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[科普中國(guó)]-輪船的前世今生

科普中國(guó)-綠色雙碳
原創(chuàng)
聚焦綠色低碳技術(shù)理念 科普助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)
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輪船按不同的標(biāo)準(zhǔn),有不同的分類:

1. 按民用運(yùn)輸可分為貨船、渡船、客船、駁船;

2. 按動(dòng)力裝置可分為內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力裝置船、核動(dòng)力船、蒸汽動(dòng)力裝置船、電力推進(jìn)船;

3. 按航行狀態(tài)可分為水翼船、氣墊船、排水量船、滑行艇、沖翼艇;

4. 按航行區(qū)域可分為內(nèi)河船、港灣船和海船;

5. 按推進(jìn)器形式分:噴氣推進(jìn)器船、螺桿艇、螺旋槳船、平旋推進(jìn)器船、噴水推進(jìn)器船、明輪船。

目前在諸多船舶中,最常見的還是鋼質(zhì)船、噴氣推進(jìn)器船、螺桿艇、內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力船等。

輪船為什么沒有輪子

我國(guó)唐代時(shí)期,有人發(fā)明了一種新的車船,這種車船的舷側(cè)裝有兩個(gè)輪子,所以又叫車輪船。宋代時(shí),人們大量應(yīng)用車輪船,木匠高宣曾造了大小車船10余種,車船上裝有2~8個(gè)車輪,最多時(shí)裝有24個(gè)車輪。1802年,英國(guó)人西明頓制造了世界上第一艘蒸汽動(dòng)力船,船上蒸汽機(jī)可以帶動(dòng)一個(gè)尾部明輪。1807年,美國(guó)的富爾頓制造了蒸汽機(jī)輪船“克萊蒙特號(hào)”,它也用明輪推進(jìn)。蒸汽機(jī)輪船使用的推進(jìn)工具是明輪,所以又叫明輪船。明輪是在轉(zhuǎn)輪的外周裝上葉片,成為旋轉(zhuǎn)的槳輪,裝在船尾或兩舷。明輪船利用蒸汽機(jī)帶動(dòng)明輪,使槳輪轉(zhuǎn)動(dòng)撥水,推動(dòng)船只前進(jìn)。盡管明輪推進(jìn)較先進(jìn)一些,但結(jié)構(gòu)笨重,效率較低。明輪的葉片在使用時(shí)極易損壞。

在明輪推進(jìn)的基礎(chǔ)上,有人發(fā)明了螺旋推進(jìn)器。螺旋推進(jìn)器又稱螺旋槳,通常螺旋槳裝在船尾。當(dāng)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),葉片擊水,水的反作用力成為船舶推動(dòng)力。螺旋槳重量輕、效率高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固,又深入水下,不易損壞。所以,螺旋槳自然而然取代了明輪。雖然螺旋槳取代了明輪,但用螺旋槳推進(jìn)的船至今仍被人們稱為輪船。

大型集裝箱貨輪

船舶的“先祖”獨(dú)木舟

船舶的發(fā)展歷史大體經(jīng)過了四個(gè)時(shí)代:舟筏時(shí)代、帆船時(shí)代、蒸汽機(jī)船時(shí)代和柴油機(jī)船時(shí)代。而所有這些船舶的發(fā)展基礎(chǔ)都來自于獨(dú)木船。

獨(dú)木船又稱獨(dú)木舟,是用整根木頭挖成的 。獨(dú)木船既沒有槳,也沒有帆,它是如何航行的呢?最初人們用手腳劃水使獨(dú)木舟前進(jìn),后來又改用樹枝、木片、竹篙、劃槳和搖櫓等劃獨(dú)木船的工具。竹篙是用竹子做成的,端部裝有鐵鉤,用以支撐河底、河岸,利用反作用力來推進(jìn)船舶,它是最原始的推進(jìn)工具。獨(dú)木船是最早的船舶,在中國(guó)古代,獨(dú)木舟大致有三種類型:平底獨(dú)木舟、尖頭方尾獨(dú)木舟、尖頭尖尾獨(dú)木舟。1958年,在江蘇省發(fā)掘出一條獨(dú)木舟,屬于尖頭尖尾獨(dú)木舟一類。從20世紀(jì)50年代起,中國(guó)出土了幾十種類型的獨(dú)木舟。獨(dú)木舟在世界各地都曾大量出現(xiàn)過。在荷蘭,有人發(fā)現(xiàn)了一條公元前6000多年前的獨(dú)木舟;在印度,至今還保存著一種獨(dú)木舟,其船側(cè)裝有放置貨物的橫木板;在英國(guó)約克郡一處沼澤地里,人們發(fā)掘出一支公元前7500年的木槳;人們還在蘇格蘭境內(nèi)的湖層里,曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過獨(dú)木舟;在瑞士考古學(xué)家也發(fā)現(xiàn)了新石器時(shí)代的獨(dú)木舟;新幾內(nèi)亞人的獨(dú)木舟幾條橫排在一起,裝有風(fēng)帆,居然可以出海航行;此外,波利尼西亞人的雙體獨(dú)木舟和印第安人的獨(dú)木舟也非常有名。

獨(dú)木舟在恬靜的湖面上

大能量的小個(gè)子拖輪

在大江大河里,人們常常會(huì)看到一種小輪船拖著大輪船走。有時(shí),這種小輪船甚至可以拖帶長(zhǎng)長(zhǎng)的船隊(duì),或者萬噸級(jí)大輪船行進(jìn)。這種小輪船就是拖輪。拖輪的作用是拖帶運(yùn)輸?shù)拇?,還可以拖帶沒有動(dòng)力、不能自航的船舶,或用來協(xié)助大型船舶靠離碼頭,進(jìn)出港口,也可用于海上救助。

一艘小拖輪為什么可以拖帶萬噸級(jí)的大船或是船隊(duì)?原來,拖輪雖小,但船身構(gòu)造堅(jiān)固,動(dòng)力功率也大,還備有拖帶設(shè)備。所以,拖輪可拖帶沒有動(dòng)力的船舶。在一些小拖輪上,為了增加動(dòng)力,在螺旋槳周圍還加裝導(dǎo)流管,使其成為導(dǎo)管螺旋槳。利用導(dǎo)流管作用,可以增加拖輪三四成的推力,以滿足航行或拖帶的需要。拖輪拖帶船舶的方式,既可以呈一列式拖帶駁船,也可以從船旁的舷側(cè)拖帶駁船。幾艘小拖輪可以共同拖帶一艘萬噸級(jí)大船,使大船順利地進(jìn)出港,調(diào)動(dòng)船位,或進(jìn)出船塢與港口,這個(gè)是不容易的。因?yàn)檫@需要幾艘小拖輪之間的緊密合作。

遠(yuǎn)洋拖輪

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