船的发展史

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  在几千年前,人们就发现过河困难的问题。若河浅和水流慢,人们就可以涉水渡河。但遇到河深和水流急的河流,人们就无法过河。后来,一些人发现抱着树枝或粗的树干,就可以浮渡过河。于是,人们就开始有意识地把树枝捆成一扎,做成木筏。或把粗树干挖空,使它成为独木舟就可以过河了。这就是船的雏形。

  在后来,人们开始在船上装上许多船桨,以此来为船只提供动力,使其不用随波逐流,便于控制船只,使船只更安全。

  小资料:公元前483年-前480年,雅典建造的大批三层桨战船迅速完工。在雅典的穆尼奇安和兹阿发现在战争中赶修三层桨战船的干船坞,其尺度为46×6米,此类战船,经专家考证:船长37米、宽5米,撞角外伸3米。低层桨手共54人,中层54人;上层60人,后备桨手30人,除下层外,全部水手武装完整。低层桨长2.3米,中层3.2米,上层4.3米,其最高航速在静水中可达8节。

  随着人们的科技发展和贪婪的欲望,使人们开始了远洋探险。在技术上,探险家们所使用的帆船比以前的人力多桨船先进多了。它装上了高大的桅杆,桅杆上挂着大面积的帆布,使它能尽最大限度地利用海上的风能。这比起以前的船,速度更快,船身更大,更坚固,住在上面更舒适。它上面放置了大量的大炮,使它的攻击力更强。

  小资料:13世纪末,地中海加莱桨船(Galley)有了一定发展,因为在14和15世纪威尼斯人常是这类桨船的制造商,而且素以具有设计制造这类战船的实力地位著称,故有时又称之为威尼斯加莱桨船。

  随着人们步入工业时代,开始了轰轰烈烈的工业革命。英国人瓦特经过多年研究,广泛吸取前人的经验,制成了使用可靠的蒸汽机,并投入使用。那时有一位叫富尔顿的美国人,觉得用桨划船会很累,而且效率不高,于是他就想用明轮来代替船桨。用蒸汽机驱动船只。并于1870年在哈德逊河上成功地进行试航。这就是轮船的雏形。

  1835年,英国人史密斯造了一艘装有螺旋桨的船模型,引起了造船专家的注意。经研究发现,螺旋桨作为船的推进器比明轮力量大。于是装明轮的轮船逐渐退出使用。但为了称呼方便,装螺旋桨的船还是叫轮船。

  随着人类的发展,现代的轮船已经不再用帆来辅助船航行,而且不再使用会严重污染环境而且效率低的蒸汽机,改用了柴油发动机。这是船的发展史上一个重要的里程碑。现代的轮船不仅装上了高效的柴油发动机,而且还装上了雷达、声纳、无线电等先进设备,使船只远洋航行变得更加安全。

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  展开全部船舶是指能航行或停泊于水域进行运输或作业工具,按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式。船舶在国防、国民经济和海洋开发等方面都占有十分重要的地位。

  船舶从史前刳木为舟起,经历了独木舟和木板船时代,1879年世界上第一艘钢船问世后,又开始了以钢船为主的时代。船舶的推进也由19世纪的依靠人力、畜力和风力(即撑篙、划桨、摇橹、拉纤和风帆)发展到使用机器驱动。

  1807年,美国的富尔顿建成第一艘采用明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙脱”号,时速约为 8公里/小时;1839年,第一艘装有螺旋桨推进器的蒸汽机船“阿基米德”号问世,主机功率为58.8千瓦。这种推进器充分显示出它的优越性,因而被迅速推广。

  1868年,中国第一艘载重600吨、功率为288千瓦的蒸汽机兵船“惠吉”号建造成功。1894年,英国的帕森斯用他发明的反动式汽轮机作为主机,安装在快艇“透平尼亚”号上,在泰晤士河上试航成功,航速超过了60公里。

  早期汽轮机船的汽轮机与螺旋桨是同转速的。后约在1910年,出现了齿轮减速、电力传动减速和液力传动减速装置。在这以后,船舶汽轮机都开始采用了减速传动方式。

  1902~1903年在法国建造了一艘柴油机海峡小船;1903年,俄国建造的柴油机船“万达尔”号下水。20世纪中叶,柴油机动力装置遂成为运输船舶的主要动力装置。

  英国在1947年,首先将航空用的燃气轮机改型,然后安装在海岸快艇“加特利克”号上,以代替原来的汽油机,其主机功率为1837千瓦,转速为3600转/分,经齿轮减速箱和轴系驱动螺旋桨。这种装置的单位重量仅为2.08千克/千瓦,远比其他装置轻巧。60年代先后,又出现了用燃气轮机和蒸汽轮机联合动力装置的大、中型水面军舰。

  当代海军力量较强的国家,在大、中型船舰中,除功率很大的采用汽轮机动力装置外,几乎都采用燃气轮机动力装置。在民用船舶中,燃气轮机因效率比柴油机低,用得很少。

  原子能的发现和利用又为船舶动力开辟了一个新的途径。1954年,美国建造的核潜艇“鹦鹉螺”号下水,功率为11025千瓦,航速33公里;1959年,前苏联建成了核动力破冰船“列宁”号,功率为32340千瓦;同年,美国核动力商船“萨瓦纳”号下水,功率为14700千瓦。

  现有的核动力装置都是采用压水型核反应堆汽轮机,主要用在潜艇和航空母舰上,而在民用船舶中,由于经济上的原因没有得到发展。70~80年代,为了节约能源,有些国家吸收机帆船的优点,研制一种以机为主、以帆助航的船舶。用电子计算机进行联合控制,日本建造的“新爱德丸”号便是这种节能船的代表。

  古代中国是当时造船和航海的先驱。春秋战国时期就有了造船工场,能够制造战船;汉代已能制造带舵的楼船;唐、宋时期,河船和海船都有突出的发展,发明了水密隔壁;明朝的郑和七次下西洋的宝船,在尺度、性能和远航范围方面,都居世界领先地位。

  近代中国造船业发展迟缓。1865~1866年,清政府相继创办江南制造总局和福州船政局,建造了“保民”“建威”“平海”等军舰和“江新”“江华”等长江客货船。

  新中国成立后,船舶工业有了很大发展,50年代建成一批沿海客货船、货船和油船。60年代以后,中国的造船能力提高得很快,陆续建成多型海洋运输船舶、长江运输船舶、海洋石油开发船舶、海洋调查船舶和军用舰艇,大型海洋船舶的吨位已达30万以上载重吨。除少数特殊船舶外,中国已能设计制造各种军用舰艇和民用船舶。

  船舶是由许多部分构成的,按各部分的作用和用途,可综合归纳为船体、船舶动力装置、船舶舾装等三大部分。

  船体是船舶的基本部分,可分为主体部分和上层建筑部分。主体部分一般指上甲板以下的部分,它是由船壳(船底及船侧)和上甲板围成的具有特定形状的空心体,是保证船舶具有所需浮力 、航海性能和船体强度的关键部分。船体一般用于布置动力装置、装载货物、储存燃油和淡水,以及布置其他各种舱室。

  为保障船体强度、提高船舶的抗沉性和布置各种舱室,通常设置若干强固的水密舱壁和内底,在主体内形成一定数量的水密舱,并根据需要加设中间甲板或平台,将主体水平分隔成若干层。

  上层建筑位于上甲板以上,由左、右侧壁,前、后端壁和各层甲板围成,其内部主要用于布置各种用途的舱室,如工作舱室、生活舱室、贮藏舱室、仪器设备舱室等。上层建筑的大小、层楼和型式因船舶用途和尺度而异。

  船舶动力装置包括:推进装置——主机经减速装置、传动轴系以驱动推进器(螺旋桨是主要的型式);为推进装置的运行服务的辅助机械设备和系统,如燃油泵、滑油泵、冷却水水泵、加热器、过滤器、冷却器等;船舶电站,它为船舶的甲板机械、机舱内的辅助机械和船上照明等提供电力 ;其他辅助机械和设备,如锅炉、压气机、船舶各系统的泵、起重机械设备、维修机床等。通常把主机(及锅炉)以外的机械统称为辅机。

  船舶舾装包括舱室内装结构(内壁、天花板、地板等)、家具和生活设施(炊事、卫生等)、涂装和油漆、门窗、梯和栏杆、桅杆、舱口盖等。

  船舶的其他装置和设备中,除推进装置外,还有锚设备与系泊设备;舵设备与操舵装置;救生设备;消防设备;船内外通信设备;照明设备;信号设备;导航设备;起货设备;通风、空调和冷藏设备;海水和生活用淡水系统;压载水系统;液体舱的测深系统和透气系统;舱底水疏干系统;船舶电气设备;其他特殊设备(依船舶的特殊需要而定)。

  船舶分类方法很多,可按用途、航行状态、船体数目、推进动力、推进器等分类。按用途,船舶一般分为军用和民用船舶两大类。军用船舶通常称为舰艇或军舰,其中有直接作战能力或海域防护能力者称为战斗舰艇,如航空母舰、驱逐舰、护卫舰、导弹艇和潜艇,以及布雷、扫雷舰艇等,担负后勤保障者称为军用辅助舰艇。民用船舶一般又分为运输船、工程船、渔船、港务船等。

  按船舶的航行状态通常可分为排水型船舶、滑行艇、水翼艇和气垫船;按船舶的船体数目可分为单体船和多体船,在多体船型中双体船较为多见;按推进动力可分为机动船和非机动船 ,机动船按推进主机的类型又分为蒸汽机船(现已淘汰)、汽轮机船、柴油机船、燃气轮机船、联合动力装置船、电力推进船、核动力船等;按船舶推进器又可分为螺旋桨船、喷水推进船、喷气推进船、明轮船、平旋轮船等 ,空气螺旋桨只用于少数气垫船;按机舱的位置,有尾机型船(机舱在船的尾部),中机型船和中尾机型船;按船体结构材料,有钢船、铝合金船、木船、钢丝网水泥船、玻璃钢艇、橡皮艇、混合结构船等。

  船舶的主要技术特征有船舶排水量,船舶主尺度、船体系数、舱容和登记吨位、船体型线图、船舶总布置图、船体结构图、主要技术装备的规格等。

  根据阿基米德原理,船体水线以下所排开水的重量,即为船舶的浮力,并应等于船舶总重量。船的自重等于空船排水量。船的自重加上装到船上的各种载荷的重量的总和(载重量)是变化的,即等于船的总重量。

  船舶载重量包括货物、燃油和润滑油、淡水、食物、人员和行李、备品及供应品等的重量。通常预定的设计载货量与按预定最大航程计算的油、水、食物等的重量之和,称为设计载重量。设计载重量时的排水量称为设计排水量或满载排水量。

  船舶主尺度包括总长、设计水线长度、垂线间长、最大船宽、型宽、型深、满载(设计)吃水等。钢船主尺度的度量指量到船壳板内表面的尺寸,称为型宽和型深,水泥船、木船等则指量到船体外表面的尺寸。

  舱容指货舱、燃油舱、水舱等的体积,它是从容纳能力方面表征船舶的装载能力、续航能力,它影响船舶的营运能力。登记吨位是历史上遗留下的用以衡量船舶装载能力的度量指标,作为买卖船舶、纳税、服务收费的依据之一。登记吨位和载重量分别反映船舱的容纳能力和船的承重能力。它们虽互有联系,但 属不同的概念。

  船体形线图是表征船舶主体(包括舷墙和首楼、尾楼)的型表面的形状和尺寸,是设计和建造船舶的主要图纸之一。它由三组线图构成:横剖线图、半宽水线图和纵剖线图。三者分别由横剖面、水线面和纵剖面与船体型表面切割而成。

  船舶总设计图是设计和建造船舶的主要图纸之一,它反映船的建筑特征、外形和尺寸、各种舱室的位置和内部布置、内部梯道的布置、甲板设备的布局。总布置图由侧视图、各层甲板平面图和双层底舱划分图组成。

  船体结构图是反映船体各部分的结构情况 ,船体各相关部分的结构既独立又相互联系。船舶主体结构是保证船舶纵向和横向强度的关键,通常把它看成为一个空心粱进行设计,并用船中横剖面结构图来反映它的部件尺寸和规格。

  船舶的主要性能有浮性、稳性、抗沉性、快速性、耐波性、操纵性和经济性等。浮性是指船在各种装载情况下,能浮于水中并保持一定的首、尾吃水和干舷的能力。根据船舶的重力和浮力的平衡条件,船舶的浮性关系到装载能力和航行的安全。

  稳性是指船受外力作用离开平衡位置而倾斜,当外力消失后,船能回复到原平衡位置的能力。一般水面船舶的稳性主要是指横倾时的稳性。船宽、水线面系数、干舷、重心高度、水面以上的侧面积大小和高度,以及船体开口密封性的好坏等,是影响船舶稳性的主要因素。

  抗沉性是指船体水下部分如发生破损,船舱淹水后仍能浮而不沉和不倾覆的能力。中国宋代造船时就首先发明了用水密隔舱来保证船舶的抗沉性。船舶主体部分的水密分舱的合理性、分舱甲板的干舷值和完整船舶稳性的好坏等,是影响抗沉性的主要因素。

  快速性是表征船在静水中直线航行速度,与其所需主机功率之间关系的性能。它是船舶的一项重要技术指标,对船舶使用效果和营运开支影响较大。船舶快速性涉及船舶阻力和船舶推进两个方面。合理地选择船舶主尺度、船体系数(尤其是方形系数G和棱形系数G)和线型,是降低船舶阻力的关键。

  耐波性指船舶在波浪中的摇荡程度、失速和甲板溅浸(上浪、溅水)程度等。耐波性不仅影响船上乘员的舒适和安全,还影响船舶安全和营运效益等,因而日益受到重视。

  船在波浪中的运动有横摇、纵摇、首尾摇,垂荡(升沉)、横荡和纵荡六种。几种运动同时存在时便形成耦合运动,其中影响较大的是横摇、纵摇和垂荡。溅浸性主要是由于纵摇和垂荡所造成的船体与海浪的相对运动,增加干舷特别是首部干舷、加大首部水上部分的外飘 ,是改善船舶溅浸性的有效措施。

  船舶的操纵性指船舶能按照驾驶者的操纵保持或改变航速、航向或位置的性能,主要包括航向稳定性和回转性两个方面,是保证船舶航行中少操舵、保持最短航程、靠离码头灵活方便和避让及时的重要环节 ,关系到船舶航行安全和营运经济性。

  经济性是指船舶投资效益的大小。它是促进新船型的开发研究、改善航运经营管理和造船工业的发展的最活跃因素,日益受到人们重视。船舶经济性 属船舶工程经济学研究的内容,它涉及到使用效能、建造经济性、营运经济和投资效果等指标。

  船舶的发展首先取决于社会对船舶的需要。第二次世界大战后迅速增长的大宗货(原油、矿物谷物)运输船舶在技术上已相当成熟,需求量一般不会有大的增减。成品包装货运输船、成品油船、化学品船液化气船、特大件工业装备运输船的需求有增长的趋势 ,海洋开发所需的船舶和特种用途的高速船舶将会增加。相应地,对水翼艇、气垫船、双体船及小水线面船的研究将会加强。

  船舶发展的第二个因素是经济效益和社会效益的提高。燃油价格和装卸费用的高昂,将促使人们从节能、减员和改进运输方法(从整个运输系统角度)等方面去研究新的船舶技术、新的能源利用、新的机型、自动控制方法和新的船型。

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