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他改写了人类航海史

作者:jkyxc 浏览数:

哥伦布的航行和发现,激起了欧洲殖民者和探险者对新大陆的欲望,海上航行活动日趋频繁,刺激了造船和航海事业的发展。此后,造船业迅速发展,出现了大型的商船、战舰。但是由于科学技术的限制,当时船只的动力总是跳不出纤拉、篙撑、橹摇、桨划、扬帆的圈子,船舶的航行受到很大的限制。尤其是远洋航行,逆风行驶只能走“之”字形航线曲折前进,浪费了大量的时间。

1807年,富尔顿制成了世界上第一个蒸汽机轮船,从而改写了人类航海史。

心灵手巧的青少年

1765年11月14日,富尔顿出生在美国的一户贫苦农民家庭。父亲原先是英国的裁缝,后来跟随到美国淘金的人群流落美国。

小富尔顿从小就爱幻想,喜欢思考各类问题。譬如,当他帮助大人干完农活之后,常常一个人坐在农家阁楼上,透过带有木格条的小窗户,望着蔚蓝的天空,苦思冥想,一坐几个钟头。

有一天,天气晴朗,小富尔顿和邻居大叔一起驾着小船到河的上游去。他们开始悠闲地撑着篙,逆流而上。突然,水流湍急,小船在河中打转,富尔顿和邻居大叔拼命地撑篙,汗水湿透了他们的衣服,但船仅能艰难地移动。小富尔顿对邻居大叔说:“大叔,撑篙又费劲,又慢,如果有一种东西能让船自动行走,该多么好啊!”邻居大叔听了小富尔顿的话,情不自禁地笑了。他用手背擦擦脸上的汗水,笑着说:“假如有一种东西能让船自动行走,那这样东西是什么呢?”“是啊,这东西是什么呢?”小富尔顿使劲撑了一下篙,陷入沉思之中。

小富尔顿心灵手巧,常与小伙伴一起做游戏,他喜欢做一些奇形怪状的小玩具与同伴一起玩。9岁那年,父亲不幸去世。就在这一年,家里人把历经幼年丧父之痛的小富尔顿送到附近的一所学校学习。上学后,富尔顿学习并不刻苦,依然热衷于他那广泛的兴趣爱好,尤其是美术与手工制作。在学校里,他经常思考一些“奇怪”的问题,自己不明白,便到老师那里去问个究竟。但在老师的眼里,小富尔顿是一个不受欢迎的学生,因为他的学习成绩不好,考试还经常不及格。

富尔顿在学校里读了几年书,终因家境贫困而辍学。14岁那年,富尔顿进了一家珠宝店当学徒。珠宝店附近有一家枪炮修造厂,富尔顿在忙完店里的活儿后,常跑到枪炮修造厂去观看工人修造枪炮机械,他还不时地帮助工人拿工具,做点小活儿,向工人请教有关枪炮机械方面的知识,这样他在那里学了不少制造气枪的技术和各种枪械的校验方法。不久,富尔顿在一位工人的帮助下,自己制造了一枝新颖美观的气枪,受到了枪炮修造厂工人的赞扬。此后,小富尔顿对机械制造更加感兴趣,很快掌握了机械制造方面的一些基本技能。

虽然富尔顿很喜欢手工机械制作,但同时又酷爱绘画。为了使自己能在绘画方面有所成就,1782年,17岁的富尔顿只身来到费城学习绘画。他一边学习绘画,一边在一家机械制造厂做机械制图工作。在费城,富尔顿刻苦钻研,虚心求教,绘画技艺不断提高,特别是他的肖像画受到了不少艺术家的称赞。随着绘画技艺的迅速进步,富尔顿似乎看到了自己光明的将来,他决定要专心向绘画方面发展。

从绘画到机械设计

在费城学了几年绘画之后,富尔顿希望自己能在绘画方面进一步深造与发展,1787年远渡大西洋,到英国伦敦投奔著名画家本杰明·米斯特。然而,一个偶然的机会,彻底改变了富尔顿的一生。

富尔顿到伦敦不久,正赶上大发明家瓦特50岁的生日,许多知名人士纷纷前往贺寿,而富尔顿作为一个绘画师,被请去给大科学家瓦特作肖像画。在瓦特的生日聚会上,富尔顿有幸认识了不少当时有名的机械工程师,从他们那里了解到机械制造业的一些现状,这勾起了富尔顿对机械制造的回忆。

瓦特了解到这位绘画技艺优秀的年轻人,原来对机械制造也十分有兴趣,非常高兴,便向富尔顿讲述了自己发明蒸汽机的经历。两个人的谈话越来越投机,他们成了忘年交。富尔顿从瓦特的讲述中,深深地感受到瓦特那坚忍不拔、不达目的誓不罢休的精神。当他从瓦特那里了解到蒸汽机的原理与作用以及机械制造的发展前途之后,再次激发了从事机械制造发明的决心。这一次偶然的相识,改变了富尔顿的人生目标,他决心做一名像瓦特一样的机械工程师。

为了实现自己的理想,富尔顿更加刻苦努力。他一边工作一边自学,由于富尔顿只上过几年学,给他的自学带来了许多难以想像的困难,有时为了搞懂一个专业名词,他又查资料又请教他人。富尔顿以坚韧不拔的勇气与毅力克服了各种困难。

为了在实际工作中锻炼提高自己的技术水平,富尔顿自告奋勇到伯明翰去研究运河的“河道”问题。他的勤奋努力及丰富的知识,使他的才能在这里有了很好的施展。他根据开凿运河挖河道的实际情况,设计出了挖河的机铲,极大地提高了工作效率,同时又减轻了工人的劳动强度。他还根据运河船只通行情况发明了升降运河船只的复斜板,并为此发明了卷绕缆绳的工具。在实际工作中,富尔顿深深体会到开凿运河的巨大效益,他作为一个开凿运河的倡导者,往返于欧洲与美国之间宣传鼓动修建运河。

此外,富尔顿还发明了大理石切割机、纺麻机、搓绳机等。

“富尔顿的蠢物”

当时,由于瓦特发明的蒸汽机在生产中的广泛应用,大机器生产以惊人的速度与规模向前发展,这就需要海外大量的原材料和向海外输出产品。原有的人力、风力帆船已不能适应新时代的发展需要,时代呼唤运输量大、效率高的船运交通工具的出现。蒸汽机发明后,人们开始把蒸汽动力用于水路航运上,许多人开始探索制造蒸汽动力轮船,可是都一一失败了。富尔顿在伯明翰参与修筑运河时,就萌发了制造蒸汽轮船的想法,他在认真分析研究前人失败的原因的基础上,决定制造一艘新的以蒸汽为动力的轮船。

1793年,富尔顿来到法国巴黎,开始了制造蒸汽动力轮船的研究。他进一步总结前人制造蒸汽船失败的原因,对轮船吃水量与动力关系比例,船体长、宽、高的比例,蒸汽机的振动与水的阻力关系,桨轮的大小形状等一系列技术问题进行了详细、周密的研究。他先后花了9年时间,从模型试验到最后设计制造,克服各种困难,反复仔细地计算和测量,经过多次试验,终于造出了一艘长21米、宽2.5米、吃水深度为1米的轮船,船上装有一台8马力的蒸汽机和一台铜制的蒸汽锅炉。

1803年,一个天气晴朗的日子,富尔顿在巴黎的塞纳河上试航。望着这艘其貌不扬的船,岸上围观的人称它为“富尔顿的蠢物”。果然这“蠢物”很不争气,在赛纳河上吐气冒烟,走走停停,走了没有多远就不动了。而且,由于船体太薄弱,船身竟然折断了。他的失败引来了许多人的冷嘲热讽,甚至有人对他进行人身攻击。可是富尔顿并没有灰心,他认定蒸汽轮船会有广阔的前景。1806年,他从法国回到美国,继续研制轮船。

富尔顿在纽约东河附近创办了一个造船厂,招了一些工人。船厂得到不少有识之士的支持,使得他的工作能顺利进行。经过一年多的努力,富尔顿制造了一艘新的蒸汽轮船,命名为“克莱蒙特”号。这艘船长45米,宽4米,它没有帆和桅杆,只是矗立着一根大烟囱。它也没有橹,只是在船体两侧各有一个大水车式的叶桨。船上安装一台当时最先进的蒸汽机,叶桨依靠蒸汽动力转动推动船前行。这种叶桨被称为“明轮”,“轮船”便因此得名。

1807年8月17日,“克莱蒙特”号蒸汽动力轮船第一次下水试航,从纽约出发,沿哈得逊河逆流而上,终点是奥尔巴尼城。当天,晴空万里,河面风平浪静。数以万计的人来到岸上,观看这艘哈得逊河上的“怪物”。在富尔顿的引导下,“克莱蒙特”号的第一批40余名乘客登上轮船。富尔顿一声令下,轮船发出一阵强烈的轰鸣,烟囱里一股浓烟上冲,两侧的“明轮”开始转动,拍打着水面,轮船缓缓出发,河两岸一时人声鼎沸。经过32小时的航行,“克莱蒙特号”胜利到达位于哈得逊河上游的小城阿尔巴巴。全程航行240千米。富尔顿的儿时梦想终于实现了!

“克莱蒙特”号轮船这次试航,标志着船舶发展史进入一个新时代,蒸汽动力代替了人力、风力,蒸汽动力轮船时代代替了帆船时代,开创了航运史上的新篇章。

然而,富尔顿并未满足于试航的成功,而是着手改进克服“克莱蒙特”号的许多毛病,并把船速由最初的每小时6.4千米提高到每小时9~13千米。1808年,“克莱蒙特”号正式投入商业运营,作为哈得逊河上的定期班轮,往返于纽约与奥尔巴尼之间,并创下了丰厚的收益。此后,富尔顿又连续造了17条船。一时建造轮船成为一种时尚。

富尔顿的蒸汽轮是依靠“明轮”推动船前行的,由于明轮推进效率低,在遇到较大风浪时,常常会露出水面空转,船只摇晃得厉害。1836年,英国造船工程师史密斯发明了一种形状像风车又像电风扇叶一样的螺旋桨,安装在船尾水中,与蒸汽机连在一起,代替明轮作轮船的推进器。螺旋桨全部淹没在水中,遇到大风浪也不会露出水面,且推进效率高。我们今天的轮船便是依靠这种螺旋桨推动前行的。富尔顿的“明轮”船在统治水上交通半个世纪后,被螺旋桨蒸汽动力轮船取而代之。

1815年2月24日,受人尊敬的富尔顿去世,终年50岁。

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