054.1890年：蒸汽轮机

　　查尔斯·帕森斯爵士（Sir Charles Parsons，1854—1931）

　　当代涡轮机的制作非常精确，它只能通过计算机来建造。

　　高压蒸汽机（1800年），泰坦尼克号（1912年），加拿大重水铀反应堆（CANDU）（1971年）

　　如今，你去任何一座大型电力厂，其中的地标建筑会是一个比公交车还要大的大型汽轮机。你也可以在航空母舰和核潜艇上找到类似的汽轮机。有了汽轮机，工程师则有了放弃使用活塞，从蒸汽中获取电力的设想。

　　让我们随着时间机器回到1912年泰坦尼克号的机舱中。在这里，从一百多个大型燃煤锅炉中制取的蒸汽进入三个蒸汽引擎中，来带动三个螺旋桨。其中的两个引擎是巨大的活塞式蒸汽机，每个引擎能够产生30000马力（2200万瓦特）的动力，第三个则是蒸汽轮机，它产生大约一半的马力。我们在此目睹的是整个转变的过程。蒸汽轮机由查尔斯·帕森斯爵士发明于1890年，虽然当时的发明并不完美，但是它很快就取代了活塞，从蒸汽中获取旋转能量。

　　蒸汽轮机背后的原理非常简单。膨胀的蒸汽带动一系列附连到一个轴的叶片。叶片逐渐变大，从而使得其膨胀的时候可以捕获到蒸汽的能量。与泰坦尼克号的活塞式引擎比较，这种活塞式引擎使用三个尺寸逐渐增大的汽缸。蒸汽首先在最小的汽缸中膨胀，然后进入第二个尺寸略大的汽缸中，从而从密度较小的那个排气汽缸中提取更多的能量。然后再进入第三个更大的汽缸中。这个虽然也能工作，但是需要大而笨重的设备。泰坦尼克号的一个蒸汽活塞式发动机重约1000吨。

　　蒸汽轮机与活塞式引擎完成相同的工作，但与其相比，它小巧、轻便、更加高效。今天，因为这些优势，现代蒸汽轮机几乎出现在每个大型燃煤电厂和核电站中。它们不是用三个膨胀室，而是用多级的叶片尽可能多地提取能量。这一装置充分地展示了工程师如何将一个全新的概念变得更好。■ 工程学之书