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世界上第一架涡轮螺旋桨客机是哪个国家研制的?
1918年,巴黎—伦敦之间和纽约—华盛顿—芝加哥之间已有了定期邮政航班,这便是最早的民用航空业。为民航业专门设计的客机则出现于1919年,英国德?哈维兰公司将D?H?4轰炸机改装成民用客机。1930年左右,欧美各国普遍建立航空公司,以便在各个中心城市之间开展航空业务。但这些航空公司所使用的飞机几乎都是由轰炸机或观察机改装而来,只不过是将敞开式的座舱封闭起来并安上座椅而已。
“二战”以后,国际形势黯淡,很多西方国家仍将较多的注意力放在军用航空方面。1947年美国海军开始研究垂直起降飞机,但很快发现,没有一种涡轮喷气发动机可以作为垂直起降飞机的主要动力,看来最合适的只能是涡轮螺旋桨发动机了。这种发动机的开发相当顺利,重量轻、效率好、燃油消耗率低。
尽管对军用航空给予了较多关注,世界绝大部分地区的民用航空仍取得稳定发展。客货运输增长,新航线开通,地面设施和服务得到发展,多数航空公司由战后扩张产生的财务危机中进一步恢复。在这种情况下,军用航空对涡轮螺旋桨发动机的开发技术也引入了民航事业。
英国维克斯公司(现英国动力公司)使用涡轮螺旋桨喷气发动机研制成功了世界上第一架涡轮螺旋桨喷气式客机——“子爵号”。1950年7月29日,英国欧洲航空公司使用“子爵号”用57分钟时间从伦敦飞抵巴黎,实现载客飞行,开辟了喷气式客机的第一条航线。“子爵号”又在繁的8月共飞了37个往返,其后又在伦敦与爱丁堡之间的国内航线上作了8个往返飞行,载运了1500多名乘客。
涡轮螺旋桨飞机在定期商务飞行中经受了最初的考验,后在航空界被普遍重用,它的出现,是民用航空技术的重大发展,自此以后,民航事业迅速崛起。
螺旋桨船经历了怎样的发展过程?
用螺旋桨推进的船,最初是由瑞典工程师约·埃尔逊设计成功的。到1838年,英国人史密斯把螺旋桨装在“阿基米德”号船上。在功率为80马力的主机带动下,桨叶把水向后排开,推动这条38米长的船前进,航速达到8节(即时速8海里)。
由于螺旋桨推进器经济性能好,结构简单,坚固耐用,使用它可以提高航速并节省燃烧,而且即使在风浪之中也能继续发挥作用,所以一旦出现便迅速得到了广泛的运用。到19世纪40年代,机动船舶普遍采用了螺旋桨作为推进器。当然,螺旋桨本身的制造技术也在提高。1844年美国人发明的手工操纵调距螺旋桨使得曼利曼克号变得格外灵活机动,从而在1861年的南北战争中取得了海战的胜利。
除了推进装置,动力源也在不断更新之中。首先是富尔顿所用的瓦特式蒸汽机被淘汰了。那种单缸摇臂式往复蒸汽机经过不断改进,成了多级膨胀式的。高压水管锅炉也逐渐取代了早期的圆筒式的苏格兰烟管锅炉。但这些改进远不如蒸汽轮机的发明带来的进步巨大。
1896年,英国人C.帕森斯将他发明的反作用式蒸汽轮机成功地应用于船上。同年,瑞典人C.拉瓦尔发明了冲击式蒸汽轮机。这两种蒸汽轮机都用蒸汽工作,但所用蒸汽的温度和压力都要比以前所用的高得多,它的工作原理就如同风吹动风车使之转动一样。高温高压的蒸汽通过特殊设计的喷嘴,变成强大的高速汽流打在叶轮外缘的叶片的槽上使轮转动,从而带动螺旋桨转动。这种动力装置体积小、重量轻、功率大、效率高,不易损坏。与蒸汽机相比,它没有活塞、连杆等惯性很大的部件运动,因而运转平稳,无振动和噪声,检修起来工作量小。正是由于这些优点,蒸汽轮机一出现便显示出强大的优势,迅速取代蒸汽机而独领风骚。首先安装蒸汽轮机的“和平”号曾特别参加了1897年英国海军的阅舰式,时速达34.5海里,使得在场的人惊得目瞪口呆。自那以后,大型轮船基本上都用蒸汽轮机,已有的船舶也纷纷进行改装。
除了动力装置,造船材料也在发生变化。早期的蒸汽机和明轮是装在木帆船上的。1843年,制造了第一艘铁壳船。1850年以后,逐渐用铁作为造船材料。从此以后,由于新的炼钢法的发明,钢产量迅速增加,钢开始代替铁成为造船材料。比如英国,到1890年,只有8%的是铁船了。
铁制螺旋桨推进器、蒸汽轮机、钢制船壳,这些新技术的出现使得船进入了一个新的时代,这当然还不是终点。内燃机及其他新的动力装置的出现又打破了蒸汽轮机独领风骚的局面,使得船又从一个时代进入另一个新的时代。
你知道船用螺旋桨是如何制造的吗?可以谈一谈你的想法吗?
这是三米高,重达13吨,价值25万的船用螺旋桨,而这家拥有100多年历史的制造厂每年都要制造出各种不同形状和尺寸的螺旋桨。那么船用螺旋桨是如何制造的?
第一、在制造螺旋桨之前,工匠用电脑设计出螺旋桨零件的模具,再用装有钻石头的杞草系在庞大的保利龙快上雕刻出讲义形状的证明,其精准度要达到一毫米。正模雕刻结束后,保丽龙块会被推进沙子和水泥的混合物,制作出螺旋桨的父母。当混合物凝固之后,就好像混凝土,它能承受3000摄氏度的高温。然后用起重机把螺旋桨的正负模上下叠合在一起,准备注入融化的金属。由于船舶需要非常强的螺旋桨才能承受几千吨的压力,且不能被海水腐蚀,所以就不能用普通的铁来制造,而是需要用到一种童年铝合金,也叫库尼阿尔合金,它几乎跟缸一样强烈且具有良好的弹性、耐蚀性和抗寒性,即使泡在盐水里几十年也不会分解。
第二、为了制造这样的合金,他们每年需要用到2000公里的童鞋和上万没没用的旧硬币,以及收集回来的几百吨的铝制品和聂轴。接着用1200摄氏度的高温一次融化92吨中的各种金属,把它们融化成液态的铜镍铝合金。为了让他拥有最大强度,铜镍铝合金必须含有80%的,同比5%的,啮合5%的,最后剩下的10%是其他元素。然后将熔化的金属倒进模具里。如果混合金属溶液中有气泡或是领款,可能会让合金的结构不稳定,所以必须迅速倒出金属溶液。两到七天后的模具完全冷却,螺旋桨就可以从模具中取出来了。刚脱模出来的螺旋桨表层还很粗糙,表面有一层铸件表皮,这样就会降低螺旋桨的效率,所以工厂会使用镭射测量工具来判定应该去除多少厚度的表层。
第三、接着使用配有碳化钨刀头的铣床把应该去除的表层磨掉再洗,磨的过程中也会留下微小缺陷,这时候就需要技术成熟的工人来打磨桨翼,让表面的粗糙程度只有1.6纳米,最后打磨好的脚印就像玻璃一样光滑。接下来就要把螺旋桨安装在船舶上,但在安装之前,工程师必须要确保他们能正常运行。这个十米长的轴要跟船舶引擎连接,力头是螺旋的桨毂和桨叶,这是四也行。控制螺旋桨,当船需要更大推力的时候,只要调整炉具就可以了。在船坞车间里,一个五人小组只要花12个小时就能安装好高三米、重达13吨的螺旋桨。它是由三句瓦锡兰二六发动机驱动,每部发动机都有2735匹马力,它可以让船舶航行的速度达到13级,为全球海上贸易提供很重要的贡献。
螺旋桨是怎样发明出来的?
1829年,奥地利人约瑟夫·莱塞尔发明了可用于船舶的螺旋桨,随后,瑞典工程师约翰·埃里克森又对其进行改进,使之能与蒸汽机相近,这就使蒸汽机可以安装在舰船的吃水线以下的舱室里。螺旋桨发明并装舰使用后,把航速从几节提高到十几节,使军舰第一次具备高速和良好的机动能力,可不受风向、风速、潮流的影响而进行远洋作战。