明轮
明轮,又称明轮推进器,是船舶的一种推进工具,利用明轮转动带动叶片拨水来推进船舶。明轮推进器与桨、橹等推进工具相比,前进一步,但是,它结构笨重、效率低,特别是遇到风浪中,所以,明轮推进器后来被螺旋桨所代替。
基本信息
- 中文名
明轮
- 外文名
paddlewheel
- 又称
明轮推进器
- 解释
船舶的一种推进工具
- 缺点
结构笨重、效率低
定义
明轮是局部没水的推进器,外形略似车轮,其水平轴沿船宽方向置于水线之上,轮之周缘装有蹼板(或称桨板)。明轮在操作时,其蹼板拨水向后,而自身受到水流的反作用力,此反作用力经轮轴传至船体,推船前进。
安装于舷侧的明轮叫边轮,安装于船尾的叫尾轮。边轮增大船宽,对横稳性有利,但在风浪中不易保持航向。尾轮适用于狭窄航道。
明轮曾广泛用作海船的推进器,但由于本身的机构十分笨重,在波涛中不易保持一定的航速和航向,且蹼板易损坏,故仅用于部分内河船舶。
历史
19世纪初期,蒸汽机被用作舰船动力。在海军进入热动力时代的前40年,明轮推进是蒸汽舰船采用的主要推进方式,这一时期的蒸汽船外观上的两大特征,便是冒着滚滚黑烟的烟囱和中部2个巨大的明轮推进器。
明轮推进器的前身是人力或畜力带动的轮桨,它的历史长达3000年,欧洲地中海地区和中国的造船工匠们都各自独立设计出了轮桨,在公元3世纪,轮桨战船组成的水师曾驰骋尼罗河和长江,几次著名的古代水战中,都有轮桨战船的身影。明轮之所以成为第一种蒸汽动力的推进装置,是因为它的设计简单,只需要在轮桨的基础上稍加修改,制造也较为简便,符合当时人们的直线思维,但明轮推进的缺点也是显而易见的。明轮占据了宝贵的舷侧火炮放列面积,推进效率也偏低。因为明轮桨叶划水产生的反作用力不能完全转化为舰船的推进力。在明轮的前缘,桨叶将海水向后下方推出,在明轮的后缘,桨叶将海水向后上方推出,相当大一部分主机的动力被浪费于将海水上扬或下推的过程中。
分类
明轮根据布置位置,分为舷侧明轮和船尾明轮,舷侧明轮装在船舶舷侧部位;船尾明轮装在船尾。它们都是用蒸汽机来带动明轮,使其转动,推进船舶。
明轮根据桨板形式分为明轮有定蹼式和动蹼式两种。
定蹼式明轮
早期的明轮形式主要是定蹼式明轮(Radial Wheel),在明轮上安装长方形的蹼板,它们以相同的角度间距均布在轮子的周围,通过绕中间轴转动击水,受到水的反作用力带动其前进。
它构造简单,造价低廉,但蹼板入水时易产生拍水现象,而在出水时又产生提水现象,因而浪费了大部分能量,效率较低所以它的直径往往做得很大,入水深度一般不超过半径的1/2。
动蹼式明轮
动蹼是明轮的桨板以铰接方式与轮体相连,通过偏心作复合运动,动蹼式明轮可以借偏心装置控制蹼板,以调节出水和入水的角度,消除了定蹼式明轮缺点,故其效率较高。动桨明轮产生的推力略次与定桨明轮。