來經過改進的蒸汽輪機才又有了一些存在感,但也主要是應用到大型機械裡,比如輪船之中,還有一些動力系統會聯繫核反應堆進行運用。

可是新出現的柴油機現在依然有著巨大的市場,幾乎所有的民用大型輪船都選擇柴油機作為動力源,其原因就在於柴油機有著非常優秀的能耗比。相對低廉和成熟的設計讓柴油機可以做到最低的航行成本,體積上的優勢令船舶動力室的布置更節約空間,維護方面也因為技術密集程度相對較低而更容易,更便宜。

雖然柴油機的造價非常低廉,動力能耗比也非常高,軍用艦船也大部分採用它作為動力,不過考慮到軍事應用的特殊性,軍用船舶的動力選擇上,考慮的方面顯然要更多一些。比如民用船隻一般不會使用到的核動力能源。

軍艦中最大型的艦船就是航空母艦,近十萬噸的航空母艦有如一座城市,維持她不僅僅需要足夠的航行動力,還需要各種熱力和電力,在這樣的基礎之上,核動力無疑就是最好的選擇。而且核動力具備優良的續航性能,一次補充可以支撐數個月的航行使用,不必中途補充燃料,這對於軍艦來說是非常重要的一點優勢。

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  • 蒸汽機
    所以紐克曼的蒸汽機主要用於礦山,當然還有一個用處就是用在鹽田,也是抽水用。這個蒸汽機的最大缺點就是熱效率太低,要用大量的燃料。用在煤礦沒問題,煤礦有煤,即便效率低也沒關係。瓦特想改良這個蒸汽機,主要是想怎麼用作一種動力。60年代他改良成功了,這次改良成功的還是單動式的,就是來回運動的蒸汽機,還是不能給機器提供動力,因為機器動力需要圓周運動。他把單動式變成聯動式花了20年時間。
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