推進系統

蒸汽機應用在船舶上最早是「明輪」的型態,也就是在船尾或船的兩側有巨大的水車輪撥水前進。

明輪看似是合理的推進方式但使用不久就發現問題,由於巨大的水車輪佔據了船上的關鍵位置,使得船艙設計無法達到最佳化效益。 尤其要做為軍艦使用時,明輪不但目標龐大容易遭受敵火摧毀,更影響艦上火砲的佈局。


"HMS Kinsha"號是英國最早的駐華淺水砲艇,她是由明輪商船改裝,曾是英國在華內河艦隊的旗艦。注意她兩側的明輪

這時有了「暗輪」出現,所謂暗輪就是螺旋槳在船尾水下的設計。由於推進系統都隱藏在水下,不易受到敵火攻擊,而且艦身四周 障礙物都清除,利於火砲佈局,唯一的疑慮是暗輪的推進效率有明輪好嗎?經過一場著名的比賽,證明了暗輪推進效率確實比明輪 要高,從此大部份新建船隻都改用暗輪了。


這是1845年4月一場重要的拔河賽, 左邊是裝暗輪的"HMS Rattle"號, 右邊是裝明輪的"HMS Alecto"號, 彼此朝相反的方向互拉, 儘管兩艘船的尺寸與馬力近似, 最後"HMS Rattle"號 拉著"HMS Alecto"號以3節速度前進而贏得勝利, 證明了暗輪的效率比明輪佳.

中國的輪船建造頗為趕的上時代,只有江南製造局建造的一號艦「惠吉」是明輪,二號艦「操江」之後都是暗輪。馬尾船政局則是 從一號艦「萬年青」開始就是暗輪。


江南二號艦「操江」號,是一艘暗輪船,當時已被日本俘虜。

不過當時在揚子江中航行的中外商船還是有許多是明輪船,因為明輪船較適合內河航運,而且既然不是軍艦就不必考慮火砲的問題 。不過在東北的黑龍江與松花江,清末民初的軍艦卻幾乎都是明輪船,那是因為它們都是徵用自內河的商船。


招商局「江裕」輪是一艘明輪船,當時招商局先後擁有「江天」、「江寬」、「江永」、「江孚」、「江長」、「江裕」 等多艘明輪船。


東北海軍的「江通」艦,原是戊通公司的內河明輪船,此為偽滿州國江上軍時代。


北洋艦隊的「超勇」艦在英國建造中,可見兩具巨大如同絞刀的螺旋槳。注意其左右螺旋槳的方向是相反的,這樣才能彼此中和陀螺效應。

明輪船現在除了觀光旅遊區之外已經完全看不到了,暗輪船獨霸一百多年中間也有一些改進。譬如俥葉的形狀或葉片的數量,可變 螺距螺旋槳,側推器,更有噴水式推進系統等等。由於有些船用主機是不能逆轉的,因此要倒俥時就必須依靠螺旋槳的特殊裝置來 改變俥葉的角度以達成目的。

軍艦習慣採用多軸也就是多螺旋槳式的設計以提高生存力,從雙軸到四軸都有,魚雷或飛彈快艇雖小,但為求高速習慣上多採三軸甚至四軸。 但也有像”Perry”級巡防艦為了節省成本採單軸設計的。至於潛艇則是反其道而行,從二戰時期的雙軸改為一具大型螺旋槳的單軸, 為的是降低噪音。

一般船舶的設計主機經過減速齒輪帶動大軸轉動螺旋槳,如果是單軸就有可能產生陀螺效應,雖然不像直昇機那麼明顯,還是會影響 靠泊與離港的操作。雙軸就採反向運轉彼此抵消陀螺效應,在離靠泊時比較容易操作。


日本賠償驅逐艦「丹陽」號除役拆解後在台灣的少數遺物: 螺旋槳俥葉。螺旋槳一般皆採用全銅製造。

螺旋槳通常是裝在船尾並且位於舵前,當螺旋槳轉動將水流往後推,經舵板就可以控制水流的角度從而改變船隻的航向。但反過來說螺旋槳沒有 轉動時是完全沒有舵效的,所以海上停俥很危險,因為船將開始無方向性的漂流。此外船倒俥也是無法以舵來控制方向的,因為 螺旋槳將水流推往船艏而不是舵板,所以不能將陸地開車的倒車方式用在開船上。



【回目錄】