第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗（heroalexandria）于1世纪发明的汽转球（aeolipile），不过它只不过是一个玩具而已。
明朝末年（1643年），法国物理学家丹尼斯-巴本在观察蒸汽逃离他的高压锅后制造了第一台蒸汽机的工作模型。与此同时萨缪尔-莫兰也提出了蒸汽机的主意，只不过这时候正是欧洲三十年战争和英法百年战争时期，他们发明的成果被『政府』有意或者无意的给埋没了，直到战争结束后很久才公之于众。
直到1698年，托马斯-塞维利制造的早期的工业蒸汽机才开始被采用，他对蒸汽机的发展都做出了自己的贡献。到了1807年罗伯特-富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。
瓦特并不是蒸汽机的发明者，在他之前，早就出现了蒸汽机，即纽科门蒸汽机，但它的耗煤量大、效率低。瓦特运用科学理论，逐渐发现了这种蒸汽机的『毛』病所在。从1765年到1790年，他进行了一系列发明，比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出了现代意义上的蒸汽机。
16世纪末到17世纪后期，英国的采矿业，特别是煤矿，已发展到相当的规模，单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求，而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料。现实的需要促使许多人，如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。
最初的真空蒸汽机被用来将矿井里的水抽出来。纽科门的蒸汽机将蒸汽引入气缸后阀门被关闭，然后冷水被撒入汽缸，蒸汽凝结时造成真空。活塞另一面的空气压力推动活塞。在矿井中联结一根深入竖井的杆来驱动一个泵。蒸汽机活塞的运动通过这根杆传到泵的活塞来将水抽到井外。
第一个巨大的改善是将气缸与凝结缸通过一个阀门分开。瓦特在伯明翰发明了这个改进。这个改进提高了蒸汽机的效率。下一个改进是将阀门的『操』作自动化。
这些早期的真空蒸汽机的效率有限，但它们比较安全，因为它们的压力比较低，在物质发生损坏的情况下机器向内收缩，而不是向外爆炸。它们的效率受外部气压、气缸变形、燃烧和沸腾的效率和凝结能力的限制。理论最高效率受水在普通大气压下比较低的沸腾温度限制。使用高温高压的蒸汽为蒸汽机的效率带来了巨大的提高。但这种蒸汽机比真空蒸汽机危险得多。锅炉和机器的爆炸造成了许多大事故。安全阀在这里带来了很大的改进，在压力过高的情况下安全阀放气减压。但真正保证安全只有依靠建造、运行和维护的经验和安全规则。
帝国大学聘请的来自全世界各地的科学家很多，其中便有刚刚毕业荷兰莱顿大学的萨佛利。萨佛利是英国人，为了求学而到荷兰就读的。他是矿工家庭出身，父亲在伦敦的一家采矿公司当工头。在英国，此时已经开始使用蒸汽机了，只不过蒸汽机并没有推广开，不为世人所熟知而已。不巧的是，萨佛利小时候就见过蒸汽机，对蒸汽机比较感兴趣。因生活所迫他选择到大明来淘金。大明人在科学方面起步太晚，从万历后期才开始大规模学习西方科技，而一个简单的蒸汽机却需要很多知识来配合，工程署的技师文化水平很低，急需学习。
这样，海军部不得不跑到帝国大学求教，因为这里的讲师大多数都是知识丰富的外国人。
萨佛利对蒸汽机很感兴趣，因此很乐意帮忙，顺便再到海军工程署讨份工作。
历史上这萨佛利是蒸汽机的第一批改良者，改良后的蒸汽机一直使用了一百多年，才被瓦特再次改良。
在萨弗里的帮忙下，帝国大学、国子监、海军部的全力配合和支持下，立时四个月，于同治元年四月四日，海军工程署终于制成的世界上第一台实用的蒸汽动力机，被命名为大力神一号。
大力神一号并没有参考宝典上的蒸汽机设计方案，因为萨佛利看不懂永乐大典上面的记载。而工匠们模仿永乐大典的记载未能成功，只好另辟蹊径在英国人制造的蒸汽机基础上进行改进。
它将一个蛋形容器先充满蒸汽，然后关闭进汽阀，在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。打开进水阀，地下的水受大气压力作用经进水管吸入容器中；关闭进水阀，重开进汽阀，靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。待容器中的水被排空而充满蒸汽时，关闭进汽阀和排水阀，重新喷水使蒸汽冷凝。如此反复循环，用两个蛋形容器交替工作，可连续排水。
有了大力神一号的驱动，水压机终于可以运转起来。此时，工匠们才发现水压机的巨大作用，简直不是人力所能给比拟的。五百吨的冲压船壳在水压机的帮助下，很快便完成了。
于是，海军工程署迅速对五百吨的冲压船壳进行改装，安装龙骨和风帆，然后进行海试，用来记录数据，为翔鹰级战列舰的建造积累经验和试验数据。
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