【輪船的(de)原(yuan)理】輪船的(de)原(yuan)理 船舶的(de)基本工作(zuo)原(yuan)理

輪船按不同的標準，則有不同的分類：

1、按民(min)用(yong)運輸可(ke)分(fen)為客船(chuan)、貨船(chuan)、渡船(chuan)、駁船(chuan)；

2、按航行區(qu)域可(ke)分為海(hai)船(chuan)、內河船(chuan)和港灣船(chuan)；

3、按航行(xing)狀態可分為排水(shui)量船、滑行(xing)艇、水(shui)翼(yi)船、氣墊船、沖翼(yi)艇；

4、按(an)動力(li)裝(zhuang)置(zhi)可分為(wei)蒸汽動力(li)裝(zhuang)置(zhi)船、內燃機動力(li)裝(zhuang)置(zhi)船、核(he)動力(li)船、電(dian)力(li)推進船；

5、按推(tui)進(jin)(jin)器形式分：螺(luo)旋槳船(chuan)、平旋推(tui)進(jin)(jin)器船(chuan)、噴(pen)水推(tui)進(jin)(jin)器船(chuan)、噴(pen)氣(qi)推(tui)進(jin)(jin)器船(chuan)、螺(luo)桿艇、明輪船(chuan)。

在諸多船(chuan)(chuan)(chuan)舶中，最常見的是鋼質船(chuan)(chuan)(chuan)、內燃機動力船(chuan)(chuan)(chuan)、螺(luo)旋槳(jiang)推進(jin)船(chuan)(chuan)(chuan)等(deng)。輪船(chuan)(chuan)(chuan)發展至今，戰(zhan)略(lve)用(yong)船(chuan)(chuan)(chuan)已經越(yue)來越(yue)選(xuan)進(jin)，其中包括(kuo)各類戰(zhan)略(lve)艦船(chuan)(chuan)(chuan)、巡洋艦等(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世紀(ji)70年代初(chu)期，每年海運進(jin)口(kou)貨(huo)物超過3億噸，總值超(chao)過300億(yi)美元。其中(zhong)一(yi)些(xie)奢(she)侈(chi)品(pin)如瑞士鐘表、俄國毛皮、蘇格蘭威士忌酒(jiu)、意(yi)大利鞋、丹(dan)麥(mai)家具、法國葡萄酒(jiu)，只不過占進(jin)口貨(huo)物(wu)總(zong)值的(de)一(yi)小(xiao)部分；主要的(de)進(jin)口貨(huo)物(wu)是原料，包括4億桶(tong)以上的原油、4000萬噸鐵礦石、1500多萬噸(dun)鋁土礦石以及國民(min)生(sheng)活不可缺少的其他物品(pin)。

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(chuan)體。又(you)可分(fen)(fen)(fen)為主體部(bu)分(fen)(fen)(fen)和(he)上層建(jian)筑部(bu)分(fen)(fen)(fen)。主體部(bu)分(fen)(fen)(fen)一般(ban)指上甲板以下的部(bu)分(fen)(fen)(fen)，由船(chuan)殼(ke)（船(chuan)(chuan)底及(ji)(ji)船(chuan)(chuan)側）和(he)上甲板(ban)(ban)圍成的(de)具有(you)特定形關的(de)空(kong)心體(ti)，是(shi)保證(zheng)船(chuan)(chuan)舶具所需浮力(li)、航海(hai)性能和(he)船(chuan)(chuan)體(ti)強度的(de)關鍵部分，一般(ban)用(yong)于(yu)布置(zhi)動力(li)裝置(zhi)、裝載貨(huo)物、儲存燃料和(he)淡水(shui)，以及(ji)(ji)布置(zhi)其他各種艙(cang)(cang)室(shi)。上層建(jian)筑位于(yu)上甲板(ban)(ban)圍成、主要用(yong)于(yu)布置(zhi)各種用(yong)途的(de)艙(cang)(cang)室(shi)（如工作艙(cang)(cang)室(shi)、生活(huo)艙(cang)(cang)室(shi)、貯藏艙(cang)(cang)室(shi)、儀器設備艙(cang)(cang)室(shi)等）。船(chuan)(chuan)體(ti)結(jie)構(gou)為由(you)板(ban)(ban)材(cai)和(he)型材(cai)組合(he)的(de)板(ban)(ban)架結(jie)構(gou)，可分為縱骨(gu)架式結(jie)構(gou)和(he)橫骨(gu)架式結(jie)構(gou)以及(ji)(ji)混合(he)骨(gu)架式結(jie)構(gou)。

②船(chuan)(chuan)舶動(dong)力(li)裝置(zhi)。又(you)可(ke)分為(wei)推(tui)(tui)進(jin)裝置(zhi)和(he)(he)輔(fu)助(zhu)裝置(zhi)。推(tui)(tui)進(jin)裝置(zhi)是(shi)提供(gong)推(tui)(tui)進(jin)動(dong)力(li)的成套(tao)(tao)動(dong)力(li)設備，由(you)主機(ji)(ji)（如蒸汽(qi)機(ji)(ji)、汽(qi)輪機(ji)(ji)、柴(chai)油機(ji)(ji)、汽(qi)油機(ji)(ji)、燃汽(qi)輪機(ji)(ji)等(deng)）、主鍋(guo)爐、傳動(dong)裝置(zhi)、軸系、推(tui)(tui)進(jin)器、各種儀表和(he)(he)輔(fu)助(zhu)設備等(deng)組成。輔(fu)助(zhu)裝置(zhi)是(shi)為(wei)船(chuan)(chuan)舶的正常運行(xing)、作業(ye)、生活雜用等(deng)提供(gong)各種能(neng)量的成套(tao)(tao)動(dong)力(li)設備，一般由(you)船(chuan)(chuan)舶電站(zhan)、輔(fu)助(zhu)鍋(guo)爐和(he)(he)廢氣鍋(guo)爐裝置(zhi)以及(ji)其他輔(fu)助(zhu)裝置(zhi)等(deng)組成。

③船舶舾裝(zhuang)。包(bao)括(kuo)艙室(shi)內裝(zhuang)結構（內壁、天花板、地(di)板等(deng)）、家具和(he)生活設施(shi)、門窗、梯、欄(lan)桿(gan)、桅桿(gan)、艙口蓋等(deng)。

④其他裝備(bei)。如錨與(yu)系泊(bo)設(she)(she)(she)備(bei)、舵(duo)與(yu)操舵(duo)設(she)(she)(she)備(bei)、救(jiu)生與(yu)消防設(she)(she)(she)備(bei)、通信與(yu)導(dao)航設(she)(she)(she)備(bei)、照明與(yu)信號設(she)(she)(she)備(bei)、通風與(yu)空調和(he)(he)冷(leng)藏設(she)(she)(she)備(bei)、壓(ya)載水系統(tong)、艙底水疏干系統(tong)、液體艙的測深和(he)(he)透(tou)氣系統(tong)、海水和(he)(he)生活用淡(dan)水系統(tong)、船(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)電氣設(she)(she)(she)備(bei)等(deng)。構(gou)成船(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)的零件有成千上(shang)萬種(zhong)，所用材料(liao)品種(zhong)多、數(shu)(shu)量大，而以(yi)鋼材用量最大。其中船(chuan)(chuan)體結構(gou)用的材料(liao)主要是碳素鋼和(he)(he)低合金高強(qiang)度鋼。船(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)的主要技術(shu)特征有船(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)排水量、船(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)主尺度（如船(chuan)(chuan)長、型(xing)寬(kuan)和(he)(he)型(xing)深等(deng)）、船(chuan)(chuan)體系數(shu)(shu)、艙容和(he)(he)登記噸位、船(chuan)(chuan)體型(xing)線圖(tu)(tu)和(he)(he)結構(gou)圖(tu)(tu)、船(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)總(zong)布置圖(tu)(tu)及(ji)主要設(she)(she)(she)備(bei)的規格等(deng)。

動力來源

輪(lun)(lun)船可以(yi)來自(zi)兩(liang)種不同的機器(qi)：渦(wo)輪(lun)(lun)機和蒸汽機。

蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)由(you)三(san)個(ge)(ge)部(bu)分組成(cheng)：蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)爐(lu)、汽(qi)(qi)(qi)(qi)缸和(he)冷(leng)凝器(qi)。在(zai)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)爐(lu)中(zhong)，通過燃燒過程(cheng)(cheng)水沸騰(teng)為(wei)(wei)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)。通過管(guan)道(dao)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)被送到(dao)汽(qi)(qi)(qi)(qi)缸。閥門控(kong)制(zhi)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)到(dao)達汽(qi)(qi)(qi)(qi)缸的(de)(de)(de)(de)時(shi)間。蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)缸內(nei)推(tui)動(dong)(dong)活塞做功(gong)，冷(leng)卻(que)的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)通過管(guan)到(dao)被引(yin)入冷(leng)凝器(qi)重新凝結為(wei)(wei)水。這個(ge)(ge)過程(cheng)(cheng)在(zai)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)時(shi)不斷重復。一(yi)(yi)般(ban)的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)有三(san)個(ge)(ge)汽(qi)(qi)(qi)(qi)缸組成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)(ge)組。蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)直接(jie)將(jiang)活塞的(de)(de)(de)(de)上下運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)轉(zhuan)化為(wei)(wei)船軸的(de)(de)(de)(de)旋轉(zhuan)運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)。今年新造的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)中(zhong)還包(bao)含了一(yi)(yi)個(ge)(ge)小的(de)(de)(de)(de)渦輪機(ji)，從(cong)汽(qi)(qi)(qi)(qi)缸中(zhong)出來(lai)的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)還可以利用它(ta)的(de)(de)(de)(de)余(yu)熱在(zai)推(tui)動(dong)(dong)這個(ge)(ge)渦輪機(ji)來(lai)提高整(zheng)個(ge)(ge)驅(qu)動(dong)(dong)裝置的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率。這個(ge)(ge)渦輪機(ji)也與船的(de)(de)(de)(de)螺旋漿軸相連(lian)。

現代輪船的(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機還有其(qi)它提高其(qi)效率的(de)機構。往往有多個汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)連在(zai)一(yi)起。蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)從一(yi)個汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)出來后(hou)還被輸入下一(yi)個汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)。這些汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)的(de)直徑(jing)一(yi)個比上一(yi)個大(da)。這樣雖然蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)的(de)壓力在(zai)每通過一(yi)個汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)后(hou)不斷減(jian)小(xiao)，但它對(dui)每個活塞施加的(de)總的(de)力卻(que)是(shi)相同的(de)。

漸(jian)(jian)漸(jian)(jian)地輪(lun)船(chuan)(chuan)取代了過去的(de)帆(fan)船(chuan)(chuan)。輪(lun)船(chuan)(chuan)最主要的(de)優點是它們不依靠風和比(bi)帆(fan)船(chuan)(chuan)快。它們比(bi)較可靠，到達一(yi)個(ge)港口的(de)時間也一(yi)般(ban)與天氣無(wu)關。輪(lun)船(chuan)(chuan)的(de)燃料有煤(mei)、煤(mei)球、重(zhong)油和木頭(tou)。

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：“作用于水中(zhong)物(wu)(wu)體上(shang)的浮力(li)的大小等于物(wu)(wu)體排開水的重力(li)。”這條(tiao)物(wu)體浮沉(chen)的定律，改變了人類過(guo)去一直用木材(cai)造船(chuan)的歷史。

浮力定律

我們可以做(zuo)個小實驗來(lai)證明(ming)一(yi)下(xia)這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)個定(ding)律(lv)：找一(yi)塊薄鐵(tie)皮(pi)，把它放在水(shui)(shui)上(shang)，它就(jiu)立(li)刻沉下(xia)去了；如果(guo)我們用這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)塊鐵(tie)皮(pi)做(zuo)個鐵(tie)盒(he)子(zi)(zi)，再放到水(shui)(shui)上(shang)，雖然重(zhong)力(li)(li)沒有變，它卻能(neng)漂(piao)浮(fu)(fu)在水(shui)(shui)面(mian)(mian)上(shang)。而(er)且即(ji)使往盒(he)子(zi)(zi)里(li)加點東西，盒(he)子(zi)(zi)也(ye)(ye)只是下(xia)沉一(yi)點點，但仍能(neng)漂(piao)浮(fu)(fu)在水(shui)(shui)面(mian)(mian)上(shang)。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)是因(yin)為(wei)盒(he)子(zi)(zi)底面(mian)(mian)受(shou)到水(shui)(shui)的(de)(de)(de)壓力(li)(li)，這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)個壓力(li)(li)就(jiu)是豎直向(xiang)上(shang)的(de)(de)(de)浮(fu)(fu)力(li)(li)。當浮(fu)(fu)力(li)(li)大于鐵(tie)皮(pi)的(de)(de)(de)重(zhong)力(li)(li)時，就(jiu)托住鐵(tie)盒(he)讓它浮(fu)(fu)在水(shui)(shui)面(mian)(mian)上(shang)。而(er)浮(fu)(fu)力(li)(li)是隨物(wu)體(ti)排開液體(ti)重(zhong)力(li)(li)的(de)(de)(de)增(zeng)加而(er)增(zeng)加、隨物(wu)體(ti)底部面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)(de)增(zeng)大而(er)增(zeng)大的(de)(de)(de)。大輪船浮(fu)(fu)在水(shui)(shui)上(shang)就(jiu)是根(gen)據(ju)這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)個定(ding)律(lv)。船越(yue)(yue)大，即(ji)船的(de)(de)(de)底部面(mian)(mian)積(ji)越(yue)(yue)大，船排開水(shui)(shui)的(de)(de)(de)重(zhong)力(li)(li)也(ye)(ye)越(yue)(yue)大，它所(suo)受(shou)的(de)(de)(de)浮(fu)(fu)力(li)(li)也(ye)(ye)就(jiu)越(yue)(yue)大，即(ji)使輪船裝運(yun)很多的(de)(de)(de)貨物(wu)，也(ye)(ye)不會沉底了。

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(qian)米(mi)。那么(me)(me)究竟是什么(me)(me)力量(liang)把幾百(bai)噸重的船舉(ju)離水面的呢？

氣墊船的氣壓作用

氣(qi)(qi)(qi)(qi)墊(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)上(shang)裝有幾(ji)臺很大的鼓風機。這些鼓風機產生的壓縮(suo)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)，由船(chuan)(chuan)(chuan)四周的環形(xing)通道噴出，以很大的壓力(li)向(xiang)(xiang)下沖向(xiang)(xiang)水(shui)(shui)(shui)面。根據作(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)和(he)反(fan)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)的原(yuan)理，船(chuan)(chuan)(chuan)體就得(de)到一(yi)(yi)個方向(xiang)(xiang)向(xiang)(xiang)上(shang)的反(fan)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)。當反(fan)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)足(zu)以托起(qi)船(chuan)(chuan)(chuan)體重(zhong)量時，船(chuan)(chuan)(chuan)體就被(bei)抬出水(shui)(shui)(shui)面。這時，在(zai)水(shui)(shui)(shui)面和(he)船(chuan)(chuan)(chuan)體之間，形(xing)成了一(yi)(yi)層氣(qi)(qi)(qi)(qi)墊(dian)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)墊(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)因此(ci)而得(de)名。然后(hou)，利用(yong)(yong)(yong)斜向(xiang)(xiang)插入水(shui)(shui)(shui)中的螺(luo)旋槳，或利用(yong)(yong)(yong)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)螺(luo)旋槳產生推(tui)力(li)，來(lai)推(tui)動船(chuan)(chuan)(chuan)舶前(qian)進。氣(qi)(qi)(qi)(qi)墊(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)不僅能在(zai)水(shui)(shui)(shui)面航(hang)行(xing)，也可(ke)以在(zai)陸地(di)上(shang)行(xing)駛，是(shi)一(yi)(yi)種水(shui)(shui)(shui)陸兩棲的交通工具。同樣(yang)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)墊(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)在(zai)陸地(di)上(shang)行(xing)駛時，船(chuan)(chuan)(chuan)和(he)地(di)面之間也會形(xing)成一(yi)(yi)層氣(qi)(qi)(qi)(qi)墊(dian)，把船(chuan)(chuan)(chuan)托起(qi)來(lai)。