船舶科普
2021-09-15
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船舶(boats and ships),各種船只的總稱。船舶是能航行或停泊于水域進(jìn)行運(yùn)輸或作業(yè)的交通工具,按不同的使用要求而具有不同的技術(shù)性能、裝備和結(jié)構(gòu)型式。
船舶是一種主要在地理水中運(yùn)行的人造交通工具。另外,民用船一般稱為船,軍用船稱為艦,小型船稱為艇或舟,其總稱為艦船或船艇。內(nèi)部主要包括容納空間、支撐結(jié)構(gòu)和排水結(jié)構(gòu),具有利用外在或自帶能源的推進(jìn)系統(tǒng)。外型一般是利于克服流體阻力的流線性包絡(luò),材料隨著科技進(jìn)步不斷更新,早期為木、竹、麻等自然材料,近代多是鋼材以及鋁、玻璃纖維、亞克力和各種復(fù)合材料。
船舶從史前刳木為舟起,經(jīng)歷了獨(dú)木舟和木板船時(shí)代,1879年世界上第一艘鋼船問世后,又開始了以鋼船為主的時(shí)代。船舶的推進(jìn)也由19世紀(jì)的依靠人力、畜力和風(fēng)力(即撐篙、劃槳、搖櫓、拉纖和風(fēng)帆)發(fā)展到使用機(jī)器驅(qū)動(dòng)。
1807年,美國的富爾頓建成第一艘采用明輪推進(jìn)的蒸汽機(jī)船“克萊蒙脫”號,時(shí)速約為 8公里/小時(shí);1839年,第一艘裝有螺旋槳推進(jìn)器的蒸汽機(jī)船“阿基米德”號問世,主機(jī)功率為58.8千瓦。這種推進(jìn)器充分顯示出它的優(yōu)越性,因而被迅速推廣。
1868年,中國第一艘載重600噸、功率為288千瓦的蒸汽機(jī)兵船“惠吉”號建造成功。1894年,英國的帕森斯用他發(fā)明的反動(dòng)式汽輪機(jī)作為主機(jī),安裝在快艇“透平尼亞”號上,在泰晤士河上試航成功,航速超過了60公里。
早期汽輪機(jī)船的汽輪機(jī)與螺旋槳是同轉(zhuǎn)速的。后約在191 [2] 0年,出現(xiàn)了齒輪減速、電力傳動(dòng)減速和液力傳動(dòng)減速裝置。在這以后,船舶汽輪機(jī)都開始采用了減速傳動(dòng)方式。
1902~1903年在法國建造了一艘柴油機(jī)海峽小船;1903年,俄國建造的柴油機(jī)船“萬達(dá)爾”號下水。20世紀(jì)中葉,柴油機(jī)動(dòng)力裝置遂成為運(yùn)輸船舶的主要?jiǎng)恿ρb置。
英國在1947年,首先將航空用的燃?xì)廨啓C(jī)改型,然后安裝在海岸快艇“加特利克”號上,以代替原來的汽油機(jī),其主機(jī)功率為1837千瓦,轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分,經(jīng)齒輪減速箱和軸系驅(qū)動(dòng)螺旋槳。這種裝置的單位重量僅為2.08千克/千瓦,遠(yuǎn)比其他裝置輕巧。60年代先后,又出現(xiàn)了用燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)聯(lián)合動(dòng)力裝置的大、中型水面軍艦。
當(dāng)代海軍力量較強(qiáng)的國家,在大、中型船艦中,除功率很大的采用汽輪機(jī)動(dòng)力裝置外,幾乎都采用燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置。在民用船舶中,燃?xì)廨啓C(jī)因效率比柴油機(jī)低,用得很少。
原子能的發(fā)現(xiàn)和利用又為船舶動(dòng)力開辟了一條新的途徑。1954年,美國建造的核潛艇“鸚鵡螺”號下水,功率為11025千瓦,航速33公里;1959年,前蘇聯(lián)建成了核動(dòng)力破冰船“列寧”號,功率為32340千瓦;同年,美國核動(dòng)力商船“薩瓦納”號下水,功率為14700千瓦。
現(xiàn)有的核動(dòng)力裝置都是采用壓水型核反應(yīng)堆汽輪機(jī),主要用在潛艇和航空母艦上,而在民用船舶中,由于經(jīng)濟(jì)上的原因沒有得到發(fā)展。核電池的出現(xiàn),解決了這些問題,意味著可以批量的制造核電池為動(dòng)力的船舶。70~80年代,為了節(jié)約能源,有些國家吸收機(jī)帆船的優(yōu)點(diǎn),研制一種以機(jī)為主、以帆助航的船舶。用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)合控制,日本建造的“新愛德丸”號便是這種節(jié)能船的代表。
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