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

輪船按不同的標準，則有不同的分類：

1、按民用運輸可分(fen)為(wei)客船(chuan)、貨船(chuan)、渡船(chuan)、駁船(chuan)；

2、按航(hang)行(xing)區域可分為海船(chuan)、內(nei)河船(chuan)和港(gang)灣船(chuan)；

3、按航行狀態可分為排水量(liang)船、滑行艇(ting)、水翼(yi)船、氣墊船、沖翼(yi)艇(ting)；

4、按(an)動力裝置可分為蒸汽(qi)動力裝置船(chuan)、內燃機動力裝置船(chuan)、核(he)動力船(chuan)、電(dian)力推(tui)進船(chuan)；

5、按推進(jin)器(qi)形(xing)式分：螺(luo)旋槳船(chuan)、平旋推進(jin)器(qi)船(chuan)、噴(pen)(pen)水推進(jin)器(qi)船(chuan)、噴(pen)(pen)氣推進(jin)器(qi)船(chuan)、螺(luo)桿艇、明輪船(chuan)。

在(zai)諸多船(chuan)舶中，最常見的是鋼質(zhi)船(chuan)、內(nei)燃機動力(li)船(chuan)、螺旋槳推進船(chuan)等。輪船(chuan)發展至今，戰略用船(chuan)已經越(yue)(yue)來越(yue)(yue)選(xuan)進，其(qi)中包括各類戰略艦船(chuan)、巡洋艦等。

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(mei)年海運進口(kou)貨(huo)物超(chao)過3億噸，總值超過300億美元。其中(zhong)一些奢侈品如瑞士鐘表、俄國(guo)毛皮、蘇格(ge)蘭威士忌酒、意大(da)利鞋(xie)、丹麥家具、法國(guo)葡萄酒，只不過占進口貨物總值的(de)一小部分；主要的(de)進口貨物是原(yuan)料，包(bao)括4億桶(tong)以上的原(yuan)油(you)、4000萬噸鐵礦石、1500多萬(wan)噸鋁土礦石以及國民生活(huo)不可(ke)缺少(shao)的(de)其(qi)他物品。

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(ti)。又可分(fen)(fen)為主體(ti)部(bu)分(fen)(fen)和上(shang)(shang)層建筑部(bu)分(fen)(fen)。主體(ti)部(bu)分(fen)(fen)一(yi)般指(zhi)上(shang)(shang)甲板以下的部(bu)分(fen)(fen)，由船殼（船(chuan)(chuan)底及(ji)船(chuan)(chuan)側）和(he)(he)上(shang)(shang)甲(jia)板(ban)(ban)圍成(cheng)(cheng)的(de)具有特定形(xing)關的(de)空心體，是(shi)保證(zheng)船(chuan)(chuan)舶具所需(xu)浮力、航海性能和(he)(he)船(chuan)(chuan)體強度的(de)關鍵(jian)部(bu)分，一般(ban)用于布(bu)置動力裝置、裝載貨(huo)物、儲存燃料和(he)(he)淡水，以(yi)及(ji)布(bu)置其他各(ge)種艙(cang)室(shi)。上(shang)(shang)層建筑位于上(shang)(shang)甲(jia)板(ban)(ban)圍成(cheng)(cheng)、主要用于布(bu)置各(ge)種用途的(de)艙(cang)室(shi)（如工作艙(cang)室(shi)、生(sheng)活艙(cang)室(shi)、貯藏艙(cang)室(shi)、儀器設(she)備艙(cang)室(shi)等）。船(chuan)(chuan)體結(jie)構為由板(ban)(ban)材(cai)和(he)(he)型材(cai)組合(he)的(de)板(ban)(ban)架結(jie)構，可分為縱骨(gu)(gu)架式(shi)結(jie)構和(he)(he)橫骨(gu)(gu)架式(shi)結(jie)構以(yi)及(ji)混合(he)骨(gu)(gu)架式(shi)結(jie)構。

②船(chuan)舶動(dong)力(li)(li)(li)裝置(zhi)。又可分為(wei)推(tui)進裝置(zhi)和(he)輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)裝置(zhi)。推(tui)進裝置(zhi)是(shi)提供推(tui)進動(dong)力(li)(li)(li)的成套動(dong)力(li)(li)(li)設備(bei)(bei)，由主機(ji)(ji)（如蒸汽(qi)機(ji)(ji)、汽(qi)輪(lun)機(ji)(ji)、柴油機(ji)(ji)、汽(qi)油機(ji)(ji)、燃汽(qi)輪(lun)機(ji)(ji)等(deng)(deng)）、主鍋爐(lu)、傳動(dong)裝置(zhi)、軸系、推(tui)進器(qi)、各種儀表和(he)輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)設備(bei)(bei)等(deng)(deng)組成。輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)裝置(zhi)是(shi)為(wei)船(chuan)舶的正常運行(xing)、作(zuo)業、生(sheng)活(huo)雜用等(deng)(deng)提供各種能(neng)量的成套動(dong)力(li)(li)(li)設備(bei)(bei)，一(yi)般由船(chuan)舶電站、輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)鍋爐(lu)和(he)廢氣鍋爐(lu)裝置(zhi)以及其他輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)裝置(zhi)等(deng)(deng)組成。

③船舶(bo)舾裝。包括艙室內(nei)裝結構(gou)（內(nei)壁、天花板、地板等）、家具和生活設(she)施、門(men)窗、梯、欄桿(gan)(gan)、桅桿(gan)(gan)、艙口蓋(gai)等。

④其(qi)他裝備(bei)(bei)。如錨與(yu)系(xi)泊(bo)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)、舵與(yu)操(cao)舵設(she)(she)(she)備(bei)(bei)、救生(sheng)與(yu)消防(fang)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)、通(tong)信與(yu)導航設(she)(she)(she)備(bei)(bei)、照(zhao)明與(yu)信號設(she)(she)(she)備(bei)(bei)、通(tong)風(feng)與(yu)空調(diao)和冷藏(zang)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)、壓(ya)載水(shui)系(xi)統、艙底(di)水(shui)疏干(gan)系(xi)統、液(ye)體(ti)(ti)艙的(de)測深和透(tou)氣系(xi)統、海(hai)水(shui)和生(sheng)活用(yong)淡水(shui)系(xi)統、船(chuan)(chuan)舶電氣設(she)(she)(she)備(bei)(bei)等(deng)。構(gou)成船(chuan)(chuan)舶的(de)零件有成千上萬種(zhong)，所用(yong)材料(liao)品種(zhong)多(duo)、數量(liang)(liang)大，而以鋼材用(yong)量(liang)(liang)最(zui)大。其(qi)中船(chuan)(chuan)體(ti)(ti)結構(gou)用(yong)的(de)材料(liao)主要是碳素鋼和低合金高強度鋼。船(chuan)(chuan)舶的(de)主要技(ji)術(shu)特征有船(chuan)(chuan)舶排水(shui)量(liang)(liang)、船(chuan)(chuan)舶主尺度（如船(chuan)(chuan)長、型(xing)寬和型(xing)深等(deng)）、船(chuan)(chuan)體(ti)(ti)系(xi)數、艙容(rong)和登記噸位、船(chuan)(chuan)體(ti)(ti)型(xing)線圖和結構(gou)圖、船(chuan)(chuan)舶總(zong)布置圖及(ji)主要設(she)(she)(she)備(bei)(bei)的(de)規格等(deng)。

動力來源

輪船可以來自(zi)兩種不同的機器：渦輪機和蒸汽機。

蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)由(you)三個(ge)(ge)(ge)部(bu)分組成：蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)爐、汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)和(he)冷凝器(qi)。在蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)爐中(zhong)，通(tong)(tong)過燃燒過程水沸(fei)騰為(wei)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)。通(tong)(tong)過管道(dao)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)被送到(dao)汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)。閥門(men)控制(zhi)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)到(dao)達(da)汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)的(de)(de)(de)時間(jian)。蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)在汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)內推動活塞做功，冷卻(que)的(de)(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)通(tong)(tong)過管到(dao)被引入冷凝器(qi)重(zhong)新凝結為(wei)水。這個(ge)(ge)(ge)過程在蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)運動時不斷重(zhong)復。一(yi)(yi)般的(de)(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)有三個(ge)(ge)(ge)汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)組成一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)組。蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)直接將活塞的(de)(de)(de)上下運動轉化(hua)為(wei)船軸的(de)(de)(de)旋轉運動。今年新造的(de)(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)中(zhong)還包含(han)了一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)小的(de)(de)(de)渦輪(lun)機(ji)(ji)，從汽(qi)(qi)(qi)缸(gang)中(zhong)出(chu)來的(de)(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)還可以(yi)利用它的(de)(de)(de)余(yu)熱在推動這個(ge)(ge)(ge)渦輪(lun)機(ji)(ji)來提高(gao)整個(ge)(ge)(ge)驅動裝置的(de)(de)(de)效率。這個(ge)(ge)(ge)渦輪(lun)機(ji)(ji)也(ye)與(yu)船的(de)(de)(de)螺(luo)旋漿軸相(xiang)連。

現(xian)代輪船的(de)蒸汽(qi)(qi)機(ji)還(huan)有其(qi)它(ta)提高(gao)其(qi)效(xiao)率的(de)機(ji)構。往往有多個(ge)汽(qi)(qi)缸(gang)連在(zai)一起。蒸汽(qi)(qi)從一個(ge)汽(qi)(qi)缸(gang)出(chu)來后(hou)還(huan)被輸入下一個(ge)汽(qi)(qi)缸(gang)。這些汽(qi)(qi)缸(gang)的(de)直徑一個(ge)比上一個(ge)大。這樣(yang)雖然(ran)蒸汽(qi)(qi)的(de)壓力在(zai)每通過一個(ge)汽(qi)(qi)缸(gang)后(hou)不斷減小，但(dan)它(ta)對每個(ge)活塞施加(jia)的(de)總的(de)力卻是相(xiang)同的(de)。

漸漸地(di)輪船(chuan)(chuan)(chuan)取(qu)代了過去(qu)的帆船(chuan)(chuan)(chuan)。輪船(chuan)(chuan)(chuan)最主要(yao)的優點是它(ta)們(men)(men)不依靠風和(he)(he)比帆船(chuan)(chuan)(chuan)快。它(ta)們(men)(men)比較可靠，到(dao)達(da)一(yi)個港口的時間(jian)也(ye)一(yi)般與天氣無關。輪船(chuan)(chuan)(chuan)的燃料有煤(mei)、煤(mei)球、重油和(he)(he)木(mu)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(zuo)用于水中物(wu)體上(shang)的(de)浮力的(de)大小(xiao)等于物(wu)體排(pai)開水的(de)重力。”這條物體浮沉的定(ding)律，改(gai)變了人類過去一直用(yong)木(mu)材造(zao)船(chuan)的歷史。

浮力定律

我們可以做個(ge)(ge)小實驗來證明一下這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)定律：找一塊薄鐵(tie)(tie)皮(pi)，把它(ta)放在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)上(shang)(shang)，它(ta)就(jiu)立刻沉下去了(le)；如果我們用這(zhe)(zhe)塊鐵(tie)(tie)皮(pi)做個(ge)(ge)鐵(tie)(tie)盒子(zi)，再放到水(shui)(shui)(shui)上(shang)(shang)，雖然(ran)重(zhong)力(li)(li)(li)(li)沒(mei)有變，它(ta)卻能(neng)漂浮(fu)(fu)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)面(mian)(mian)上(shang)(shang)。而(er)且即使往盒子(zi)里加(jia)點東西，盒子(zi)也(ye)只是(shi)下沉一點點，但仍能(neng)漂浮(fu)(fu)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)面(mian)(mian)上(shang)(shang)。這(zhe)(zhe)是(shi)因為盒子(zi)底面(mian)(mian)受到水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)，這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)就(jiu)是(shi)豎(shu)直向上(shang)(shang)的(de)(de)浮(fu)(fu)力(li)(li)(li)(li)。當浮(fu)(fu)力(li)(li)(li)(li)大(da)(da)(da)于鐵(tie)(tie)皮(pi)的(de)(de)重(zhong)力(li)(li)(li)(li)時，就(jiu)托住鐵(tie)(tie)盒讓它(ta)浮(fu)(fu)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)面(mian)(mian)上(shang)(shang)。而(er)浮(fu)(fu)力(li)(li)(li)(li)是(shi)隨(sui)物(wu)(wu)體排開液體重(zhong)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)增(zeng)加(jia)而(er)增(zeng)加(jia)、隨(sui)物(wu)(wu)體底部面(mian)(mian)積的(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(chuan)(chuan)浮(fu)(fu)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)上(shang)(shang)就(jiu)是(shi)根據這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)定律。船(chuan)(chuan)越大(da)(da)(da)，即船(chuan)(chuan)的(de)(de)底部面(mian)(mian)積越大(da)(da)(da)，船(chuan)(chuan)排開水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)重(zhong)力(li)(li)(li)(li)也(ye)越大(da)(da)(da)，它(ta)所受的(de)(de)浮(fu)(fu)力(li)(li)(li)(li)也(ye)就(jiu)越大(da)(da)(da)，即使輪船(chuan)(chuan)裝運(yun)很(hen)多的(de)(de)貨物(wu)(wu)，也(ye)不會沉底了(le)。

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(jing)是什(shen)么(me)力量把幾百噸重的船舉離水面的呢(ni)？

氣墊船的氣壓作用

氣(qi)墊(dian)船(chuan)上裝有(you)幾(ji)臺很大的(de)鼓(gu)風(feng)機(ji)(ji)。這(zhe)些(xie)鼓(gu)風(feng)機(ji)(ji)產生的(de)壓縮空氣(qi)，由船(chuan)四周的(de)環形通道噴出，以很大的(de)壓力向下沖向水(shui)(shui)(shui)(shui)面(mian)(mian)。根據作(zuo)用(yong)力和(he)反作(zuo)用(yong)力的(de)原理，船(chuan)體就得到一(yi)個方向向上的(de)反作(zuo)用(yong)力。當(dang)反作(zuo)用(yong)力足以托起船(chuan)體重量時，船(chuan)體就被抬出水(shui)(shui)(shui)(shui)面(mian)(mian)。這(zhe)時，在(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)面(mian)(mian)和(he)船(chuan)體之間，形成了(le)一(yi)層(ceng)氣(qi)墊(dian)，氣(qi)墊(dian)船(chuan)因此而(er)得名。然后，利用(yong)斜向插入水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)螺(luo)旋(xuan)槳，或利用(yong)空氣(qi)螺(luo)旋(xuan)槳產生推(tui)力，來(lai)推(tui)動(dong)船(chuan)舶(bo)前進。氣(qi)墊(dian)船(chuan)不僅能在(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)面(mian)(mian)航(hang)行(xing)，也可(ke)以在(zai)陸地上行(xing)駛，是一(yi)種(zhong)水(shui)(shui)(shui)(shui)陸兩(liang)棲(qi)的(de)交(jiao)通工具(ju)。同(tong)樣，氣(qi)墊(dian)船(chuan)在(zai)陸地上行(xing)駛時，船(chuan)和(he)地面(mian)(mian)之間也會形成一(yi)層(ceng)氣(qi)墊(dian)，把船(chuan)托起來(lai)。