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2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
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术语船的主要部分。1:烟囱;2:船尾;3:螺旋桨和舵;4:舷;5:锚;6:球状船首;7:船头;8:甲板;9:上层建筑(工程)(英语:Superstructure)船(ship)和小艇(boat)的区别通常在于尺寸和航行时间。一个经验法则(英语:Ruleofthumb)是,如果一艘船舶能携带另一艘,那么较大的那个就是船。不过也有例外:像帆船游艇(英语:Sailingyacht)上面会载一个长2至6米的小艇(英语:Dinghy),两种都不算是船。在大航海时代,船定义为具至少有三个横帆桅杆和一个完整船首斜桅(英语:bowsprit)的帆船,也会用桅杆来定义其他种类的船,像三桅帆船、前桅横帆双桅船等。有不少大型船舶通常被叫做“艇”,潜水艇就是最好的例子。在通常的航海传统里,船通常都有自己的名字(英语:Shipnamingandlaunching),现代船只可能还有船级(英语:shipclass)(...

术语

船

船的主要部分。1:烟囱;2:船尾;3:螺旋桨和舵;4:舷;5:锚;6:球状船首;7:船头;8:甲板;9:上层建筑 (工程)(英语:Superstructure)

船(ship)和小艇(boat)的区别通常在于尺寸和航行时间。一个经验法则(英语:Rule of thumb)是,如果一艘船舶能携带另一艘,那么较大的那个就是船。不过也有例外:像帆船游艇(英语:Sailing yacht)上面会载一个长2至6米的小艇(英语:Dinghy),两种都不算是船。

在大航海时代,船定义为具至少有三个横帆桅杆和一个完整船首斜桅(英语:bowsprit)的帆船,也会用桅杆来定义其他种类的船,像三桅帆船、前桅横帆双桅船等。

有不少大型船舶通常被叫做“艇”,潜水艇就是最好的例子。

在通常的航海传统里,船通常都有自己的名字(英语:Ship naming and launching),现代船只可能还有船级(英语:ship class)(通常以该级的第一艘船的船名命名)。英语中,船通常被称为“她(she或her)”,即使船名是男士名字。但这也不是绝对的,有些写作指南里也用“它(it)”来指船。

分类

按用途

船

拖斗挖泥船

船

泰国河上摊贩船

科考船 : 执行海洋科学研究的船只。

工程船 : 对航行中的船只施行维护修理工作,或是执行水上与水下工程作业的船只。

渔船:使用于捕鱼业的船只。

货柜船:专门运输货柜的船舶,如趸船。

液货船:用来运送液体的船。

客轮:运送乘客的大型船只。

非商船:非商业行为目的所使用的船只。

军舰:军事用途船舶,如巡洋舰,驱逐舰等,船只本身不用于军事用途的军属船舶也归为此类。

按材料

钢铁船

木造船

合金船

铁丝网混凝土船——以混凝土来减少使用钢材(例如“古田”号)

玻璃钢(Glass Reinforced Plastic,GRP)船

按构造

单体船,多体船(双体船,三体船等)。

一般常见的船只为单体船,双体船(TWIN HULL)有两个瘦长的船体共用一个主甲板及上层结构,使用涡轮喷嘴发动机,通过向后喷水获取反作用力向前推进,比普通螺旋桨推动更快速,而在高速时,双体瘦长的船身能降低阻力。而且船体稳度高,不易翻船(但若风浪过大,翻过90度后,因为没有单体船的静稳度扶正力矩,反而有灭顶之虞)。常被应用于渡轮及军事运输上。

水翼船

这是一种能高速航行的船舶。船底部有支架,装上如飞机机翼般的水翼。当船加速后,水翼能产生浮力把船身抬离水面,从而减少水的阻力和增加航行速度。其转向机构不使用常见的舵,而是控制左右两支水翼的攻角来达成。

气垫船

气垫船是一种能高速航行的船只,利用空气在底部衬垫承托减少水的阻力。很多气垫船的速度都可以超过五十节(约92.59km/hr)。

按动力

船

一艘大型三桅帆船

人力船:通过人力使用桨、橹、篙等产生动力。

帆船:使用风力吹动帆产生动力。

轮帆船:风力、发动机双动力船。

轮船:发动机动力船。

驳船:无动力船。

设计考量

水静力学

船

像气垫登陆艇之类的船只,可以在不排开液体的情形下产生浮力

船舶可以浮在水面上的原因有以下三种:

大部分的船舶称为排水型船舶(displacement vessel),船舶的重量因为被船壳排开(英语:displacement (fluid))的水产生的浮力所平衡。

对于平底的船只,例如水翼船,升力是因为船的速度变快,和水相对运动时其升力会增加,直到水翼航行状态为止。

像气垫船等非排水型船舶,船只是因为船只产生的高压空气(气垫)支持其重量,因此可以和水面保持一定距离。

当船只往上的力和往下的力相等时,船只达到静力平衡。若船只再往下,吃水多一些,其重量不变,但其船壳排开水的重量变大了。当两个力平衡时,船可以浮在水面上。甚至即使船上的货物没有平均摆放,船也不会前仰后倾或是倾斜。

船只的稳定性一方面是考虑上述的静力学(英语:Initial stability)层面,当船受到外力移动、横摇(rolling)及纵摇(pitching),以及有风和浪的影响时,也要考虑动力学(英语:Ship stability)层面。稳定性不佳的船出现过大的横摇及纵摇,最后会翻船(英语:Capsizing)或沉船。

水动力学

船

渔船Dona Delfina

船在水中航行时,其前缘会受到水的阻力,阻力可以分为许多成分,主要的是水作用在船壳(英语:Hull (watercraft))的阻力及波阻力(英语:wave making resistance) 。若降低了阻力,速度自然会提升,需要降低湿润表面,没水部分船体也要改用产生水波振幅较小的外形。为了达到此一目的,高速的船舶一般会较细长,其附属物较小或是较少。若定期的清理船壳上寄生的生物及藻类,也可以减少船的阻力,防污(英语:Biofouling)油漆也可以减少船壳上的生物。像球状船首等较先进的设计也可以减少波浪的阻力。

考虑波阻力的一个简单方法是看船壳和其产生船波的关系。若船的速度比船波传播的速度慢,船波会快速的在船的两侧消散。不过若船的速度和船波传播的速度相等,船波能量增加的速度会比能量消散的速度快,因此船波振幅会增加。船必须从船波中穿过或是越过船波,其阻力会随速度,以指数形式上升。

船身极速(英语:hull speed)可用以下方式计算:

knots≈ ≈ -->1.34× × -->Lft{\displaystyle {\mbox{knots}}\approx 1.34\times {\sqrt {L{\mbox{ft}}}}}

或是用以下的公制公式:

knots≈ ≈ -->2.5× × -->Lm{\displaystyle {\mbox{knots}}\approx 2.5\times {\sqrt {L{\mbox{m}}}}}

其中L为船在吃水线的长度,单位是英尺或是米。

当船只的速度超过船身极速的94%,船会越过大部分的船首波,船身只由二个船首波的波峰支撑,略为稳定。当船只的速度超过船身极速的134%,波长较船身长,船首波已无法再支撑船尾,因此船尾会下沈,船首会上升。因此船身会开始要越过船本身产生的船首波,其阻力会快速增加。即使可以将排水型船舶运作在船身极速134%的速度,其油料的费用也会非常惊人。大部分的船舶会运作在远小于上述程度的速度,约在船身极速的100%以下。

船

船沿着三个轴的移动及转动:1. 垂荡(heave), 2. 横移(sway), 3. 纵移(surge), 4. 平摆(yaw), 5. 纵摇(pitch), 6. 横摇(roll)

若是有足够资金的大型计划,会用船壳测试池来测试阻力,或是利用计算流体力学的方式进行计算。

船舶也会受到海浪、涌浪的影响,风及天气也会影响船舶。这些移动及转动对乘客或是货物而言都是不想要的,若可能的话需要加以控制。在一定程度上,横摇是可以用压载或是像鳍板稳定器(英语:Stabilizer (ship))等设备加以稳定。纵摇更难加以限制,若是船头沉没在波浪中(称为打浪),可能会造成危险。有时,为了停止剧烈的横摇或纵摇,船只必须改变航向或是快速停止。

船只稳定性的理论在21世纪的科学研究中已经有具有说服力的说明,可是有些船只的稳定性因着分叉点记忆(英语:bifurcation memory)的效应而快速下降。这类船只包括有高机动性能的船只、在稳态运动下设计为不稳定的飞机及受控海底车辆(在一些应用下需要上述的技术特点)。在设计船只及其在关系情形下的控制时,需控制上述的因素。

浮力

浮着的船会排开(英语:displacement (fluid))和本身重量相同的流体。船本身结构的密度可以比水重,只要船的结构中有够大的空心部分即可。若船浮着,整艘船(包括货物)的质量除以其在吃水线下的体积,结果会等于水的密度(1 kg/l)。若船上的重量再加重,吃水线下的体积要增加才能使重力和浮力平衡,因此船会再下沈一点点。

动力计算

船舰的动力计算可利用下列公式

关联项目

船舶工业

造船

船坞

船台

航运

飞艇 (轻航空器)

租船(英语:Chartering (shipping))

动力定位(英语:Dynamic positioning)

工厂船

渡船

船籍(英语:Flag State)

航海术语表(英语:Glossary of nautical terms)

海洋电子学(英语:Marine electronics)

船用燃料管理(英语:Marine fuel management)

航海史(英语:Maritime history)

海事法

母船(英语:Mother ship)

造船工程(英语:Naval architecture)

海军

推进系统(英语:Propulsion system)

航行

帆船

船员

船葬(英语:Ship burial)

航运

遇难船(英语:Shipwreck)

太空船

火车渡轮

船舶安全调查(英语:Vessel safety survey)

捕鲸船(英语:Whaler)

参考文献

来源

Cutler, Thomas J. The Bluejacket"s Manual (Bluejacket"s Manual, 22nd ed). Annapolis, MD: Naval Institute Press. 1999. ISBN 1-55750-065-7. 


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