轮船的前世今生

科普中国-科学原理一点通 2017-10-25

　　轮船按不同的标准，有不同的分类：

　　1. 按民用运输可分为货船、渡船、客船、驳船；

　　2. 按动力装置可分为内燃机动力装置船、核动力船、蒸汽动力装置船、电力推进船；

　　3. 按航行状态可分为水翼船、气垫船、排水量船、滑行艇、冲翼艇；

　　4. 按航行区域可分为内河船、港湾船和海船；

　　5. 按推进器形式分：喷气推进器船、螺杆艇、螺旋桨船、平旋推进器船、喷水推进器船、明轮船。

　　目前在诸多船舶中，最常见的还是钢质船、喷气推进器船、螺杆艇、内燃机动力船等。

　　轮船为什么没有轮子

　　我国唐代时期，有人发明了一种新的车船，这种车船的舷侧装有两个轮子，所以又叫车轮船。宋代时，人们大量应用车轮船，木匠高宣曾造了大小车船10余种，车船上装有2～8个车轮，最多时装有24个车轮。1802年，英国人西明顿制造了世界上第一艘蒸汽动力船，船上蒸汽机可以带动一个尾部明轮。1807年，美国的富尔顿制造了蒸汽机轮船“克莱蒙特号”，它也用明轮推进。蒸汽机轮船使用的推进工具是明轮，所以又叫明轮船。明轮是在转轮的外周装上叶片，成为旋转的桨轮，装在船尾或两舷。明轮船利用蒸汽机带动明轮，使桨轮转动拨水，推动船只前进。尽管明轮推进较先进一些，但结构笨重，效率较低。明轮的叶片在使用时极易损坏。

　　在明轮推进的基础上，有人发明了螺旋推进器。螺旋推进器又称螺旋桨，通常螺旋桨装在船尾。当桨叶转动时，叶片击水，水的反作用力成为船舶推动力。螺旋桨重量轻、效率高，结构简单、牢固，又深入水下，不易损坏。所以，螺旋桨自然而然取代了明轮。虽然螺旋桨取代了明轮，但用螺旋桨推进的船至今仍被人们称为轮船。

　　大型集装箱货轮

　　船舶的“先祖”独木舟

　　船舶的发展历史大体经过了四个时代：舟筏时代、帆船时代、蒸汽机船时代和柴油机船时代。而所有这些船舶的发展基础都来自于独木船。

　　独木船又称独木舟，是用整根木头挖成的。独木船既没有桨，也没有帆，它是如何航行的呢？最初人们用手脚划水使独木舟前进，后来又改用树枝、木片、竹篙、划桨和摇橹等划独木船的工具。竹篙是用竹子做成的，端部装有铁钩，用以支撑河底、河岸，利用反作用力来推进船舶，它是最原始的推进工具。独木船是最早的船舶，在中国古代，独木舟大致有三种类型：平底独木舟、尖头方尾独木舟、尖头尖尾独木舟。1958年，在江苏省发掘出一条独木舟，属于尖头尖尾独木舟一类。从20世纪50年代起，中国出土了几十种类型的独木舟。独木舟在世界各地都曾大量出现过。在荷兰，有人发现了一条公元前6000多年前的独木舟；在印度，至今还保存着一种独木舟，其船侧装有放置货物的横木板；在英国约克郡一处沼泽地里，人们发掘出一支公元前7500年的木桨；人们还在苏格兰境内的湖层里，曾经发现过独木舟；在瑞士考古学家也发现了新石器时代的独木舟；新几内亚人的独木舟几条横排在一起，装有风帆，居然可以出海航行；此外，波利尼西亚人的双体独木舟和印第安人的独木舟也非常有名。

　　独木舟在恬静的湖面上

　　大能量的小个子拖轮

　　在大江大河里，人们常常会看到一种小轮船拖着大轮船走。有时，这种小轮船甚至可以拖带长长的船队，或者万吨级大轮船行进。这种小轮船就是拖轮。拖轮的作用是拖带运输的船舶，还可以拖带没有动力、不能自航的船舶，或用来协助大型船舶靠离码头，进出港口，也可用于海上救助。

　　一艘小拖轮为什么可以拖带万吨级的大船或是船队？原来，拖轮虽小，但船身构造坚固，动力功率也大，还备有拖带设备。所以，拖轮可拖带没有动力的船舶。在一些小拖轮上，为了增加动力，在螺旋桨周围还加装导流管，使其成为导管螺旋桨。利用导流管作用，可以增加拖轮三四成的推力，以满足航行或拖带的需要。拖轮拖带船舶的方式，既可以呈一列式拖带驳船，也可以从船旁的舷侧拖带驳船。几艘小拖轮可以共同拖带一艘万吨级大船，使大船顺利地进出港，调动船位，或进出船坞与港口，这个是不容易的。因为这需要几艘小拖轮之间的紧密合作。