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關於輪船
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(輪船是工業革命成果的集大成者，在一艘輪船上可以看到當時所有的高新科技，包括船身、動力、航海、通訊等的系統整合，更重要的是船員的組織分工與運作，以在當時的科技條件下就能夠讓幾萬噸的龐然大物出航，並安全準時的抵達萬里之外的目的地，這是了不起的成就。輪船也是工業美學的極致，為了在水中發揮最高效率，船隻的線形被設計的非常漂亮，船隻的鋼鐵與蒸氣元素也創造出蒸氣龐克的風格。)
(左圖為林則徐頗為中意的「水輪船」雖然到了民國時代還在廣東地區的內河可見，但「火輪船」早已成為主流，幷摘掉「火」字壟斷了「輪船」的稱號。圖中可見一組苦力在船尾踩踏水輪撥水前進，這種方式既不能載重，更不能越洋，顯然沒有發展價值。)
「火輪船」的原理是用燃料燒開鍋爐的水產生蒸汽壓力推動機器轉動螺旋槳前進。燃料一開始都是使用煤炭，因為蒸汽機的發明者英國是產煤的。煤碳的體積大、燃燒熱值低，加上早年蒸汽機效率不佳，裝滿的煤艙一下就燒完了，所以越洋都得依靠風帆，「定遠」與「鎮遠」兩鐵甲艦就是這麼從歐洲開回國的。
 
(左圖為1856年美國明輪汽船”Willamette”號開到廣州，背景是廣州的「十三行」商館區，不久就將因「亞羅船事件」全部被燒毀，引發「第二次鴉片戰爭」(亦稱 「英法聯軍」)，”Willamette”可能是最早在中國內河營運的輪船。右圖為中國自有的第一艘輪船，1854年由寧波商人向寶順洋行購入的英國製三桅蒸汽明輪船「寶順」號，裝上兩門紅衣大炮兼做緝盜使用。由於當時適逢太平天國戰爭，清朝水師的無能讓商人只好自力救濟。「寶順」不僅是中國第一艘輪船，也是第一艘蒸氣軍艦，比未成的「阿斯本艦隊」還早。)
煤炭的處理很麻煩，現代船都用油管加油，很難想像從前輪船如何加煤。除了極少數港口有裝煤機械外，大部份都是用煤駁船靠近大船，然後上百名苦力每人揹一口內裝滿煤碳的小帆布袋，從網繩攀上大船將煤碳傾倒入煤艙口，再回駁船上重裝如此周而復始。補煤時全船煤灰飛揚，每一個人都灰頭土臉，當然這種加煤方式也不可能在海上為之。由於煤的燃燒熱值低經常需要補充，所以英國從歐洲到東亞沿線都有許多海軍基地，設有堆煤場，平日也提供其他國家船隻加煤，因此英國能利用這種優勢來左右國際局勢，譬如日俄戰爭時表面中立的英國暗中支持日本，不讓俄國艦隊進港加煤，這是俄國在對馬海峽海戰失敗的主要原因。
 
(左圖為早年在日本橫濱停泊的輪船裝煤要這樣用駁船將煤炭運到船邊，然後由苦力揹著一袋袋煤炭，接力爬上梯子投入煤艙，所以在大海上補充燃煤非常困難。右圖為德國海軍訓練艦艦上的水手全員參加搬運裝煤作業，這是又累又髒的工作，裝煤的布袋是長條型以利一個人肩扛在狹窄的空間行走。)
從前蒸汽輪船的煤從煤艙進入鍋爐燃燒是人工一鏟一鏟拋入爐床的，所以船上有一大群火夫在不見天日的艙底每天就幹這工作，通常他們是不能到甲板上面去透風的，一般乘客也不會認知他們的存在，在船難時他們更是最容易被犧牲的一群。其次煤不像油燃燒完了就變成廢氣消失在空中，燃燒過的煤渣體積還是很龐大，又得以人工方式拋出船外沉入海底。
鍋爐燃煤就會產生煙，必須用煙囪把煤煙導到船外，最初是每個鍋爐對應一根煙囪，後來船愈來愈大，鍋爐與煙囪愈來愈多，煙囪過多就會影響上層結構的布局，也影響美觀，於是開始整併，兩座或三座鍋爐共用一根，煙囪也因此會有粗有細。譬如「丹陽艦」有3座鍋爐，前2座煙囪倂為1根，後1座單獨1根，從外觀看煙囪就一粗一細了。
(左圖為日本海軍重巡洋艦「高雄」號進入高雄港，明顯看出煙道是從艦橋下方的鍋爐往後拉並集中而成一根巨大的煙囪，傳統英國式重巡洋艦的艦橋是在大約2號砲塔的位置，但如此艦橋將十分的小，而且艦艏只夠設置一座砲塔。)
煙囪是船隻外觀很重要的元素，船公司的標誌大多漆在煙囪上，在郵輪越洋競速的年代煙囪也代表力量，因此產生一些浮誇的做法，譬如「鐵達尼號」(RMS Titanic)有6座鍋爐，每2座倂一根煙囪，那應該是3根煙囪，可是「鐵達尼號」明明有4根煙囪呀？原來第4根是假的，根本是道具或廣告招牌。所以以後看「鐵達尼號」的畫作，如果第4根煙囪也冒煙，就知道畫家是外行。還有一個有趣的典故，世界第一艘核子動力商船美國的「薩凡納號」(NS Savannah)設計的時候本來是沒有煙囪的，核動力幹嘛要煙囪？但大家看了很不習慣，就裝了一根假煙囪。
(左圖為日俄戰爭時逃入上海躲避的俄國巡洋艦"Askold"號，她有5根煙囪，最後一根被日本軍艦的炮火打斷。右圖為英國白星輪船公司的「鐵達尼號」，注意她的第4根煙囪是不會冒煙的，因為那只宣傳動力強大的假道具。)
鍋爐的高壓蒸汽產生後就去推動主機，早年的蒸汽主機都是往復式活塞引擎，與蒸汽火車頭的原理類似。往復式主機也隨著科技進步演進成多種型式，譬如有所謂的「三段膨脹式」，就是把蒸汽從高壓到低壓分成三段讓能量完全被吸收利用，就能避免浪費增加效率。往復式主機又分「立式」與「臥式」，商船常用立式，因為活塞垂直的動作能利用重力往復較有效率，但立式輪機艙高度太高，所以軍艦常用橫躺的臥式以避免高度太高造成目標太大的危險。 往復式蒸汽主機的缺點是太笨重，速度又慢，於是在十九世紀末發明了蒸汽渦輪機，也就是透賓主機(Gear Turbine)。蒸汽渦輪機與往復式機一樣前端仍然需要鍋爐供應高壓蒸汽，差別在於蒸汽推動的不是活塞而是渦輪葉片。蒸汽渦輪機的好處是重量輕，功率高，所以戰鬥用的軍艦大量採用幾乎成為唯一的標配，但由於蒸汽渦輪機的製造與維修工藝技術標準都遠高於傳統的往復式蒸汽機，所以商船很少使用。以中國來說，早在清代馬尾船政局的工廠就已經能自製往復式蒸汽主機，但一直到二戰結束後全中國包括江南造船廠都還不具備蒸汽渦輪機的維修能力，反而在台灣的澎湖因為日本海軍的原因留下全中國唯一有此能量的工廠。往復式蒸汽主機用在商船上一直到70年代都還有，可見有它一定的價值。
(「陽字號」驅逐艦是蒸汽透賓主機(Steam Turbine，又稱汽旋機)，只要是蒸汽機，無論是往復式還是透賓都需要鍋爐，一艘驅逐艦有前後兩個爐艙，每個爐艙各有兩個上爐艙與下爐艙，分別獨立安置戶不相通以免被敵火擊中動力全部喪失。這3張照片自左至右分別是: (1) 上爐艙: 上爐艙負責收集經下爐艙生火產生的蒸汽並予除水處理後送至汽輪機推動大軸。(2)與(3)下爐艙: 這兒有許多爐口，中央間隔通道以前後對立方向置放，要點火讓噴射的鍋爐油燃燒產生熱以讓上爐艙中的鍋爐水沸騰產生蒸汽。這裡已是艦的最底層，暗無天日而且悶熱不堪，輪機隊士兵要靠服食鹽片才不會脫水，在這兒工作之辛苦令人難以想像。)
(「陽字號」驅逐艦的輪機艙實景，這4張照片自左至右分別是: (1) 輪機控制室，可見控制儀表儀表與轉掣閥都是二戰式樣。(2)汽輪機: 高壓蒸汽送入吹動扇葉產生動力。與鍋爐艙相同，軍艦的主機也是要分開交錯獨立安置以策安全。(3)除了主機負責推動艦隻前進，現代軍艦上其他所需動力包括發電的來源要靠輔機，輔機的種類包括柴油機以及汽輪機。(4)汽輪輔機: 利用鍋爐多餘的蒸汽來推動，不需額外燃料，也比較可靠。)
到了20世紀出現了柴油機，現在成為絕大部分商船的標配，因為柴油機的經濟性很好，雖然它的速度沒有蒸汽渦輪機快，但對商船來說快並不重要，省錢更重要，因為海運業的利潤不高，成本必須錙銖必較。現在連較不追求速度的軍艦也用柴油機，運輸勤務艦艇就不說了，連有些巡防艦也使用柴油主機。柴油機與陸地上的卡車引擎類似，使用輕柴油，所以廢氣排放使用排氣管就可而不一定需要煙囪，但是我們看到的商船絕大部分都有一根巨大的煙囪，甚至比蒸汽機船還要大，那是因為柴油機噪音較大，幾根排氣管經過一個巨大的消音器排煙才不會太吵，這個消音器的外觀就像煙囪。
至於海軍的「中字號」戰車登陸艦雖然也是使用柴油機，但沒有煙囪而是從艦體的兩側排煙。
我們從二戰日本商船沉船的水下文資可以發現日本船使用柴油機的非常少，絕大部份都是蒸汽機甚至是渦輪主機。資源匱乏的日本商船配備為何如此豪華？原來二戰以前日本的柴油機工業技術實力非常弱，戰時雖然有盟友德國協助但遠水救不了近火，反而日本的蒸汽渦輪機基礎雄厚，加上柴油機只能燒油，不像蒸汽渦輪機還可燒煤，所以就只能選擇蒸汽機而成為特例了。
使用鍋爐的蒸汽機有個特點，就是啟動很慢，試想要把冷的鍋爐水燒到有蒸汽壓力那得花多少時間，所以在港時待命艦有幾個爐是不能停的，必須保持蒸汽壓力以便隨時出動，在出港的過程再點燃其他爐，等到完全熱機已經快半天去了，而待命的鍋爐空燒也很浪費燃料。不像柴油機一啟動幾乎馬上可走，平常熄火也不浪費燃料。不過蒸汽機也不是沒有好處，在海戰時就算船被打的稀趴爛，只要鍋爐還有點壓力就有機會撤離，二戰中很多這種例子。現代戰艦已經不用蒸汽渦輪機而改用燃氣渦輪機(Gas Turbine)了，最後一種使用蒸汽渦輪的是Knox級巡防艦(即「濟陽」級)。燃氣渦輪機與民航機的飛機引擎十分類似，使用的燃油也類似，有啟動快的好處但是很耗油。
有人以為蒸汽機聽起來就很落伍，其實最先進的核潛艇主機也是蒸汽機，只不過熱源換成核子反應爐而已，鍋爐之後的構造基本上還是傳統的蒸汽透賓機。關鍵在於核子反應爐不像柴油機或燃油煤的鍋爐需要空氣，這對潛水艇就關係重大了，有了核動力，根本不須搞AIP、斯特靈絕氣推進系統甚麼的。所以美國海軍高層堅持潛艇部隊全部核動力，為避免遭國會壓力走回頭路，乾脆把傳統動力潛艦的產能都廢了，這就是台灣無法從美國獲得潛艦的原因。
最早的潛艇(譬如一戰的德國U艇)當時還沒有柴油機，是採用燒煤油的內燃機，所以還有一根煙囪露出水面。說到燃油，早年小型摩托艇多是使用汽油，尤其美國船，汽油燃點很低所以很危險。有些使用航空發動機的要用高辛烷的汽油那就更危險了，譬如台灣在50年代向日本三菱訂造兩艘魚雷艇「雪恥」與「復讎」，由於沒有適用的發動機，就把除役的P-51野馬戰鬥機的發動機拿來使用，每一艘裝3台。
主機輸出經過減速齒輪與大軸轉動螺旋槳就可推進船隻，螺旋槳基本上也分兩種，早年是所謂的「明輪」，也就是大水車划水前進的型式，有的在船尾有的在兩側。中國擁有的第一艘輪船「寶順」與江南製造局建造的第一號輪船「恬吉」都是明輪的型式，明輪船一直到民國初年在中國的內河都到處可見，因為明輪的生產工藝與成本都低。明輪的缺點是龐大的水車輪會影響上層的布局，尤其軍艦的火砲位置與射界被嚴重限制，所以就出現了「暗輪」，也就是水下螺旋槳的型式，這也是今天最普及的型式。馬尾船政局建造的第一號輪船「萬年青」與「恬吉」同一時間出廠，卻已經是暗輪，這在當時的西方也是很先進的。「萬年青號」與台灣關係密切，後來不幸成為「水下文資」，但不是在台灣。今日明輪船仍然可見，但都是觀光用船，有些明輪其實是假的道具，實際上還是暗輪。相對於S.S.(Screw Steamer)是指暗輪的輪船，明輪則是稱為P.S.(Pedestal Steamer)。
 
(左圖為上海江南製造局建造的第一艘輪船「恬吉」號在黃浦江上測試，可見該輪是明輪船的型式。雖然之前有試造過一些小火輪，但真正意義上中國第一艘自製輪船是「恬吉」，本輪因為避光緒皇帝的名諱後改名為「惠吉」。右圖為「萬年青」艦，本輪在中國近代史上具有特殊地位，一方面她是馬尾船政局建造的第一艘輪船，而且是當時最新型式的暗輪船，比江南廠造的「恬吉」明輪船先進。其次她與台灣關係密切，經常往來閩台之間運輸物資及傳遞公文，有一段時間還配合劉銘傳常駐台灣，圖為「萬年青」艦清晨準備由安平港啟航。)
軍艦從雙軸雙槳、三槳甚至到四槳都有，雙槳左右反向轉就可抵銷陀螺效應，貨輪則多是單軸單槳所以會有偏向，陽明海洋文化藝術館三樓我製作的貨櫃船駕駛模擬系統就把這個偏向效應模擬出來。早年的螺旋槳很簡單，沒有現在這種可變螺距或吊艙式推進器(POD)的技術，要倒俥就要用齒輪反轉，而齒輪箱是個體積龐大重量很重的設備，對於空間比較緊緻的船譬如早年的潛艇這些是沒有效益的呆重，所以未裝設因此無法倒俥，只能依靠拖船協助。這些雖然是科普知識，但若不知道畫圖或做影視就會搞錯。
除了主機還可以談談輔機。早年不是每一艘輪船都有輔機系統，除非是客輪，否則主機一停爐，全船就沒有電力供應，不靠碼頭連岸電都沒有。不要說是19世紀的船，譬如二戰後接收自日本、原為義大利駐華砲艦Lepanto的「咸寧」就是這樣，在港停機時船上完全無電，要用馬燈(即油燈)來照明。相較現代的軍艦船上有空調、淡水製造機、洗衣機、冰淇淋機、咖啡機，真不可同日而語。蒸汽也推動船上大部分機械設備的運作，譬如起重機吊桿與錨鏈捲揚機，所以錨眼旁會有個氣孔，起錨就會噴發水蒸氣好像鯨魚。以前船上沒有什麼電動的設備，蒸汽壓力是唯一可靠的動力源，連汽笛都要靠它來鳴響。
舵房對輪機艙除了俥鐘還有通話管，在發話口有個蓋子，在收話口則是喇叭狀，舵房裡有好幾組分別來自船上不同地方的通話管。在船上沒有電話的時代內部聯絡必須靠這種方式，這也比電話可靠。所以從前的軍艦會看到一條長管從艦艏通到艦尾，除了固定式，還有軟管可以拖到甲板戶外使用。
(右圖: 英國皇家海軍1898年完工的“HMS Goliath”號戰艦1900年到1903年派駐中國曾參與八國聯軍行動。注意她的指揮塔位於連通左右舷的鐵欄杆橋形建築(被白色帆不包覆)的中央，所以從前「艦橋」與「舵房」以及「指揮所」指的是同一件事情。)
當海戰戰場出現空中威脅時，封閉的指揮台已無法應付，於是在指揮台的艙頂設立「防空甲板」供艦長指揮對空作戰。防空甲板理論上必須是露天的，只有偶而加上帆布遮陽蓬，但是這些軍艦來到台灣後遮陽蓬由原來的臨時性變成長久不拆的半固定性，到後來裝置愈來愈多成為永久性的「違章建筑」。那要瞭望怎麼辦？就再往上開闢一層新的屋頂，然後又逐漸被固定室內化。這就是我們看台灣的美製二戰軍艦艦橋那麼多層的原因，非常有台灣都市違章建築的特色。)
(左圖: 日本戰鬥艦「陸奧」訪問高雄港開放參觀，可見一層層堆疊的艙房圍繞主桅而上到了誇張的地步，這是二戰日本戰鬥艦共同的特色。)
(右圖: 美國紐約造船廠為受損之"USS Northern Pacific"號修理進行之鉚釘作業，左邊的工人手持火鉗預備將燒燙之鉚釘夾給中間持工具的工人將之打入預先鑽好的孔中。(Photo #: NH 44745 U.S. Naval Historical Center Photograph))
二戰末期日本由於能源缺乏曾經出現一種「機帆船」，這種機帆船的船體並不像我們想像中的帆船模樣反而更像一艘小型貨輪，只不過船上豎立了一到兩根可張帆的桅桿，那些帆都不大，至少跟真正帆船時代的風帆相比小很多，只起到輔助動力的作用。這些機帆船戰後留在台灣很多，被各單位或民間商人接收，由於不是很規範，常常造成海難。譬如當時有數十艘民營機帆船組成聯營處壟斷高馬航線，在經過數次傷亡嚴重的海難後仍然堅拒台灣航業公司的大船介入營運。
有人說輪船是美國人富爾敦(Robert Fulton)發明的，這話就像說愛迪生發明電燈一樣不完全正確，事實上當時已經有許多人進行將蒸汽機裝上船舶的試驗，只不過富爾敦是最早將輪船用於商業航線營運的人。早年美國的汽船大多在內河行駛，英國人則將輪船大型化用於越洋航路，並且很快將蒸汽機裝上軍艦，與後裝線膛火砲及裝甲結合，開啟「大砲巨艦」瘋狂競爭的年代。由於英國是工業革命母國，這樣的發展似乎理所當然，但實際情況可能並非如此。
英國早在風帆時代就已經是全球第一強大海軍，其基礎在於擁有許多航海經驗豐富的水手，這個基礎得花百年以上時間才能建立，新興國家譬如德國根本沒有這個條件難與之競爭。但是當英國人發明了蒸汽鐵甲艦後這個優勢突然被自己的創新所抵銷，因為蒸汽鐵甲艦不再像過去風帆時代那麼依賴經驗豐富的水手，反而德國堅強的工匠制度與大量技術學校的學生成為其獨到的優勢，德國能在一戰之前成為英國海軍強而有力的競爭者，這是重要原因。所以創新並不總是有利，有時適得其反。
其實保守的英國皇家海軍高層一開始對蒸汽戰艦是持疑慮態度的，我們以為鴉片戰爭英國是依靠蒸汽鐵甲艦獲勝，其實當時參戰的汽船只有4艘，都是東印度公司的商船改裝，而且大多擔任運輸艦而非作戰艦艇。
(左圖: "HEICS Nemesis”號是鴉片戰爭中英國的4艘蒸汽輪船之一。她並非英國皇家海軍的軍艦而是隸屬於東印度公司的鐵殼明輪船，1839年11月23日下水，船長94呎8吋、寬31呎6吋、深8呎9吋，660bm單位(舊式排水量單位)。裝備2門32磅、 5門6磅炮，還有火箭發射器。船上成員包括可搭載的陸戰隊總共有93人。她可能是最早出現在中國水域的火輪船。)
我曾問過海洋大學輪機系畢業的學生，發現他們現在竟然沒有學蒸汽機，這顯示台灣的「實用主義」已經到了「另人髮指」的地步了，所以我談輪船就把大部分的篇幅用來談
蒸汽時代的老船，因為我認為海事文化必須從老船談起。
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由於蒸汽機是外燃機型式，所以燃料的使用範圍非常廣，當年英國人在埃及建造鐵路，使用的燃料竟是木乃伊，因為包裹木乃伊的布上油脂很多，多年下來恐怕燒掉超過百萬具。當然這是特殊例子，不過在戰亂期間拆毀民間房屋當燃料維持鐵路運轉卻是常有的事情。外燃機這個特性在戰略上很重要，譬如日本海軍設計軍艦堅持要「油煤混燒」而不像英美軍艦全燃油化，因為當時全世界石油控制在英美荷三國手中，但煤碳卻在很多國家都有生產，為了戰略安全不能完全依賴石油。70年代能源危機，連美國海軍都把部分軍艦修改爐床換用煤為燃料。基隆能在十九世紀中葉登上世界舞台讓各列強覬覦，生產優質船用燃煤是主要原因。
二戰前的日本海軍是玩煙囪的高手，本來一戰時的裝甲巡洋艦或重巡洋艦有8個鍋爐兩兩分配在4支較細的煙囪排煙，但這樣煙囪占用甲板面積太多，佔用火炮布局的空間，外觀也不夠威武，於是進行大改造，將艦橋後移留出艦艏甲板空間裝置三座砲塔，將第1與第2支煙囪往後拉與第3支煙囪整併為一支，再把第4支煙囪往前拉依附其後，後甲板也留出兩座砲塔的空間，如此外觀看起來只有一根巨大的煙囪，而且艦橋也加大不少，利於指揮作戰，但缺點是艦橋正坐落於鍋爐的上方，夏天熱的不得了。
蒸汽輪船時代舵房有三樣東西最明顯，一是舵輪、一是俥鐘(如左圖)、一是磁羅經。俥鐘是個銅質的鼓型結構，上有扳手，功能有點像汽車的排檔桿，用來加減速與前進後退，但蒸汽輪船時代的俥鐘並無法直接控制輪機，它只是一個「通信系統」，所以叫Telegraph。它把舵房的俥令用機械連桿通知輪機艙的輪機長以避免語音傳達的失誤，輪機長面前也有一具俥鐘，收到舵令後扳動回報確認，因為轉動時會叮噹作響，所以叫「俥鐘」。俥令只是船長希望達到的結果，具體操作方式譬如加煤添氣則由輪機長全權決定，所以理論上輪機長可以陽奉陰違甚至叛變。
既然有機械動力，舵盤就可以利用輔助動力來轉動，位置就可以不受限在船尾，最常見的就是移到靠近船艏利於觀察的位置。最初的舵房空間很小，比電話亭大不了多少，但由於進出港時需要觀察兩舷側的狀況，因此有步道延伸到左右舷，這道簡易的鐵橋被稱為「艦橋」，所以早年的艦橋真的是像座橋。當時船長指揮都是在露天艦橋上，後來軍艦將舵房裝上厚重的裝甲，只開幾個很小的窺孔以保護舵房不要在海戰中輕易被擊毀，所以作戰時艦長或司令有時也會在這個空間內指揮，但許多艦長很排斥這種設計認爲是膽小的象徵，這個矛盾就出現在甲午黃海海戰「濟遠艦」管帶方柏謙的爭議上。但舵房有限的空間也隨著指揮官、參謀、傳令的進入而顯擁擠便不斷擴大，最後把整個露天艦橋包起來而成為今日指揮台的型式。
接下來談桅桿。帆船時代桅桿的主要功能是張掛風帆，順便可升信號旗。當帆裝撤除後桅桿不但沒有消失，反而加高，因為新發明的無線電天線需要高度才能超越地平線傳遞遠方，甚至原來的桅桿還不夠高而必須在頂端再綁一根天線，有的幾乎比原來的桅桿還高一倍。而且無線電上船還創造了副桅的需求，因為兩根桅桿中間拉的天線距離愈長通訊效果愈好，這就成了當時軍艦的基本構型。小船沒這個條件，因此無線電的通訊能力較差。
軍艦位在海平面的零點，周邊任何地形都比他高，瞭望條件不佳尤其在內河是很吃虧的，為了爭取高度就想出「戰鬥桅盤」這種東西，把原來瞭望台的小圓桶擴大，裝上幾挺機槍由上往下射擊，有的甚至還裝上裝甲，結果是重心提高影響穩定，後來就又取消了。打主桅主意最極端的是日本的戰鬥艦，那已經是誇張到變態的程度了。
隨著蒸汽動力而來的是木製船殼演進到金屬船殼，這個演進未必是因為木製船殼落伍，而是適合造船的木材日益稀少又控制在少數國家手中，所以不得不尋求替代品。在有電焊技術前鐵殼船都是用鉚釘接合，其作法是先沿鐵板邊緣鑽一排洞，再將鉚釘燒紅穿過洞兩邊敲打釘合，有點像用針線縫製衣服一樣。鉚釘接合的船很容易沿邊整排崩裂所謂的「騎縫效應」，加上早年對材料科技的認識不足，在海上稍一觸礁就難以挽回，「鐵達尼號」就是一個例子。
由於帆船時代出身的船長並不瞭解蒸汽機，所以早年都要由工程師帶著一幫技師工人上船負責操作機器，這個工程師(Engineer)中文翻譯成「輪機長」，俗稱「老軌」(有人認為應該是「老鬼」，我比較傾向後者)。工程師與船長是專業分工而不是官大學問大，通常船長會尊重而不會越過工程師去管艙面下的事。