“鐵與火”時代的到來

在英國西南部的布里斯托爾海港，停泊著一艘170多歲“高齡”的大船。這位飽經(jīng)滄桑的“老人”，抗擊過大西洋上的風(fēng)暴，經(jīng)受過克里米亞戰(zhàn)爭的炮火，也曾被用作倉庫船而黯然沉寂……它就是大名鼎鼎的“大不列顛”號。

“大不列顛”號由英國著名工程師布魯內(nèi)爾設(shè)計(jì)打造，花費(fèi)4年時間建成，可以搭載700人，堪稱當(dāng)時世界上最大、最豪華的客輪。1843年，“大不列顛”號在布里斯托爾下水，并于兩年后從利物浦出發(fā)，成功橫渡了大西洋，抵達(dá)紐約。從此，“大不列顛”號就開始了顛沛流離的生涯——先是在大西洋航線上從事營運(yùn)，后來又轉(zhuǎn)到了澳大利亞航線，它還曾支援過克里米亞戰(zhàn)爭，但在那之后不久就消失在了人們的視線中。直到20世紀(jì)，人們才在南美洲的?？颂m群島發(fā)現(xiàn)了銹跡斑斑的“大不列顛”號，它已經(jīng)被用作儲存貨物的倉庫船長達(dá)半個世紀(jì)。雖然已無法再次起航，但被修葺一新的“大不列顛”號終于結(jié)束了漫長的旅行，被送回故鄉(xiāng)布里斯托爾的海邊，向人們展示著它當(dāng)年的風(fēng)采。

除了頗有傳奇色彩的經(jīng)歷之外，“大不列顛”號還有著十分重要的意義——它使用蒸汽機(jī)作為動力系統(tǒng)，以螺旋槳為推進(jìn)裝置，船身用鐵鑄成，這使它和傳統(tǒng)的木質(zhì)帆船截然不同。比它稍早建成的“阿基米德”號也使用了蒸汽機(jī)和螺旋槳，但船體仍然是木質(zhì)的?！按笪鞣健碧柕故氰F甲殼的蒸汽機(jī)船，但它使用明輪作為推進(jìn)裝置，不如螺旋槳先進(jìn)。因此，“大不列顛”號是第一艘集蒸汽機(jī)、螺旋槳、鐵甲殼這些當(dāng)時造船業(yè)的偉大創(chuàng)造于一身的蒸汽船，可以說開創(chuàng)了造船史上的新紀(jì)元。風(fēng)帆時代的體系逐漸瓦解，鋼鐵蒸汽機(jī)船的時代來臨了。

但是，這些變化并不是一朝一夕完成的。在向鋼鐵蒸汽機(jī)船轉(zhuǎn)化的過程中，不僅要克服許多技術(shù)難題，更要面對轉(zhuǎn)變?nèi)藗兯枷胗^念這一嚴(yán)峻考驗(yàn)。其間究竟是怎樣的歷程呢？

海上之火：蒸汽機(jī)船閃亮登場

1807年8月17日，天氣晴朗，美國紐約的哈得孫河邊人頭攢動。這一天，發(fā)明家兼工程師富爾頓將在哈得孫河上，試驗(yàn)他新發(fā)明建造的蒸汽機(jī)船“克萊蒙特”號。可是在當(dāng)時，他的發(fā)明并不為大多數(shù)人所看好，人們甚至嘲諷他的船為“富爾頓的蠢物”，他們來到這里并不是為了見證富爾頓的成功，而是想看他的笑話。人們無法預(yù)見的是，這一天會被載入史冊。

富爾頓在船尾做著啟航的準(zhǔn)備，內(nèi)心既激動又忐忑。要知道，蒸汽動力在船舶上的應(yīng)用并不是從一開始就那么理所當(dāng)然，從單純的設(shè)想到真正的蒸汽機(jī)船被建造出來，前后經(jīng)歷了一百多年的時間。早在1690年，就有法國人提出用蒸汽推動船只行進(jìn)的設(shè)想。但是，直到第一次工業(yè)革命時，瓦特改進(jìn)了蒸汽機(jī)，建造蒸汽機(jī)船的設(shè)想才變?yōu)榭赡堋?p>

即便如此，建造蒸汽機(jī)船也不是一蹴而就的事，許多發(fā)明家都付出了艱辛的努力。富爾頓也沉迷于此，但他此前的試驗(yàn)都沒有取得成功。1802年，他在法國建造了一艘蒸汽機(jī)輪船，沒想到還沒等到正式航行，船就在塞納河上被風(fēng)暴摧毀了。但富爾頓沒有就此止步，回到美國后又重新建造了“克萊蒙特”號。

正在試航的“克萊蒙特”號及其機(jī)械裝置

只見長達(dá)40多米的“克萊蒙特”號橫臥在哈得孫河上，對于習(xí)慣了帆船的人們來說，這艘船看起來確實(shí)有些古怪。船身還是傳統(tǒng)的木質(zhì)，卻并沒有張掛風(fēng)帆，而是在船上安裝了一臺燒煤的大蒸汽鍋爐，整個船體顯得十分笨重。終于，伴隨著蒸汽發(fā)動機(jī)巨大的轟鳴聲，船上的煙囪開始冒出黑煙，船體兩側(cè)的槳輪也在蒸汽的帶動下開始轉(zhuǎn)動，推著船前進(jìn)。富爾頓小心翼翼地駕駛著，絲毫不敢大意。船緩緩駛出港口，離開紐約，一路上將很多單桅和雙桅帆船甩在身后。漸漸地，嘲笑和質(zhì)疑的聲音弱了下去，人們不得不重新審視富爾頓的蒸汽機(jī)船。31小時后，“克萊蒙特”號在一片驚嘆聲中，順利到達(dá)了目的地奧爾巴尼。富爾頓成功了！

這次小小的試航在造船史上有著劃時代的意義?！翱巳R蒙特”號是造船史上第一艘真正的蒸汽機(jī)船，作為第一次工業(yè)革命的重要發(fā)明，它將在造船與航海領(lǐng)域引發(fā)一場革命，富爾頓也因此被譽(yù)為“輪船之父”。從此，蒸汽機(jī)輪船正式投入使用。大洋彼岸的英、法等國也不甘落后，著手進(jìn)行蒸汽機(jī)船的研究和改進(jìn)。到1838年，跨洋航行已經(jīng)完全可以依靠蒸汽動力完成了。

從明輪到螺旋槳

1845年3月的一天，一場有趣的競賽正在英國的海軍部隊(duì)中進(jìn)行。

競賽的主角卻不是人，而是兩艘同樣裝著164千瓦蒸汽機(jī)的船——螺旋槳船“響尾蛇”號和明輪船“埃里克托”號。士兵們將兩艘船的船尾用纜索系在一起，想讓它們都以最大功率朝著相反的方向行駛。隨著一聲哨響，兩艘船同時啟動，只見“響尾蛇”號的螺旋槳立刻開始飛速旋轉(zhuǎn)，“埃里克托”號的明輪也猛烈地向后撥水，兩艘船相互拉扯，勢均力敵。但沒過一會兒，“埃里克托”號就難以支撐，被“響尾蛇”號拖走了。在士兵們的歡呼聲中，“響尾蛇”號以2.7節(jié)的航速拖著“埃里克托”號航行了足足160千米，獲得了比賽的勝利。通過這場比賽，螺旋槳的優(yōu)越性得到了印證。

在中國古代，出現(xiàn)過一種“車船”。所謂“車船”，就是在船的兩側(cè)或艉部裝上帶有槳葉的輪子，然后通過人力踩踏槳輪軸，使槳葉撥水從而驅(qū)動船只前進(jìn)。近代西方明輪船的原理和車船類似，只是將人力換成了蒸汽動力。因?yàn)闃喌南掳氩糠纸谒校习氩糠直┞对谒嫔?，因此被稱為“明輪”船。

盡管明輪要比槳、櫓等推進(jìn)工具先進(jìn)一些，但它比較笨重，效率也不高，在海上還容易受到風(fēng)浪的阻撓，而且明輪暴露在外，在使用時也極易被損壞，特別是在海戰(zhàn)中，更會遭到敵人的重點(diǎn)“關(guān)照”。于是，在有了蒸汽動力的支持后，更先進(jìn)的螺旋槳推進(jìn)器于1836年被發(fā)明出來。螺旋槳通常安裝在船尾，當(dāng)槳葉在蒸汽的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動時，葉片擊水，水的反作用力就會變成船的推動力，其原理跟櫓很相似。和明輪相比，螺旋槳的重量更輕，效率更高，又深入水下，不容易受損，因此也更為堅(jiān)固。

在建造“大不列顛”號時，布魯內(nèi)爾原本計(jì)劃使用明輪作為船的推進(jìn)器，但之后發(fā)生的一件事卻使他改變了主意。1840年5月，新建造的“阿基米德”號進(jìn)行試航，到達(dá)了布里斯托爾，船上所裝備的正是新型的螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)。布魯內(nèi)爾立刻就被螺旋槳的優(yōu)越性所吸引，他當(dāng)即改變計(jì)劃，決定為他的新船裝備螺旋槳，最終打造了一只重達(dá)4噸的螺旋槳作為“大不列顛”號的推進(jìn)器。到1850年前后，螺旋槳已經(jīng)被商船廣泛接受，不過明輪船也仍然存在。

浮在水上的鋼筋鐵骨

早在阿基米德時代，人們就已經(jīng)知道了浮力定理：物體在水中所得到的浮力，等于該物體所排開的水的重量。而當(dāng)獲得的浮力不小于物體本身的重量時，該物體就可以浮在水面上了。帆船能在水面上航行靠的也正是浮力。但是，如果說要讓一艘純金屬的船浮在水面上，風(fēng)帆時代的人們恐怕會認(rèn)為這簡直是天方夜譚。然而到了近代，人們開始嘗試給木船裝上鐵殼，神奇的事情就發(fā)生了：鐵殼自己就可以浮在水中，而且比木頭更為堅(jiān)固。這是因?yàn)殍F做成船的形狀后是空心的，這使它在水中可以獲得足夠的浮力。于是，人們開始嘗試建造鐵質(zhì)的艦船。

1822年，船體使用鐵板的商用船被建造出來。到1832年，鐵質(zhì)的英國商船“阿爾布卡”號已經(jīng)可以完成遠(yuǎn)洋航行了。不同于加工木頭，鐵船的建造需要經(jīng)過熱加工、鍛造等工序，而蒸汽能源應(yīng)用等工業(yè)上的技術(shù)進(jìn)步，正為建造鐵船提供了支持，從而使鐵質(zhì)艦船的發(fā)展更加迅速。

那么和木船相比，鐵船的優(yōu)勢在哪里呢9人們?yōu)槭裁促M(fèi)盡心思地更換船體的材質(zhì)？首先，鐵船比木船耐火，而且震動小，不易破損，船體更為堅(jiān)固;再者，鐵船的強(qiáng)度高，可以承載較大的蒸汽機(jī)，船體也較薄，建成后的重量甚至?xí)韧却笮〉哪敬p。于是從“大西方”號、“大不列顛”號開始，鐵質(zhì)蒸汽機(jī)船的建造如火如荼地進(jìn)行著。隨著工業(yè)革命的推進(jìn)，煤和石油的烈焰讓這些鋼鐵巨獸在海洋上橫行無忌，金屬船體的汽船也逐漸取代了木質(zhì)帆船。從此，遠(yuǎn)洋航行、海上戰(zhàn)爭的“主角”改頭換面。

海軍的技術(shù)革命

工業(yè)革命之后，各種發(fā)明創(chuàng)造如泉涌般出現(xiàn)，引爆了海軍領(lǐng)域的技術(shù)革命。當(dāng)時世界局勢復(fù)雜，各資本主義強(qiáng)國為了爭奪世界霸權(quán)，互相之間關(guān)系緊張，競爭激烈。誰搶先掌握先進(jìn)技術(shù)、改革武器裝備，誰就能在戰(zhàn)爭中占據(jù)優(yōu)勢。因此，這些工業(yè)革命技術(shù)成果的意義在軍事領(lǐng)域體現(xiàn)得尤為深刻。隨著新技術(shù)的突飛猛進(jìn)，戰(zhàn)艦與海軍快速發(fā)展，很多傳統(tǒng)裝備、武器迅速被時代拋棄。不過，新技術(shù)在海軍中的應(yīng)用也并不都是那么一帆風(fēng)順的。

成功建造蒸汽機(jī)船后，富爾頓在1815年又為美國海軍建造了第一艘軍用蒸汽機(jī)船。但實(shí)際上，當(dāng)時大多數(shù)海軍官兵對蒸汽機(jī)船是持抵制態(tài)度的——蒸汽機(jī)又大又重，效率也不高，船的航速只能達(dá)到幾節(jié);蒸汽引擎還嚴(yán)重依賴煤炭，要消耗大量燃料。更讓人擔(dān)心的是，蒸汽機(jī)容易起火，還可能發(fā)生鍋爐爆炸事故，要是在一艘裝有大型彈藥庫的戰(zhàn)艦上出了問題，那還得了！因?yàn)檫@些顧慮和保守思想的影響，蒸汽機(jī)在海軍艦艇上應(yīng)用的時間要比商船晚一些。

隨著時間的推移和技術(shù)的成熟，蒸汽機(jī)逐漸變得更加可靠和實(shí)用，才逐漸被海軍廣泛接受。19世紀(jì)30年代，英國先后為“埃杰克斯”號、“霍雷肖”號和“納爾遜”號等現(xiàn)有的大型戰(zhàn)艦加裝蒸汽機(jī)。法國也緊隨其后，建造出裝備90門火炮的蒸汽戰(zhàn)艦“拿破侖”號。

螺旋槳和鐵船的推廣使用同樣受到保守思想的影響。直到19世紀(jì)50年代，海軍迎來了一個技術(shù)革新的契機(jī)。當(dāng)時，海軍正徘徊于革新的邊緣，戰(zhàn)艦在不斷發(fā)展變化，傳統(tǒng)技術(shù)尚在使用，新的技術(shù)已經(jīng)萌發(fā)，而處在新舊交替這個歷史節(jié)點(diǎn)的，就是1853年發(fā)生的錫諾普海戰(zhàn)。錫諾普海戰(zhàn)的情況又是怎樣的？它會給海軍的革新帶來怎樣的影響？我們下期繼續(xù)，記得關(guān)注喲。

（上海中國航海博物館 蔡亭亭 供稿）