【輪船的原理(li)】輪船的原理(li) 船舶的基(ji)本工作原理(li)

輪船按不同的標準，則有不同的分類：

1、按民用運輸可分為客船(chuan)、貨船(chuan)、渡船(chuan)、駁船(chuan)；

2、按(an)航行區(qu)域可分為海船(chuan)、內河船(chuan)和港灣船(chuan)；

3、按航行狀(zhuang)態可分為排水(shui)量船、滑行艇、水(shui)翼船、氣墊(dian)船、沖翼艇；

4、按動(dong)力(li)(li)裝置(zhi)可(ke)分(fen)為蒸汽(qi)動(dong)力(li)(li)裝置(zhi)船、內(nei)燃機動(dong)力(li)(li)裝置(zhi)船、核動(dong)力(li)(li)船、電力(li)(li)推進(jin)船；

5、按推(tui)進(jin)(jin)器形式分：螺(luo)(luo)旋(xuan)槳船(chuan)、平旋(xuan)推(tui)進(jin)(jin)器船(chuan)、噴水推(tui)進(jin)(jin)器船(chuan)、噴氣推(tui)進(jin)(jin)器船(chuan)、螺(luo)(luo)桿(gan)艇、明輪船(chuan)。

在諸多(duo)船舶中，最常見的是鋼(gang)質船、內燃(ran)機(ji)動力船、螺旋槳推進船等。輪(lun)船發展至今，戰略(lve)用(yong)船已(yi)經越來(lai)越選進，其(qi)中包括(kuo)各(ge)類戰略(lve)艦船、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世紀(ji)70年(nian)(nian)代初期，每年(nian)(nian)海運進(jin)口貨物超過3億噸，總(zong)值超(chao)過300億(yi)美元。其中一些奢侈品如瑞(rui)士(shi)鐘表、俄(e)國毛皮、蘇(su)格蘭威士(shi)忌酒(jiu)、意大利鞋(xie)、丹麥家具、法(fa)國葡萄(tao)酒(jiu)，只(zhi)不(bu)過占進口貨物總值的(de)一小部(bu)分；主(zhu)要的(de)進口貨物是原(yuan)料，包括(kuo)4億桶以上的(de)原油、4000萬噸(dun)鐵礦石(shi)、1500多(duo)萬噸鋁(lv)土礦(kuang)石以及國民生活不可缺少(shao)的其(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(chuan)體。又可分為主(zhu)(zhu)體部分和上(shang)層建筑部分。主(zhu)(zhu)體部分一(yi)般指(zhi)上(shang)甲板以下(xia)的部分，由船(chuan)殼（船底及船側）和上甲板(ban)(ban)圍成的具有特定形關(guan)的空心體，是保證船舶具所需浮力、航海性能和船體強度(du)的關(guan)鍵部分，一(yi)般用(yong)于布(bu)置(zhi)動(dong)力裝置(zhi)、裝載(zai)貨物(wu)、儲存燃(ran)料和淡水，以(yi)及布(bu)置(zhi)其(qi)他各(ge)種艙(cang)室。上層建筑位于上甲板(ban)(ban)圍成、主要用(yong)于布(bu)置(zhi)各(ge)種用(yong)途的艙(cang)室（如工作艙(cang)室、生活艙(cang)室、貯藏艙(cang)室、儀器設(she)備艙(cang)室等(deng)）。船體結(jie)構為由板(ban)(ban)材和型材組合(he)的板(ban)(ban)架(jia)結(jie)構，可分為縱骨架(jia)式結(jie)構和橫骨架(jia)式結(jie)構以(yi)及混(hun)合(he)骨架(jia)式結(jie)構。

②船(chuan)(chuan)舶(bo)動(dong)力裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)。又可分為(wei)推(tui)進(jin)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)和輔助(zhu)(zhu)(zhu)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)。推(tui)進(jin)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)是提(ti)供推(tui)進(jin)動(dong)力的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)套(tao)(tao)動(dong)力設備，由主機(ji)（如蒸汽機(ji)、汽輪(lun)(lun)機(ji)、柴油機(ji)、汽油機(ji)、燃(ran)汽輪(lun)(lun)機(ji)等(deng)(deng)）、主鍋爐、傳動(dong)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)、軸系、推(tui)進(jin)器、各(ge)種儀(yi)表和輔助(zhu)(zhu)(zhu)設備等(deng)(deng)組成(cheng)(cheng)(cheng)。輔助(zhu)(zhu)(zhu)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)是為(wei)船(chuan)(chuan)舶(bo)的(de)(de)(de)正常運行、作業、生活雜用等(deng)(deng)提(ti)供各(ge)種能量的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)套(tao)(tao)動(dong)力設備，一般由船(chuan)(chuan)舶(bo)電站(zhan)、輔助(zhu)(zhu)(zhu)鍋爐和廢氣鍋爐裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)以及其(qi)他輔助(zhu)(zhu)(zhu)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)等(deng)(deng)組成(cheng)(cheng)(cheng)。

③船(chuan)舶舾裝。包(bao)括(kuo)艙(cang)室內裝結構（內壁、天花板(ban)(ban)、地板(ban)(ban)等(deng)）、家具和生活(huo)設施、門窗、梯、欄桿、桅桿、艙(cang)口蓋等(deng)。

④其他裝備(bei)。如錨與(yu)系(xi)泊設(she)(she)(she)備(bei)、舵與(yu)操舵設(she)(she)(she)備(bei)、救生(sheng)與(yu)消防設(she)(she)(she)備(bei)、通信(xin)與(yu)導航設(she)(she)(she)備(bei)、照明與(yu)信(xin)號設(she)(she)(she)備(bei)、通風與(yu)空調(diao)和(he)(he)(he)冷藏設(she)(she)(she)備(bei)、壓(ya)載(zai)水系(xi)統、艙(cang)底水疏(shu)干系(xi)統、液(ye)體(ti)艙(cang)的測深和(he)(he)(he)透氣系(xi)統、海水和(he)(he)(he)生(sheng)活用(yong)淡(dan)水系(xi)統、船(chuan)(chuan)(chuan)舶電氣設(she)(she)(she)備(bei)等(deng)。構(gou)成船(chuan)(chuan)(chuan)舶的零件有(you)成千上萬種，所用(yong)材(cai)料品種多、數量(liang)(liang)大(da)，而(er)以鋼(gang)(gang)材(cai)用(yong)量(liang)(liang)最大(da)。其中(zhong)船(chuan)(chuan)(chuan)體(ti)結構(gou)用(yong)的材(cai)料主(zhu)要是碳(tan)素鋼(gang)(gang)和(he)(he)(he)低合金高強(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)。船(chuan)(chuan)(chuan)舶的主(zhu)要技術特征有(you)船(chuan)(chuan)(chuan)舶排水量(liang)(liang)、船(chuan)(chuan)(chuan)舶主(zhu)尺(chi)度(du)（如船(chuan)(chuan)(chuan)長、型寬和(he)(he)(he)型深等(deng)）、船(chuan)(chuan)(chuan)體(ti)系(xi)數、艙(cang)容和(he)(he)(he)登記噸位、船(chuan)(chuan)(chuan)體(ti)型線圖和(he)(he)(he)結構(gou)圖、船(chuan)(chuan)(chuan)舶總布置圖及(ji)主(zhu)要設(she)(she)(she)備(bei)的規格(ge)等(deng)。

動力來源

輪船可以來(lai)自兩種不同的(de)機(ji)器(qi)：渦輪機(ji)和(he)蒸汽(qi)機(ji)。

蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)由(you)三個部分組成(cheng)(cheng)：蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)爐、汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)和冷(leng)凝器(qi)。在(zai)(zai)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)爐中，通(tong)過(guo)燃(ran)燒過(guo)程水(shui)沸騰為蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)。通(tong)過(guo)管道蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)被(bei)送到汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)。閥(fa)門控制(zhi)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)到達汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)的(de)(de)時間。蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)在(zai)(zai)汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)內(nei)推動(dong)(dong)活塞做功，冷(leng)卻的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)通(tong)過(guo)管到被(bei)引入冷(leng)凝器(qi)重(zhong)新(xin)凝結(jie)為水(shui)。這(zhe)個過(guo)程在(zai)(zai)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)運(yun)動(dong)(dong)時不斷重(zhong)復(fu)。一(yi)(yi)般(ban)的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)有三個汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)組成(cheng)(cheng)一(yi)(yi)個組。蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)直接將活塞的(de)(de)上(shang)下運(yun)動(dong)(dong)轉化(hua)為船(chuan)軸的(de)(de)旋轉運(yun)動(dong)(dong)。今年新(xin)造的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)機(ji)中還(huan)包含了一(yi)(yi)個小的(de)(de)渦(wo)輪機(ji)，從(cong)汽(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)中出來(lai)的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)還(huan)可以利用(yong)它的(de)(de)余熱在(zai)(zai)推動(dong)(dong)這(zhe)個渦(wo)輪機(ji)來(lai)提高整個驅動(dong)(dong)裝置的(de)(de)效率。這(zhe)個渦(wo)輪機(ji)也與船(chuan)的(de)(de)螺(luo)旋漿(jiang)軸相(xiang)連(lian)。

現(xian)代輪船(chuan)的(de)蒸汽機還有其它(ta)提高其效率的(de)機構。往往有多個(ge)汽缸連在一(yi)(yi)起。蒸汽從一(yi)(yi)個(ge)汽缸出來后(hou)還被輸入下一(yi)(yi)個(ge)汽缸。這些汽缸的(de)直徑一(yi)(yi)個(ge)比上一(yi)(yi)個(ge)大。這樣雖然蒸汽的(de)壓力在每通過一(yi)(yi)個(ge)汽缸后(hou)不斷減(jian)小(xiao)，但它(ta)對每個(ge)活(huo)塞施加的(de)總的(de)力卻是相同(tong)的(de)。

漸漸地輪船取代了過去(qu)的(de)帆(fan)船。輪船最主要的(de)優點是它們不(bu)依靠(kao)風和(he)比帆(fan)船快(kuai)。它們比較可靠(kao)，到達一(yi)個港口的(de)時(shi)間(jian)也一(yi)般與(yu)天氣無關。輪船的(de)燃(ran)料有煤、煤球、重油和(he)木頭。

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：“作用(yong)于水中物(wu)體上的浮力的大小等于物(wu)體排開水的重力。”這條物體浮沉(chen)的定律(lv)，改變了人(ren)類過去一直用木材造船的歷史。

浮力定律

我們(men)可以做個(ge)小(xiao)實驗(yan)來(lai)證明(ming)一下這個(ge)定(ding)律：找一塊(kuai)薄鐵(tie)(tie)皮，把它放在水上(shang)，它就(jiu)立(li)刻沉下去(qu)了；如果我們(men)用這塊(kuai)鐵(tie)(tie)皮做個(ge)鐵(tie)(tie)盒(he)子(zi)，再(zai)放到水上(shang)，雖(sui)然重(zhong)(zhong)力(li)(li)沒有變，它卻能(neng)漂(piao)浮在水面(mian)(mian)上(shang)。而(er)且即(ji)(ji)使往盒(he)子(zi)里加(jia)點東(dong)西，盒(he)子(zi)也(ye)只是(shi)(shi)下沉一點點，但仍(reng)能(neng)漂(piao)浮在水面(mian)(mian)上(shang)。這是(shi)(shi)因為盒(he)子(zi)底(di)(di)面(mian)(mian)受(shou)(shou)到水的(de)壓力(li)(li)，這個(ge)壓力(li)(li)就(jiu)是(shi)(shi)豎直向(xiang)上(shang)的(de)浮力(li)(li)。當浮力(li)(li)大(da)于(yu)鐵(tie)(tie)皮的(de)重(zhong)(zhong)力(li)(li)時，就(jiu)托(tuo)住鐵(tie)(tie)盒(he)讓它浮在水面(mian)(mian)上(shang)。而(er)浮力(li)(li)是(shi)(shi)隨物體(ti)排(pai)開液(ye)體(ti)重(zhong)(zhong)力(li)(li)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)而(er)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)、隨物體(ti)底(di)(di)部面(mian)(mian)積(ji)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)而(er)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)的(de)。大(da)輪船浮在水上(shang)就(jiu)是(shi)(shi)根(gen)據這個(ge)定(ding)律。船越大(da)，即(ji)(ji)船的(de)底(di)(di)部面(mian)(mian)積(ji)越大(da)，船排(pai)開水的(de)重(zhong)(zhong)力(li)(li)也(ye)越大(da)，它所(suo)受(shou)(shou)的(de)浮力(li)(li)也(ye)就(jiu)越大(da)，即(ji)(ji)使輪船裝(zhuang)運(yun)很多的(de)貨(huo)物，也(ye)不會沉底(di)(di)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)究竟(jing)是什么(me)力量把幾百噸(dun)重的(de)(de)船舉離水面的(de)(de)呢？

氣墊船的氣壓作用

氣墊(dian)(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)上(shang)(shang)裝有幾臺很(hen)大的(de)鼓風機(ji)。這些鼓風機(ji)產(chan)生的(de)壓縮空氣，由船(chuan)(chuan)(chuan)四周的(de)環形(xing)(xing)通道噴出，以(yi)很(hen)大的(de)壓力(li)向下沖向水面。根據作(zuo)用(yong)(yong)力(li)和(he)反(fan)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)的(de)原理，船(chuan)(chuan)(chuan)體就(jiu)得到(dao)一個方向向上(shang)(shang)的(de)反(fan)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)。當反(fan)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)足以(yi)托起船(chuan)(chuan)(chuan)體重量時(shi)，船(chuan)(chuan)(chuan)體就(jiu)被抬出水面。這時(shi)，在(zai)水面和(he)船(chuan)(chuan)(chuan)體之間(jian)，形(xing)(xing)成(cheng)了一層氣墊(dian)(dian)，氣墊(dian)(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)因此而得名。然后(hou)，利(li)用(yong)(yong)斜向插入水中的(de)螺旋槳，或(huo)利(li)用(yong)(yong)空氣螺旋槳產(chan)生推力(li)，來推動船(chuan)(chuan)(chuan)舶前(qian)進。氣墊(dian)(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)不僅能在(zai)水面航行，也可以(yi)在(zai)陸(lu)地上(shang)(shang)行駛，是一種水陸(lu)兩(liang)棲的(de)交通工具(ju)。同(tong)樣(yang)，氣墊(dian)(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)在(zai)陸(lu)地上(shang)(shang)行駛時(shi)，船(chuan)(chuan)(chuan)和(he)地面之間(jian)也會(hui)形(xing)(xing)成(cheng)一層氣墊(dian)(dian)，把(ba)船(chuan)(chuan)(chuan)托起來。