明轮

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      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。

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

目录

1.       1定义
2.       2历史
3.       3分类

1.       ▪定蹼式明轮
2.       ▪动蹼式明轮
3.       4工作原理

1.       5明轮的应用

定义

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      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料悼只向。尾轮适用于立组狭窄航道。

      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，在波涛盼誉桨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。 [1]

历史

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      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。 [2]

分类

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      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

      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。 [3]

      动蹼式明轮

工作原理

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      船舶推进器可以被看作是一个能量的转换器，即将船舶动力装置输出的功通过船舶推进器转换成为连续不断地克服船舶航行阻力所需要的功。按照其作用原理分类，船舶推进器可以被分为直接作用式和反作用式两种类型。

      最典型的直接作用式推进器是帆，它通过转换风能成为推动船舶前进的作用力。反作用式的推进器即包括了各种现代形式的推进器，如螺旋桨，明轮，摆线式推进器，喷水推进器等，其原理是由于推进器对船舶运动方向相反的方向的反作用，导致排出水流的运动量增加而产生的脉冲力。

      明轮的工作原理类似划桨的原理，起初是在明轮上安装固定式的长方形划水桨板，桨板以同样的角度分布在轮子的周围，即定蹼式明轮。定蹼式明轮具有结构简单且牢固的优点，但定蹼明轮必须要有很大的直径和较低的转速才能达到较高的效率，当定蹼式明轮转速逐渐增大时，推力和转矩的波动也越大，而在低转速时则可以产生较平稳推力和转矩。动蹼式明轮通过蹼板和轮体自身以铰接的方式相连，再连接偏心环（EccentricStrop）作复合运动 [4]。通过采用可以活动的动蹼，蹼板垂直入水、出水的程度比定蹼式明轮高，因此明轮的直径可以降低定蹼式明轮的 2 倍或更多，动蹼对于相对较小的明轮直径和较深的浸深有较高的效率，其效率可以接近于当螺旋桨直径受到吃水和水深限制时的效率，比定蹼式明轮大约高出 10% [5]。然而，对于使用直径大的明轮，若相对浸深并不是太大，此时通常采用定蹼式明轮以替代动蹼式。通常在有吃水限制的航道中采用动蹼式明轮，在吃水限制要求不高的航道中采用定蹼式明轮。动蹼式明轮蹼板的宽度大约在蹼板长度的 20-25%之间 [6]。

      由于动蹼式明轮借助偏心装置控制调节了蹼板出水和入水的角度，减缓了定蹼式明轮蹼板入水时的冲击现象和出水时的舀水作用，其在较高转速时仍然可以产生相对较稳定的推力和转矩。

明轮的应用

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      使用明轮作为推进器的船舶，称为明轮船。明轮船是船舶发展史上的一个重要的阶段，它应用于各种不同用途与功能的船只上。总的来说，明轮船可以用于战争船舰、商业贸易、客货运输等等众多方面。明轮船已经退出历史舞台，主要用于商业旅游与历史展览等。

      美国的克莱蒙特号明轮船是世界上最早出现的蒸汽机轮船，它就是一艘明轮船。船舶用上蒸汽机，出现蒸汽机轮船是船舶动力发展史上革命性演变。世界上第一艘蒸汽机轮船是由美国发明家富尔顿制造的，他在1802年春天，在法国建造第一艘蒸汽机轮船，停泊在塞纳河上，一场风暴就把它折断。富尔顿没有因此止步，他又重建了一艘蒸汽机轮船，命名为“克莱蒙特”号。

      克莱蒙特号轮船船长45.72米，宽9.14米，船上装有蒸汽机，用明轮来推进。1807年，“克莱蒙特”号在美国哈德逊河上试航，获得成功，它以每小时6.4公里速度，航行91.4公里。从此，美国哈德逊河上开辟定期航班，标志了蒸汽机轮船正式投入使用。

      到了19世纪60年代，明轮船被装着螺旋桨的先进蒸汽船淘汰。