新的动力机械

在第二次技术革命中，还出了许多其他新型的动力机械。19 世纪中叶，蒸汽机虽然是一种比人力、畜力及自然力远为优越的动力机械，但是体积太大，又是以煤炭为燃料，对于需要轻便动力机的交通运输工具以及水力丰富而煤炭运输不便的地区，还是不适用的。因此，技术家们对水轮机、汽轮机、内燃机作了大量研制工作，取得了许多重要成果。

水轮机历史很悠久，但一般效率都很低，直到 18 世纪末一种新型水轮机出现后，才有了改观。法国矿山学校的教授布尔丹（C. Buruan l790—1873）给这种新型水轮机起名叫“涡轮机”（透平，Turbine）。1827 年，他的学生富尔耐隆（B.Fourneyron l802—1867）发明了反冲式水力涡轮机。在这之前的水轮机要在落差 100 米的瀑布下才能运转，功率仅为 40 千瓦，而富尔

耐隆制造的这种水轮机可以在落差 5 米的情况下运行，功率可以达到 150 千瓦以上。1850 年左右。英国人弗兰西斯（J.B.Francis 1815—1892）又发明了外侧安装固定叶片，内侧安装旋转叶片的效率更高的新型涡轮机，这种涡轮机优点很多，在许多方面都适用，直到现在还广泛用于水力发电站中。19 世纪末，为了适应兴建水电站的需要，美国人佩尔顿（L.A.PeIton I829

—1908）、奥地利人卡普兰（V.Kaplan l876—1934）等人均对水轮机作了改革，使水轮机可以在水量不多但落差大以及水量少落差也小的各种情况下有效地运行。

汽轮机发明较晚， 1882 年瑞典科学家德拉沃尔（DeLaval 1845—

1913）发明了勉强可以实用的冲击型汽轮机。稍后，英国工厂主帕森斯

（C.A.Parsons 1854—1931）为驱动发电机而发明了一种效率较高的汽轮机，这是一种由带有许多叶片的圆筒型转子和固定叶片的外壳（定子）所组成的反冲型汽轮机，蒸汽在叶片之间边通过、边膨胀而产生反冲作用，驱动转子旋转。后来帕森斯还发明了将汽轮机与发电机联结在一起的装置，叫做汽轮发电机。1896 年，美国西屋公司买下了帕森斯这一专利，并又进行了许多改革。由于汽轮机比蒸汽机热效率好得多，因此进入 20 世纪后所有火力发电站都使用了这种汽轮机。

1894 年，帕森斯设计了船用汽轮机，并于 1897 年建造出世界上第一艘

以汽轮机为动力的轮船“达比尼亚号”。进入 20 世纪后，汽轮机成为商船和军舰的主要动力机。

无论是蒸汽机还是汽轮机，体积都很大，缺乏机动性，而内燃机的出现，恰好弥补了这一不足。

实用的内燃机是德国人奥托（N. A. Otto 1832—1891）制作的。在这之前，法国人雷诺（J. Lenoir l822—1900）曾发明了一种用电发火的煤气发动机，尽管其效率很低，但由于当时社会对小型发动机需求的迫切，在 1865

年时法国生产了 400 台，英国也生产了近 100 台。奥托在雷诺发动机的启示下于 1867 年与朋友兰根（E. Langen 1833—1895）一同制作了自由活塞式内燃机，这种发动机由于采用了四冲程原理，因此效率很高，在 1867 年巴黎举办的世界博览会上获得了金质奖章。1872 年奥托与兰根一道创立了“德意志煤气发动机公司”，开始大量生产这种发动机，并于 1876 年制成现代内燃机的雏型四冲程内燃机。当时的内燃机是使用煤气的，因此也称为煤气发动机。

这一时期随着石油开采的进步，石油炼制工业兴起。当时的石油公司对于炼油中得到的汽油很伤脑筋，他们感到汽油易燃又易挥发，根本无法利用，只好小心翼翼地挖坑埋掉。

在奥托手下工作的技师戴姆勒（G. Daimler l834—1900）得知这一情况后埋头研究使用汽油的发动机。1883 年终于成功地制造出高速汽油发动机。以前的内燃机最高转数为每分钟 200 转，戴姆勒研制的汽油内燃机为每

分钟 800 转。他立即认识到这种小型高效率发动机在运输工具上的作用，

1890 年成立了“戴姆勒发动机公司”，开始生产汽车。

德国发明家狄塞尔（R. Dissel l858—1913）于 1898 年进一步研制出使用柴油的高效内燃机。这种内燃机又叫柴油机，燃料费用低、效率高，不用汽化器和点火装置，通过用活塞压缩空气产生高温，使喷入的柴油爆燃。20 世纪后广泛用于船舶、汽车、农业机械和发电方面。

汽油机也为飞机的研制提供了动力。美国发明家莱特兄弟（O. Wright 1871—1948；W. Wright l867—1912）在前人研究滑翔机的基础上，制成安有自制的四缸汽油机的飞机，并于 1903 年 12 月 17 日试飞成功，这是人类第一次使用动力推进的飞行。飞机发明后其发展是极快的，第一次世界大战中飞机已经用于军事侦察和通信联络，到第二次世界大战前，使用活塞式汽油发动机的螺旋桨飞机已相当完善。但是这种飞机航速远小于音速，在战斗中容易为一般的炮火击落。第二次世界大战中研制成功的使用喷气发动机的飞机，很快即突破音速，使飞机进入了一个全新的喷气时代。