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的游艇就是用明轮作推进装置的。直到 80 年代初，黑龙江水系的轮船还使用
明轮作推进器。实际上明轮的结构并不复杂，有点像我国古代的水车。在一
根圆柱形轴上装上蹼板，当整个装置在蒸汽机的带动下转动时，利用蹼板从
而使船前进。
首先发明以蒸汽机为动力的明轮式的船的是英国人赛明顿。他在 1802
年制造出了世界上第一艘蒸汽明轮船夏洛特·邓达斯号。其蒸汽机是瓦特式
的。这艘船在苏格兰运河上航行了 31．5 千米。航行虽然成功，但他不太走运。
因为明轮掀起的波浪损坏了河堤，这艘具有划时代意义的船被运河管理人扼
杀在摇篮中了。
相比之下，美国人罗伯特·富尔顿就幸运多了。他在 1803 年把锅炉、蒸
汽机和明轮装到了内河航行的船舶上。他的努力并不是一次成功的（实际上，
几乎没有什么发明是一次成功的）。经过多次失败，最后他的“克莱门特”
号取得了成功。这条船长 45．7 米，宽 4 米，吃水 0．6 米，明轮半径 0．9 米，
轮宽 0．25 米。不仅如此，这条船还装有两片 42．6 米的帆，蒸汽机只是作为
辅助动力，这也是早期这类船的一大特点。这艘船于 1807 年 8 月 17 日在哈
德逊河上试航，时速 8 千米。从那以后，富尔顿便以“轮船发明家”闻名于
世。当然，富尔顿并不是第一个制成轮船的人，但是他首先使轮船进入实用，
用来运输旅客和货物，并通过这种办法轻而易举地赚回了造船的成本。也正
因为这样，所以世界各国竞相开辟轮船的定期航线，井对轮船的制造技术进
行改进提高，从而推动了轮船制造业的发展。而“克莱门特”号获得成功后
并未隐退，它定期航行于纽约和奥尔巴尼之间的哈得逊河上。
1812 年，英国人终于接受了蒸汽明轮船。他们制造了蒸汽明轮的慧星号
轮船，可是距第一个英国人发明这种船已经 10 年了。在科学技术的发展史
上，那些刚刚诞生的“新生儿”往往会因为一些小小的毛病而被某些人扼杀
在摇篮中，在这种情况下，就特别需要发明或发现者有极大的勇气和坚韧不
拔的精神和坚定的信念。
虽然早期的蒸汽明轮船蒸汽机动力往往只起辅助作用，但它是现代轮船
的开始。现代轮船首次来到我国的是 1835 年来的英国的查甸轮。自那以后，
开辟到我国的的航运的外国轮船不断增加。直到 1866 年 3 月，由徐寿在安庆
建成的我国第一艘轮船“黄鹄”号才下水。这艘船长 50 余尺，航速为每小时
10 千米。同年，清政府建福州马尾船政局和江南造船所，以后又陆续建了一
些造船厂。但我们知道，到这个时候，两次鸦片战争已经过去了，外国轮船
公司垄断了我国的航运业，民族工业很难发展，所以这些造船厂虽然也造出
了一些船舰，但总而言之，没有什么建树。直到解放后，被政府扶持，造船
业才取得了较快的发展。
螺旋桨船
明轮的发明，虽然是造船技术上的巨大进步，但它自身有严重的缺陷。
一般只适合于内海、河流的渡船，不适合于远洋航行的船只。因为明轮的大
部分都暴露在水上，一旦船颠簸得厉害起来，明轮搅到的水就会很少，因而
推力很小。甚至风浪大到一定程度会使明轮根本搅不到水或被损坏，从而船
只只好被风浪任意摆布了。
用螺旋桨推进的船，最初是由瑞典工程师约·埃尔逊设计成功的。到 1838
年，英国人史密斯把螺旋桨装在“阿基米德”号船上。在功率为 80 马力的主
机带动下，桨叶把水向后排开推动这条 38 米长的船前进，航速达到 8 节（即
时速 8 海里）。
由于螺旋桨推进器经济性能好，结构简单、坚固耐用，使用它可以提高
航速并节省燃烧，而且即使在风浪之中也能继续发挥作用，所以一旦出现便
迅速得到了广泛的运用。到 19 世纪 40 年代，机动船舶普遍采用了螺旋桨作
为推进器。当然，螺旋桨本身的制造技术也在提高。1844 年美国人发明的手
工操纵调距螺旋桨使得曼利曼克号变得格外灵活机动，从而在 1861 年的南北
战争中取得了海战的胜利。
除了推进装置，动力源也在不断更新之中。首先是富尔顿所用的瓦特式
蒸汽机被淘汰了。那种单缸摇臂式往复蒸汽机经过不断改进，成了多级膨胀
式的。高压水管锅炉也逐渐取代了早期的圆筒式的苏格兰烟管锅炉。但这些
改进远不如蒸汽轮机的发明带来的进步巨大。
1896 年，英国人 C．帕森斯将他发明的反作用式蒸汽轮机成功地应用于船
上。同年，瑞典人 C．拉瓦尔发明了冲击式蒸汽轮机。这两种蒸汽轮机都用蒸
汽工作，但所用蒸汽的温度和压力都要比以前所用的高得多，它的工作原理
就如同风吹动风车使之转动一样。高温高压的蒸汽通过特殊设计的喷嘴，变
成强大的高速气流打在叶轮外缘的叶片的槽上使轮转动，从而带动螺旋桨转
动。这种动力装置体积小、重量轻、功率大、效率高。不易损坏。与蒸汽机
相比，它没有活塞、连杆等惯性很大的部件运动。因而运转平稳，无振动和
噪声，检修起来工作量小。正是由于这些优点，蒸汽轮机一出现便显示出强
大的优势，迅速取代蒸汽机而独领风骚。首先安装蒸汽轮机的和平号曾特别
参加了 1897 年英国海军的阅舰式。时速达 34．5 海里，使得在场的人惊得目
瞪口呆。自那以后，大型轮船基本上都用蒸汽轮机，已有的船舶也纷纷进行
改装。
除了动力装置，造船材料也在发生变化。早期的蒸汽机和明轮是装在木
帆船上的。1843 年，制造了第一艘铁壳船。1850 年以后，逐渐用铁作为造船
材料。从此以后，由于新的炼钢法的发明，钢产量迅速增加，钢开始代替铁
成为造船材料。比如英国，到 1890 年，只有 8％的是铁船了。
铁制螺旋桨推进器、蒸汽轮机、钢制船壳，这些新技术的出现使得船进
入了一个新的时代，这当然还不是终点。内燃机及其他新的动力装置的出现
又打破了蒸汽轮机独领风骚的局面，使得船又从一个时代进入另一个新的时
代。
现代船只
在蒸汽轮机正辉煌的时候，内燃机开始用于船舶，并显示出巨大的优势
（我们这里所说的内燃机一般不指柴油机）。当内燃机开始用作船舶动力时，
石油工业的发展已使得重油和柴油的产量能保证供应。那时的蒸汽机有的已
开始烧重油。如果说蒸汽轮机取代蒸汽机是船的换代的标志，那柴油机和燃
气轮机的使用及燃料由煤改为燃油则是另一个时代开始的标志。
自燃油被用作船舶的燃料后，现代大小船只差不多都以燃油来产生能量
推动船舶前进。一般大型船只上多以燃烧重油的涡轮机作为动力装置，而小
型船只差不多都以柴油机为动力装置。
世界上最早的原子能船是前苏联的原子能破冰船“列宁”号。它于 1957
年下水，能破 2 米以上的冰前进。随后，美国、前西德、日本等国家相继建
造了各自的原子能船。其中美国在 1962 年建成的“萨凡纳”号原子能船是运
客货的，而前西德的是运矿石的。
由于科学技术的发展以及人们对速度的追求，各种交通工具的速度在大
幅度地提高。比如飞机的速度提高了 20 多倍，汽车的速度提高了 4～5 倍，
火车的速度也提高了 2 倍，只有轮船的速度提高得较少。其原因一方面是由
于人们主要是追求船的大货运量，另一方面，船在行进时遇到的阻力与陆地、
天空的交通工具遇到的不同。
一种努力方向是尽可能地减小兴波阻力，也就是尽量减小船头掀起的波
浪。现在通常采用的办法是在船头的下部加上一个球状物。这个球状物如果
加得合适，可以使得以同样速度行驶的船的发动机功率节约 20％以上。另一
种努力方向就是减小船的水下部分。这方面的努力导致了水翼船和气垫船的
诞生和发展。
在船底的首尾端装翼的设计是法国人在 1892 年首先提出的。水翼船，顾
名思义，就是带水翼的船。其水翼安装在船底的突出的柱子上。当船以很慢
的速度行驶时，与普通船一样。随着速度的加快，就像机翼能产生升力使飞
机起来一样，水翼产生升力使船浮起，最终使船体抬出水面，这样的话，船
受到的阻力仅仅是小小的水翼受到的阻力，因而航速就大大提高了。
就在第一艘水翼船建成的 1953 年，英国人科克雷匀提出了气垫理论。经
过大量的试验后，于 1959 年制成了世界上第一艘气垫船。这艘船长 9 米、宽
7 米、重 4 吨。于同年以 2 小时零 3 分成功地横渡了 38 千米宽的英吉利海峡。
这艘气垫船是全浮式的。压缩空气从船底喷出，船底四周有柔性衬裙限制空
气，使之在船底形成气垫，将船身垫起，船依靠空气螺旋桨推进，靠空气舵
操纵。其最大的特点是具有两栖性和快速性，装载能力一般是船重的 30％。
还有一种特殊的自身没有动力的船，叫驳船。需要用拖船或顶推船来带
动。用拖船拖动的驳船在内河见得比较多。从美国的密西西比河到中国的长
江，在世界上的各条大江大河里几乎都可以见到。由顶推船推动的顶推驳船
的阻力较拖船带动的要小，技术与经济效果较好。一艘顶推船可带几艘甚至
几十艘驳船，且速度较快，因而运费比普通的货船便宜 30～50％，成为很多
国家内河运输的主力。这种船也可用于海上，但连接部分在海浪的冲击下容
易损坏。直到 20 世纪 50 年代，连接装置有了改进，这种船才有了显著的发
展。
航空运输
飞人
人类一开始就渴望能像小鸟一样在天空中自由自在地飞翔，并用许多神
话故事来表达自己的愿望。
其中最著名的传说是：工程师代达罗斯和他的儿子伊卡洛斯被米诺斯国
王监禁，这个能干的代达罗斯为他的儿子和自己各制造了一副翅膀，用的材
料是蜡和羽毛。他们凭着翅膀飞了起来。代达罗斯成功地飞到了那不勒斯，
但他的儿子由于飞行时欣喜若狂，忘了父亲的警告，飞得离太阳太近，以致
蜡融化而失去了翅膀，最后葬生海里。
1503 年，意大利学者 G．B．丹蒂曾在佩鲁贾用他自制的翼进行过试飞。与
其他许多做过类似的尝试的人相比，他很走运，没有摔死。4 年后，约翰·达
米安想从斯特林城堡的城墙上起飞，飞往法国，结果从墙上往下跳时摔到了
地上，摔折了大腿骨。
事实上，几乎所有试图像鸟一样扇动翅膀飞行（通常称为扑翼飞行）的
努力都是以失败告终的。这是因为早期的“飞人”都没有能认识到：人的沉
重的非流线型的躯体是不适于飞行的。鸟类为了飞行，身体进化成了流线型，
内脏、骨胳和脑都很轻小，相比之下却肌肉发达，心脏强健。
在我国很早就有飞人。据《前汉书》记载，王莽时期曾征集贤才抗击匈
奴，有人自告奋勇，说能飞行窥探匈奴虚实，王莽令其表演。此人于是拿出
用鸟羽做成的翅膀绑在身上，并在头上和身上插上羽毛，再装上环扣等器件，
居然还飞行了数百步才落到地上。但总而言之，在我国，热衷于做飞人的并
不多。尽管他们也幻想能在天空飞翔，但大多数人似乎都只是想想而已。
热气球
18 世纪初，一位杰出的巴西人德·古斯芒在葡萄牙国王面前几乎成功地
表演了以热空气为动力的热气球的升空。虽然他的表演使王宫着了火，但却
证明了这条路是可行的。
但历史常常开玩笑，许多杰出的学者没想到的，一位造纸工人却想到了。
他就是法国的约瑟夫·蒙特戈菲尔。他和他的兄弟进行的热气球的表演开创
了一个时代——热气球的时代。
他们用亚麻布做了一个直径大于 100 英尺（30．5 米）的气囊，于 1783
年 6 月 4 日，在昂诺内的市场上当着许多人的面，在气囊下面点起了火，结
果当气球充满热气时，要8个人才能拉住它，松手后，上升到了6000英尺（1830
米）的高空。至于是用什么方法测得这个高度的就不得而知了，这个气球在
降落前飞了 1 英里多的距离。
一位名叫德·罗齐尔的勇敢者做了第一个飞行的人。于 1783 年 10 月 15
日乘气球上升到了 26 米的高度，并在空中停留了大约 4．5 分钟。
但是，德·罗齐尔却在各地的气球竞飞比赛时干了一件不可救药的蠢事。
他试图把热空气与氢气混合起来填充气囊，结果气球起火坠毁，他成了在飞
行能实际应用后第一个死于航空器事故的人。
飞艇
飞艇也叫气船（实质就是一种可操纵的气球）。1852 年，法国人亨利·吉
法尔用蒸汽机装配了第一艘部分可操纵的飞艇。这个雪茄形状的飞艇长 44
米，直径 12 米，发动机输出的功率是 3 马力，时速 10 千米。
德国的齐伯林研制的飞艇开创了一个飞艇广泛用于商业飞行和军事目的
新时代。
齐伯林出生于一个德国贵族家里，快 50 岁时才以中将军衔退出现役，开
始从事飞行事业。他的第一艘齐伯林式飞艇—LZ．1 号在 1900 年试飞（此时
在新大陆，莱特兄弟正专心于他们的飞机研究。）
1906 年，他制造了一艘新的飞艇 LZ．3 号。LZ．3 号的飞行取得了完全的
成功。2 个小时飞了 97 千米。到这个时候，齐伯林的成绩终于引起了德国政
府的重视。
到 1937 年，载着 97 名乘客的大型飞艇“兴登堡”号在美国赫特湖附近
的机场着陆时爆炸起火时，飞艇时代就算结束了。“兴登堡”号是德国人 1936
年制成的，它曾 10 次往返于美国和德国之间，总共运送旅客 1000 多人，但
最终却发生了飞行史上有名的空难。
风筝和滑翔机
无论是气球还是飞艇，都是比重小于空气的飞行器，那么最早的比重大
于空气的飞行器是什么呢？不是莱特兄弟的飞机，而是风筝。
在我国，恐怕几乎没有人不知道风筝。
虽然没有确凿的证据，但普遍认为风筝起源于我国。
风筝传到欧洲已经相当晚了，大概是 14 世纪初。但是，直到 19 世纪，
欧洲都没有任何人认真想过用风筝载人或把它作为一种可能的飞行器加以研
究。这种状况一直持续到 1804 年，乔治·凯利爵士将风筝用于他的精巧的小
型滑翔机的机翼为止。
他除了利用风筝作机翼制成了固定翼滑翔机模型外，还于 1809 年成功地
制造出了航空史上第一架全尺寸的可载人风筝滑翔机，用绳牵引起飞。在他
的有生之年，凯利多次改进滑翔机。在 1853 年，他研制的滑翔机首次载人自
由飞行，为航空史上第一架比重大于空气的载人航空器飞行。
现在，由于材料科学的发展，滑翔机都采用强度高、重量轻的材料制造，
而用一般都装有帮助起飞的小型辅助发动机。悬挂滑翔机的机翼大多为伞翼
的，其平面形状为三角形或矩形，是在锥形骨架上铺上不透气的合成纤维布
料制成的。与以前不同的是：现在的滑翔飞行成了一种体育运动，并为越来
越多的人所喜爱。
莱特兄弟与飞机
仅读完中学课程的莱特兄弟，自幼对飞行怀有浓厚的兴趣。最初在俄亥
俄州的代顿市经营一家小型汽车制造厂。在 1900 年到 1903 年期间，他们用
自制的 3 架滑翔机在北卡罗莱纳州基蒂霍克附近进行了近千次飞行，终于，
最后一架滑翔机完全达到了稳定操纵的要求。于是他们开始准备动力飞行。
他们在第三架滑翔机的基础上安装了一台自制的 8．8 千瓦的内燃机作为
动力装置。这就是被命名为“飞鸟” 1 号的飞机。1903 年 12 月 17 日，“飞
鸟”1 号在基蒂霍克试飞。第一次由弟弟奥维尔驾驶，飞行高 12 米，距离 36
米。这就是公认的第一次空中持续动力飞行。那天的第 4 次飞行是由哥哥威
尔伯·莱特驾驶的，飞行距离达到 260 米，在空中呆了 59 秒。令人费解的是：
这次具有历史意义的飞行似乎并没有引起人们的注意，至少是没有得到应有
的重视。
现代航空运输
荣誉永远属于经过了长期奋斗的莱特兄弟俩。这不仅因为他们发明了第
一架能持续可操纵飞行的动力飞机，而且还因为他们使欧洲同行走上了成功
的道路。欧洲航空的飞速发展与莱特兄弟的影响是分不开的。他们的名字及
其“飞鸟”在航空史上将永远占据显赫的位置。
以现代科技为指导，1948 年，美国率先制造出超音速飞机。
1961 年 4 月 12 日，莫斯科广播了一则人类历史上最激动人心的消息：
世界上第一艘载人的宇宙飞船“东方”号成功地从拜科努尔发射进入轨道，
绕地球一周后安全返回。第一个进入太空的宇航员是尤里·加加林少校。
1969 年 7 月 16 日，“土星”5 号运载着“阿波罗”11 号飞船在肯尼迪
宇航中心第 39A 发射阵地上腾空而起。7 月 20 日，登月舱下降至月面软着陆。
经过几个小时的紧张准备后，阿姆斯特朗和奥尔德林最后决定走出飞船。当
宇航员走下舷梯的脚步声终于响起的时候，全世界都松了口气。阿姆斯特朗
带着美国国旗走下登月舱梯时，大家都期待着他对美国的胜利说些什么。当
他踏上月面时，他忽然明白，他是整个地球的代表。他说了一句载入史册的
话：“对于一个人来说，这是很小的一步，但对于人类，它是一次巨大的飞
跃。”
“阿波罗”计划是人类历史上前所未有的壮举，是人类征服太空的里程
碑。
中国的交通运输科技
交通运输享有国民经济先行官的美名。朴实的农民道出了一句朴素而深
刻的哲理：要想富，先修路。工业的发展，经济的繁荣，都离不开发达的交
通运输。
新中国成立 40 多年来，科学技术推动着我国的�