輪船

輪船

漢語中,輪船一般有狹義和廣義兩種用法,輪船推進方式的發展經歷了兩種方式,一種是原始的以人力踩踏木輪推進,一種是現代的以機械化螺鏇漿推進。狹義的輪船定義。狹義的輪船是指用汽輪機推進的船隻。1807年,美國人羅伯特·富爾頓建造了世界上第一艘蒸汽機動力的輪船。在這裡,輪船成為以連續運動代替間歇運動的機械。

  • 中文名稱
    輪船
  • 外文名稱
    The ship
  • 動力
    以機械化螺鏇漿推進
  • 蒸汽船發明
    富爾頓
  • 組成
    蒸汽爐、汽缸和冷凝器
  • 優點
    不依靠風和比帆船快

簡介

現代輪船指用機械發動機推動的船隻,多用鋼鐵製造。原始的輪船是以人力踩踏木輪推進,近代輪船是以蒸汽推動外部明輪輪槳的蒸汽船,現代輪船多用渦輪發動機。

不用風帆而用蒸汽輪機做前進動力的船叫蒸汽船。蒸汽船使用的燃料是煤,蒸汽船外面有一個大輪子,所以也叫"輪船",它是由富爾頓發明的。

輪船輪船

漢語中,輪船一般有狹義和廣義兩種用法,廣義的輪船泛指所有大的,機動推進的船隻,這篇文章主要描寫狹義的輪船定義。狹義地輪船是指用汽輪機推進的船隻,輪船的推進有兩種方式,一種是原始的以人力踩踏木輪推進,一種是現代的以機械化螺鏇漿推進。

第一次使用蒸汽機的輪船是1783年在英國下水的。1807年羅伯特·富爾頓建造了一種在河流上使用的輪船,這種船還帶有帆,它的最高速度是4.5節(8.3千米/小時)。它在紐約和奧爾巴尼之間用為擺渡船。

現代輪船的動力可以來自兩種不同的機器:渦輪機蒸汽機

蒸汽機由三個部分組成:蒸汽爐汽缸冷凝器。在蒸汽爐中,通過燃燒過程水沸騰為蒸汽。通過管道蒸汽被送到汽缸。閥門控制蒸汽到達汽缸的時間。蒸汽在汽缸內推動活塞做功,冷卻的蒸汽通過管到被引入冷凝器重新凝結為水。這個過程在蒸汽機運動時不斷重複。一般的蒸汽機有三個汽缸組成一個組。蒸汽機直接將活塞的上下運動轉化為船軸的鏇轉運動。今年新造的蒸汽機中還包含了一個小的渦輪機,從汽缸中出來的蒸汽還可以利用它的餘熱在推動這個渦輪機來提高整個驅動裝置的效率。這個渦輪機也與船的螺鏇漿軸相連。

現代輪船的蒸汽機還有其它提高其效率的機構。往往有多個汽缸連在一起。蒸汽從一個汽缸出來後還被輸入下一個汽缸。這些汽缸的直徑一個比上一個大。這樣雖然蒸汽的壓力在每通過一個汽缸後不斷減小,但它對每個活塞施加的總的力卻是相同的。

漸漸地輪船取代了過去的帆船。輪船最主要的優點是它們不依靠風和比帆船快。它們比較可靠,到達一個港口的時間也一般與天氣無關。輪船的燃料有煤、煤球重油木頭

​發展歷史

人力踩踏木輪驅動的明輪船。公元782~785年,杭州知府李皋在船的舷側或艉部裝上帶有槳葉的槳輪,靠人力踩動槳輪軸,使輪軸上的槳葉撥水推動船體前進。因為這種船的槳輪下半部浸入水中,上半部露出水面,所以稱為"明輪船"或"輪船"。在19世紀以前,船舶主要靠人工搖櫓和風帆推進。

木船木船

1769年,法國發明家喬弗萊·達邦在船上安裝蒸汽機用以驅動-組木槳,但航速很慢,未能顯示出優越性。1802年,英國人西明頓建造了蒸汽動力的"夏洛蒂·鄧達斯"號明輪船。因遭到拖船業主們的強烈反對,不得不在一個月後停止航行。

1807年,美國機械工程師富爾頓(R.Fulton,1765-1815)設計出蒸汽機帶動車輪撥水的"克萊蒙特"輪船。該船性能可靠,執行了世界上最早的輪船定期航班,奠定了輪船不容搖撼的地位,因此富爾頓被稱為"輪船之父"。

輪船 輪船

1829年,奧地利人約瑟夫·萊塞爾發明了可實用的船舶螺鏇槳,克服了明輪推進效率低、易受風浪損壞的缺點。此後螺鏇槳推進器逐漸取代了明輪。

現代輪船現代輪船

1884年,英國發明家帕森斯(C.Parsons,1854-1931)設計出了以燃油為燃料的汽輪機。此後,汽輪機成為輪船的主要動力裝置。

輪船的發明和不斷改進,使水上運輸發生了革命性的變化。第二次世界大戰之後,世界海運量年平均每10年翻一番。據統計,2004年世界海上貨運量達到了654200萬噸。

近代發展

1690年,法國的德尼·巴班提出用蒸汽機作動力推動船舶的想法,但當時還沒有可供實用的蒸汽機,故構想無法實現。

1769年,法國發明家喬弗萊把蒸汽機裝上了船。但所裝的蒸汽機既簡陋又笨重,而且帶動的又是一組普通木槳,航速很慢,未能顯示出機動船的優越性。

1783年喬弗萊又建成了世界上最早的蒸汽輪船"波羅斯卡菲"號,但是航行30分鐘後,船上蒸汽鍋爐發生爆炸。

1790年美國的約翰·菲奇用蒸汽機帶動槳划水,其效率極低,菲奇的發明沒有受到人們的重視。

1802年,英國人威廉·西明頓採用瓦特改進的蒸汽機製造成世界上第一艘蒸汽動力明輪船"夏洛蒂·鄧達斯"號,在蘇格蘭的福斯--克萊德運河下水,試航成功。這是一艘30英尺長的木殼船,船中央裝上西明頓設計的蒸汽機,推動一個尾部明輪。輪船的出現對拖船業主們是一個打擊,他們以汽輪船產生較大的波浪為由,拚命反對。第一艘汽輪船被扼殺在搖籃里。

美國的約翰·史蒂芬森於1804年建成具有世界上最早有螺鏇槳的輪船。由於推動螺鏇槳的蒸汽機轉速太低,所以他當時認為推進器還是輪槳較好。

1807年,他建造了帶輪槳的"菲尼克斯號" 輪船。"菲尼克斯號"從紐約沿海岸駛向費城進行試航,途中遇到風暴。但經過13天的航行還是平安地到達費城,這是世界上輪船首次在海上航行。

分類

按不同的標準,有不同的分類

1. 按民用運輸可分為客船貨船、渡船、駁船;

2. 按航行區域可分為海船、內河船和港灣船;

3. 按航行狀態可分為排水量船、滑行艇、水翼船、氣墊船沖翼艇;

4. 按動力裝置可分為蒸汽動力裝置船、內燃機動力裝置船、核動力船電力推進船;

5. 按推進器形式分:螺鏇槳船平鏇推進器船、噴水推進器船、噴氣推進器船、螺桿艇、明輪船

在諸多船舶中,最常見的是鋼質船、內燃機動力船、螺鏇槳推進船等。輪船發展至今,戰略用船已經越來越先進,其中包括各類戰略艦船、巡洋艦等。

輪船分類

民用運輸

航行區域

航行狀態

動力裝置

推進器形式

常見類型

客船

海船

排水量船

蒸汽動力裝置船

螺鏇槳船

鋼質船

貨船

內河船

滑行艇

內燃機動力裝置船

平鏇推進器船

內燃機動力船

渡船

港灣船

水翼船

核動力船

噴水推進器船

螺鏇槳推進船

駁船

氣墊船

電力推進船

噴氣推進器船

沖翼艇

螺桿艇

明輪船

作用

輪船促成了人類生活的改變,造成人類以往連做夢也沒想到的世界各國相互依存的關係。今天,現代化的輪船,其中有客輪、貨輪和油輪,正在從事著各種關係到人類命運的全球性商業航運。如世界上最大的已開發國家美國,在20世紀70年代初期,每年海運進口貨物超過3億噸,總值超過300億美元。其中一些奢侈品如瑞士鐘錶、俄國毛皮、蘇格蘭威士忌酒、義大利鞋、丹麥家具、法國葡萄酒,只不過占進口貨物總值的一小部分;主要的進口貨物是原料,包括4億桶以上的原油、4000萬噸鐵礦石、1500多萬噸鋁土礦石以及國民生活不可缺少的其他物品。

構造

構造 船舶由許多部分構成,按作用和用途可分為以下幾部分。

①船體。又可分為主體部分和上層建築部分。主體部分一般指上甲板以下的部分,由船殼(船底及船側)和上甲板圍成的具有特定形關的空心體,是保證船舶具所需浮力、航海性能和船體強度的關鍵部分,一般用於布置動力裝置、裝載貨物、儲存燃料和淡水,以及布置其他各種艙室。上層建築位於上甲板圍成、主要用於布置各種用途的艙室(如工作艙室、生活艙室、貯藏艙室、儀器設備艙室等)。船體結構為由板材和型材組合的板架結構,可分為縱骨架式結構和橫骨架式結構以及混合骨架式結構。

輪船輪船

②船舶動力裝置。又可分為推進裝置和輔助裝置。推進裝置是提供推進動力的成套動力設備,由主機(如蒸汽機、汽輪機、柴油機、汽油機、燃汽輪機等)、主鍋爐、傳動裝置、軸系、推進器、各種儀表和輔助設備等組成。輔助裝置是為船舶的正常運行、作業、生活雜用等提供各種能量的成套動力設備,一般由船舶電站、輔助鍋爐和廢氣鍋爐裝置以及其他輔助裝置等組成。

船舶舾裝。包括艙室內裝結構(內壁、天花板、地板等)、家具和生活設施、門窗、梯、欄桿、桅桿、艙口蓋等。

④其他裝備。如錨與系泊設備、舵與操舵設備、救生與消防設備、通信與導航設備、照明與信號設備、通風與空調和冷藏設備、壓載水系統、艙底水疏乾係統、液體艙的測深和透氣系統、海水和生活用淡水系統、船舶電氣設備等。構成船舶的零件有成千上萬種,所用材料品種多、數量大,而以鋼材用量最大。其中船體結構用的材料主要是碳素鋼和低合金高強度鋼。船舶的主要技術特徵有船舶排水量、船舶主尺度(如船長、型寬和型深等)、船體系數、艙容和登記噸位、船體型線圖和結構圖、船舶總布置圖及主要設備的規格等。

動力來源

現代輪船可以來自兩種不同的機器:渦輪機蒸汽機

蒸汽機由三個部分組成:蒸汽爐、汽缸和冷凝器。在蒸汽爐中,通過燃燒過程水沸騰為蒸汽。通過管道蒸汽被送到汽缸。閥門控制蒸汽到達汽缸的時間。蒸汽在汽缸內推動活塞做功,冷卻的蒸汽通過管到被引入冷凝器重新凝結為水。這個過程在蒸汽機運動時不斷重複。一般的蒸汽機有三個汽缸組成一個組。蒸汽機直接將活塞的上下運動轉化為船軸的鏇轉運動。今年新造的蒸汽機中還包含了一個小的渦輪機,從汽缸中出來的蒸汽還可以利用它的餘熱在推動這個渦輪機來提高整個驅動裝置的效率。這個渦輪機也與船的螺鏇漿軸相連。

現代輪船的蒸汽機還有其它提高其效率的機構。往往有多個汽缸連在一起。蒸汽從一個汽缸出來後還被輸入下一個汽缸。這些汽缸的直徑一個比上一個大。這樣雖然蒸汽的壓力在每通過一個汽缸後不斷減小,但它對每個活塞施加的總的力卻是相同的。

漸漸地輪船取代了過去的帆船。輪船最主要的優點是它們不依靠風和比帆船快。它們比較可靠,到達一個港口的時間也一般與天氣無關。輪船的燃料有煤、煤球、重油和木頭。

載重線

大輪船要在各種各樣的大海里航行,不同的海洋在不同的季節,比重是不同的。夏天,海水溫度升高,體積膨脹,比重就減少。冬天,比重又會增加,不同的海洋在不同的季節的風浪也不相同。在各個海洋里,海水含鹽的多少也不一樣,印度洋的海水含鹽少一些,比重自然小;北大西洋海水含鹽多,比重就大。

滿載貨物的大輪船在大海中航行,就要考慮到海水的不同比重。比如說,一艘在比重比較大的海水裡航行的輪船,裝載的貨物很多,吃水很深,一旦航行到比重小的海里,它受到的浮水小些,就會加深吃水量,倘若再遇到大風浪,就可能發生危險。

為了保證安全,各種輪船上都有船舶載重的標誌,俗話叫做"吃水線"。下面說的是我國船舶檢驗局規定的船舶載重標誌。標誌上分別註明的意思是: R(T)表示熱帶載重線。

注:R是"熱"的漢語拼音首字頭,括弧里的T為英語hot(熱)一詞的詞尾。

X(S)表示夏季載重線;

D(W)表示冬季載重線;

BDD(WNA)表示北大西洋冬季載重線;

Q(F)表示淡水載重線;

RQ(TF)表示熱帶淡水載重線。

現在有一艘萬噸輪,計畫要經過不同季節的幾個航區,冬跨北大西洋。那么,就只能按最低吃水線"BDD(WNA)"即北大西洋冬季載重線來裝貨。因為北大西洋冬季特別冷,海水比重大,同時,風浪又特別大,要求船舶適當地少裝貨物,保留多餘的浮力,以利安全。

輪船軼事

1909年3月31日,"鐵達尼號"開始建造於北愛爾蘭的最大城市貝爾法斯特的哈南德·沃爾夫造船廠。船體於1911年5月31日下水。全部工程於次年的3月31日完成。Titanic的意思可以分成兩部分:"Titan \ ic" ,"Titan"是希臘神話中的泰坦神的名字,"ic"是白星航運公司慣用的船名後綴。也許英國人的意思就是為了表明這艘船是絕不會沉沒的。所以鐵達尼號的官方名稱是RMS Titanic.1912年4月14日,星期天晚上,一個風平浪靜的夜晚撞冰山沉沒,當時引起了西方社會的極大震動。

1963年4月30日下午,我國第一艘自己製造的1.5萬噸的"躍進"號大型貨輪,裝載著萬噸玉米和3000 多噸礦產及雜貨,駛離青島港,開往日本門司港。5月1日中午,當"躍進號"航行到朝鮮濟州島附近的蘇岩礁海域時,突然向國內發出了"我船受損嚴重"的電報,下午2時10分,交通部收到了"躍進"號第一次發出的"SOS"國際求救信號。下午2時左右,躍進號沉沒於黃海中。

2005年3月8日,"華凌"號巨型貨輪在黃海連雲港附近海域行駛,與同航道行駛的德國籍船舶"地中海克利斯提娜"(MSCChristina)輪發生碰撞,"華凌"輪嚴重受損,船體斷裂,尾部近三分之一沉沒海底,剩餘部分漂流至大豐鬥龍港正東約50海里處沉沒,所幸的是船上28名船員被"地中海克利斯提娜"輪救起,沒有造成人員傷亡。當時,"地中海克里斯提娜"輪也受到一定程度的損傷,部分船艙進水。

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