12轮船

奇迹概览

轮船是一种海上交通工具，它是利用机器推动的船，船身一般用钢铁制成。轮船的发明是一件伟大的事情，正是因为有了这种便利的海上交通工具，才促成了世界各国越来越紧密的联系。现在，轮船正在从事着各种关系到人类命运的全球性商业航运。可以说，轮船的发明和使用，使水上运输发生了革命性的变化。

⊙奇迹探秘：

1轮船没有轮子，但为什么又叫“轮船”呢？它的来历是什么呢？

“轮船”这个词，最早出现于我国的唐代，而它的出现与船的动力改革有着很大的关系。

早在南北朝时期，我国劳动人民就已经发明出了“轮船”，当时是以船侧轮子的转动代替划桨，以轮激水前进，古时候称其为“车船”、“车轮轲”。而在这里，“轮”是以连续运动代替间歇运动的机械。后来，唐代的李皋（733792）在船的舷侧或艉部装上了带有桨叶的桨轮，通过人力踩动桨轮轴，使轮周上的桨叶拨水推动船体前进。因为这种船的桨轮下半部浸入水中而上半部露出水面，所以称其为“明轮船”或“轮船”。再后来，螺旋桨推进器取代了桨轮，“明轮船”被淘汰了。但因为称呼上的习惯，用螺旋桨推进的船仍称为“轮船”，并一直沿用到今天。

走近奇迹

轮船的发明，可以说是人类集体智慧的结晶。随着对大海的不断征服，人类在船舶的制造和使用上技术越来越精良。

我国是世界上最早发明船只的国家之一，早在商代的时候，我国古代劳动人民就已经制造出带船舱的轮船。782785年间，正是我国唐代时期，当时任杭州知府的李皋发明了“明轮船”，这是一种新兴的轮船，它对传统轮船的动力系统做了革命性的改进。它的出现，成为近代明轮船航行模式的先导，在造船史上具有重要的意义。

1690年，法国人德尼·巴班曾设想用蒸汽机作动力推动船舶前进，但由于当时并没有可供实际使用的蒸汽机，这个设想并没有被实现。

到了1769年，法国发明家乔弗莱·达邦在船上装上了蒸汽机。但由于所装的蒸汽机简陋笨重，而且带动的又是一组普通木桨，航速很慢，所以这艘船并未能显示出机动船的优越性。而在1783年，乔弗莱又建成了世界上最早的蒸汽轮船“波罗斯卡菲”号，但仅仅航行了30分钟，就因为船上蒸汽锅炉发生爆炸而使航行失败。

在1787年，美国人约翰·菲奇将一台瓦特蒸汽机当作轮船的动力，但它的效率却并不高。

直到1802年，英国人威廉·西明顿采用瓦特改进的蒸汽机，才制造成世界上第一艘蒸汽动力明轮船“夏洛蒂·邓达斯”号，在苏格兰的福斯克莱德运河下水试航成功。轮船的出现对于拖船（用于拖带其他船只或浮动建筑物的船舶）业主们是一个不小的打击，他们以汽轮船产生较大的波浪为由，阻止了这艘汽轮船的使用。

1804年，美国人约翰·史蒂芬森制造出世界上最早有螺旋桨的轮船“利特尔·朱莉安娜号”轮船。但由于推动螺旋桨的蒸汽机转速太低，当时约翰认为推进器还是轮桨较好。到了1870年，他又建造了带轮桨的“菲尼克斯号”轮船。这艘轮船从纽约沿海岸驶向费城进行试航，尽管途中遇到风暴，但13天后它还是平安地到达费城，这是世界上轮船首次的海上航行。

后来，被人们称为“轮船之父”的美国造船工程学家罗伯特·富尔顿（17651815），在1807年7月设计出排水量为100吨、长4572米、宽914米的汽轮船“克莱蒙特”号。船的动力由72马力的瓦特蒸汽机来提供。同年8月17日，载有40名乘客的“克莱蒙特”号在哈德逊河上的试航从此揭开了轮船时代的帷幕。此后它在哈德逊河上定期航行，成为世界上第一艘蒸汽轮船。它的出现也奠定了轮船在航海领域不可动摇的地位。其后不到5年间，欧洲与美国就出现了50艘蒸汽轮船在定期航线上航行。

1829年，奥地利人约瑟夫·莱塞尔发明了可实用于船舶技术的螺旋桨，并由瑞士工程师约翰·埃里克森等人进行改进，制成了没有“轮”的轮船，从而克服了明轮推进效率低、易受风浪损坏的缺点。

蒸汽机船发明后，用蒸汽机为动力代替人力带动桨轮，沿用了100多年之久。而用明轮驱动的最大船只是1855年的“大东方”号。

1884年，英国发明家帕森斯（18541931）设计出了以燃油为燃料的汽轮机。从此以后，汽轮机成为轮船的主要动力装置。

现在，轮船已经成为现代文明必不可少的运载工具，它深刻影响着人们的生活。形形色色的船舶已经将世界各国连接起来，使全世界的人们为推进文明的进步而不断共同努力。

⊙奇迹探秘：

2轮船是巨大的钢铁巨人，究竟是什么使它航行起来的呢？它的动力来源是什么？

一般来说，轮船的航行动力可以来自两种不同的机器：涡轮机和蒸汽机。

涡轮机是利用流体冲击叶轮转动而产生动力的发动机。按照冲击流体的不同而分为汽轮机、燃气轮机和水轮机。

蒸汽机由蒸汽炉、汽缸和冷凝器三个部分组成。一般的蒸汽机有三个汽缸组成一个组，通过蒸汽机运动时的不断重复，直接将活塞的上下运动转化为船轴的旋转运动。

轮船的燃料有煤、煤球、重油和木头等。

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【轮船的构造】

能让这样大的钢铁巨人在海上航行起来，可见轮船的构造组成需要复杂的原理与结构。按照轮船各部分的作用和用途的不同，它大致有以下几类：

船体部分，船体又可分为主体和上层建筑两部分。主体一般指上甲板以下的结构，是由船壳（船底及船侧）和上甲板围成的空心部分，这个部分要保证船舶在海上所需要的浮力，同时它也是保证轮船航海性能和船体强度的关键部分。这部分一般用于布置动力装置、装载货物、储存燃料和淡水，以及布置其他各种舱室。上层建筑位于上甲板，主要用于布置各种用途的舱室。

船舶动力装置，这部分又可分为推进装置和辅助装置。推进装置是由成套动力设备组成的提供推进动力的部分。而辅助装置则是由另外的动力设备组成的为船舶的正常运行、作业、生活杂用等提供各种能量的部分。

船舶舾装部分，包括舱室内装结构、家具和生活设施、门窗、梯、栏杆、桅杆、舱口盖等。

其他装备，是与船自身和船上人们活动相关的一些设备。

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【轮船的分类】

随着科学技术的进步，现今世界上已经有各种各样的轮船，按照不同的标准，它们可以被分为以下几类：

1按民用运输分类，可分为客船、货船、渡船、驳船。

2按照航行的区域不同，可分为海船、内河船和港湾船。

3按航行状态的不同，可分为排水量船、滑行艇、水翼船、气垫船、冲翼艇。

4按动力装置的不同，又可分为蒸汽动力装置船、内燃机动力装置船、核动力船、电力推进船。

5按照推进器的形式不同，还可以分为螺旋桨船、平旋推进器船、喷水推进器船、喷气推进器船、螺杆艇、明轮船。

在世界上众多的船舶中，最常见的是钢质船、内燃机动力船、螺旋桨推进船等。而轮船发展至今，用于军事上的轮船已经越来越先进，各类战略舰船、巡洋舰等彰显了各国的海军军事力量。

13飞机

奇迹概览

飞机指的是由动力装置产生前进推力，由固定机翼产生升力，在大气层中飞行的重于空气的航空器。它具有飞行速度快、载重量大、使用最安全、应用最广泛的优点。飞机是人类在20世纪所取得的重大科技成就，它的发明对人类的生活产生了巨大影响。飞机已成为现代文明不可缺少的交通工具，它深刻地改变和影响着人们的生活，使世界各地的人们交往更加方便，旅行的时间大大缩短，从而推进了人类文明的发展。

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1到底是谁发明了飞机？在什么时间飞机试飞成功？

飞机的发明者真的很了不起，飞机是谁发明的呢？关于这个问题，世界各国存在着一些争议。那么，世界上最早的飞机到底是由谁发明的呢？

人们普遍认为，世界上最早发明飞机的人是美国的莱特兄弟。因为他们俩最先发明了真正意义上的飞机。在这之前，其他各国的科学家们也在研究飞机，但是他们发明的飞机都是依靠外力来飞行的，不是真正意义上的飞机。所以，莱特兄弟希望制造一架能靠自身动力在空中飞行的飞行器。

经过不懈的努力探索，1903年12月17日，莱特兄弟制造出了世界上第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者1号”，并且试飞成功。这是人类在飞机发展的历史上取得的巨大成功。

走近奇迹

自古以来，人类就梦想着能像鸟一样在天空中自由地飞来飞去。中国在2000多年前就有人发明了风筝，虽然它还不能把人带上天空，但为人类后来发明飞机带来了灵感。随着第一次工业革命的发展，科学家们发明了内燃机，使得人类的梦想有得以实现的可能。

怀有这个飞翔梦想的就有美国的莱特兄弟，所以他们开始研发设计飞机。首先，他们从设计滑翔机起步。兄弟俩开着一家自行车商店，一边干活挣钱，一边研究飞行的资料。1900年10月，莱特兄弟终于制成了第一架滑翔机。兄弟俩非常高兴，但却并不满足。于是着手研究怎样利用发动机来推动滑翔机飞行。经过无数次试验，他们终于把发动机安装在滑翔机上，由发动机来推动螺旋桨旋转，带动滑翔机飞行。

从1900年到1903年，他们兄弟俩进行1000多次滑翔试飞，终于在1903年12月17日试飞成功，这是人类历史上第一次驾驶飞机飞行成功。因为它是世界上第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机，名字叫做“飞行者1号”。这是一次划时代的飞行。从此，人类进入了飞机时代。

由于早期的飞机只有一台发动机，在飞行中常常会出现发动机突然不转的故障。这样飞行很不安全。1911年，英国的肖特兄弟发明了有两台发动机的飞机。这样，每一个飞行员都不用担心因发动机突然出现故障而使飞机下降。这在航空安全方面是一个重大的进展。

发动机是飞机的“心脏”，早期的飞机上安装的是活塞式的航空发动机，但其功率小，于是各国开展了喷气发动机的研究工作。德国设计师奥安在新型发动机研制上最早取得成功。1934年，奥安发明了离心型涡轮喷气发动机。

汽车行驶需要公路，同样飞机起飞需要滑跑，这样就需要修建跑道和机场。这就带来了诸多不便，于是有人开始探索可以进行垂直起落的飞行器，通称直升机。

1907年8月，法国人保罗·科尔尼（18811944）研制出一架载人直升机，并在同年11月13日试飞成功。这架直升机被称为“人类第一架直升机”。1939年9月14日，世界上第一架实用型直升机诞生，它是由美国工程师伊戈尔·西科斯基研制成功的。

直升机诞生之后，影响巨大，尤其是从20世纪50年代开始，直升机的制造技术发展迅猛。直升机的动力装置由活塞式发动机改为喷气涡轮发动机，旋翼材料也由金属木翼混合结构发展成为新型复合材料结构。

20世纪60年代以来，世界上出现了一些大型运输机和超音速运输机，逐渐推广使用涡轮风扇发动机。随着飞机研究地不断发展，飞机制造公司也发展起来了，著名的有美国的波音公司和法国的空中客车公司。

自从飞机发明以后，飞机逐渐成为人们快速方便的交通工具。

⊙奇迹探秘：

2飞机上的“黑匣子”是干什么用的？它的颜色是黑的吗？

在飞机上，有一种很神秘的东西，它的名字叫做“黑匣子”，它是干什么用的呢？

原来，“黑匣子”是一种俗称，它的真名叫“飞行数据记录仪（器）”。它是一种将飞机飞行的情况储存下来的仪器，当飞机发生事故以后需要了解飞行情况时，可以通过一些设备把它们播放出来。

为了保证黑匣子在飞机出事故后不被破坏，这种匣子做得非常坚固，它耐高温，耐高压和防腐蚀。目前，大多数飞机上安装的黑匣子有两种：一是称为飞机数据记录器的黑匣子，专门记录飞行中的各种数据，如飞机的速度、方向、高度等。起飞前，只要打开黑匣子的开关，飞机飞行时各种数据都将收入黑匣子内。另一种称为飞行员语言记录器的黑匣子，它就像录音机一样，可以录下飞行员、乘客的说话声以及飞机上发出的各种声响。它记录的时间为30分钟，超过30分钟又会重新开始录音。

这种黑匣子一般安装在飞机的尾部。黑匣子外表真的是黑色的吗？其实这种黑匣子并不是黑色。相反，它一般都被涂成桔黄、橘红等鲜艳的色彩，为了便于人们寻找。由于“黑匣子”里面存储的东西对飞机事故的鉴定作用十分重要，实在是太神秘了，所以人们给它起了一个同样神秘的名字――“黑匣子”。

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【飞机的基本构造】

从人类发明飞机以来，飞机的结构形式在不断改进，飞机类型也在不断增多，但大多数飞机都是由五个主要部分组成：机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置。机翼的主要作用是为飞机提供升力，以支持飞机在空中飞行，现代飞机一般是单翼机。机身的主要作用是装载乘客、货物和各种设备。尾翼的主要功用是用来操纵飞机升降和转弯，以及保证飞机能平稳飞行。起落装置又称起落架，是用来支撑飞机并使它能在地面和其他水平面起落和停放。动力装置主要用来产生拉力或推力的发动机，以及保证发动机正常工作所需的辅助设备。

知识百科

【航天飞机】

航天飞机指的是可以重复使用的、往返于地球表面和外层空间执行各种任务的飞行器。航天飞机结合了飞机与航天器的特征，像有翅膀的太空船，外形又像飞机。它既可以是用火箭发射，又可以像飞机那样在机场降落。

航天飞机与一般的飞机起飞不同，它有两种起飞方式：一种是垂直发射，这种航天飞机安装有火箭发动机，以火箭传统的发射方式垂直发射；另一种是水平起飞，这种航天飞机安装有涡轮喷气发动机或组合发动机，在跑道上滑跑起飞，把航天飞机送到高空后，再用航天飞机上的火箭发动机继续推进。