书城科普读物探索未知-生活中的各种机械
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第5章 船舶

船舶航行或停泊于水域的运输或作业工具,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。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,航速达60千米/时以上。早期汽轮机船的汽轮机与螺旋桨是同转速的。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,船舶汽轮机都采用减速传动方式。1902~1903年在法国建造了一艘柴油机海峡小船。1903年,在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。20世纪60年代先后出现了用燃气轮机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,航速为33千米/小时。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反应堆汽轮机动力装置,主要用在潜水艇和航空母舰上,而在民用船舶中由于经济上的原因没有得到发展。20世纪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。明朝的郑和于1405~1433年间七次下西洋的宝船,在尺度、性能和远航范围方面,都居世界领先地位。到了近代,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。中华人民共和国成立后,船舶工业有了很大发展,20世纪50年代建成一批沿海客货船、货船和油船。20世纪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(平台)、海洋调查船舶和军用舰艇,大型海洋船舶的吨位可达120000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。