「明轮」的形状、原理都和「水车」相似,应用则刚好相反。水车是靠水流驱动车身转动,将水的动能转化为机械能。「明轮」则是靠转动时入水蹼板相对于水向后运动,获得水的向前的反作用力,从而驱动船只前行。

历史上的木船、早期的蒸汽船,都有采用「明轮」推进的。船舶之所以又有「轮船」的称谓,就和「明轮」推进有关。《水浒传》中被张顺凿漏的「海鳅」战船上的「水车」,其实就是靠人力驱动的「明轮」。

最大者名为海鳅舡,两边置二十四部水车,舡上可容数百人。每边用十二人踏动,外用遮护出避箭矢。舡上造弩楼,敲梆子响,水军一齐用力,踏动其舡如飞。

相信大家都在公园中见过这种「脚踏船」,实际上也是用「明轮」推进的,和题干图一的区别在于其「明轮」较小,且藏在船身下方。

明轮仅水下的蹼板对推进有贡献,露出水面的没有。玩儿过脚踏船的朋友都知道,船只行进过程始终伴随著「扑通扑通」的响声,那就是蹼板入水时拍水的声音。对于蹼板固定的「定蹼」式明轮,可想而知,蹼板入水时「拍水」、出水时「提水」,还会进一步降低推进效率。如改用可控制蹼板出入水角度的「动蹼」式明轮,上述缺点可消除,但传动机构会变复杂。

如果在静水中使用「明轮」,推进效果尚可。但实际情况是,水面会上下波动,导致明轮入水部分忽大忽小,其推进力也就难以保持稳定。

总之「明轮」推进在历史上出现过,现在仍然存在。由于推进效率低、结构偏笨重(动蹼式还复杂)、在风浪中易失速、再加上蹼板易损等问题,「明轮」推进在内河航运和旅游观光领域还在用,但已经不适合作为大型海船的推进器了

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另一类「推进器轴向和船身垂直」的例子,在古代有「橹」(橹不是桨,橹板在操船过程中不出水,靠切水产生动力)。

在现代有「直叶推进器」(相当于由电力驱动的多个大型橹板,操纵性比螺旋桨更好,主要缺点是贵——造价高维护成本也高):


图一是最早蒸汽机最早用在船上时的的样子,但是这个设计没过多久就被淘汰掉了,因为它的速度比用风帆的船还慢,他还只能在河里航行,无法满足恶劣海况的远洋航行。进而出现了螺旋桨后置的船。你要感兴趣的话,可以去看一本大连海事大学出版的船舶主动力装置技术管理,这里的绪论部分有船舶发展史


第一张图那个不叫螺旋桨。

垂直船身的螺旋桨,比如下面这种带有艏侧推的PSV,这种螺旋桨通常是带有DP-2标志船舶的配置。

另外现在也有全回转推进器了,满足题主的要求。


因为要产生推力阿。

而且控制船左右转向也是后面的舵在左右摇摆,决定船往哪个方向走,螺旋桨只负责转。


因为船要以船头为前进方向前进,需要一个和船头方向水平的力来推动它。


你可能需要一台直升机


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