漫游水世界——水上交通

人类使用船舶作为水上交通工具,几乎也同人类文明史一样悠久。

从远古的独木舟发展到现代化的运输船舶,大体经历了舟筏时代、帆船时代和轮船时代。这三个时代是按驱使船舶前进的动力不同进行划分的,即:舟筏时代是以人力通过桨、橹、竹篙等工具驱使船舶前进的; 帆船时代船舶的行进则主要依靠自然风力对悬挂于船桅上的篷帆的吹送作用作为动力;轮船时代的船舶,则是以机械力通过推进装置驱使船舶前进。

然而,三个时代的划分并不是截然分明的,有时还相互协同作用。如帆船在利用风力的同时,少不了人力划桨来协助,特别是在风力微弱的时候,人力甚至成为帆船行进的主要动力;早期的轮船在使用机械动力的同时,也常常挂起风帆借用风力,以加快船舶行使的速度。

舟筏时代与帆船时代在水上交通史中,无疑占有十分漫长的时期,但在水上交通史上最具创造性的时代,当自轮船的出现始。

轮船是指以机械为动力的船舶的通称,因早期机动船以蒸汽机为动力,用明轮为推进装置而得名。在螺旋桨推进器发明以前,以蒸汽机作动力的船舶大多用桨轮作为推进器。桨轮是一种装有许多桨片的巨大的轮子,桨片有固定的和活动的两种形式。早期轮船的桨轮都采用固定式桨片,一艘轮船一般有两个桨轮,对称地装置在船的两舷, 两桨轮之间以轴相连,也有把桨轮装置在船尾。由于桨轮上半部露出水面,所以桨轮又称明轮,装有明轮的机动船称为明轮船,简称轮船。当船上的蒸汽机带动桨轮转动时, 桨轮周缘的桨片就不断地向后拨水,使船舶前进。后来,螺旋桨推进器取代了明轮推进器,但出于习惯,“轮船”这一名称却一直被沿用下来。

其实,以明轮作为船舶的推进装置,我国古代早有发明和应用,只是驱动明轮转动的不是蒸汽机而是人力。公元 552 年,梁朝水军将领徐世谱就曾使用一种“水轮船”与叛乱的侯景作战。唐德宗时的杭州知府李皋受到农民脚踏龙骨水车的启发,制造了一种桨轮船作战舰,在船舷左右各装一个浆轮, 用横轴相连,轴上装有踏板,启航时叫士兵用力踩踏踏板,使船舷外的两个浆轮转动, 桨轮上的桨片,好像许多把桨,不断地拨水,使船身前进。这件事在《旧唐书》卷 131

中有专门记载。桨轮船以轮代桨,成为一种半机械化的先进船舶,这是船舶推进装置的一大创新,比欧洲早了近 1000 年。虽然仍使用人力,但却大大提高了推进效率。它与以风力为动力的篷帆相比,有着许多优越之处,它不受风力、风向的影响或影响很小, 在行船速度方面,也要比帆船快得多。

桨轮船到南宋初期得到进一步发展。公元 113O 年,以洞庭湖为根据地的钟相、杨幺起义军,在与宋朝官军的水战中,就制造了大量的桨轮船作为战舰,称为“车船”。这种车船的结构大致与李皋的桨轮船相仿,但其桨轮数量不只是两个,而是按船只大小不同而轮数不一,一般有 11 个桨轮,

大型车船的桨轮有 24 个之多,而且船尾还装有尾轮。此外,桨轮外面都装有护轮板, 使桨轮隐蔽其间,以防敌人袭击和撞毁。每个桨轮上安装八个桨片,轮与轴连,轴上装踏脚板,轴转轮也转,“以轮激水,其行如飞。”杨幺起义失败后,南宋朝廷也开始制造车船,规模更大,种类也更多。小型车船可容数十人,大型车船则可容 700~800 人之多。并按船体的大小而定车(桨)轮数, 有 2 车、4 车、5 车、8 车以及 23 车、24 车等。这种车船成为当时南宋水军的先进战舰。宋将曾以此舰在采石矶击败了企图渡江南犯的金兵。

以车船作为战舰,沿用了相当长的时期。元末明初,陈友谅同朱无璋在鄱阳湖中决战时,陈友谅水军使用的也是车船。及至清朝道光年间爆发的鸦片战争中,中国方面也曾使用车船抗击英舰的进犯,英国的侵略军当时还以为是中国人看见其明轮战舰后仿制的,却不知中国人早在一千多年前就已经发明使用了。只是中国的人力桨轮船尽管比帆船大有进步,最终还是敌不过英人的以蒸汽机驱动桨轮的战舰。据英国著名科技史专家李约瑟博士分析,中国在中世纪时期制造的桨轮船估计已达到 50 马力,航速平均3.5~4.0 海里/小时。

在国外,自 18 世纪中叶蒸汽机发明后, 许多人都试图把蒸汽机作为动力用于船舶的行驶,以代替原始的风帆,并进行了大量的探索。

有比较可靠记载的是法国人乔弗莱,他于 1783 年 7 月制成了世界上最早的近代明轮,“波罗斯卡非”号,以两个直径为五米的巨大桨轮作为推进器。然而就在轮船于索思河上试航 15 分钟后,蒸汽锅炉发生了爆炸。这艘世界上最早问世的明轮船以失败告终。

1802 年,对蒸汽机很有研究的英国机械工程师薛明敦,在一个名叫邓达斯的人的资助下,制成了一艘蒸汽明轮船,该船的桨轮

装在船尾,以一台 10 马力的单缸蒸汽机驱动。并在苏格兰格拉斯哥附近的一条运河上试航成功,这是世界上第一艘试航成功的蒸汽机轮船。然而因运河公司怕轮船激起的水浪损坏两侧堤岸,这艘船没能投入运营。

世界上第一艘用于实际运输的轮船是美国人富尔顿制造成功的。他于 1793 年开始致力于蒸汽轮船的研究,并观看过薛明敦的蒸汽轮船试航,得到不少启发。1807 年他在詹姆士·瓦特的支持下,终于在美国制造成功“克莱蒙特”号蒸汽轮船,该船长 45.72

米,宽为 9.14 米,排水量为 100 吨,两个

直径 4.6 米的巨大桨轮装在船舷两侧,船中

央安装着当时最先进的船用蒸汽机。8 月 18 日,“克莱蒙特”号在纽约附近的哈得逊河上进行试航,以时速 6.4 公里的速度平稳地在哈得逊河上逆流而上,到达纽约州首府奥尔巴尼后再调头顺流而下,回到纽约,往返航程 91.4 公里,试航获得圆满成功。

后来富尔顿把“克莱蒙特”号投放到哈得逊河上进行实际运营,开辟了从纽约到奥尔巴尼的定期航班,载客运货,为社会服务。从此,轮船作为一种新的运输工具写进了世界交通史。富尔顿则被后人尊为轮船的发明人,载入史册。其实,他只能算是蒸汽轮船的改进者而不是发明人,但以轮船运输,却是由他开创的。

内燃机的发明,为轮船的航行提供新的了更为先进有效的动力。这触发了一场轮船制造技术的革命。从此,轮船的制造技术越来越高,航运能力越来越强,规模越来越大。与现代舰船相比,早期的轮船无论从排水量、运载量、航速、续航能力还是船舶本身的装备看,都显得十分简陋。但正是这些早期的蒸汽轮船及其制造者们,揭开了人类航运交通史的新篇章。