船舶历史和船舶原理概述Word格式文档下载.docx

1、汉代已能制造带舵的楼船；唐、宋时期，河船和海船都有突出的发展，发明了水密隔壁；明朝的郑和七次下西洋的宝船，在尺度、性能和远航范围方面，都居世界领先地位。 近代中国造船业发展迟缓。18651866年，清政府相继创办江南制造总局和福州船政局，建造了“保民”“建威”“平海”等军舰和“江新”“江华”等长江客货船。 新中国成立后，船舶工业有了很大发展，50年代建成一批沿海客货船、货船和油船。60年代以后，中国的造船能力提高得很快，陆续建成多型海洋运输船舶、长江运输船舶、海洋石油开发船舶、海洋调查船舶和军用舰艇，大型海洋船舶的吨位已达30万以上载重吨。除少数特殊船舶外，中国已能设计制造各种军用舰艇和民用船

2、舶。 船舶是由许多部分构成的，按各部分的作用和用途，可综合归纳为船体、船舶动力装置、船舶舾装等三大部分。船体是船舶的基本部分，可分为主体部分和上层建筑部分。主体部分一般指上甲板以下的部分，它是由船壳（船底及船侧）和上甲板围成的具有特定形状的空心体，是保证船舶具有所需浮力 、航海性能和船体强度的关键部分。船体一般用于布置动力装置、装载货物、储存燃油和淡水，以及布置其他各种舱室。 为保障船体强度、提高船舶的抗沉性和布置各种舱室，通常设置若干强固的水密舱壁和内底，在主体内形成一定数量的水密舱，并根据需要加设中间甲板或平台，将主体水平分隔成若干层。 上层建筑位于上甲板以上，由左、右侧壁，前、后端壁和各

3、层甲板围成，其内部主要用于布置各种用途的舱室，如工作舱室、生活舱室、贮藏舱室、仪器设备舱室等。上层建筑的大小、层楼和型式因船舶用途和尺度而异。 船舶动力装置包括：推进装置主机经减速装置、传动轴系以驱动推进器（螺旋桨是主要的型式）；为推进装置的运行服务的辅助机械设备和系统，如燃油泵、滑油泵、冷却水水泵、加热器、过滤器、冷却器等；船舶电站，它为船舶的甲板机械、机舱内的辅助机械和船上照明等提供电力 ；其他辅助机械和设备，如锅炉、压气机、船舶各系统的泵、起重机械设备、维修机床等。通常把主机（及锅炉）以外的机械统称为辅机。 船舶舾装包括舱室内装结构（内壁、天花板、地板等）、家具和生活设施（炊事、卫生等）

4、、涂装和油漆、门窗、梯和栏杆、桅杆、舱口盖等。 船舶的其他装置和设备中，除推进装置外，还有锚设备与系泊设备；舵设备与操舵装置；救生设备；消防设备；船内外通信设备；照明设备；信号设备；导航设备；起货设备；通风、空调和冷藏设备；海水和生活用淡水系统；压载水系统；液体舱的测深系统和透气系统；舱底水疏干系统；船舶电气设备；其他特殊设备（依船舶的特殊需要而定）。 船舶分类方法很多，可按用途、航行状态、船体数目、推进动力、推进器等分类。按用途，船舶一般分为军用和民用船舶两大类。军用船舶通常称为舰艇或军舰，其中有直接作战能力或海域防护能力者称为战斗舰艇，如航空母舰、驱逐舰、护卫舰、导弹艇和潜艇，以及布雷、扫

5、雷舰艇等，担负后勤保障者称为军用辅助舰艇。民用船舶一般又分为运输船、工程船、渔船、港务船等。 按船舶的航行状态通常可分为排水型船舶、滑行艇、水翼艇和气垫船；按船舶的船体数目可分为单体船和多体船，在多体船型中双体船较为多见；按推进动力可分为机动船和非机动船 ，机动船按推进主机的类型又分为蒸汽机船（现已淘汰）、汽轮机船、柴油机船、燃气轮机船、联合动力装置船、电力推进船、核动力船等；按船舶推进器又可分为螺旋桨船、喷水推进船、喷气推进船、明轮船、平旋轮船等 ，空气螺旋桨只用于少数气垫船；按机舱的位置，有尾机型船（机舱在船的尾部），中机型船和中尾机型船；按船体结构材料，有钢船、铝合金船、木船、钢丝网水泥

6、船、玻璃钢艇、橡皮艇、混合结构船等。 船舶的主要技术特征有船舶排水量，船舶主尺度、船体系数、舱容和登记吨位、船体型线图、船舶总布置图、船体结构图、主要技术装备的规格等。 根据阿基米德原理，船体水线以下所排开水的重量，即为船舶的浮力，并应等于船舶总重量。船的自重等于空船排水量。船的自重加上装到船上的各种载荷的重量的总和（载重量）是变化的，即等于船的总重量。 船舶载重量包括货物、燃油和润滑油、淡水、食物、人员和行李、备品及供应品等的重量。通常预定的设计载货量与按预定最大航程计算的油、水、食物等的重量之和，称为设计载重量。设计载重量时的排水量称为设计排水量或满载排水量。 船舶主尺度包括总长、设计水线

7、长度、垂线间长、最大船宽、型宽、型深、满载（设计）吃水等。钢船主尺度的度量指量到船壳板内表面的尺寸，称为型宽和型深，水泥船、木船等则指量到船体外表面的尺寸。 舱容指货舱、燃油舱、水舱等的体积，它是从容纳能力方面表征船舶的装载能力、续航能力，它影响船舶的营运能力。登记吨位是历史上遗留下的用以衡量船舶装载能力的度量指标，作为买卖船舶、纳税、服务收费的依据之一。登记吨位和载重量分别反映船舱的容纳能力和船的承重能力。它们虽互有联系，但属不同的概念。 船体形线图是表征船舶主体（包括舷墙和首楼、尾楼）的型表面的形状和尺寸，是设计和建造船舶的主要图纸之一。它由三组线图构成：横剖线图、半宽水线图和纵剖线图。三

8、者分别由横剖面、水线面和纵剖面与船体型表面切割而成。 船舶总设计图是设计和建造船舶的主要图纸之一，它反映船的建筑特征、外形和尺寸、各种舱室的位置和内部布置、内部梯道的布置、甲板设备的布局。总布置图由侧视图、各层甲板平面图和双层底舱划分图组成。 船体结构图是反映船体各部分的结构情况 ，船体各相关部分的结构既独立又相互联系。船舶主体结构是保证船舶纵向和横向强度的关键，通常把它看成为一个空心粱进行设计，并用船中横剖面结构图来反映它的部件尺寸和规格。 船舶的主要性能有浮性、稳性、抗沉性、快速性、耐波性、操纵性和经济性等。浮性是指船在各种装载情况下，能浮于水中并保持一定的首、尾吃水和干舷的能力。根据船舶

9、的重力和浮力的平衡条件，船舶的浮性关系到装载能力和航行的安全。 稳性是指船受外力作用离开平衡位置而倾斜，当外力消失后，船能回复到原平衡位置的能力。一般水面船舶的稳性主要是指横倾时的稳性。船宽、水线面系数、干舷、重心高度、水面以上的侧面积大小和高度，以及船体开口密封性的好坏等，是影响船舶稳性的主要因素。 抗沉性是指船体水下部分如发生破损，船舱淹水后仍能浮而不沉和不倾覆的能力。中国宋代造船时就首先发明了用水密隔舱来保证船舶的抗沉性。船舶主体部分的水密分舱的合理性、分舱甲板的干舷值和完整船舶稳性的好坏等，是影响抗沉性的主要因素。 快速性是表征船在静水中直线航行速度，与其所需主机功率之间关系的性能。它

10、是船舶的一项重要技术指标，对船舶使用效果和营运开支影响较大。船舶快速性涉及船舶阻力和船舶推进两个方面。合理地选择船舶主尺度、船体系数（尤其是方形系数G和棱形系数G）和线型，是降低船舶阻力的关键。 耐波性指船舶在波浪中的摇荡程度、失速和甲板溅浸（上浪、溅水）程度等。耐波性不仅影响船上乘员的舒适和安全，还影响船舶安全和营运效益等，因而日益受到重视。 船在波浪中的运动有横摇、纵摇、首尾摇，垂荡（升沉）、横荡和纵荡六种。几种运动同时存在时便形成耦合运动，其中影响较大的是横摇、纵摇和垂荡。溅浸性主要是由于纵摇和垂荡所造成的船体与海浪的相对运动，增加干舷特别是首部干舷、加大首部水上部分的外飘 ，是改善船舶

11、溅浸性的有效措施。 船舶的操纵性指船舶能按照驾驶者的操纵保持或改变航速、航向或位置的性能，主要包括航向稳定性和回转性两个方面，是保证船舶航行中少操舵、保持最短航程、靠离码头灵活方便和避让及时的重要环节 ，关系到船舶航行安全和营运经济性。 经济性是指船舶投资效益的大小。它是促进新船型的开发研究、改善航运经营管理和造船工业的发展的最活跃因素，日益受到人们重视。船舶经济性 属船舶工程经济学研究的内容，它涉及到使用效能、建造经济性、营运经济和投资效果等指标。 船舶的发展首先取决于社会对船舶的需要。第二次世界大战后迅速增长的大宗货（原油、矿物谷物）运输船舶在技术上已相当成熟，需求量一般不会有大的增减。成

12、品包装货运输船、成品油船、化学品船液化气船、特大件工业装备运输船的需求有增长的趋势 ，海洋开发所需的船舶和特种用途的高速船舶将会增加。相应地，对水翼艇、气垫船、双体船及小水线面船的研究将会加强。 船舶发展的第二个因素是经济效益和社会效益的提高。燃油价格和装卸费用的高昂，将促使人们从节能、减员和改进运输方法（从整个运输系统角度）等方面去研究新的船舶技术、新的能源利用、新的机型、自动控制方法和新的船型。中国舟船发展史筏子与独木舟 我国不仅陆疆广大，而且河流众多，海域辽阔，因此中华民族不仅有一部光辉的陆上进化史，而且也有一部壮丽的水上开发史。而一部水上开发史必然也是一部舟船发展史。中国舟船发展史绵延

13、数千年，最早还得从远古说起。在原始社会初期，先民们尚以渔猎和采集为生，他们的活动范围被局限于靠水很近的地域。但由于没有一定的工具，他们无法捕捞深水中的鱼群，无法狩猎河对岸的野兽，不仅如此，如遇洪水泛滥，他们甚至连生命都不能保全。恶劣的环境与求生的本能迫使人类去思考，人们开始寻求一种可以浮于水上的工具，以期猎取更多的食物和战胜洪水的危害。然而究竟什么东西能够浮于水面而不沉？长期与自然界的抗争不断增添着人们的智慧，自然现象的反复出现也给人以一定的启迪。“古者观落叶因以为舟”，（世本）“古人见窾木浮而知为舟”（淮南子说山训），古人终于认识到某些物体具有浮性，自然漂浮物成为人们创造舟船工具的最早诱因。

14、经过长期实践，古人创制了最早的水上交通工具筏子，这是一种用树干或竹子并排扎在一起的扁平状物体。原始人在实践中认识到单根竹木虽具浮力，但因其为圆形，浮在水中易滚动且面积窄小，运载力有限，如将数根并扎，则在水中可平稳漂浮且运载量增加，既可载物又可载人。筏子，古时也称为“桴”、“泭”，或“箄”。继编木为筏之后，又有“刳木为舟”（周易系辞）。“刳”是割开、挖空的意思，“舟”是指古代船舶的直系祖先独木舟。它是一种用独根树干挖成的小舟，其制做过程是：先选用一棵粗大挺直的树干，将不准备挖掉的部位涂上湿泥，然后用火烧烤未涂湿泥的部位，待其呈焦炭状后，再用石斧等工具砍凿，这样疏松的焦炭层很快就被“刳”尽，如此反

15、复多次，独木终被“刳”成带槽的舟。有了舟，人们尚不能在水中随意行驶，还必须有推动独木舟行进的工具。“剡木为楫”（周易系辞），即是指古人制桨的方法，“剡”的意思是削。“楫，捷也，拨水使舟捷疾也”（释名释船）。削木头做成桨，以推进舟的行驶。在舵未出现以前，桨还有控制方向的作用。独木舟与桨相配合，人们才可较随意地在水面上活动。“舟楫之利以济不通，致远以利天下。”（周易注疏卷4）独木舟具体出现的时代尚不能断定。但1977年在浙江余姚河姆渡新石器时代遗址中，出土一柄用整木“剡”成的木桨，（25）这表明至迟在大约七千年前，我国已开始使用独木舟，同时也说明，我国发明和使用舟船的历史较之车马出现的时代要早数千

16、年之久。新石器时代的独木舟目前尚未见有实物出土，但晚于原始社会的独木舟，解放后却多有发现，据不完全统计已达二十余只。这些古独木舟已成为研究早期独木舟形制的重要依据。从后世的独木舟看，我国古代独木舟的形制，大致有三种：一种头尾均呈方形，不起翘，接近平底；一种呈头尖尾方形，舟头起翘；（图14）一种头尾均呈尖形，两头起翘。从舟体外形变化来看，第一种应属时代较早的一种，随着行驶经验的积累，人们认识到舟头部尖形比方形省力，且速度快，于是出现第二种形制，继而产生了第三种。独木舟的优点就在于一个“独”字，舟身浑然一体，严整无缝，不易漏水，不会松散，而且制作工艺简单，所以沿用的历史很长，直至今日，在我国西南少

17、数民族地区，独木舟还被用作渡河工具。 筏子与独木舟的相继出现，是人类开拓水域交通迈出的第一步。有了它们，人类的活动范围便从陆地扩大到水上，人类从此可以跨江渡河，使地域上的阻隔失去了原有的威力。 二、木板船的诞生 筏子与独木舟都还不是理想的水上交通工具。筏子的干舷（26）非常低，装载量一大，筏子便浸没在水中。而独木舟的大小则受到木材的限制，且要想通过改进舟形来提高行舟速度也很困难。人类进入奴隶社会以后，生产力有了较大的发展，不仅水上运输活动日渐频繁，而且载重量也日渐增加，筏子与独木舟的“短处”便更为明显地暴露出来。在独木舟的基础上，人们创制出新型的船木板船。木板船的问世，在我国可以追溯到遥远的商

18、代。商代甲骨文中的舟字，写作：、，均是象形字，在一定程度上反映了商代船的结构：它已不是独木刳成的舟，而是用数块木板组装的木板船。这表明，至迟在三千年前的商代，我国就已完成了由独木舟到木板船的变革，且此时的木板船已具有成熟的形制。当然，这一变革并非一蹴而就，而是奴隶们长期实践，不断改进，逐渐创新的结果。雏型的木板船是非常简陋的，它无非是在独木舟的基础上加装木板，以扩大独木舟的装载量。这种改进的独木舟在考古资料中曾有发现。1975年江苏武进出土了一条汉代木船，（27）船体是用三块木料拼接而成的，它已脱离原始独木舟的形制。以后，人们干脆抛开独木舟，直接用木板造船。早期的木板船是由一块底板和两块弦板组

19、成的最简单的“三板船”。至今在我国广西一些河窄滩多，水道曲折的地方还能见到这种原始木板船的踪影。全船仅由三块板构成，底板两端经火烘烤向上翘起，两侧舷板合入底板，然后用铁钉连接，板缝用刨出的竹纤维堵塞，最后涂以油漆。商代尚未有铁钉和油漆，因此想必当时制造这种三板船时或靠榫卯连接，或用藤蔓、兽皮条等缚扎。板缝则用草秆、麻丝、竹茹之类的纤维物质塞堵。另外从甲骨文“”字的结构上看，在船的首尾部位还各加有一、二根横木，使船体联接得更加牢固。这种三板船是后世各类舢板船的祖先。19741978年在河北平山战国时期中山国一号墓的南侧发现一大型葬船坑，出土三条大船、两条小船和若干支木桨。（28）这五条船是目前我

20、国所见时代最早的木板船实物。从独木舟到木板船是我国古代造船史上的一次重大飞跃。至此，人类不再受自然界所提供的木材形状和体积大小的限制，而能够根据人的意愿，对材料进行加工了。在这一基础上，此后的各种弘舸巨舰、楼船方舟也陆续产生，从而给古代漕运、海上交通、水战带来了众多辉煌壮观的场面。舟船的出现原本是人类为了满足载货、运输和生产的需要，但在奴隶制社会的夏、商、周时期，舟船和马车一样，也成为战争的工具。史籍中有明确记载的水战发生在公元前549年。左传记载：“鲁襄公二十四年（前549年）夏，楚子为舟师以伐吴。”杜注：“舟师，水军。”可见春秋时期大规模的船战已登上战争舞台。当时地处长江中游的楚国、太湖流

21、域的吴国、钱塘江流域的越国和济水流域的齐国都非常重视发展战舰，建设舟师，因而水军力量以这四国最为强大，船战也常常在这四个国家之间发生。战舰是从民用船只发展起来的，但由于战舰既要装备进攻武器，又要防御敌舰攻击，所以其结构和性能均比民用船只要优越得多。因此可以说，战舰是当时造船技术水平的最高体现。从文献记载看，当时各国水军的战舰种类繁多，有“艅艎”、“三翼”、“突冒”、“楼船”、“戈船”、“桥舡”等等。艅艎 又称余皇。船头装饰“鹢首”，专供国君乘坐，因此又称“王舟”。战时则作为指挥旗舰。三翼指大翼、中翼、小翼，即三种同类型轻捷战舰的合称。突冒 一种冲突敌阵的小型战船。戈船 一种船上安有戈矛的战船。

22、 这些战舰仿照陆军的车战形式而编制：艅艎相当于陆军的旄车（指挥车），大翼舰有如重车（革车），中翼舰有如冲陷车，小翼舰有如轻车，突冒船相当于陆军的冲车，楼船相当于陆军的行楼车，桥舡船相当于陆军的轻骑兵。（29）这些不同类型、不同用途的战舰组成强大的舟师，有如现在由各种舰艇组成的混合舰队。由单纯的泛舟渡河，到大规模的水战；从简陋的三板船到各类战舰的建造，表明当时的造船技术已有了长足的进步。有的诸侯国还建立了专门造船的工场船宫。（30）先秦时期的战舰实物，迄今为止，还没有发现。但是从战国青铜器上的“水陆攻战”纹饰中，（图15）（31）可以窥知当时战舰的大致结构：船体窄长，船分上下两层，下层有三、四个

23、佩带短剑的划桨手，身体前弓，正奋力操桨划船。为减少伤亡，保证战舰攻守自如，桨手藏于船舱之内。上层则站立有四、五个击鼓、射箭、挥戈剑的武士，正与对方格斗。从每只战舰仅有七或九人来看，这种双层战舰属于一种轻型小舰，适于近战，很可能就是文献记载中三翼舰中的一种。秦汉造船的高峰 一部中国舟船发展史，上下数千年，可以分为三个主要发展时期秦汉、宋元和明。秦汉是我国造船史上的第一个高峰时期，船只类型多，规模大，行船动力、系泊设施基本完备。公元前221年，秦始皇以武力灭关东六国，统一了中国，在造船业上，继承和发展了原来六国中一些国家发达的造船技术，建造了许多轻舟巨舸，使当时的船舶航行已经能够通江达海。秦代的船

24、实物，目前尚未发现，但在广州却发现一处规模巨大的秦汉造船工场。（32）该船场中心部分平行排列着三个造船台，滑道长度都在88米以上。其中1号、2号两个船台都是由枕木、滑板和木墩组成的水平式船台。2号船台宽5.68.4米，以此长度和宽度计算，该船台可建造宽68米，长2030米，载重5060吨的大型木船。若1、2号两船台并台造船，则可以造出载容量更大的船只。据专家考证，这个造船场是秦代统一岭南时建造的，汉代继续沿用。它从一个侧面反映了秦汉时期造船业的生产能力和技术水平。汉承秦制，造船业出现了前所未有的蓬勃发展局面。船只因用途不同，在制造形式上也划分成许多种类：艑 是一种内河运输船。正字通：“形扁，故

25、呼为扁子。”通雅释为浅船。艇 是一种形狭而长的小船。释名释船：“二百斛以下曰艇，其形径挺，一二人所乘行者也。” 是一种体型短宽的运输船。“三百斛曰斛。，貂也；貂，短也。江南所名，短而广安，不倾危者也。”可见主要流行于江南一带。 是一种航海大船。说文舟部和广韵中，均称为汉代海中的大船。 舲 是一种内河小船。广韵称：舲为上有小屋而设窗的船。舫 又称“方”或双帮船。晋郭璞说：“舫，并两舟也”，即两船并联一体的船。史记张仪传记载：“舫船载卒，一舫载五十人与三月之食，下水而浮。”斗舰 是一种有防御装置的战舰。“上下重床（板），曰槛（同舰）。四方施板以御矢石，其内如牢槛也。”先登用于运送士兵登陆攻击的前驱

26、快艇。即“军行在前曰先登，登之以向敌阵也”（释名斥候 一种用于观察敌阵的小船。“五百斛以下，还有小屋，曰斥候，以视敌进退也”（释名赤马舟轻巧速疾的小船。艨艟 一种进攻型的轻捷小战船。“外狭而长曰蒙冲。以冲突敌船也”（释名外部用生牛皮蒙覆，两舷开有划桨孔，左右设有“弩窗矛穴”，敌船难以接近，又不怕矢石攻击，便于快速攻敌。楼船是汉代最富盛名的一种船，也是最能反映汉代造船技术水平的一种船。楼船，顾名思义，就是在船上建楼，一般是根据船只的大小在甲板上建楼数层，最高可达三层。每一层都有专门名称：“船上屋曰庐，象舍也。其上重室曰飞庐，在上故曰飞也。又在其上曰雀室，于中候望，若鸟雀之惊视也。”（释名释船）广

27、州东汉墓曾出土过一件木制船模，其舱房是双层的，（33）可称之为“飞庐”楼船。楼船的种类很多，用途也很广。在军事上，它是水军作战的主力战舰，因此汉代水军统帅也有“楼船将军”之称。以上所述汉代各类舟船，均见于文献记载，至今还没有发现遗存的实物。但汉代的舟船模型在江陵、长沙、广州等地却时有发现，这为人们了解汉代舟船的结构提供了弥足珍贵的资料。如1956年广州西郊西汉墓中出土一具木质船模，（34）此船模当为内河航行之舲船模型。（图16）1955年广州东汉墓也出土一件陶制船模。（35）据估计，这种船长约20米左右，是一种中型内河客货船。 随着造船技术的发展，不仅舟船的种类日益增多，而且各种行船设施也日趋

28、完善。人类建造舟船，其目的不仅能浮于水面，顺流漂泊，而且要能按照人们的意愿在水中航行。然而无论是逆水行舟，还是停船靠岸，都需要有驾驭船只的推进工具。汉船的推进工具有：篙 一种撑船工具。用篙支撑河底使船前进。因为篙与筏子同期出现，所以说篙是时代最早、形制最简单的推进工具。为了便于用篙撑船，一般船的船舷或船尾部都修建有撑篙用的走廊，这是我国船舶结构的独有特征。后世，按篙钻形状和用途不同，篙又有挽篙、独钻、叉篙、钩篙和桡板篙之分。桨 一种用人力推进舟船的木质工具。其出现时期几乎与篙相同或稍晚。人手握桨柄，用桨板向后划水，通过水的反作用力推动船只前进。桨在汉代又叫楫、札、棹。“在旁拨水曰棹。棹，濯也，濯于水中也，且言使舟棹进也。又谓之札，形似札也。又谓之楫，楫捷也，拨水使舟捷疾也。”最初多为短桨，随着船体的增大，干舷的增高，又出现了长桨。桨越多，船行速度也越快。从出土的汉船模型看，当时已有用五桨、十桨划的木船，最多还有用十六桨的。橹 古代又称“樐”、“艣”，是一种效率较高，兼能控制航向的人力推进工具。