书城工业技术图说高科技与现代交通
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第5章 踏浪而行的海上“霸王”——航舰交通(1)

1.纵观船舶的发展

在遥远的古代,人类的祖先还由于没有水上工具,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。他们再与天、与洪水猛兽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早的船——独木舟。以后人们又逐步学会了就地取材,制造了简单、平稳、装载面积较大的筏。筏的种类较多,有木筏、竹筏、皮筏等。

远古时代的船

随后人们又在长期航行的实践中,创造了利用风力行驶的船——帆船。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。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,世界上有的大型的帆船,桅杆高达30米,挂帆30多面。

腓尼基人的军船,帆受风而使船行走,没有风时用桨划行

经过发展的大型轮船

而中国是世界上最早制造出独木舟的国家之一,并利用独木舟和桨渡海。在公元前2500年,中国制造舟楫,早在商代出现帆船运输。中国是世界上造船航海历史最悠久的国家之一。唐代对外贸易的商船 直达波斯湾和红海之滨,所经航路被誉为“海上丝绸之路”。那时 使用的海船具有9个水密隔舱,抗沉性好,并设有帆和舵,可利用侧 逆风行驶。12世纪初,中国首先将指南针用于航海导航。15世纪初 至30年代,郑和率巨大船队7次下西洋,所用宝船有9桅12帆,长44 丈,宽18丈。船队大小船200余艘,最远航程到达非洲东岸现今的索马里和肯尼亚一带。

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,帆船也逐渐发展成为装有引擎的船,最先代替帆的是蒸汽机。

“轮船之父”富尔顿

首先发明以蒸汽机为动力的明轮式的船的是英国人赛明顿。他在1802 年制造出了世界上第一艘蒸汽明轮船夏洛特·邓达斯号,其蒸汽机是瓦特式的。这艘船在苏格兰运河上航行了31.5 千米,航行虽然成功,但他不太走运。因为明轮掀起的波浪损坏了河堤,这艘具有划时代意义的船被运河管理人扼杀在摇篮中了。相比之下,美国人罗伯特·富尔顿就幸运多了。他在1803 年把锅炉、蒸汽机和明轮装到了内河航行的船舶上,他的努力并不是一次成功的。经过多次失败, 最后他的”克莱门特” 号取得了成功。这条船长45.7 米,宽4 米,吃水0.6 米,明轮半径0.9 米,轮宽0.25 米。不仅如此,这条船还装有两片42.6 米的帆,蒸汽机只是作为辅助动力,这也是早期这类船的一大特点。这艘船於1807 年8 月17 日在哈德逊河上试航,时速8 千米。从那以后,富尔顿便以”轮船发明家”闻名於世。当然,富尔顿并不是第一个制成轮船的人,但是他首先使轮船进入实用,用来运输旅客和货物,并通过这种办法轻而易举地赚回了造船的成本。也正因为这样,所以世界各国竞相开辟轮船的定期航线,井对轮船的制造技术进行改进提高,从而推动了轮船制造业的发展。而”克莱门特”号获得成功后并未隐退,它定期航行於纽约和奥尔巴尼之间的哈得逊河上。

现代钢铁轮船

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。有些现代的小船又采用玻璃纤维和塑料制成。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,功能与越来越完善,航程也越来越远。

知识卡片:

桅杆

船上悬挂帆和旗帜、装设天线、支撑观测台的高的柱杆,木质的长圆竿或金属柱,通常从船的龙骨或中板上垂直竖起,可以支撑横桁帆下桁、吊杆或斜桁。 轮船上的桅杆用处很多。比如用它装信号灯,挂旗帜、架电报天线等。此外,它还能支撑吊货杆,吊装和卸运货物。

明轮

又称明轮推进器,是一种船用局部入水的推进器,装在船的两侧或尾部,形状类似车轮,在轮周上装若干桨板,拨水向后使船前进。因轮之大部分在水面以上,故称“明轮”。19世纪,西方国家广泛使用明轮。由于蒸汽机船上装有明轮,故称为轮船。明轮结构笨重、效率低,特别是遇到风浪中。而且,叶片使用时易损坏。所以,明轮推进器后来被螺旋桨所代替。

螺旋桨

螺旋桨是指靠桨叶在空气中旋转将发动机转动功率转化为推进力的装置或有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船等。

2.现代船舶的类型

船舶经过几千年的发展,到了现代用途已经很多元化了,成为人们生活中必不可少的工具之一。按用途来分船舶可以分为民用船和军用船。民用船又可以分为运输船舶、渔业船舶、工程船舶、海洋开发船舶、拖带船舶、港作船舶、农用船舶、游乐船舶。而从船舶设计特征考虑,民用船也可以分为运输船舶和作业船舶两类。至于军用船可以分为战斗舰和辅助舰艇。下面让我们分别简单了解几种主要的船舶。

大型客船

首先,当然是我们日常出行经常乘坐的船,我们称之为“客船”。 客船是指专门用于运送旅客及其可携带行李和邮件的船舶。对兼运少量货物的客船也称客货船。客船多为定期定线航行,固又称为班轮或邮轮。客船的特点是具有多层甲板的上层建筑,设有完善的餐厅、卫生和娱乐设施,令配有足够的救生设备、消防设备和通信设。它的上层建筑很发达,用于布置旅客舱室;抗沉、防火、救生等方面的安全要求都较严格。为了改善航行环境,客船减摇、避震、隔声等方面的舒适性要求高;航速较快和功率贮备较大。

散货船

另外,就是专门用于运输货物的“货船”。 用于载运旅客和货物的船舶,又称为“商船”。作为运输工具,船舶同其他运输方式所用工具相比,优点是运载量大,营运成本低。随着世界经济的发展,现代运输船舶已形成种类繁多、技术复杂和高度专业化的庞大船队。运输船舶为能在水上安全航行,并担负载运旅客和货物的任务,对某些方面的性能有较高的要求。比如船舶的浮性,在满载旅客、货物后能漂浮于水面并保有一定储备浮力;还有船舶的稳性,在风力或其他外力作用下不倾覆;船舶的抗沉性,因碰撞、搁浅或发生其他海损而局部进水时仍能漂浮于水面而不沉没;船舶的操纵性,能按照驾驶人员的意图改变或保持船舶航向和速度;船舶的快速性,在一定主机功率的推动下能以较快速度前进;最后是船舶的耐波性,遇到风浪,仍能以一定速度平稳航行。

大型军舰

船舶不但广泛应用于我们的生活,自古到今,船舶也是必不可少的军事工具。用于军事领域的船舶,我们统称它们为“军舰”。 军舰,又称海军舰艇,是在海上执行战斗任务的船舶。直接执行战斗任务的叫战斗舰艇,执行辅助战斗任务的是辅助战斗舰艇。军舰与民用船舶的区别主要有三个方面:首先,军舰上装备有武器,战斗舰艇上装备的武器有飞机、舰炮、鱼雷、水雷和深水炸弹;在辅助战斗舰艇,大多装有自卫用的武器。其次,军舰舰体上油漆与民用船舶不同,海军军舰的外表一般漆上蓝灰色油漆,陆军军舰的外表一般漆上草绿色油漆。在海军舰尾悬挂海军旗或国旗,一般,战斗舰艇舰尾挂海军旗,辅助战斗舰艇舰尾挂国旗。最后,军舰的桅杆上装有各种用于作战的无线电、雷达、敌我识别器等多种电子装备的天线。

中国海军辅助军舰

当然,船舶的类型远远不止这几种,还有非商船、救助作业船、工作船、快艇等等。可见,无论在军事、娱乐、交通、运输、作业方面,船舶都发挥着巨大的作用。船舶的繁多种类足以体现它在现代人们日常生活中的重要性。

知识卡片:

辅助船舰

执行海上战斗保障、技术保障和后勤保障任务而不直接参加对敌作战的各种舰艇的统称。

作业船

作业船舶广泛用于港口建设、航道整治、水下施工、矿藏开采、海底管缆铺设、险情防救、海洋开发、海洋利用、渔业生产等许多领域。除部分作业船舶(如海洋调查船、港口作业船、渔船等)的总体性能与运输船舶相近外,一般都独具特性。

3.海上“雄狮”——航空母舰

航空母舰,简称“航母”、“空母”,前苏联称之为“载机巡洋舰”,是一种可以提供军用飞机起飞和降落的军舰。中文“航空母舰”一词来自日文汉字。航空母舰是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰艇。现代航空母舰及舰载机已成为高技术密集的军事系统工程。航空母舰一般总是一支航空母舰舰队中的核心舰船,有时还作为航母舰队的旗舰。舰队中的其它船只为它提供保护和供给。

航空母舰编队

航空母舰是以舰载机为主要武器并作为其海上活动基地的大型水面战斗舰艇。依靠航空母舰,一个国家可以在远离其国土的地方,不依赖当地的机场施加军事压力和进行作战行动。航空母舰一般不单独活动,它总是由其他舰只陪同,合称为航空母舰编队,又称航空母舰战斗群。整个航母编队可以在航空母舰的整体控制下,对数百公里范围内的敌对目标实施搜索、追踪、锁定和攻击。因其编队可同时使用多兵种、多舰种、多机种,能开辟独立的海战场,真正做到全天候、大范围、高强度、长时间的连续战斗,实现中远海的一体化联合作战。 世界上第一艘真正意义上的现代航空母舰,是1918年5月完工,同年9月正式编入英国皇家海军的“百眼巨人”号。该舰排水量为14459吨,可载机20架。它的诞生标志着世界海上力量发生了从制海到制空、制海相结合的一次革命性变化。

世界上第一艘真正意义上的现代航空母舰——“百眼巨人”号

航空母舰的主要武器装备是它装载的各种舰载机,歼击机、轰炸机、预警机、固定翼反潜机、电子战机、救援直升机等。航空母舰利用舰载机进行空中截击、对海对陆进行攻击,直接把敌人消灭在距离航母数百千米之外的领域。舰载机是航空母舰最好的进攻和防御武器。 航空母舰上也装备自卫武器,有火炮武器、导弹武器。前苏联的航母同时装备有远程舰对舰导弹,从这一点来说前苏联的航母是“航母与巡洋舰的混合体”。武器装备还有对空,对舰甚至反潜导弹,自卫武器毫不含糊,对自身的保护起了很大作用。

舰载机