水上交通工具的设计发展史和演变

精品文档 1欢迎下载 目录目录 独木独木舟舟 木筏木筏 竹筏竹筏 木板船木板船 桨船桨船 木帆船木帆船 蒸汽轮船蒸汽轮船 现代水上交通工具现代水上交通工具 概念水上交通工具概念水上交通工具 精品文档 2欢迎下载 独独木木舟舟 独独木木舟舟概概述述 独木舟 又称独木船 是用一根木头制成的船 是船舶 的 先祖 是最早的船舶 在世界各地都曾出现过 独独木木舟舟历历史史 在遥远的古代 人类的祖先还处于以采集和渔猎为生的时期 他们活动的场所是森林 草原 江河 湖泊 由于没有水上工具 深水的鱼群 可望而不可得 河对岸的野兽 可见而不可猎 洪水 袭来 来不及逃避就得被淹死 他们在与天斗 与洪水猛兽斗的长 期斗争中增长了才干 增添了智慧 自然现象使他们受到了各种有 益的启发 古观落叶以为舟 就反映了我们祖先早期对一些物体 能浮在水面上的认识 也许正是因为这种自然现象 才引起人们航 行的念头 人骑坐在一根圆木上 就可以顺水漂浮 如果他还握着 一块木片 就可以向前划行 如果把那根圆木掏空 人就可以舒适 精品文档 3欢迎下载 地坐在里面 并能随身携带上自己的物品 这就是人们创造的最初 的独木舟 随着时间的发展 他们 发现 圆柱形的树干在水里不稳定 它会翻滚 人在上面坐立不稳 人们根本无法在这种圆柱形树干 上面活动 就这样 人们就用石斧 石锛 锸等工具 将圆圆的树干削 平 后来 发现用火比石斧加工木材更为方便 人们将树干上不 需要挖掉的地方都涂上厚厚的湿泥巴 然后用火烧掉要挖去的部 分 这样被烧的部分就被烧成一层炭 再用石斧砍 就比较容易 了 独木舟就是这样制造成功的 精品文档 4欢迎下载 在中国古籍 易经 系辞 中有 刳木为舟 的记载 就是 说独木舟是刳木而成的 独独木木舟舟的的类类型型 中国古代独木舟大致有三种类型 第一种是平底独木舟 底是平的 或接近平底 头尾呈方 形 没有起翘 第二种是尖头方尾独木舟 它的头部尖尖的 向上翘起 尾 部是方的 它的底也是平的 如1965 年在江苏武进淹城内城河 出土的独木舟 尖头敞尾 尖头微上翘 舟尾敞开宽而平 属于 尖头方尾独木舟一类 其中一条长4 22 米 舱上口 宽 0 32 米 深 0 45 米 尾舱宽 0 69 米 系用楠木制成 第三种是尖头尖尾独木舟 舟头翘起 尾部也起翘 如 1958 年在江苏武进淹城出土的一条独木舟 舟形如梭 两端小而 失 尖角上翘 属于尖头尖尾独木舟一类 舟舱中间宽 全长 11 米 舱上口宽 0 9 米 深 0 45 米 系用整段楠木挖空制成 外壁光滑木纹依旧 内壁布满焦炭和斧凿斑斑痕迹 这是古代先 民经过数十次用火烤焦后不断用斧凿制加工成的 经碳14 测定 这舟距今已有 2800 年历史 当属西周时期遗物 是我国目前发 现的最古老完整的独木舟 号称 天下第一舟 现在的舰船是从以上三种类型独木舟演变过来的 精品文档 5欢迎下载 世世界界各各地地的的独独木木舟舟 独木舟不是中国独有 国外一些地区也发现了不少得木舟 在苏格兰境内佩斯地方的湖层里 发现独木舟 在瑞士和其邻近地区 也发现了新石器时代的独木舟 除此 之外 印第安人的独木舟和波利尼希人的双体独木舟也较有名 印度有种独木舟 其船侧装有可以放置货物的横木板 新几内亚 的独木舟可以几条横排在一起 上面用横梁固定 横梁上铺坐席 还装有风帆 可以航海 在英国约克郡一个沼泽里 发掘出了一支公元前 7500 年的 木桨 这支桨一定是用来划一种中间掏空的独木舟的 在荷兰发 精品文档 6欢迎下载 现了一只这样的独木舟 其年代约为公元前6300 年 在英国发 现的一只独木舟 长达 16 米 宽 1 5 米 后来 我们的祖先发现把几根树木捆扎在一起 也可以产生更 精品文档 7欢迎下载 大的浮力 这样 就有人制成了木筏 木筏木筏 用藤条 绳子将几根树干或竹子绑扎成片状的漂浮物 就叫筏 它是用简单的石头工具加工制造的 使用的时间也最长 至今 仍 然到处可见 比起独木舟来 木筏的使用面积大 制作起来更容易一些 有 了木筏 人们往返河流的两岸 在水中运行 再也不是什么困难的 事了 精品文档 8欢迎下载 受到木筏的启发 人们想到了自己身边其他能够做成筏的东西 只要能浮在水面上 并且能结扎在一起的东西 他们都要拿来试一 试 于是 人们又制成了竹筏 草筏和羊皮筏等 特别是其中的竹 筏 更 受到人们的欢迎 竹筏竹筏 竹子这种材料 质地坚韧 重量轻 中间空 浮力大 容易捆扎 并且不怕水长时间浸泡 用它制作成竹筏 又方便又耐用 把几只 竹筏串成一排能运大量的东西 竹筏是由多很竹竿捆扎而成的竹排 可以用桨 橹 篙来推进 精品文档 9欢迎下载 原始社会出现的独木舟和筏 使人类在征服江河的斗争中 迈出了重要的一步 独木舟和筏虽然已经在很大程度上解决了原始 人类的渡水问题 但并不是很理想的交通工具 独木舟是一根树干 制成的 不可能做得很大 装载货物不多 筏浮在水面上 本身已 经浸在水里 再装一些货物 就可能会全都浸没 正因为这些情况 引起了人类的思考 到了大约三千多年前 我国就开始出现了木板船 木板 船出现以后 显示了它强大的生命力 也为船舶的进一步发展 和改造奠定了基础 木板船木板船 独木舟两侧加上舷板 舟内增加横档支撑 便成了木板船 独木舟两侧加上舷板 舟内增加横档支撑 便成了木板船 精品文档 10欢迎下载 随着人类文明的不断进步 人们在努力寻求着变革水上交通工 具 的办法 我们的祖先在实践过程中对独木舟和筏不断加以改进 开 始在独木舟的四周加上木板以增大容量 原来的独木舟就变成船底 了 在长期的演变过程中 圆底独木舟逐步变成了船底的中间部分 通连首尾的主要纵向的木材就变成 龙骨 了 这样就变成尖底或 圆底的木板船 而原来平底的独木舟也就逐渐演变成平底木板船底 中心线上的一块板了 在这过程中 人们对筏也进行了改造 在筏 精品文档 11欢迎下载 的四周安上木板 逐步演变成另一种木板船 这时事物起了质变 完全不同于独木舟和筏的新船 木板船就出现了 据考证 木板 船的发明可能是很久远的事情了 至少不能晚于夏朝 从考古学家 在河南偃师二里头遗址中发现的夏朝的铸铜和冶炼作坊 以及铜锛 凿等金属工具来看 夏代的生产力有了飞跃发展 再加上当时已有 了规 矩 准绳等木工生产工具 建造木板船的各种条件已经充分 具备 到了商朝 生产力又有了提高 人们开始较普遍的使用金属 工具建造木板船 并进行较大规模的商业活动了 应该说 由独木 舟和筏发展到木板船 这是造船史上的飞跃 它开辟了航海及河运 史上的新时期 船舶的发展有一个漫长的历史过程 最早出现的木板船叫舢板 原名 三板 顾名思义 可以推测它最初是用三块木板构成的 就是一块底板和两块舷板组合而成 几千年来 人们在实用中不断 对三板船加以改进 逐步使它完善 并且不断有所创新 导致了千 姿百态 性能优良的各种船舶的产生 除了舢板这种单体木板船外 当时人们还受木筏制造原理的启发 造出了舫 f ng 访 说 文 舫 并舟也 把两艘以上的船体并列连接起来 增 加了船的宽度 提高了船的稳定性和装载量 舫 也称 方 枋 方舟 方船 枋船 有时也写作 航 它的制作方 法 起初是用绳索把两只船捆在一起 后来 又演进用木板或木梁 放置在两只船上 用木钉 竹钉或铁钉钉在一起 两船之间也保留 精品文档 12欢迎下载 一定间隔 而不一定要船舷跟船舷紧靠在一起了 除了由两只船体 构成的舫外 在历史上还出现过由多只船体构成的船只 这种船行 驶平稳 上面可以建造庐舍 成为统治阶级出游时候的专用船 周 代对乘船有严格的等级规定 天子乘坐 造舟 诸侯乘坐 维舟 高级官员乘坐 方舟 一般官吏乘坐 特舟 普通百姓只能 乘用 桴 造舟 由多只船体构成 维舟 由四条船构成 方舟 由两条船并成 特舟 是单体船 桴 就是木筏和竹 筏 随着木的运用 桨得到灵活运用 桨桨船船 桨桨船船由由来来 续木板船的出现 人类发明了桨 这是人类的手臂的延长 有了桨 人就可以坐在船上划水前进 如果要增加船只的推进速度 就要增加桨的数 目 于是 一种划桨船在地中海海域周围首先发展起来了 桨桨船船种种类类 桨船有多种类型 按照桨的多少 有单桨船 双桨船 多桨船 按照桨 的长短 有短桨桨船 长桨桨船 在距今5000 多年前的埃及法老齐阿普 精品文档 13欢迎下载 斯的金字塔墓里 有作为法老殉墓品的墓葬船 它就是一种配置长桨的划桨 船 按照桨配置有单层桨船 双层桨船和多层桨船 在双层桨船和多层桨船 上 划桨手坐在各层水平甲板的长条凳上划桨 在爱琴海区 克里特人也是 最早的航海民族之一 他们的划桨船可能吸收了埃及和腓尼基的造船技术 克里特人的战船上配置有 44 名划桨手 划桨手坐在上层水平甲板的长条凳 上划桨 腓尼基人最早将商船与战船的建造分离开来 而且根据航行区域的 不同和航程的远近 建造了用途各异的船舶 而且腓尼基战船的桨是双层设 置的 后来又发展起来了更多层的划桨船 桨桨船船特特点点 桨船具有以下特点 一是船身细长 前部尖利 这样 前部破浪效果好 二是桨船上可以装备其他推进工具 例如 桨船上可以装备风帆 成为桨帆 船 一般桨帆船上装备的是三角帆 以满足在逆风时也能获得良好速度 到了唐代就出现了 初级 轮船 桨轮船 桨轮船 是 唐代李皋发明的 李皋对当时的船的动力进行了改革 他在船的舷 侧或尾部装上大型的带叶轮将 转轮外装有呈放射状的拨水板 依 靠人力踩动浆轮轴 带动轮轴上的浆叶拨水推动船身前进 经过这 种改造的新型船只的桨轮的下半部浸没在水中 上半部露出水面 所以它被称作 明轮船 或 轮船 以区别那些人工划桨的木船和 依靠风力推行的帆船 随着蒸汽 煤油灯动力船的出现和 明轮船 的消失 轮 已不复存在 但人们任然习惯性的吧机动船称为 轮 船 精品文档 14欢迎下载 木板船航行时遇到的一个突出问题 就是它的抗风能力较差 只有当抗风浪能力较强并能借助大自然风力进行远距离航行的木帆 船出现后 人类的航海活动才能更为主动 关于帆的发明 传说是 大禹受到一种叫鲎 h u 后 鱼的启发 鲎鱼的形状很奇特 身体 扁而宽 眼睛长在背上 嘴长在肚腹之下 而背上生有高七八尺的 鳍 q 齐 每当有风吹来的时候 它的鳍就收拢起来了 不论自 然界是否有这种鲎鱼 但是帆的发明 很有可能是人们受到自然界 某种东西的启发 后来 人们在长期航行的实践中 创造了利用风力行驶的船 木帆船 精品文档 15欢迎下载 木帆船木帆船 木帆船是继木板船之后 舟船发展的重要阶段 木帆船是继木板船之后 舟船发展的重要阶段 帆船即利用风力前进的船 15 世纪时 大西洋沿岸的欧洲国家在帆船设计方面有一项划时 代的进展 就是三桅船 它基本上集中了各种船的优点 装有艉柱 绞链舵 方帆与三角帆并用 能利用各个方向的风 并把帆分悬在 三到四根桅杆上 操纵更加灵活 主桅及前桅上有二至三张方帆 帆面积增大 船速就加快 船的体积也可增大 精品文档 16欢迎下载 春秋战国时期 我国南方已有专设的造船工场 船宫 诸侯 国之间经常使用船只往来 并有了战船的记载 战船是从民用船只 发展起来的 但是战船既要配备进攻手段 又要防御敌方进攻 因 此它在结构和性能上的要求都比民用船只高 可以说 战船代表着 各个时期最高的造船能力和技术水平 也从一个侧面反映了当时的 经济力量和生产技术水平 吴国水军的战船是当时最有名的 它包 括 艅艎 y hu ng 余皇 三翼 突冒 楼船 桥舡 chu n 船 等多种舰艇 艅艎又写作 余皇 是王侯 乘坐的大型战船 战时作为指挥旗舰 据古书记载 艅艎船首绘有 鹢 y 益 鸟的图案 有优良的航行性能 水军的主要战舰是三翼 即大翼 中翼和小翼 其中大翼长 10 丈 阔 1 5 丈 可以载士卒 90 多人 有较高的航行速度 吴国就是凭借这些战船先后在汉水和 太湖大败楚 越两国的 后来勾践卧薪尝胆 越国灭吴时的战船已 经发展到 300 艘之多 精品文档 17欢迎下载 我国的帆船 在世界上是相当有名的 早在秦代我国就能造出 长达三十米 宽六至八米 能载重 6 万公斤的漂洋过海的大帆船 海船 到了汉代 就能制造百尺楼船 到宋代 已可制造载重 20 万公斤以上的大船 明代郑和下西洋乘坐的宝船 已长达 140 米 宽达 60 米 自从人类创造了帆船以后 帆船运载着人们在世界的海洋上来 往 直到十九世纪 世界上一些大型的船还是帆船 有的帆船 桅 杆高达 30 米 挂帆 30 多面 精品文档 18欢迎下载 使用较为普遍且时间较长的木帆船 当数白底船 白底船属中 型船 长约 10 余米 靠风力和人力摇橹来推进 它与别的船型显著 不同处 在于船的通体刷成雪白 只在船的首尾各涂一片红色 有 一首闽南语民谣 说的就是这种船 新造白底头尾红 摇橹驾桨驶布篷 三日没到大岙港 家内吃用靠啥人 精品文档 19欢迎下载 闽南语中 红 篷 港 人这四个字的韵母均为 ang 很押韵 民谣道出了白底船的特征 也诉说了渔业生产的辛劳和渔民生活的 贫苦 白底船之所以要刷白 是因为木船长时间浸在海水中 船底会 长苔藻 贝类 滋生船蛆虫 不但影响航速 船板还容易腐烂 刷 上白蛎灰 状况就好多了 还有 过去的渔场在近海 海水相对不 太深 刷白了的船身在水中不会形成明显的倒影 不至于惊吓鱼群 白底船为单船作业 主要从事钓业生产 钓带鱼 也钓鳗鱼 一条白底船一般用五六个船员 带有绲线和钓钩 到了渔场 众人 分工合作 切鱼饵 搭钩钓 放绲线 约摸两个小时之后 再把放 下海的绲线逐一拉起 上了钩的鱼被剥离入舱 有首民谣对此描绘 得很形象 头前拈绲快如梭 后面摇橹嗨呀嗬 一船六人分又合 钓来龙王子孙多 精品文档 20欢迎下载 上世纪四五十年代 围网作业在洞头推广 开始使用比白底船 大的蟹背船 蟹背船也靠风力和人力推进 进行的是对船作业 它 的得名 一来自它的外形 船后舱顶部的形状如梭子蟹的外壳 二 来自它的功能 船上能背负小船 单背船能背负两艘小船 双背船 能载 4 艘 到渔场后卸下小船 以母子式作业围捕鱼群 白底船挂一张风帆 蟹背挂两张帆 洞头渔场还出现过挂三张 网的木帆船 海岛的生产力逐步得到发展 帆船是人类向大自然作斗争的一个见证 帆船历史同人类文明 史一样悠久 帆船作为一种比赛项目 最早的文字记载见于 1900 多年以前古罗马诗人味吉尔的作品中 到了 13 世纪 威尼斯开始定 期举行帆船比赛 当时比赛船只没有统一的规格和级别 帆船运动 起源于荷兰 古代的荷兰 地势很低 所以开凿了很多运河 人们 普遍使用小帆船运输或捕鱼 初期的帆不能转动 只有风顺时才能使用 风不顺就只有落帆 划桨 后来人们在航行的实践中逐步发现 即使不顺风 只要使帆 与风向成一定的角度 帆上还是能受到推船前进的风力 于是人们 又创造了转动帆 在逆风的情况下 船也能前进 15 世纪初期 中国明代 郑和率领庞大船队 7 次出海 到达 亚洲和非洲三十多个国家 现代帆船始于荷兰 1660 年荷兰的 阿姆斯特丹 市长将一条名为 玛丽 的帆船送给英国国王 查理二 精品文档 21欢迎下载 世 1870 年美国和英国首次举行横渡大西洋的美洲杯帆船赛 帆 船分稳向板帆艇和龙骨帆艇两类 稳向板帆艇轻快灵活 可在浅 水中行驶 公元 13 世纪西班牙人和葡萄牙人开始建造一种名叫 caravel 轻帆船 起初主要用作渔船 fishingvessels 由于性能良好 不久就广泛应用于其他方面 迪亚斯 BartholomeuDias 1488 年发现好望角 CapeofGoodHope 哥伦布 ChristopherColumbus 1492 年发现新大陆 达 伽马 VascodaGama 1498 年穿过印度洋到达亚洲 麦哲伦 FerdinandMagellan 1519 1522 年间完成第一次环球航行 用的都是这种船 不应该忘记的是 欧洲人能够造出这样的船 与他们学了许多源于东方 尤其是中国的 长技 有关 欧洲人从东方学去的第一件 长技 是阿拉伯水手的 三角帆 triangularsail 欧洲人原来使用的一直都是 横帆 squaresail 即横向安置的方形帆 一千多年以后 公元 6 世纪 由于受到印度洋 红海和波斯湾地区阿拉伯人 独桅三角帆船 dhows 的影响 地中海地区的水手逐渐改 精品文档 22欢迎下载 用这种比较容易操纵的三角帆来代替横帆 到公元9 世纪 这 一地区已经几乎见不到横帆的身影 附带说说 尽管这种帆的发 明权理应属于阿拉伯人 但在欧洲它却被叫做 Latinsail 拉丁帆 或者 lateensail 大三角帆 欧洲人学去的第二件 长技 是 纵帆 fore and aftsail 中国人早在战国时代 公元前3 世纪 就已经使用 这种帆了 但直到 13 世纪才被欧洲人学去 此前他们从阿拉伯 水手那里学去的三角帆虽然比较容易操纵 但仍然是横向安置的 只能利用顺风 在刮定向季节风 monsoon 的印度洋北部好用 在风向不定的地中海和其他欧洲海域就不大适用 纵帆利用分力 合力原理 可以 船驶八面风 只有 当头风 不可行驶 不 过到 16 世纪 由于想出了 调戗使斗风 的办法 逆风也能行 船了 所谓 调戗 指的是调整船头方向 把当头逆风转变成 侧斜风 这样它就也能推动船只呈之字形前进 利用纵帆有一个必要条件 就是要能灵活调整船头方向 在 中国 那是通过使用安置在船尾的 舵 rudder 全称 sternrudder 尾舵 来实现的 现在成语词典收有 见风使舵 或作 看风使舵 那是一条来自 俗语 vulgartongue 而非来自 典故 literaryquotation 的 成语 讲的正是按照风向操纵舵来调整航向 它本无贬义 不幸 的是现在往往被用指不讲原则 随风倒的圆滑 世故做法 古时 舵字也作柂 柁 杕 东汉刘熙 释名 解释 船 字说 精品文档 23欢迎下载 其尾曰柂 南北朝 玉篇 公元 543 年 说 舵 正 船木也 又说 杕 船尾小梢也 这些文字记载都说明 中国人很早就发明了舵 而考古发掘得到的用舵证据就更早了 广东 湖北等地的西汉墓都出土过木船模型 其船尾都安置有舵 但是舵传到欧洲却相当晚 大约是公元12 世纪的事 此前欧洲 人一直用侧桨来控制方向 那远不如使用舵 舵可以说是欧洲人 学去的第三件 长技 学会使用三角帆 纵帆和舵以后 水手就能更加放手地利用风 力了 这就导致桅与帆数目的增加 尤其是风帆数目的增加 因 为使用多个比较小的帆 比使用单个大帆操作起来容易 caravel 正是一种轻型多桅帆船 它通常有三根桅杆 前桅 fore 鄄 mast 和主桅 main 挂横帆 后桅 mizzen 挂三 角纵帆 有的还立了第四根桅杆 也挂三角帆 还有一些船从船 头向前伸出一根斜桅 bowsprit 上面挂一张小帆 并在 主 帆和前帆之上各加一面顶帆 top 鄄 sails 这样就既能充分 利用风力 有速度 又比较灵活 便于操纵 可以在各种风向条 件下行驶 应该注意 吹在风帆上部的风 除产生水平方向的推 力以外 还产生向上的升力 升力比较小的时候有利于船只航行 但如果升力过大 就有可能使船只倾覆 使用三角帆和顶帆 可 以减小升力 有助于船只稳定航行 欧洲人开始建造比较大的船 是在哥伦布发现新大陆 并在 那里掠夺大量财富之后 大约从16 世纪中叶开始 西班牙组织 精品文档 24欢迎下载 了庞大的船队 每年两次往返于大西洋东西海岸之间 从美洲殖 民地运回掠夺的财宝 根据官方统计 在1600 年以前的大约一 个半世纪里 上了税运回西班牙的白银超过18 600 吨 黄金 200 吨 走私的数额有多少 就不大好估计了 除此以外 还有 不少船只在中途或因风暴 或因海盗袭击而沉没 随之葬身海底 的金银当也不在少数 直到今天 它们仍然是世界各国寻宝人与 打捞公司搜寻的重要目标 后来 随着新大陆甘蔗 棉花 烟草 种植园经济的建立与发展 货物运输量大增 大西洋上的船队运 输就更繁忙了 这里面当然还不应该忘记与之相关的黑奴贩运 根据一些学者的研究 从 15 世纪开始有这项罪恶贸易到 19 世 纪欧美各国正式宣布废除 在西非海岸被装上贩奴船的黑人总数 达 1200 万 途中死亡了大约六分之一 登上新大陆的约有 1000 万 由此不难看出其运输量是相当大的 为了保护运输船队免受海盗及其他国家船只的袭扰 西班牙 人建造了一种名叫 galleon 的战船 它实际上是在 caravel 的基础上发展起来的大型多桅帆船 从1650 年起 大西洋进入一个海战频繁的时代 西班牙 葡萄牙 荷兰 法国 英国等欧洲殖民国家以及 占岛为王 的海盗 最著名的也许就 是 加勒比海盗 把大西洋变成了一个大战场 这就大大刺 激了战船的发展 起初最大的战船吃水量约为1500 吨 但到 1750 年 2000 吨的船只已很普通 而到 1800 年更有超过 2500 吨的 船壳通常选用坚实的橡木板 oakplanks 制造 而且是 精品文档 25欢迎下载 双层 总厚度可以达到 46 厘米 这就使造船成为一件非常耗费 木料的事 例如 建造 特拉法尔加海战 中纳尔逊 HoratioNelson 1758 1805 所乘旗舰 皇家海军 胜利 号 HMSVictory 所耗费的木材就需砍伐 2 500 株成年橡 树才能得到 后来同样的技术也用于建造民用船 例如英国移民 最早去北美所乘的 五月花号 Mayflower 就属于这种类 型 在以蒸汽机为动力 螺旋桨为推进器的轮船出现以前 大型 多桅帆船一直是欧洲商船和战船的主要船型 值得注意的是 学会用帆 三角帆 纵帆 和舵都属于集体 行为 很难确定是在什么时候 具体是谁从东方学到的 只有第 四件 长技 水密隔舱 watertightbulkheads 才能确定具 体的引进者 那就是 1795 年受命为英国皇家海军造船的萨缪 尔 边沁 SamuelBentham 1757 1831 使用水密隔舱不但 大大增加了船体强度 更重要的是不至一处破损就水漫全船 难 以封堵 有了水密隔舱 欧洲船舶可以说已经达到帆船时代的最 高水平 欧洲人从我们这里学去第五件 长技 时间就更晚了 已 经到鸦片战争之后 原来 在船型设计上虽然他们和我们一样都 精品文档 26欢迎下载 利用了仿生学 bionics 原理 把船体设计成流线型 但模仿 的对象不同 欧洲人模仿的是鱼 而中国人模仿的是水鸟 这样 他们船体的最宽处就在中部靠前的地方 而中国船体的最宽处却 在中部靠后 后来的流体力学研究证明 中国人的做法更科学 因为一般船舶都不是像鱼那样在水里游 而是像水鸟 例如鸭和 鹅 那样在水与空气两种介质之间划行的 认识到这一点以后 西方的船舶也像中国的船那样 把最宽处放在中部靠后的位置了 在中国古代造船 技术里 欧洲人没有学去的大概只有橹 scull 中国早在西汉 约公元前 1 世纪 就开始用橹了 划桨需要把桨提出水面 既做虚功又浪费时间 而橹是连续划水 的 用的是鱼摇动尾巴前进的原理 所以有 一橹三桨 之说 欧洲人很晚才开始考虑以中国的橹来代替他们的桨 但由于 不久后发明了推进效能更好的轮桨 paddlewheel 就没再考 虑用橹的事 不过要指出 轮桨的真正发明者也是中国人 时间 比富尔顿早了一千多年 旧唐书 李皋传 载 挟二轮蹈 之 翔风鼓浪 疾若挂帆席 可见唐代 公元 8 世纪 已经 知道用以足踩踏的轮桨来代替用手划动的桨 轮船在中国古代叫 车船 根据现有记载 宋代岳飞与杨幺的水战 12 世纪 便是一次车船大战 精品文档 27欢迎下载 总之 除在中国古代 四大发明 之一的罗盘之外 我们对 造船与航海技术还有许多重要贡献 欧洲人从东方学去的五项技 术里 四项都源于中国 而这些技术对他们帆船时代的造船与航 海都起了非常重要的作用 现在已经是 后帆船时代 除体 育运动外 已经基本上见不到帆船的身影 但舵 水密隔舱 船 体形状这三项技术仍在继续应用 而且毫无疑问还将一直应用下 去 关关于于帆帆船船 利用风力的基本动力在水上行驶 并由人来操控改变方向前进 一 八千年前 古埃及尼罗河上 即有用芦草束成的船筏 是现 代帆船的前身 二 公元二世纪 地中海各国因军事需要 制造出以奴隶摇桨吆 喝 并配合小风力前进的战舰 三 公元八世纪以后 海上贸易发达 侧风航行的罗马商船应运 而生 精品文档 28欢迎下载 四 十五世纪 中国帆船为使航行时有较高的效率 已用帆骨 及支骨来支撑帆面 欧洲为拓展贸易 海上成队商船日趋活跃 而帆船的性能研 究也从而开始 五 1660 年英国人民呈献一艘狩猎船 YACHT 给查尔斯二世做为 继承王位的贺礼 自此游乐帆船诞生 六 十八世纪 欧洲各国王公 富豪以帆船夸耀自我 帆船运动 逐渐蓬勃 七 1896 年 第一次列入奥运比赛 八 南宋民族英雄岳飞 在太湖隐居时将战船改为七桅的渔船 取其速度较快 以利捕鱼 九 1971 年 台湾帆船运动萌芽 当时以海军主导的帆船协会 为台湾帆船运动奠下基础 十 1975 年 台湾帆船协会成立 十一 1996 年帆船运动比赛 列入省 区运动项目 帆帆船船分分类类 一一 风风浪浪板板 是帆船与冲浪板的结合 可依不同要求竞速 曲道 花式而设计不同的浪板 有过浪 转向 飞跃 空翻 等动作 二二 轻轻舟舟型型 精品文档 29欢迎下载 船身构造简单 不具船舱 尺寸大小不同 比赛时有一定的船型规定 一般用于训练 娱乐 运动或比赛 三三 小小舱舱型型 船内应具睡眠 烹饪 盥洗 贮藏等空间 以中程海上活动为考量设计 四四 大大舱舱型型 船内应具小舱型设备外 另有客厅 卫浴 贮存空间 以 长时 间在海上活动为考量设计 六 预留救生支持管道 七 衡量自己体力的负荷程度 八 如遇难于水上漂流时 勿放弃风帆 以利救援 初期的帆不能转动 只有风顺时才能使用 风不顺就只有落帆 划桨 后来人们在航行的实践中逐步发现 即使不顺风 只要使帆 与风向成一定的角度 帆上还是能受到推船前进的风力 于是人们 又创造了转动帆 在逆风的情况下 船也能前进 经过几千年的发展 随着蒸汽机的发明和科学技术的进步 帆 终于被机械所取代 木板材料也被钢铁代替 帆船也逐渐发展成为 精品文档 30欢迎下载 装有引擎的船 最先代替帆的是蒸汽机 蒸汽轮船蒸汽轮船 蒸汽机的出现曾引起了 18 世纪的工业革命 直到 20 世纪初 它仍然是世界上最重要的原动机 后来才逐渐让位于内燃机和汽轮 机等 在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776 年 经过不 断改进 至 1807 年 美国的富尔顿制成了第一艘实用的 明轮推 进的蒸汽机船 克莱蒙 号 蒸汽机船 克莱蒙 号 蒸汽机诞生后 清同治二年十二月二十日 蔡国祥等制成了中国第 一艘以蒸汽机为动力的轮船 命名为 黄鹄 号 船长约九米 时 速为二十五里 自今大观亭街古盐河下水出安庆江面试航 安庆内 精品文档 31欢迎下载 军械所制成以蒸汽机为动力的轮船 揭开了中国动力机械史和近代 轮船制造史的新篇章 此后 蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久 在探索船舶推进方法中 除了桨 橹 帆这些工具外 在埃 及 罗马和我国古代都曾发明过用明轮的方式推进船舶 罗马人 还使用奴隶和畜力带动明轮 17 世纪以前 船舶推进动力方式 已到了需彻底变革的时期 当时世界各大洋上繁忙的贸易往来需 要解决船舶动力问题 真正解决船用蒸汽机的是 詹姆斯 瓦特 他在 1765 年发明了 双缸蒸汽机 1768 年他与英国伯明翰轮机厂的老板马修 博尔顿 合作 专门研制了一台用于船舶推进的特殊用途的蒸汽机 这就 是世界上早期蒸汽机船上普遍使用的博尔顿 瓦特发动机 从 精品文档 32欢迎下载 而完成了船舶动力的第三次革命 船舶的推动力从人力 自然力 转变为机械力 船舶用蒸汽机提供的巨大动力 使人类有可能建 造越来越大的船 运载更多的货物 第一艘完全使用蒸汽动力推进的船是 皮罗斯卡皮 号 它是 法国人马奎斯建造的 船上有一台单缸蒸汽发动机 用来带动船 两侧的两个明轮 海上运行的第一艘蒸汽机船是美国人罗伯 特 富尔顿发明建造的 凤凰 号轮船 它在纽约与费城之间航行 大东方号 1845 年 7 月 26 日由英国利物浦首航到达纽约 为时 15 天 sambard Kingdom Brunel 设计的第二艘燃煤蒸汽机帆船客轮 大 不列颠号 Brunel 和大西方铁道公司还想造一艘更大的船 由英国 到印度或到澳洲 由于燃煤的蒸汽机帆船客轮 需要很大的储煤舱 间 又考虑到达终点港后 若无法填加燃煤 船本身也要多带回程 所需燃煤 所以船必须造很大 在 1854 年这艘设计可载客 4 000 人 或运兵 10 000 人 载货 6 000 吨的巨无霸 燃煤蒸汽机帆船客轮大 东方号 19 世纪的各大洋是蒸汽机船的天下 由于蒸汽机船的出现 精品文档 33欢迎下载 最终使帆船驶进了船舶博物馆 开始的汽船是由明轮推进的 然后又发展成为螺旋桨推进 接着人 们又陆续发明了涡轮机 柴油机 汽油机和核动力装置 造船的材 料 也由早期主要用木材发展到近代主要用钢铁 由于造船材料和船的行驶动力的不断发展 人们造的船越来越 大 装载的人和货物越来越多 功能也越来越完善 航程也越 来越远 现代水路交通工具的设计现代水路交通工具的设计 现代的小船又采用玻璃纤维和塑料制成 橡皮艇 精品文档 34欢迎下载 说到橡皮艇 我们回顾历史 在 1839 年 惠灵顿公爵第一次做 了充气船的浮筒测试 1840 年 英国人托马斯汉考克设计了充气 筏并把他的工作相关介绍收录在之后几年出版的 英国天然橡胶的 起源和进程 一书中 1844 年 一名海军上尉 Halkett 设计了一个 轮状的充气船 这个充气船被多次用在北极探险中 法国人克莱门 特 Ader 也设计了一个浮动的船只 事实上 许多其他发明先驱发明 的充气筏 这就预示着 充气船 的诞生 1913 年 德国艾伯特 梅耶想出了一个相当新颖的设计 到 1920 年 他的公司 人参巴乌 Pneum Boote 是营销他的 气 船 其中 9 只已在德国的军队 中被使用了 根据世界吉尼斯大全中的 Motorboating 的记载 充气艇的历史可以追溯到尽 公元前 880 年 亚述人 Ashurnasirpal 二世国王下令部队不断的给 greased 兽 皮充气 使其膨胀 以便能通过河流的 在古代的中国 在宋 明两代 人们 也使用密封的充了气的兽皮通过河流 在法国和英国 ZODIAC 和 RFD 先后推 出了第一届现代橡皮艇 1919 年 RFD 的创始人雷福斯特 Dagnall 在英国的 Wisely 湖上测试了一条橡皮艇 并在在 20 世纪 30 年代对他的设计进行了改进 这就是后来的一人气胀式救生筏的始主 1934 年在法国 皮埃尔 Debroutelle 设计出了充气艇的原型 第一条现代橡皮艇被用于法国海军 ZODIAC 的发展 模式引发了民用和军用橡皮艇产业的飞速发展 与之相对应的是 皮埃尔 Debroutelle 于 1937 年设计出了第一条 U 形的橡皮艇 1943 年 8 月 10 日他申 请了此项设计的专利 这也是直到今天运动型和娱乐型充气船最直接的版本 自那时以来许多新的制造商 新模式和新的设计被推向了市场 充气艇已不再 精品文档 35欢迎下载 是背在一个大的游艇后面的小橡皮艇了 它可以达到 45 英尺长甚至更长 刚性 的玻璃钢船体和铝的船体 已经在逐渐取代原始的充气底 奢华漂亮 的装饰部件 甚至是船仓也出现在了橡皮艇上 与它的名字相对应的是 在今 天 充气船 往往只是指船的浮筒是充气了的 而船底有可能是玻璃钢的和铝 的 然而不管怎么说 充气艇一直存在 并且变的越来越受到人们的欢迎了 橡皮艇的种类繁多 型号各异 有专门追求速度的高速艇 有完全手动的皮划 艇 有体验激流乐趣的漂流艇 有外形朴实的工作挺 有用于近海垂钓的钓鱼 艇等等 还有很多用了塑料来制成的小船 精品文档 36欢迎下载 塑料艇 它相比木板船 生产方面就更加工业化重量也大大地减轻了 汽垫船汽垫船 气垫船是利用高压空气在船底和水面 或地面 间形成气垫 使船体全 部或部分垫升而实现高速航行的 船 气垫是用大功率鼓风机将空气压入船 底下 由船底周围的柔性围裙或刚性侧壁等气封装置限制其逸出而形成的 气垫船是英国工程师科克莱尔发明的 1950 年 40 岁的科克莱尔爱上了造 船工业 于是辞掉了原有工作 用自己的全部积蓄 同妻子一起创办了一家小 型造船公司 这时 科克莱尔脑海里所考虑的是怎样才能造出速度更快的船艇 他认为船艇速度提不高的原因是船底与水面间的磨擦所产生的阻力 经过反复 的研究 他发现如果用空气作为船与水之间的 气垫 就有可能减小摩擦 从而 提高船航行的速度 科克莱尔把这一设想具体化 他在空的猫食罐头上装一空 的咖啡罐 用吹头发的吹风机作动力进行实验 结果 靠排气而产生的升浮效 精品文档 37欢迎下载 果令他非常满意 接着他制造了长约 0 5 米的模型船 在河里进行实验 又获 得成功 它的原理与现今实用气垫船的原理是完全相同的 19 世纪初 已有人认识到把压缩 空气打入船底下可以减少航行阻力 提高航速 1953 年 英国人 C 库克雷尔创立气垫理论 经过大量试验后 于 1959 年建成世界上第一艘气垫船 横渡英吉利海峡取得成功 1964 年 以后 气垫船类型增多 应用日益广泛 目前多用作高速短途客船 交通船 渡船等 航速可达 60 80 海里 小时 气垫船的缺点是耐波性较差 在风浪中航行失速较大 气垫船船身 一般用铝合金 高强度钢或玻璃钢制造 动力装置用航空发动机 高速柴油 机或燃气轮机 船底围裙用高强度尼龙橡胶布制成 磨损后可以更换 气垫船又叫 腾空船 是一种利用空气的支撑力升离水面的船 这种船 一出现立即受到全世界造船界的关注 气垫船是靠升力风扇把压缩空气打人气囊 空气从周边射流喷 口射出而形成气垫将船体全部抬出水面的一种船舶 航行时 气垫 将船体与水面隔开 使船舶所受到的阻力比普通的船只小得多 气垫船的发展历史有 100 多年 100 多年前 人类就设想利用 气垫来作运输工具 但当时的科学技术极端落后 这一设想仅仅只 能停留在设想阶段 直到近 40 年来 由于周边射流理论 高速柴油 机及燃气轮机的迅速发展 气垫船的围裙不断改进 才使气垫船的 建造成为可能 气垫船的发展大约经历了以下 3 个阶段 精品文档 38欢迎下载 第一阶段是在 1953 1958 年 称为研究和试制阶段 1953 年 英国人科克雷尔首创了完整的气垫理论 证实了周边射流可有效地 保持气垫 并应用此理论研究气垫船 1958 年 人类历史上的第一 艘气垫船 SR 一 N1 型气垫船终于在英国诞生 第二阶段是在 1959 1964 年 称为走向实用阶段 先前的气垫 船采用的是刚性喷口和没有围裙的周边射流 1960 年 人们在 SR 一 N1 气垫船上 首次使用近半米高的围裙 这种围裙是周边射流的 柔性延伸 有了围裙 气垫船就像汽车有了轮胎一样 能高速地在 水面和陆地上行驶了 1961 年 5 月 英国人宜称 气垫船可作为民 用客船 渡船和军用的登陆艇 反水雷艇和快艇 1963 年 英国人 在建造 SR 一 N2 型气垫船时引进了气囊结构 使围裙的高度和承受 波浪冲击的性能均有显著提高 1964 年 英 美等国对气垫船的围 裙连接方法 飞升 推进和操纵装置等方面都作出了很大的改进 第三阶段从 1966 年至今 称为全面发展阶段 1967 年 英国 在 SR 一 N3 型气垫船上使用囊指型围裙 它使气垫船的耐波性和适 航性都有较大改善 为气垫船向大型化和军用方向发展创造了条件 1968 年 英国气垫船公司建成了 180 吨重的大型高速客运气垫渡 船 它的研制成功 告诉人们气垫船在民用方面同样大有可为 从上面的介绍可见 英国在全浮式气垫船方面一直处于领先地 位 这与英国政府的大力支持是分 不开的 精品文档 39欢迎下载 1958 1972 年 英国政府先后拨款达 1130 万英镑 这无疑加快 了气垫船的发展步伐 美国政府对气垫船技术也是分重视 只是气垫船发展与英国不 同 美国人从 1960 年起 主要将精力用在研制侧壁式气垫船上 从 1963 年建成 10 吨的 XRI 型侧壁式气垫试验船开始 到 1973 年 经 过三次改型 即由 XRIA 到 XRIB 再到 XRIC 型 排水量从 10 吨增加 到 19 吨 1969 年 美国海军与通用航空喷气公司签订了喷水推进 的 100 吨 SES 一 100A 型侧壁式气垫船的合同 不久又与贝尔空间公 司签订了超空泡螺旋桨推进的 100 吨 SES 100B 型侧壁式气垫船合同 他们把这两种侧壁式气垫船作为试验船 在不同地区 不同气候 不同海况等条件下进行航行和武器发射试验 取得了意想不到的 成功 1976 年 当 SES 一 100B 型侧壁式气垫船以 60 节航速高速航行 时 成功地发射了导弹 这次试验的成功 大大加快了军用气垫船 的发展速度 也为今后建造 2000 4000 吨级大型侧壁式气垫船作好 了准备 气垫船既可贴近水面航行 又可在陆地行驶 但无须像车辆那 样靠轮子与地面接触 气垫船虽然像一般船舶那样在水面航行 但 又不像一般船舶那样靠水的浮力来支撑 气垫船能够飞行 但又不 像飞机那样完全腾空而起 由此可见 气垫船是一种介于车辆 一 般船舶和飞机之间的特殊船舶 精品文档 40欢迎下载 也许有人会问 既然气垫形成在船底和水面之间 那么就不可 能密封 形成气垫的气体就会外泄 怎么办 实际上 气垫船的 气垫 是流动的 气垫中的空气射流虽不断向外喷出 但气垫船上 的升力风机也在不停地运转 不停地向气垫补充气流 气垫船在航行时将船体完全抬出水面 因此 阻力小而航速高 机动灵活而又水陆两用 但气垫船也有稳定性差 操纵困难 失 速大和抗风能力差等缺点 经过科学家的努力 一些缺点已得到了 较好的改进 但仍未能从根本上克服 分分类类 气垫船按航行状态分为全垫升气垫船和侧壁式气垫船两种 1 全垫升气垫船 是利用垫升风扇将压缩空气注入船底 与支承面之 间形成 空气垫 使船体全部离开支承面的高性能船 英国制造的世界第一 艘气垫船即为全垫升式 精品文档 41欢迎下载 全垫升气垫船采用空气螺旋桨推进 航行时船底离开水面 因此具有独 特的两栖性和较好的快速性 在军事上 气垫艇是最理想的登陆作战运输装 备 它的高航速 两栖性大大提高了上陆抢滩速度 增大了战术突然性 有 利于上得去 突得破 垫升式气垫船不但可在冰雪 沼泽 礁滩上航行 也可在无码头设施的沿海岛屿停靠 实施无码头组织不间断的后勤补给 有 利于向纵深突击 同时也是猎雷艇 扫雷艇的理想艇型 另外 还可用于在 浅滩 滩涂 岛屿间担负巡逻警戒 交通运输 抢险救灾等任务 由于全垫升式气垫船具有良好的通过性 受潮汐 水深 雷障 登陆障 碍及近岸海底坡度 底质的限制小 因而可在全世界70 以上的海岸实施 登陆作战 排水型登陆艇只能在全世界17 的海岸线登陆 另外 这种 登陆气垫船在战斗装载的情况下 仍可以30 40 节甚至更高的航速航行 大大缩短了登陆部队暴露于敌岸防火力下的时间 加快了上陆速度 提高了 登陆部队的安全性 在在中中国国的的发发展展 登陆演习中的中国 大沽 级 722 2 气垫登陆艇从 934 号坦克登陆舰 旁驶过 中国气垫船的发展 从 50 年代后期起 中国即着手气垫技术的应用研 究以及气垫船的开发 40 多年来 在气垫技术方面 通过原理研究 模型 试验 中间试验和试用 已基本掌握了全垫升式和侧壁式气垫船技术 进入 实用化型号的研制和应用阶段 气垫技术的开发和应用 适应了军民特种需 要 为船舶在特定环境 如浅水急流 江河上游险滩 沼泽地带 浅海滩涂 河口近岸和冰雪地区 的航行以及两栖登陆等创造了条件 精品文档 42欢迎下载 气垫船 一 内河用侧壁式喷水推进气垫客艇 80 年代初 上海船舶运输科学研究所与 安徽省水运科学研究所合作设 计 WD401 内河侧壁式喷水推进气垫艇 由巢湖船厂建成并小批量生产 该艇 总重 16 吨 有 40 个客位 航行吃水 0 45 米 航速达 32 千米 小时 具 有良好的经济性 1981 年 708 研究所对 717 A 型艇进行第二次改装 命名为717 C 型 艇 后以此为原型艇 为重庆轮船公司设计 建造了载客54 名的 717 2 型艇 岷江 号 为重庆轮渡公司设计 建造了载客70 名的 717 3 型艇 两艇航速分别为 46 9 千米 小时和 44 千米 小时 客舱噪声在 75 分贝 左右 建成后均在重庆营运 从1984 年 10 月起连续服务数年 平时由重 庆到泸州单程 249 千米 夏季到宜宾单程 372 千米 只需 6 小时到 8 小时 30 分 大大缩短了运行时间 716 型全垫升式气垫交通艇 二 港湾河口用侧壁式气垫客艇 1980 年 天津市委托 708 研究所设计并由大沽船厂建造港湾用侧壁式 气垫旅游艇 津翔 号 该艇用耐蚀铝合金建造 推进用2 台 12V150ZC 型 高速柴油机 垫升用 1 台 12V150ZC 型主机 总功率 880 千瓦 1983 年到 1985 年 该艇曾在上海至南通线试营运 机械设备可靠 围裙寿命达 600 小时 各项机件正常 但在三级海况航行时耐波性欠佳 1985 年 708 研究所在 719 l 原型艇的基础上 设计了 719 2 型 鸿 翔 号侧壁式气垫渡船 由中华造船厂试制 1987 年冬交付使用 该船总 重 123 5 吨 采用 3 台进口的 TBD234V16 高速柴油机作为主机 航速 44 50 千米 小时 载客 258 名 用于上海到崇明的短途客运 使航渡时 间从原来两小时缩短至四十五分钟 实船营运表明 其性能稳定 飞升 推 进动力装置可靠 围裙寿命已适应营运要求 是实用化的船型之一 三 小型全垫升式 气垫吉普 为了在沼泽 滩涂 淤泥等一般车 船难以到达的地区使用 大港油田 精品文档 43欢迎下载 指挥部委托 708 研究所研制可用火车运载的小型全垫升式 气垫吉普 该 艇系用耐蚀铝合金做艇体 配用2 台汽车汽油机 功率为 2 44 千瓦 采 用导管螺旋桨和囊指型围裙 总重2 6 吨 可载客 8 名 用户使用后 续 订 4 艘 为了减少主机故障率和桨叶颤振 该艇后改用进口的道依茨 Deutz 风冷高速柴油机 该改型艇 7201 型 由杭州东风船厂和芜湖造 船厂小批量生产 先后已建造17 艘 交付有关军区 人民武装部 黄河水 利委员会和大港油田等用户使用 1987 年 河南省旅游局委托 708 研究 所设计 上海飞机制造厂建造用于黄河旅游的7212 型全垫升式气垫船 该船于 1989 年建成 命名为 郑州 号 总重 10 3 吨 载客 33 名 采用 3 台道依茨 BF6L913C 风冷柴油机 1 台用作垫升动力 2 台用作推进动力 另外配有 2 只导管空气螺旋桨 分置于尾部左右 该船是用于开发黄河旅游 资源的实用型气垫船 四 沿海全垫升式气垫交通艇和登陆艇 1983 年 应军事需要 708 研究所与沪东造船厂共同负责改装716 型 全垫升式气垫交通艇 其主机改用3 台进口的道依茨高速风冷柴油机 总 功率 950 千瓦 艇体适当加长 改用导管螺旋桨 重新设计了垫升 推进系 统和围裙 1984 年到 1985