03-明轮时代:被嫌弃的“心脏”与魔改的“刺客”

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1776年,瓦特仅仅做了一件事:他改进了纽科门的蒸汽机气缸,让它不变冷,通过分离式冷凝解决了热量浪费的顽疾。 这一改动直接让蒸汽机的效率暴涨三倍,从此它不再是吃煤巨兽,而是变成了可以装上战舰、冲向大海的工业心脏。

当然这里会跳出不少人说瓦特根据《永乐大典》改造的蒸汽机。盒子君还是简单说明一下,利用蒸汽,和蒸汽机是两种不同的概念。在中国古代或古希腊都有利用蒸汽的记载,但是那只是意识到是物理现象。

近现在咱们物理学的蒸汽机,是一个包含气缸、活塞和压力循环的连续动力系统,这在18世纪之前并不存在。

AI根据油画还原:瓦特人像照

但大家并没有惊为天人的猛造蒸汽战船,海军上将们也完全没有把蒸汽船看在眼里,甚至是鄙夷。

在1840年之前,蒸汽机在海军眼里的地位,大概就相当于今天你在一辆法拉利跑车上,装了一个手扶拖拉机的柴油发动机机。 既不体面,也没用,还随时可能把你炸上天。他们还是会一味地崇尚高大威猛的木质战列舰,动辄几十门到上百门侧舷炮。

这就是蒸汽时代的序幕——尴尬的“明轮时代”

瓦特改造后的蒸汽机

一座“吞噬空间”的钢铁教堂

首先,那东西长得就不像个正经引擎。

人们印象中的战舰引擎,应该是藏在机舱里的一个大型精致铁盒子。

而实际上那是一座差不多两层楼高的钢铁装置。

早期蒸汽战舰使用的,主要是侧杆引擎(Side-lever Engine)

你可以想象一下: 在船肚子里,竖着两个巨大的铸铁摇臂,像公园里的跷跷板一样疯狂摆动。 这个庞然大物的高度通常超过5-6米,直接顶到了上甲板。

侧杆引擎

它带来的后果是灾难性的,为了塞进这巨大的玩意儿,加上那几个只能承受极低压强(不到1个大气压)的箱式锅炉。整艘船内部空间的 40% – 50%,都被这套动力系统吃掉了。

剩下的那点可怜空间,还得装煤、装水、装人。 这就是为什么早期的蒸汽战舰根本没法远征——因为连放饭桌的地方都没有。

AI根据油画还原:1830年英国木质明轮“莫娜号”

 “没什么劲儿”的吞煤兽

既然蒸汽机这么大,相比动力很猛吧

又天真了不是,以1840年左右的主流配置为例,典型的蒸汽战舰只有 100 – 300 匹马力。 这是什么概念? 今天一台普通小轿车,都有180匹马力。

也就是说,当年那些几百上千吨的战舰,劲儿还没你家的小汽车大。

而且,它还很挑食。 那个年代的引擎是“直排式”的,蒸汽推一下活塞就排走了,用现在的眼光看,那效率低到惊人:每产生1匹马力,每小时就要烧掉4 – 5公斤煤。

一艘这种“没劲儿”的小船,一天就能吞掉 20吨 煤。 如果想靠烧木头?那你后面得拖着整整一个林场才够烧。

所以,即使装了蒸汽机,海军也只敢把它当备用动力。 90%的时间里,烟囱是倒下的,锅炉是冷的,大家还是老老实实挂帆吃风。只有在无风、逆风或者到达浅海或内河才会烧火启动蒸汽机。

AI根据油画还原:1830年英国木质明轮“莫娜号”

海上的“纤夫”与“苦力”

除了腿短,它还是个“残废”。

动力怎么传到水里? 靠船身两侧那两个巨大的明轮(Paddle Wheel)

这就带来了一个无法解决的战术死穴: 那个时代的战舰,靠侧舷齐射(Broadside)活着。 现在好了,你在船身正中央、最黄金的炮位上,挂了两个几层楼高的大轮子。

那几十门甚至上百门大炮往哪放?

AI根据板画还原:法国巴黎城号木质风帆战舰,配置104门大炮

而且,那时候虽然已经有了铁壳船,但并不属于海军序列。 它们被视为“民用苦力”——大多隶属于邮局或私人公司。 它们在海上干的活比较单一,就是拖船。

那时候经常出现这样一幅画面: 威武的百门火炮木质战列舰,因为没风动弹不得。 一艘冒着黑烟的铁壳小蒸汽船开过来,扔过缆绳,像个纤夫一样,把战列舰拖出港口。 活干完了,战列舰舰长还会嫌弃地挥挥手:“滚远点,别把煤灰飘到我的甲板上。”

转折点:来自“复仇女神”的闪光

这东西又贵、又慢、又挡炮位。 但东印度公司还是偷偷下单了几台军用蒸汽铁壳船。

因为1840年,英国准备对大清动手了,大清没有远洋作战能力,英国的巨舰可以封锁港湾,但面对近岸炮火和纵横交错的各种河道,以及完全陌生的水文状况,英国确实也没有什么好办法。于是英国人魔改创造了一艘怪咖,就是世界上第一艘武装蒸汽铁壳船,“复仇女神号”(HMS Nemesis)。

AI根据插画还原:英国复仇女神号

它做了一个大胆的结合:

铁壳: 以前是为了耐用,现在是为了防搁浅。

蒸汽: 以前是为了拖货,现在是为了逆风。

武器: 既然侧面装不了炮,它就在船头船尾装了两门巨大的旋轴炮

在鸦片战争的中国内河。 清军的水军以为自己停在珠江口纵横交错的浅滩里,英国人的大船(吃水6米)进不来。

结果,“复仇女神”来了。 它的吃水只有不可思议的 1.8米。 哪怕没有风,哪怕水很浅,它依然冒着黑烟,像个灵活的刺客,钻进了大船进不去的河道里。

清军估计还是参照了《三国演义》的战术,准备了火船烧之,但一方面,“复仇女神号”有蒸汽动力,可以躲,另一方面,这是铁壳的,并不怕烧。

这场战争之后,英国皇家海军意识到:蒸汽机虽然打不了大洋决战,但在近海、内河和登陆支援上,简直是降维打击。

正在翻译中的合集请见链接:

复仇女神号的航行与服役纪实(序-译文)

依然存在的“狗链”

虽然军方认可了它的价值,但必须清醒地看到: 此时的蒸汽机,依然不堪重用。

直到1840年代末,两个致命问题依然没解决:

那两个大轮子依然裸露在外面,一炮就废。 况且这两个大轮子让战船少装了很多火炮,火力弱势也意味着蒸汽船永远进不了主力舰队的决战序列,只能打辅助。

比如在第一次鸦片战争期间,复仇女神号,包括这个系列后续赶到战场的冥河号和冥王号武装蒸汽铁壳船,展示自己神威的是自由出没珠江、长江等内河,他们进行勘测水文,侦察清军部署,拖动战列舰躲开清军炮台就位。

另外就是续航问题。 把全船塞满煤,也就只能跑 2500 – 3000 公里。 也就是在大西洋里游个10天,煤就烧光了。

还以复仇女神号为例,能用风的时候尽量用帆,从英国赶往中国战场的途中,包括在中国作战期间,主要是靠当地的木材或煤补充燃料。

这时候的蒸汽战舰,就像被拴了一条隐形的狗链。 它虽然凶猛,但离不开岸边的煤堆。

要想真正剪断锁链,征服深蓝。 人类还需要等待两个关键技术的救赎: 一个叫“螺旋桨”一个叫“复式引擎”。


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