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第21章 水上交通篇(3)

其中的奥妙在哪里呢?就在于中国的船舶中设置了水密隔舱。它为各国造船家和航海家所赞叹,蜚声世界。

所谓水密隔舱,就是用水密隔舱板把船体分隔成互不相通的一个一个舱区,这是中国古代造船工艺上的一项重大发明。

中国船舶设置水密隔舱的传统,最早可上溯到殷商的甲骨时代。专家们解释说,甲骨文的象形文字“舟”字,就是用横舱壁将船体分隔成几个舱,它足以证明当时人们对船这一交通工具已有一定的了解。到了晋代,则有水师用的“八槽舰”。人们将船体沿长向分隔成8个舱。

从出土的唐代古船上也可看到唐代水密隔舱的技术。

宋代出土的泉州古船,水密隔舱工艺又较前进了一步。船上的横舱壁,由在底部和两舷的肋骨以及甲板下的横梁予以环围,这样既有利于水密性,又增加了结构的强度,真是一举两得。

隔舱舱板与船壳板用扁铁和钩钉钉联,隙缝用桐油灰填实,具有严密的隔水作用。1982年,在泉州法石发现另一艘南宋海船,也是采用水密隔舱结构,它的隔舱舱板同船壳板之间用铁方钉和木钩钉钉合在一起。

水密隔舱的设置具有多方面的优越性。

首先,由于舱同舱之间是严密分隔开的,在航行中,特别是在远洋航行中,就是有一二个船舱破损进水,水不会流到其他船舱,从而不至于使整个船沉没。对于没有设置水密隔舱的船舶,情况就完全不一样了,只要船底外壳撞破了一个洞,水就会涌进船舶并漫流到全船。因此,水密隔舱的设置提高了船舶的抗沉性能,增强了人员和货物在远洋航行中的安全性。

其次,船上分舱,对货物的装卸和管理比较方便。不同的货物主和不同的货物都可以分别放装到各个不同的货舱内,不至于将不同货主的不同的货物放混,即便于装卸货物,又便于管理。

第三,由于隔舱板同船壳板紧密钉合,按船舶的大小长短,少则有五六道隔舱板,多则有一二十道隔舱板,这样就增加了船体的横向强度,提高了船体结构的坚固性。

由于水密隔舱具有上述的优越性,因此问世以后不但在国内长期推广,而且还流传到国外,被各国陆续推广。在现代造船业中,它仍被普遍应用。

轮船的发明

“长风破浪会有时,直挂云帆济沧海”,轮船问世后,万里海岸线不再漫长。有了它,人类搏击在万里海疆,如虎添翼。

百折不挠制造轮船1739年,瓦特的蒸汽机研制成功以后,一些人想到把它用到船上。

法国青年发明家朱弗罗·达万于1780年建造轮船航行成功。

1785年,美国的约翰·菲奇(1743~1798年)制作了一只轮船模型,然后立即开始造船。1787年,菲奇把蒸汽机用作船舶的动力,建成了轮船,首次试航取得了成功。随后,装有桨轮的轮船在费城到巴尔的摩之间开辟了定期航线。这时轮船的时速约12公里,但菲奇并不满足,他又建造了和现在一样的装有螺旋桨的轮船。可是,这只船在组装时就被毁坏了。

菲奇为此耗尽了研究经费,他跑遍美国到处化缘,却找不到支持者,他又跑到法国四处游说,结果是空手而归。原来的投资者撤回资金,致使菲奇陷入困境,在走投无路的情况下菲奇绝望了,终于在1798年服安眠药自杀身亡。

从时间上看,菲奇制造轮船要比另一个美国轮船发明家富尔顿的“克莱蒙特”号船早20年造成;从船速上看,菲奇的轮船每小时平均12公里,“克莱蒙特”号船速为每小时五六公里。但是,菲奇却成为一个失败者,他的名字也早被人们遗忘。

进行科学研究,失败是不可避免的,探索者在经过多次失败之后,可能会成为这个特定问题的专家,如果探索者心理上承受不了暂时失败的打击、压力和痛苦,产生了绝望情绪,就不可能是成功者。富尔顿也经受了一次次失败的打击,但他顽强地挺过来了,他终于成为一个成功者。

几度风雨矢志不渝富尔顿,1765年出生于美国宾夕法尼亚州兰开斯特城的一个贫苦农民家里。他很小的时候,父亲就去世了。因为家里穷,他9岁才上学,只读了几年书,就到珠宝商店当学徒去了。14岁时,他又在一位制枪匠那里学习气枪制造技术。

富尔顿常划着小船到河中玩耍,有一天,他发现自己的双脚在水中动,推动了船儿游动。他明白是自己的双脚起到了长桨的作用,爱动脑筋的富尔顿想:用双脚总不方便,如果用手来摇动一个在水中转的轮子,不也可以前进吗?还可以不划桨,能省多少力气呀!富尔顿真的动手干起来,他在船尾部装了一个可以转动的轮子,用手摇动,船就向前滑行了。富尔顿可高兴啦!不过,他还不满足,他想要是用工厂里面那种蒸汽机来带动桨轮,船一定会游动得更快。

富尔顿从小还十分喜爱绘画,一边学画,一边在一家机器厂做机械制图工作。深造学画的同时,他对轮船的兴趣始终不减。除了学画,他把主要精力都用于钻研科学技术。他发明了大理石锯割机、纺麻机、麻绳搓编机等新式机械。在日常的经历和实践中,他学到了许多书本上学不到的东西。更为幸运的是,他还结识了发明蒸汽机的瓦特,两人甚至成了朋友。瓦特常给他讲自己是怎样改进蒸汽机的,富尔顿听得津津有味,很受启发。他把全部精力都投入轮船的发明中去,投入到从小就萌发的那个梦一般的理想的实现中去。

18世纪末19世纪初,英法对峙。1798年底,英国又鼓动俄国、奥地利等国重新参加反法战争。为此,拿破仑积极准备渡海攻英。但拿破仑对蒸汽机轮船一无所知。根本不相信“用开水能推动船”,他甚至把富尔顿看成一个招摇撞骗的人,大声嚷嚷着把富尔顿赶出了办公室。

富尔顿碰了壁,但幸运的是,他的设计引起了当时在场的美国驻法国公使利文斯顿的注意,而他也着迷于轮船发明。

利文斯顿找到富尔顿畅谈良久后,对富尔顿的想法和设计很感兴趣,决定支持富尔顿试制蒸汽船。并使富尔顿在轮船制造上获得了可靠的经济后盾。

1803年,富尔顿建成了一艘长70英尺、宽8英尺的大轮船。试航的日子定在8月10日,地点就在塞纳河。他和妻子、利文斯顿,还有许多支持他的朋友,以及一起造船的工人都兴奋而焦急地等待着试航这一天的到来;他们仔仔细细地对船的各个角落都进行了检查,生怕试航时发生意外情况。但是,意外的发生却不是在试航中,而是在试航前。8月9日晚上,一阵狂风恶流突然袭来,把轮船拦腰截成两段,眨眼间船便沉入了河底。而当时的蒸汽机太重也致使沉船。

多年的心血毁于一旦,怎么不叫人心痛!风平浪息了,富尔顿站在河岸上望着滔滔河水,他哭了,多年来的努力,多年来遭受的辛苦就这样转眼间付诸东流。

几度风雨,几度春秋,富尔顿擦干泪水,决心继续努力。

“克莱蒙特”大显神威1807年,富尔顿举家回到了美国。他面对挫折,没有灰心丧气,而是重新振作精神,又筹措资金、人员,重新设计造船。不久,在美国纽约的哈得逊河上,他造起了另一艘轮船,名为“克莱蒙特”号。

这艘船没有人们习惯看到的橹,在船体两侧各有一个大水车式的轮子;它也没有令人熟悉的帆和桅杆,只是矗立着一个冒黑烟和火星的大烟囱,而且它很大,长达40米……它像一个庞然大物停泊在哈得逊河上。这可成了纽约街头巷尾的特大新闻,人们谁也没见过这样的怪船。

富尔顿在对“克莱蒙特”号做了全面细致的检查后,决定于8月17日在哈得逊河上试航。为了宣传轮船的威力,他邀请了各界人士前来观赏,许多人也正想亲眼看看这怪船到底会发生什么怪事,所以也都不请自来,等着看新鲜事。轮船还未试航,岸边已是人声鼎沸,热闹非凡。

试航时间快到了!“开船!”富尔顿一声令下,船体缓缓离开船座向河中滑去。“轰轰轰”,由富尔顿设计、瓦特亲手制造的发动机响起来了,两侧的水轮拍打着河水,“克莱蒙特”号航行开始了。岸上的人们顿时看得惊呆了,他们欢呼起来,纷纷和船上载的客人招呼。船上的人们,随着船的航行,一路浏览了两岸美丽的风光;而岸上的人呢,则发狂一样地紧跟着行驶着的轮船奔跑、追赶,仿佛在庆祝盛大的节日。

32小时后,“克莱蒙特”号胜利到达了预期目的地,从纽约抵达相距240千米的哈得逊河上游小城阿尔巴尼。而以前的人力风力船航行这段路程,即使赶上顺风的好天气,也要行驶48个小时。“克莱蒙特”号理所当然地赢得了它应有的位置,成了哈得逊河上的定期班轮,来往于纽约与阿尔巴尼城之间。

富尔顿真的成功了,儿时的梦幻终于成为现实,还有什么比这更令人高兴的呢?

富尔顿的成功,也使人们深深认识到了轮船的威力,它正式揭开了航运史上轮船时代的序幕;因此,尽管在富尔顿之前造轮船的人,有菲奇、薛明敦等不下10人,但世界公认的轮船发明人是富尔顿,他是理所当然的“轮船之父”。

子孙满堂心血凝聚“克莱蒙特”号试航成功并投入使用后,越来越多的人开始投身轮船事业。

1814年,英国的亨利·贝尔建造了“彗星号”客轮运送旅客,这是欧洲的第一艘客轮。

1819年,美国的萨凡纳号轮船横越大西洋成功,揭开了航海史的光辉一页。

但是,蒸汽机需要大量燃料,往往在航行中途煤炭就已耗尽,因此,装有蒸汽机的轮船在起初并没有得到普遍使用。但在以后的20年里,蒸汽机动力轮船取得了惊人的进步。英国成就斐然,不久便以此称霸世界。

1836年,瑞典的埃里克发明了装有螺旋桨的轮船,因为蒸汽机的进步,螺旋桨效果很好,推力很强。因此,螺旋桨船比桨式船快得多。

这以后,更多的人为制造更优秀的船再接再厉,制船技术不断提高,在造船材料的选择上,1843年人们便使用铁板代替了木板,1879年,又诞生了第一艘钢船“罗特马哈号”。

这艘船得到了很高的评价,从此,人们纷纷建造钢船代替铁船。

1884年,英国的帕森茨制造了汽轮机。不久,汽轮机成为轮船的发动机。1892年,建成最先使用汽轮机的“达宾尼亚号”,以时速34海里(约61公里)的高速一鸣惊人,从此,汽轮机的研究盛极一时,使用汽轮机的轮船层出不穷。

与此同时,还普遍开展了用内燃机代替蒸汽机的研究,使用煤气的燃气机、使用重油的柴油机、使用汽油的汽油机等各种新式发动机,如雨后春笋,相继问世。其中柴油机被认为是最出色的船用发动机。

柴油机不用燃料爆燃方式,而是通过燃烧比较自然地形成推力,因此,很适合推动螺旋桨那样的低转速推进器。此外,柴油机效率极高,而且燃料成本比其他发动机低得多。

因此,从1905年起开始大量制造船用柴油机。1912年,丹麦的“杰兰加号”(5300吨)首次完成柴油机海轮的远洋航行。

柴油机制成后,造船工艺开始向大型化和高速化发展。欧洲和美国之间的竞争十分激烈,这种局面一直持续到二战的爆发和飞机的发展。

20世纪四五十年代先后出现燃气涡轮机和核反应堆的船舶动力。造船的材料由木材、铁甲、钢甲,到合金钢、合金铝及塑料等。不仅船体设计越来越符合流体力学原理,而且在造船工艺上用焊接取代传统的铆接。不仅有日益精尖化的水面战船系列,如炮舰、轻型巡逻舰、登陆艇,到巨型航空母舰等,还有功能齐全的各类潜艇,如用于核战争的核潜艇等水下战船系列。民用船只从1886年美国的3200吨油轮,到目前最大的日本“海上巨人”(56万吨级),以及英国颇具特色的气垫船等,无不凝聚着科学家们的心血和汗水。

如今,富尔顿所发明的轮船已子孙满堂,青胜于蓝。各式各样的船已成了人类搏击万里海疆不可缺少的好朋友。

轮船的制造材料

人们设想,先民受到自然界竹子漂浮的启发,发明了最早的筏子。例如竹排、木筏等,后来进一步发展成为筏船。随着人类制造生产工具的技能有了更大进步,石斧、石锤等工具出现,又学会了人工钻木取火。这样,制造独木舟的条件就具备了。独木舟的出现是人类的一大进步,为进一步认识自然、改造自然提供了有力工具。

人们在驾驶独木舟的过程中发现,尖形头部的独木舟比方形的省力,速度快,于是,又将独木舟的头部加工成尖形,并逐渐使它翘起。但这样独木舟的横向稳定性就差了,人们又发明了加固横梁的办法,在独木舟的凹槽间多加一道横梁,既增加了船体的结构强度,又可以使人乘坐。至此,独木舟已具备了现代船舶的雏形。

随着人类对筏和独木舟的缺陷认识,开始将平底独木舟变成平底船底部重心线上的一块板,独木舟发生了质的变化,木板船出现了。小型木板船诞生以后,开始从小到大,由简到繁,显示出了强大的生命力,拉开了人类驾驶巨型船舰、高扯风帆远涉重洋的序幕。

随着人类技术的进步,木质船不够坚固的缺陷越来越暴露出来,于是,从木质船到钢铁船的飞跃便开始了。最初,钢铁只是被用来包裹木船的船舷,防止木船被撞坏。后来战船出现了,人们又在船首和船尾包上厚厚的钢铁,用来撞击敌船。再后来,人们便大胆地设想用钢铁制造钢铁船。

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