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古代的帆船是什么样的?(简单的方帆)

我要新鲜事2024-01-21 20:43:360

帆​船的鼎盛时期

人类使用帆船航行已经有5000多年了。帆收集风,然后作用在桅杆上,驱动船浮在水面上行驶。在过去,人们只能用桨来驾驶船只。帆的发明是人类第一次主动利用自然能源,对生产力的发展具有重要意义。人类已经不知道何时,何地,以及如何发明和制造帆船。但早在公元前3960-3908年,埃及人就开始使用帆船了,这是我们所知道的最早的古代帆船。这种帆船只有一个简单的方帆。此时,风能利用率仍然很低,帆无法旋转和升降。

我国在商代有航海记录。据说“殷人东渡”是商朝的一些人乘船穿越太平洋来到美州的。几个世纪以来,帆船一直是世界上重要的交通工具。15世纪初,建造了一艘三桅的“三桅帆船”,可在65度以内使用风力。法国文学巨擘维克多·雨果(Victor Hugo)称赞它是“人类的伟大杰作”。三桅帆船的船体结构更为合理,可承载大量生活必需品。它可以在海上停留几个月,甚至可以在逆风条件下行驶。15-18世纪,帆船发展到了顶峰,新的导航技术(导航罗盘、导航路线图等)不断出现和改进。大型帆船也展示了他们的航海技能。

公元1405年,郑和奉命远航。他的“宝船”装饰华丽,船长长44英尺,宽4英尺,宽18英尺(长152米,宽62米)。排水量约为2000吨。“宝船”的背后是一支庞大的船队,包括60多艘大型船舶和208艘中小型船舶。郑和的航行是中国乃至世界航海史上的一项辉煌壮举。

郑和七下西洋,意大利哥伦布发现美洲新大陆,葡萄牙麦哲伦成功环球航行,都是大型风帆船的杰出贡献!

19世纪以后,随着蒸汽机和内燃机的兴起,使用这些动力的船舶发展迅速。它们功率大,速度快,行驶灵活,负载大,受风力影响小。他们在海上航行方面有更明显的优势。传统帆船越来越少,几乎消失了。

然而,在20世纪下半叶,人类面临着新的问题,即能源危机和环境污染。巨型船舶需要消耗大量宝贵的石油能源,排放大量废气和废物,严重污染大气和海面。河流、湖泊和海洋中的持续风力发电属于可再生能源和清洁能源。因此,借助风力发电的现代帆船恢复了活力,各种新型帆船正在涌现。由于各种新材料和电子技术的高度发展,现代新型帆船的结构和性能早已不同!专家指出,到21世纪中叶,海上将出现巨型帆船和大型汽艇"齐飞"的壮观景象。

新型​帆船的涌现

日本在现代风帆运动的发展中一直处于领先地位。这项研究始于1975年,1979年进行了船模试验,以选择最佳的帆结构、类型和剖面形状。1980年8月,日本宣布完成世界上第一艘现代帆船——1600载重吨的“新爱德丸”号。

“新爱德丸”号配备了两个帆,高12.15米,宽8米。帆由钢骨架和聚酯纤维制成。帆的最佳角度、折叠和展开由电子计算机控制,液压系统操作。这艘船由两个巨大的帆和一台柴油发动机驱动。当风速达到25海里/小时(约13米/秒)时,停止柴油动力,单独使用风帆,使船舶能够乘风破浪。帆的形状、角度和方向由计算机控制,可根据风向、风速和潮汐自动调整。效率比传统帆高4~5倍。此外,制造帆的材料也非常现代。帆的开启和关闭都是自动的。专门配备各种应急设备和安全设备,以应对海上可能遇到的突发事件。

“新爱德丸”号的试航结果表明,它可以节省50%以上的燃油,大大减少环境污染,减轻船员的工作量。此外,现代风帆船舶的稳定性得到了提高,其颠簸、摆动和偏航都大大低于同吨位的普通船舶,这立即引起了许多造船厂的高度重视。

由于现代风帆船具有显著的节能、安全效益和巨大的经济效益,日本制造了10艘沿海现代风帆船和1艘海洋现代风帆船,并已投入使用,其中最大的2.6万载重吨。据报道,日本海洋机械发展协会正在设计更大的现代风帆船,包括60000载重吨散货船和80000载重吨油轮。日本有关部门也明确表示,到21世纪中叶,日本商船将全部装帆。

现代科学技​术的结晶

日本领先,其他国家也不想落后。他们纷纷制造了各种类型的帆船。最引人注目的是法国制造的“翠鸟”涡轮帆船。它的外观与传统帆船大不相同。该船装有两个10米高的椭圆形圆柱形涡轮帆。它能更好地利用风前进。当船舶运行时,帆顶部的风扇快速运行以吸入空气,导致迎风侧和背风侧之间的压差,驱动发动机以驱动船舶前进。整个系统设计精巧,效率高。全由精密计算机控制,驱动方便。它是现代科学技术的结晶,已投入大规模生产。

英国一家帆船公司推出了一艘10000吨的“国际”号帆船,其特点是5个帆,辅以柴油发动机,能节省高达80%的能源,极具竞争力。苏联巨型运输船“卓亚”号是目前航行面积最大的帆船,总面积1400平方米。因此,它的航行速度能与强风下的快艇媲美,真是令人惊讶!美国造船专家设计并制造了世界上最大的帆船。这艘巨型帆船重达45000吨,完全适合远洋运输。

曾经,世界上20多个海洋国家相继成立了"帆船研究所",并举行了多次有关现代帆船发展的国际学术会议。历史上著名的“帆船强国”荷兰在首都阿姆斯特丹隆重举办了“国际帆船节”。来自10多个国家的数百艘现代帆船参加了比赛。这些帆船,充满了新的科学技术,聚集在阿姆斯特丹港附近的海域,非常壮观。他们不再像古代的“孤帆船”。经过评审团的仔细评估,每艘帆船都有不同的特点,东道主荷兰制造的超豪华“荷兰”帆船名列榜首。它的船长超过100米,外形美观,设计科学。在每秒10米的风速下,“荷兰”号也能达到每小时15海里(即接近每秒8米),接近风速,堪称最新现代科技的结晶。

奇特的“轻气球风筝​帆船”

你听说过在海上放风筝吗?古老的风筝已经有几千年的历史了,海上的风很大,没有障碍物。在海上放风筝引起了海洋科学家的兴趣。受此启发,制作了一艘“风筝风帆船”。几只巨大的风筝层层排列,高高地飞到空中,可以推动船前进。这些风筝由电脑控制,可以自动变形、调整方向和飞行高度。这种风筝帆船比普通帆船有许多优点:它产生的推力大,可以利用不同高度的风前进。

更有趣的是,英国制造了一种奇怪的“轻气球风筝帆船”,里面装满了氦气。升空后,可利用不同高度的风,借助浮力减轻船体重量。这种"风筝帆船"很有吸引力,因为它是一种新的科学思维:第一,把"帆"升到高空!!风筝“帆”的高度、形状和方向由计算机控制,比仅利用海风的普通帆船高得多;其次,巧妙借助“轻气球”升力原理,产生向上升力,更有效地减轻船体重量。这种新型的“风筝帆船”已经多次横渡英吉利海峡,吸引了许多游客。

根据最近的一份报告,德国开发了一种“轻型气球风筝帆船”,它有一个特殊的帆系统。帆是一个巨大的充气翼。机翼可以通过计算机进行微调,氮气可以根据外部条件进行充氮和释放。充气机翼可以像风筝一样悬挂500米高。整个帆系由计算机控制,在任何高度都能充分利用风能,风向与船舶航向的夹角可达135度。这种特殊的帆系统可以将集装箱船、油轮和客船等大型船舶的油耗减半。德国开发的sail风帆系统的另一个特点是,它对船舶结构的变化很小,并且是完全自动的,不会增加控制人员和工作量。

尖端科学技术的迅速发展为古代帆船插上了翅膀。目前,世界各地已建成数百艘大型现代化帆船,在节能环保方面发挥了重要作用。令人欣慰的是,早在1990年5月,我国建就造了第一艘3000吨全自动电子控制帆货船,标志着新型帆的研制取得了新的成就。乘风破浪,扬帆远航,现代航海的前景无限光明!

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