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水路运输
时间:2011-05-24 10:03来源:未知 作者:admin 点击:
个很好的入门材料,不过学成还是要 靠个人,在使用的过程中,还是会不断地忘记,因此反反复复的阅读了这篇文章有四五遍,对于其中一些比较困难的知识点,甚至要用很久才能消化
  

          水路运输人类与生俱来的好奇心使得人们总有越过江河、湖泊甚至大海去探索新天地的愿望。正是这些原因促使人类的祖先发明了木筏、独木舟等水上交通工具,并借助帆来利用丰富的风力资源。当然,仅仅靠风驱动是不够的。所以人们还发明了桨。至于帆和桨哪个先出现,现在人们无法确知。不过,从一些古迹上看,桨的出现似乎早些。如果把帆、桨装在独木舟上,就成了最原始的帆船。因为早期的桨也起帆的作用。但这种原始的帆船是很难经得起大风大浪的考验的。对于那些靠海生活的人们来说,就需要造出更大、更结实的帆船。而且船上帆、桨、舵都要具备,使用起来要安全有效。对于那些进行海上贸易的人们来说,对帆船的要求就更高了。通常人们认为地中海是航海业发展的摇篮。早在公元前 3000年,腓尼基人(这是一个以航海闻名的民族)就从地中海航行到爱琴海,从此以后,他们的庞大的商船队又发现了直布罗陀海峡,并航行到了英国。但是,随着考古发现的增多,人们又发现了更早的船只,因而也更新了人们的一些观点。印度是一个海岸线很长的文明古国,所以印度考古学家在孟买洛塔附近发现世界上最早的港口并不令人吃惊。人们在那儿发现了码头、货栈和 218米长、37米宽的船坞。由这些发现,人们可以想象当时印度洋上繁忙发达的帆船运输,并可想象当时庞大的造船工业。所以严格地说,印度洋才是真正的航海摇篮。阿拉伯人以善于经商闻名。古代阿拉伯的航海业的发达与此有密切的关系。著名的《天方夜谭》就记述了著名航海家辛巴德 7次从波斯湾边的巴士拉出发航海的故事。其人物的原型很可能就是著名的航海家艾布·阿比达。早期的帆船,除了用于进行贸易活动,也用作战舰。说是战舰,实际上在早先并没装上火炮,只是用来运送兵马、粮草。我们不难发现,最初航海业发达的都是一些靠海生活的民族。为了生存,他们将帆船越造越好,以至有了发达的航海业。航海业兴起的前提是有能经得起风浪的帆船。早期人们对帆船的速度要求并不高,重要的是船要经得起风浪。而这样的帆船一旦产生,人们便可以越过大海去进行贸易、战争或探险。罗马人在他们杰出的统帅朱利叶斯·恺撒和安东尼带领下征服克利奥帕特拉女王的埃及时,其庞大的舰队就是满载兵马粮草的大型帆船队。这种帆船叫加利船,它的动力装置是一块巨大的方形布帆和由 100多个奴隶来划的分几层在两侧排列的桨。实际上,古罗马人在公元前 400年左右就造出了杰出的加利船特里雷米号。它长 42米,有巨大的方形帆,其桨分 3层排列在船的两侧,要 100多个奴隶来划。相比之下,北欧的海盗们就没那么幸运了。他们面临的是北海及北大西洋的惊涛骇浪。险恶的环境对他们的船提出了特别的要求。为适应风向变化,他们将帆变成了活动的。顺风时,把帆横过来作为横帆。当无法顺风航行时,便通过调整帆及船的行进方向使船获得前进的动力。如果进行合适的调整,即使逆着风,船也能前进了。调整后与船行方向平行的帆通常称为纵帆。如果将这两种帆结合起来使用,那么只要有风,船就可以很方便地向任何方向航行了。这些海盗船造得又细又长,除了巨大的方帆,还用 40~50名水手划
桨,所以这些船跑得特别快,而且可以躲到某些大船进不去的狭窄的水道。这正好是海盗们所需要的。桨,所以这些船跑得特别快,而且可以躲到某些大船进不去的狭窄的水道。这正好是海盗们所需要的。1974年,在泉州发掘出来的宋代的一艘海船,长达.. 34.5米,宽.. 4.4米,深.. 3.27米,排水量达.. 374.4吨,可载重.. 200吨。我国著名的航海家郑和又被称为三保太监,原名马和,是云南回族人。1405年,明成祖派遣他率船队出使西洋。他率领的船队有.. 300多艘船,其中有“宝船”60多艘。所谓宝船,就是大些的船。最大的长.. 44丈(137米)、宽.. 18丈(56米),分.. 4层,约.. 1500吨,可乘4O0~1000人,为当时世界之最。船队除了17000多人,还满载金银、丝绸、瓷器。庞大的船队浩浩荡荡从江苏太仓浏河启程,于.. 1407年回国。以后又.. 6下西洋,总共历时.. 28年(1405~1433年),足迹遍布中南半岛、南洋群岛、孟加拉、印度、伊朗、阿拉伯和非洲等地的.. 35个国家和地区,最远到了东非的马达加斯加和索马里。但是,它对人类历史的影响恐怕还不能与哥伦布的.. 3艘帆船发现美洲大陆比。信奉地圆学说的哥伦布决定与发现好望角的葡萄牙人迪亚士航行方向相反而向西航行,去寻找印度和中国。他请求西班牙国王“赞助”,得到国王的恩准。遂于.. 1492年率领.. 3艘全部用帆船装备起来的帆船队开始向西航行。船队的旗船圣·玛丽亚号是长约.. 24米、宽约.. 8米,吃水约.. 2米,重约.. 80吨的木船(这比郑和的船小多了),有.. 3根桅杆,前两根挂方横帆、后一根挂三角形纵帆。船头还斜挂一面小型纵帆。哥伦布就率领着这个由小型轻便帆船组成的船队,用了.. 69天横渡大西洋(平均时速约.. 4海里,即.. 7.4公里),到达了今天的巴哈马群岛。哥伦布误以为已经到了印度,于是那里的土著人便糊里糊涂地成了印第安人。直到.. 1499年,意大利人亚美利哥·维斯普济才证实:哥伦布并没有到印度,他到的是一块“新大陆”。欧洲人于是把这块新大陆称为亚美利加洲,即“美洲”。自新航线开辟后,从.. 16世纪到.. 19世纪,蔚蓝色的大海上白帆点点,到处航行着美丽的三桅帆船。帆船的制造技术越来越高,到.. 19世纪初达到了顶峰。帆船造得越来越大。有的帆船的桅杆竟高达.. 50米,仅中间主桅上的布帆就两吨多重。帆船的速度也大大提高了,快速型的时速达到了.. 15海里,最快的时速超过了.. 20海里。为帆船时代结束划上句号的应当是德国人在.. 1902年造出的名为“普鲁士”号的巨大怪物。它长.. 133·5米,宽.. 16·4米,5根桅杆上各挂.. 6面帆,重达.. 1150吨,最大时速.. 19海里,但是,这艘船实际上是为博物馆造的,因为这时候,用螺旋桨推动的船都已经出现几十年了。
蒸汽机轮船蒸汽机轮船特 1765年改进纽可曼的蒸汽机导致了工业革命的开始。而蒸汽机作为那个时代最先进的动力装置,很自然地会有人想到将它用到船上。明轮的出现,使以蒸汽机为动力的船进入实用阶段。说到明轮,有的人可能不知道。但如果看过电影《尼罗河上的惨案》,就应该知道了。那上面的游艇就是用明轮作推进装置的。直到 80年代初,黑龙江水系的轮船还使用明轮作推进器。实际上明轮的结构并不复杂,有点像我国古代的水车。在一根圆柱形轴上装上蹼板,当整个装置在蒸汽机的带动下转动时,利用蹼板从而使船前进。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公里。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(实际上,几乎没有什么发明是一次成功的)。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。这艘船于 1807年 8月 17日在哈德逊河上试航,时速 8公里。从那以后,富尔顿便以“轮船发明家”闻名于世。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,并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,它定期航行于纽约和奥尔巴尼之间的哈得逊河上。1812年,英国人终于接受了蒸汽明轮船。他们制造了蒸汽明轮的慧星号轮船,可是距第一个英国人发明这种船已经 10年了。在科学技术的发展史上,那些刚刚诞生的“新生儿”往往会因为一些小小的毛病而被某些人扼杀在摇篮中,在这种情况下,就特别需要发明或发现者有极大的勇气和坚韧不拔的精神和坚定的信念。虽然早期的蒸汽明轮船蒸汽机动力往往只起辅助作用,但它是现代轮船的开始。现代轮船首次来到我国的是 1835年来的英国的查甸轮。自那以后,开辟到我国的航运的外国轮船不断增加。直到 1866年 3月,由徐寿在安庆建成的我国第一艘轮船“黄鹄”号才下水。这艘船长 50尺,航速为每小时 10公里。同年,清政府建福州马尾船政局和江南造船所,以后又陆续建了一些造船厂。但我们知道,到这个时候,两次鸦片战争已经过去了,外国轮船公司垄断了我国的航运业,民族工业很难发展,所以这些造船厂虽然也造出了一些船舰,但总而言之,没有什么建树。直到解放后,被政府扶持,造船业才取得了较快的发展。
螺旋桨船螺旋桨船用螺旋桨推进的船,最初是由瑞典工程师约·埃尔逊设计成功的。到 1838年,英国人史密斯把螺旋桨装在“阿基米德”号船上。在功率为 80马力的主机带动下,桨叶把水向后排开推动这条 38米长的船前进,时速达到 8海里。由于螺旋桨推进器经济性能好,结构简单、坚固耐用,使用它可以提高航速并节省燃烧,而且即使在风浪之中也能继续发挥作用,所以一旦出现便迅速得到了广泛的运用。到 19世纪 40年代,机动船舶普遍采用了螺旋桨作为推进器。当然,螺旋桨本身的制造技术也在提高。1844年美国人发明的手工操纵调距螺旋桨使得曼利曼克号变得格外灵活机动,从而在 1861年的南北战争中取得了海战的胜利。除了推进装置,动力源也在不断更新之中。首先是富尔顿所用的瓦特式蒸汽机被淘汰了。那种单缸摇臂式往复蒸汽机经过不断改进,成了多级膨胀式的。高压水管锅炉也逐渐取代了早期的圆筒式的苏格兰烟管锅炉。但这些改进远不如蒸汽轮机的发明带来的进步巨大。1896年,英国人 C.帕森斯将他发明的反作用式蒸汽轮机成功地应用于船上。同年,瑞典人 C.拉瓦尔发明了冲击式蒸汽轮机。这两种蒸汽轮机都用蒸汽工作,但所用蒸汽的温度和压力都要比以前所用的高得多,它的工作原理就如同风吹动风车使之转动一样。高温高压的蒸汽通过特殊设计的喷嘴,变成强大的高速气流打在叶轮外缘的叶片的槽上使轮转动,从而带动螺旋桨转动。这种动力装置体积小、重量轻、功率大、效率高,不易损坏。与蒸汽机相比,它没有活塞、连杆等惯性很大的部件运动。因而运转平稳,无振动和噪声,检修起来工作量小。正是由于这些优点,蒸汽轮机一出现便显示出强大的优势,迅速取代蒸汽机而独领风骚。首先安装蒸汽轮机的和平号曾特别参加了 1897年英国海军的阅舰式。时速达 34.5海里,使得在场的人惊得目瞪口呆。自那以后,大型轮船基本上都用蒸汽轮机,已有的船舶也纷纷进行改装。除了动力装置,造船材料也在发生变化。早期的蒸汽机和明轮是装在木帆船上的。1843年,制造了第一艘铁壳船。1850年以后,逐渐用铁作为造船材料。从此以后,由于新的炼钢法的发明,钢产量迅速增加,钢开始代替铁成为造船材料。比如英国,到 1890年,只有 8%的是铁船了。铁制螺旋桨推进器、蒸汽轮机、钢制船壳,这些新技术的出现使得船进入了一个新的时代,这当然还不是终点。内燃机及其他新的动力装置的出现又打破了蒸汽轮机独领风骚的局面,使得船又从一个时代进入另一个新的时代。
现代船只现代船只自燃油被用作船舶的燃料后,现代大小船只差不多都以燃油来产生能量推动船舶前进。一般大型船只上多以燃烧重油的涡轮机作为动力装置,而小型船只差不多都以柴油机为动力装置。世界上最早的原子能船是前苏联的原子能破冰船“列宁”号。它于 1957年下水,能破 2米以上的冰前进。随后,美国、前西德、日本等国家相继建造了各自的原子能船。其中美国在 1962年建成的“萨凡纳”号原子能船是运客货的,而前西德的是运矿石的。由于科学技术的发展以及人们对速度的追求,各种交通工具的速度在大幅度地提高。比如飞机的速度提高了 20多倍,汽车的速度提高了 4~5倍,火车的速度也提高了 2倍,只有轮船的速度提高得较少。其原因一方面是由于人们主要是追求船的大货运量;另一方面,船在行进时遇到的阻力与陆地、天空的交通工具遇到的不同。一种努力方向是尽可能地减小兴波阻力,也就是尽量减小船头掀起的波浪。现在通常采用的办法是在船头的下部加上一个球状物。这个球状物如果加得合适,可以使得以同样速度行驶的船的发动机功率节约 20%以上。另一种努力方向就是减小船的水下部分。这方面的努力导致了水翼船和气垫船的诞生和发展。在船底的首尾端装翼的设计是法国人在 1892年首先提出的。水翼船,顾名思义,就是带水翼的船。其水翼安装在船底的突出的柱子上。当船以很慢的速度行驶时,与普通船一样。随着速度的加快,就像机翼能产生升为使飞机起来一样,水翼产生升力使船浮起,最终使船体抬出水面,这样的话,船受到的阻力仅仅是小小的水翼受到的阻力,因而航速就大大提高了。就在第一艘水翼船建成的 1953年,英国人科克雷匀提出了气垫理论。经过大量的试验后,于 1959年制成了世界上第一艘气垫船。这艘船长 9米、宽7米、重 4吨。于同年以 2小时零 3分成功地横渡了 38公里宽的英吉利海峡。这艘气垫船是全浮式的。压缩空气从船底喷出,船底四周有柔性衬裙限制空气,使之在船底形成气垫,将船身垫起,船依靠空气螺旋桨推进,靠空气舵操纵。其最大的特点是具有两栖性和快速性,装载能力一般是船重的 30%。还有一种特殊的自身没有动力的船,叫驳船。需要用拖船或顶推船来带动。用拖船拖动的驳船在内河见得比较多。从美国的密西西比河到中国的长江,在世界上的各条大江大河里几乎都可以见到。由顶推船推动的顶推驳船的阻力较拖船带动的要小,技术与经济效果较好。一艘顶推船可带几艘甚至几十艘驳船,且速度较快,因而运费比普通的货船便宜 30~50%,成为很多国家内河运输的主力。这种船也可用于海上,但连接部分在海浪的冲击下容易损坏。直到 20世纪 50年代,连接装置有了改进,这种船才有了显著的发展。
 

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