正文 第11章 應用科技篇(4)(1 / 3)

18世紀中後期,瓦特在對蒸汽機進行了接二連三的重大改進後,使這一機械成為大工業中普遍應用的動力機。於是,英國、美國、法國等資本主義較發達的國家,先後有數十人動上了蒸汽機的腦筋,想把它裝到船上去,用蒸汽作動力使船前進。

一個星期天的早晨,美國人約翰·菲奇從教堂回來,一輛受驚的馬車從他身邊奔馳而過,菲奇吃了一驚,看著飛奔而去的馬車,心裏突然閃現出一個念頭:“難道不能不用馬拉車就使車‘自動行駛爺嗎?能不能利用開水壺噴出的蒸汽的力量推動車行駛呢?不行,道路上盡是石頭,行不通。但是,如果在水麵上走,阻力就會很小。對呀!能不能用蒸汽來開船呢?”有了這一想法,菲奇便鑽到發明輪船的工作中去了。他按照自己的想法,繪製出設計圖,委托製造馬車的作坊給他製造出模型。他帶著這個模型到各州去尋求議會的支持。當時正是美國建國之初,州議會顧不上這些問題,沒有人支持他的實驗。最後,經過反複做工作,終於獲得了新澤西州議會的支持,批準他從1788年起14年的專利權。菲奇便以這項批準為根據在費城成立了造船公司。

不久,菲奇的公司製造了第一隻試驗船,發動機是交替地向活塞兩麵送汽的蒸汽機。但是不幸的是這隻船試驗失敗了。第二隻試驗船的設計是在船的兩側各裝兩組聯動的長槳,用蒸汽機帶動。這次取得了成功。

菲奇之後,富爾頓是對輪船發明作出重大貢獻的傑出人物。少年時代的富爾頓善於幻想,酷愛繪畫藝術。但他最大的興趣還是搞科學發明。從小時候起,富爾頓就一直想製造一種不用人力和風力,就能自動行駛於水上的船隻。成年之後,他到法國巴黎學習繪畫。1799年,他認識了當時美國駐法公使利文斯頓,對方也有發明輪船的願望。二人誌同道合,最後利文斯頓竟招富爾頓做了自己的女婿,這使富爾頓在輪船研製上獲得了可靠的經濟後盾。

1802年,富爾頓到英國倫敦學畫,又認識了發明蒸汽機的瓦特。兩人一見如故,成了好朋友。這之後,他開始投入到研製輪船的工作。經過9年的努力,研製成一艘8馬力的蒸汽輪船,在法國的塞納河下水試航成功。不幸的是,當晚的狂風把這艘船打沉了。

1807年,富爾頓離開歐洲,回到美國,在紐約的哈得遜河上,造了一艘名為“克萊蒙特”號的輪船。這艘船長達47米,寬9米,排水量約為100噸。船體的兩側各有一個大水車式的輪子,船的上麵立著一個直冒黑煙的煙囪。

1807年8月9日這一天,“克萊蒙特”號試航開始,船體慢慢向水中滑去。

接著,由富爾頓設計、瓦特親手製造的發動機轟鳴起來,船體兩側的水輪拍打著河水,駛向遠方。從紐約到阿爾巴尼城,“克萊蒙特”號以每小時8千米的速度行駛著,出色地完成了往返480多千米的長距離航行,在輪船航運史上寫下了嶄新的一頁。

受到袋鼠啟發的軍用汽車

袋鼠的前肢短小,後肢粗大,腹前有一隻供幼鼠發育成長的育仔袋。袋鼠還長有一條粗長的尾巴,有時候站立起來,還可以用尾巴支撐。袋鼠的奔跑速度和跳躍能力非常驚人,盡管育仔袋中裝著幼仔,它也能在廣闊的澳大利亞草原上隨心所欲地奔跑、躍跳,疾馳如飛。

專家們注意到袋鼠的起跑姿勢非常奇特,它們不采用站立式起跑,而是先將身體彎曲下去,采取蹲踞式起跑。這樣一來,袋鼠降低了身體重心,起動、奔跑和跳躍時便增加了向前的水平分力和巨大的衝力。同時也充分利用了袋鼠形體結構上的特點,尤其是極好地發揮了它那強有力的後腿的蹬伸作用,這樣使袋鼠能立即擺脫靜止的狀態,獲得較大的起動初速度。

專家們研究認為,袋鼠的這種起動姿勢是符合生物學原理的。從生物力學的角度來分析,肌肉在收縮前先拉長,可以有效提高肌肉的張力,有利於發揮肌肉的收縮能力。袋鼠的蹲踞式起跑能拉長臀肌、大腿前麵的四頭肌和小腿後麵的三頭肌,使這些肌肉處於收縮前的繃緊狀態。當後蹬起動時,就會產生相當大的爆發力,加之蹲踞起跑時,其身體重心低,支撐反作用向前的分力大,所以袋鼠能產生巨大的前衝力,從而提高了起動時的初速度。

科學家從袋鼠起跑的狀態中受到啟發,製成了時速達50千米的極地越野車和無輪汽車,它們在機動作戰中也立下了赫赫戰功。

潛入海中的“鐵魚”

人類建造潛水艇的嚐試可追溯到約1620年,荷蘭人科尼利斯·德雷貝爾(1572—1633)將劃艇覆以塗滿油脂的皮革,劃艇上有一個供船槳伸出的覆蓋著革質薄膜的防水孔,在倫敦泰晤士河水下,他向其資助人英國國王詹姆士一世展示了該潛水艇。

繼德雷貝爾之後,有較為詳細記載的製造潛水艇的嚐試發生在北美。1776年,還是學生的大衛·布什內爾(1742—1824)建造了桶形單人潛水艇“海龜號”。該潛水艇具有一個方向舵,兩個手動操縱推進器,其中一個用於控製上下運動,另一個則用於控製向前運動。另外還包括一個手動排水泵,用於將水艙內的水排出,以浮出水麵。同時“海龜號”外側則安了一個裝滿火藥的容器,能夠連到敵艦船體上。同時“海龜號”還設計了數個釣鉤,用繩索連接到潛水艇內部,用做鉤鎖其他艦船等。布什內爾的潛水艇在美國獨立戰爭時期下水測試,並準備攻擊紐約港的英國軍艦,不過還是以失敗告終。