【輪(lun)船的原(yuan)理(li)】輪(lun)船的原(yuan)理(li) 船舶的基本工作(zuo)原(yuan)理(li)

輪船按不同的標準，則有不同的分類：

1、按民用運(yun)輸可分為客船(chuan)、貨(huo)船(chuan)、渡船(chuan)、駁船(chuan)；

2、按航(hang)行區域(yu)可分為海(hai)船、內河船和港灣船；

3、按航(hang)行狀態(tai)可(ke)分為(wei)排水(shui)量船、滑行艇、水(shui)翼船、氣墊船、沖翼艇；

4、按(an)動力(li)(li)裝(zhuang)置(zhi)可分為蒸汽動力(li)(li)裝(zhuang)置(zhi)船(chuan)、內(nei)燃機動力(li)(li)裝(zhuang)置(zhi)船(chuan)、核動力(li)(li)船(chuan)、電(dian)力(li)(li)推進(jin)船(chuan)；

5、按推(tui)進器(qi)形(xing)式分(fen)：螺旋槳船(chuan)、平(ping)旋推(tui)進器(qi)船(chuan)、噴水推(tui)進器(qi)船(chuan)、噴氣推(tui)進器(qi)船(chuan)、螺桿艇(ting)、明輪船(chuan)。

在(zai)諸多船舶中(zhong)，最常見的是鋼質船、內(nei)燃(ran)機動力船、螺旋槳推進(jin)(jin)船等(deng)。輪(lun)船發(fa)展至今(jin)，戰略用船已經越來越選進(jin)(jin)，其(qi)中(zhong)包括各類戰略艦(jian)船、巡(xun)洋艦(jian)等(deng)。

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系。今天，現代化的輪船，其中有客輪、貨輪和油輪，正在從事著各種關系到人類命運的全球性商業航運。如世界上最大的發達國家美國，在20世(shi)紀70年代初期，每年海運進(jin)口貨物超過(guo)3億噸，總值超過(guo)300億美元。其中(zhong)一(yi)些奢(she)侈品如瑞士鐘表、俄國毛皮、蘇格(ge)蘭威士忌(ji)酒、意大利鞋(xie)、丹(dan)麥家具、法國葡(pu)萄酒，只不過(guo)占進口貨物(wu)總(zong)值的(de)一(yi)小部分；主(zhu)要的(de)進口貨物(wu)是原料，包括4億桶以上的原油(you)、4000萬噸鐵礦(kuang)石、1500多萬噸鋁土礦石以及國(guo)民生(sheng)活不可(ke)缺少的其他(ta)物(wu)品。

輪船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(fen)(fen)(fen)為主體部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)和(he)上(shang)層建筑部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)。主體部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)一般指上(shang)甲(jia)板以下的部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)，由船殼（船底及(ji)船側）和上甲(jia)板(ban)圍(wei)成(cheng)的(de)具(ju)有(you)特定形關(guan)的(de)空(kong)心體，是保證船舶具(ju)所需(xu)浮力、航(hang)海性能(neng)和船體強度的(de)關(guan)鍵部分(fen)，一般用(yong)于布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)動(dong)力裝置(zhi)(zhi)(zhi)、裝載貨物、儲存燃(ran)料(liao)和淡水，以(yi)(yi)及(ji)布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)其(qi)他各(ge)種艙(cang)室(shi)(shi)。上層建筑位于上甲(jia)板(ban)圍(wei)成(cheng)、主要用(yong)于布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)各(ge)種用(yong)途的(de)艙(cang)室(shi)(shi)（如(ru)工(gong)作艙(cang)室(shi)(shi)、生活艙(cang)室(shi)(shi)、貯藏(zang)艙(cang)室(shi)(shi)、儀器設備(bei)艙(cang)室(shi)(shi)等）。船體結構(gou)為由(you)板(ban)材(cai)和型材(cai)組合的(de)板(ban)架(jia)結構(gou)，可(ke)分(fen)為縱骨架(jia)式(shi)結構(gou)和橫骨架(jia)式(shi)結構(gou)以(yi)(yi)及(ji)混合骨架(jia)式(shi)結構(gou)。

②船舶(bo)(bo)動(dong)(dong)力裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)。又(you)可分為推(tui)進(jin)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)和(he)輔(fu)(fu)助裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)。推(tui)進(jin)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)是(shi)提供推(tui)進(jin)動(dong)(dong)力的(de)(de)(de)成套動(dong)(dong)力設備，由主(zhu)機(ji)(ji)（如(ru)蒸汽機(ji)(ji)、汽輪機(ji)(ji)、柴(chai)油機(ji)(ji)、汽油機(ji)(ji)、燃汽輪機(ji)(ji)等）、主(zhu)鍋爐(lu)、傳動(dong)(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)、軸系、推(tui)進(jin)器、各種(zhong)儀表和(he)輔(fu)(fu)助設備等組成。輔(fu)(fu)助裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)是(shi)為船舶(bo)(bo)的(de)(de)(de)正常運行(xing)、作業、生活雜(za)用等提供各種(zhong)能(neng)量的(de)(de)(de)成套動(dong)(dong)力設備，一般由船舶(bo)(bo)電(dian)站、輔(fu)(fu)助鍋爐(lu)和(he)廢氣鍋爐(lu)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)以(yi)及其(qi)他輔(fu)(fu)助裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)等組成。

③船舶舾裝(zhuang)。包括艙室內裝(zhuang)結(jie)構（內壁、天花板、地(di)板等）、家具和生活(huo)設施、門窗、梯(ti)、欄桿(gan)、桅(wei)桿(gan)、艙口蓋等。

④其他(ta)裝備(bei)(bei)(bei)。如錨與(yu)(yu)系(xi)泊設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)、舵與(yu)(yu)操舵設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)、救生與(yu)(yu)消防設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)、通信與(yu)(yu)導航設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)、照(zhao)明與(yu)(yu)信號設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)、通風(feng)與(yu)(yu)空調和(he)冷(leng)藏(zang)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)、壓載(zai)水系(xi)統(tong)、艙底水疏干系(xi)統(tong)、液體(ti)(ti)艙的測深和(he)透氣系(xi)統(tong)、海水和(he)生活用(yong)淡水系(xi)統(tong)、船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)電氣設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)等。構(gou)成(cheng)船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)的零件有成(cheng)千上萬種(zhong)，所用(yong)材(cai)料品種(zhong)多、數(shu)量大(da)，而以鋼材(cai)用(yong)量最(zui)大(da)。其中船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)體(ti)(ti)結構(gou)用(yong)的材(cai)料主(zhu)要是碳素鋼和(he)低合金高強度(du)鋼。船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)的主(zhu)要技術特征有船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)排水量、船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)主(zhu)尺度(du)（如船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)長、型(xing)寬和(he)型(xing)深等）、船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)體(ti)(ti)系(xi)數(shu)、艙容和(he)登記(ji)噸位、船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)體(ti)(ti)型(xing)線圖和(he)結構(gou)圖、船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)總布置圖及主(zhu)要設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的規格等。

動力來源

輪(lun)船可(ke)以來自兩種不同的(de)機(ji)(ji)器：渦輪(lun)機(ji)(ji)和(he)蒸汽機(ji)(ji)。

蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)由三(san)個(ge)(ge)部分組(zu)(zu)成(cheng)：蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)爐(lu)、汽(qi)(qi)缸(gang)和(he)冷凝器(qi)。在蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)爐(lu)中(zhong)，通過(guo)(guo)燃燒(shao)過(guo)(guo)程(cheng)水沸騰為蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)。通過(guo)(guo)管道蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)被送到汽(qi)(qi)缸(gang)。閥門(men)控制(zhi)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)到達(da)汽(qi)(qi)缸(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間。蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)在汽(qi)(qi)缸(gang)內推(tui)動(dong)(dong)活塞(sai)(sai)做功，冷卻的(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)通過(guo)(guo)管到被引入冷凝器(qi)重新(xin)凝結為水。這個(ge)(ge)過(guo)(guo)程(cheng)在蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)運動(dong)(dong)時(shi)不斷重復。一般的(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)有(you)三(san)個(ge)(ge)汽(qi)(qi)缸(gang)組(zu)(zu)成(cheng)一個(ge)(ge)組(zu)(zu)。蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)直接(jie)將活塞(sai)(sai)的(de)(de)(de)(de)(de)上下運動(dong)(dong)轉化為船軸(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)旋轉運動(dong)(dong)。今年新(xin)造(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)中(zhong)還(huan)包(bao)含了一個(ge)(ge)小的(de)(de)(de)(de)(de)渦輪(lun)機(ji)，從汽(qi)(qi)缸(gang)中(zhong)出來的(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)還(huan)可以利(li)用它的(de)(de)(de)(de)(de)余熱在推(tui)動(dong)(dong)這個(ge)(ge)渦輪(lun)機(ji)來提高整(zheng)個(ge)(ge)驅動(dong)(dong)裝置的(de)(de)(de)(de)(de)效率。這個(ge)(ge)渦輪(lun)機(ji)也與(yu)船的(de)(de)(de)(de)(de)螺(luo)旋漿軸(zhou)相連(lian)。

現代輪船的(de)(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)還(huan)有其它提(ti)高其效率的(de)(de)(de)機(ji)構。往往有多個(ge)汽(qi)(qi)缸連在一(yi)(yi)起。蒸(zheng)汽(qi)(qi)從一(yi)(yi)個(ge)汽(qi)(qi)缸出來(lai)后(hou)還(huan)被輸入下一(yi)(yi)個(ge)汽(qi)(qi)缸。這(zhe)(zhe)些汽(qi)(qi)缸的(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)一(yi)(yi)個(ge)比上一(yi)(yi)個(ge)大。這(zhe)(zhe)樣雖然蒸(zheng)汽(qi)(qi)的(de)(de)(de)壓力在每通過一(yi)(yi)個(ge)汽(qi)(qi)缸后(hou)不斷減小(xiao)，但它對(dui)每個(ge)活塞施加的(de)(de)(de)總(zong)的(de)(de)(de)力卻是相(xiang)同的(de)(de)(de)。

漸漸地輪(lun)船(chuan)取(qu)代了(le)過去(qu)的(de)帆(fan)船(chuan)。輪(lun)船(chuan)最主要的(de)優點(dian)是它們不依(yi)靠(kao)風和比帆(fan)船(chuan)快。它們比較(jiao)可靠(kao)，到達(da)一個港口的(de)時間也一般與天氣無關。輪(lun)船(chuan)的(de)燃料有煤、煤球(qiu)、重油和木頭。

輪船不沉的原理

現代的輪船一般都是用鋼造的，鋼遠比水重得多。而且，輪船上裝的許多貨物如糧食、機器、建筑用材等也都比水重，但是為什么裝了那么多東西的船卻不會沉底呢？這里就應用到了一條重要的物理定律：“作用(yong)于(yu)水中物體上(shang)的(de)(de)浮力(li)的(de)(de)大小等于(yu)物體排開水的(de)(de)重(zhong)力(li)。”這條物體浮沉的(de)定(ding)律，改變了人類過(guo)去一(yi)直用(yong)木(mu)材造船的歷(li)史。

浮力定律

我(wo)們(men)可以做個(ge)(ge)(ge)小實驗(yan)來證(zheng)明一下這(zhe)個(ge)(ge)(ge)定(ding)律(lv)：找一塊薄鐵皮，把它(ta)(ta)放在(zai)(zai)水(shui)上(shang)，它(ta)(ta)就立刻(ke)沉(chen)下去了；如果我(wo)們(men)用(yong)這(zhe)塊鐵皮做個(ge)(ge)(ge)鐵盒子(zi)(zi)，再放到(dao)水(shui)上(shang)，雖然(ran)重(zhong)力(li)(li)沒(mei)有(you)變，它(ta)(ta)卻能(neng)漂浮在(zai)(zai)水(shui)面(mian)(mian)上(shang)。而(er)且即(ji)使(shi)往(wang)盒子(zi)(zi)里加(jia)(jia)點東西，盒子(zi)(zi)也(ye)只是下沉(chen)一點點，但仍能(neng)漂浮在(zai)(zai)水(shui)面(mian)(mian)上(shang)。這(zhe)是因為盒子(zi)(zi)底(di)(di)(di)面(mian)(mian)受(shou)到(dao)水(shui)的(de)(de)壓力(li)(li)，這(zhe)個(ge)(ge)(ge)壓力(li)(li)就是豎直向上(shang)的(de)(de)浮力(li)(li)。當(dang)浮力(li)(li)大(da)(da)(da)于鐵皮的(de)(de)重(zhong)力(li)(li)時(shi)，就托住(zhu)鐵盒讓它(ta)(ta)浮在(zai)(zai)水(shui)面(mian)(mian)上(shang)。而(er)浮力(li)(li)是隨(sui)(sui)物體排(pai)開液體重(zhong)力(li)(li)的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)而(er)增(zeng)加(jia)(jia)、隨(sui)(sui)物體底(di)(di)(di)部(bu)面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)增(zeng)大(da)(da)(da)而(er)增(zeng)大(da)(da)(da)的(de)(de)。大(da)(da)(da)輪船浮在(zai)(zai)水(shui)上(shang)就是根據(ju)這(zhe)個(ge)(ge)(ge)定(ding)律(lv)。船越(yue)大(da)(da)(da)，即(ji)船的(de)(de)底(di)(di)(di)部(bu)面(mian)(mian)積(ji)越(yue)大(da)(da)(da)，船排(pai)開水(shui)的(de)(de)重(zhong)力(li)(li)也(ye)越(yue)大(da)(da)(da)，它(ta)(ta)所(suo)受(shou)的(de)(de)浮力(li)(li)也(ye)就越(yue)大(da)(da)(da)，即(ji)使(shi)輪船裝運很多的(de)(de)貨物，也(ye)不會沉(chen)底(di)(di)(di)了。

離開水面行駛的船

船是一種重要的水上交通工具，但是很多人嫌它航行得太慢。這是因為船在水中行駛時，船體要受很大的水體阻力。如果能將船體托離水面，就可以大大地減少阻力，使船速大大加快。這就是氣墊船的基本原理。氣墊船在航行時，船體完全離開了水面，因而只受到空氣的阻力，比在水中航行時，阻力大大地減小。這種船有的能載幾百個乘客，每小時竟可以航行100千米。那么(me)究竟是什么(me)力量把幾(ji)百噸(dun)重的船舉離(li)水面的呢？

氣墊船的氣壓作用

氣墊船上(shang)(shang)裝有(you)幾臺很大的(de)(de)(de)鼓風(feng)機(ji)。這(zhe)些鼓風(feng)機(ji)產生的(de)(de)(de)壓(ya)縮空氣，由船四周的(de)(de)(de)環形(xing)通(tong)道噴出，以(yi)很大的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)向(xiang)下沖向(xiang)水面(mian)。根據作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)和反作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)的(de)(de)(de)原理，船體(ti)就得(de)到一個方向(xiang)向(xiang)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)反作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)。當反作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)足以(yi)托(tuo)起(qi)船體(ti)重量時(shi)，船體(ti)就被抬出水面(mian)。這(zhe)時(shi)，在(zai)水面(mian)和船體(ti)之(zhi)間，形(xing)成(cheng)了一層(ceng)氣墊，氣墊船因此而得(de)名。然后，利用(yong)(yong)(yong)斜向(xiang)插入(ru)水中的(de)(de)(de)螺(luo)旋(xuan)槳，或利用(yong)(yong)(yong)空氣螺(luo)旋(xuan)槳產生推(tui)力(li)，來推(tui)動(dong)船舶前進。氣墊船不僅能在(zai)水面(mian)航行，也(ye)可以(yi)在(zai)陸地上(shang)(shang)行駛，是(shi)一種水陸兩棲的(de)(de)(de)交通(tong)工(gong)具(ju)。同(tong)樣，氣墊船在(zai)陸地上(shang)(shang)行駛時(shi)，船和地面(mian)之(zhi)間也(ye)會(hui)形(xing)成(cheng)一層(ceng)氣墊，把船托(tuo)起(qi)來。