【輪船的(de)(de)原理(li)】輪船的(de)(de)原理(li) 船舶的(de)(de)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(min)用運(yun)輸可分為客船(chuan)、貨(huo)船(chuan)、渡船(chuan)、駁(bo)船(chuan)；

2、按航行區域可(ke)分為(wei)海(hai)船(chuan)、內河船(chuan)和港灣船(chuan)；

3、按航行(xing)(xing)狀態可分為排(pai)水(shui)(shui)量船、滑行(xing)(xing)艇、水(shui)(shui)翼船、氣墊船、沖翼艇；

4、按動力(li)(li)裝(zhuang)置可(ke)分為蒸汽動力(li)(li)裝(zhuang)置船、內燃機動力(li)(li)裝(zhuang)置船、核動力(li)(li)船、電力(li)(li)推進船；

5、按推進(jin)器形式分：螺(luo)旋槳船(chuan)(chuan)(chuan)、平旋推進(jin)器船(chuan)(chuan)(chuan)、噴(pen)水(shui)推進(jin)器船(chuan)(chuan)(chuan)、噴(pen)氣推進(jin)器船(chuan)(chuan)(chuan)、螺(luo)桿艇、明(ming)輪(lun)船(chuan)(chuan)(chuan)。

在諸(zhu)多船舶中，最常(chang)見的是鋼(gang)質船、內燃(ran)機動力(li)船、螺(luo)旋(xuan)槳推進船等(deng)。輪船發展至(zhi)今，戰(zhan)(zhan)略(lve)用船已經越(yue)來越(yue)選進，其中包括各類戰(zhan)(zhan)略(lve)艦船、巡洋艦等(deng)。

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70年(nian)代初期，每年(nian)海(hai)運(yun)進(jin)口貨物超過3億噸，總值超過300億美元。其中一(yi)些奢(she)侈品如瑞士(shi)鐘表、俄(e)國(guo)毛皮、蘇格(ge)蘭威士(shi)忌酒、意(yi)大利鞋、丹(dan)麥家具、法(fa)國(guo)葡(pu)萄(tao)酒，只不過占進口(kou)貨物總(zong)值的一(yi)小(xiao)部分；主(zhu)要(yao)的進口(kou)貨物是原料，包括4億桶(tong)以(yi)上(shang)的(de)原(yuan)油(you)、4000萬噸鐵礦石、1500多萬噸鋁土礦石以(yi)及國民(min)生(sheng)活(huo)不可(ke)缺(que)少(shao)的其(qi)他(ta)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)(ti)(ti)。又(you)可分為(wei)主體(ti)(ti)(ti)部(bu)(bu)分和上(shang)(shang)層建筑部(bu)(bu)分。主體(ti)(ti)(ti)部(bu)(bu)分一般指(zhi)上(shang)(shang)甲板以(yi)下的部(bu)(bu)分，由(you)船殼（船底及船側）和(he)上(shang)甲板(ban)圍成的具有特定形關(guan)的空心體(ti)，是(shi)保證船舶具所需浮力、航海性能和(he)船體(ti)強度的關(guan)鍵部(bu)分(fen)，一般(ban)用于布置動(dong)力裝置、裝載(zai)貨物、儲存燃料和(he)淡(dan)水，以及布置其他各種艙(cang)室(shi)。上(shang)層建筑位于上(shang)甲板(ban)圍成、主(zhu)要用于布置各種用途的艙(cang)室(shi)（如工作(zuo)艙(cang)室(shi)、生(sheng)活艙(cang)室(shi)、貯藏艙(cang)室(shi)、儀器(qi)設備艙(cang)室(shi)等）。船體(ti)結構為由板(ban)材和(he)型材組合的板(ban)架(jia)(jia)結構，可分(fen)為縱骨(gu)架(jia)(jia)式結構和(he)橫骨(gu)架(jia)(jia)式結構以及混合骨(gu)架(jia)(jia)式結構。

②船(chuan)(chuan)舶(bo)動力裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)。又可分(fen)為推進裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)和輔(fu)助(zhu)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)。推進裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)是提(ti)(ti)供(gong)推進動力的成(cheng)套(tao)動力設備(bei)，由主機(ji)（如蒸汽機(ji)、汽輪機(ji)、柴油機(ji)、汽油機(ji)、燃汽輪機(ji)等(deng)）、主鍋(guo)爐、傳(chuan)動裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)、軸系(xi)、推進器、各種儀表和輔(fu)助(zhu)設備(bei)等(deng)組成(cheng)。輔(fu)助(zhu)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)是為船(chuan)(chuan)舶(bo)的正常運(yun)行、作業、生活(huo)雜用等(deng)提(ti)(ti)供(gong)各種能量的成(cheng)套(tao)動力設備(bei)，一(yi)般由船(chuan)(chuan)舶(bo)電站、輔(fu)助(zhu)鍋(guo)爐和廢氣鍋(guo)爐裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)以(yi)及其(qi)他輔(fu)助(zhu)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)等(deng)組成(cheng)。

③船舶舾裝。包括艙(cang)室(shi)內裝結構（內壁、天花板、地板等(deng)）、家具和(he)生活設施、門窗、梯、欄(lan)桿、桅(wei)桿、艙(cang)口蓋等(deng)。

④其他(ta)裝備(bei)。如(ru)錨與(yu)(yu)系(xi)(xi)泊設備(bei)、舵(duo)與(yu)(yu)操舵(duo)設備(bei)、救(jiu)生與(yu)(yu)消防設備(bei)、通(tong)信與(yu)(yu)導航設備(bei)、照明與(yu)(yu)信號設備(bei)、通(tong)風與(yu)(yu)空(kong)調和(he)冷藏設備(bei)、壓(ya)載水(shui)(shui)系(xi)(xi)統、艙底水(shui)(shui)疏干系(xi)(xi)統、液體艙的(de)測深(shen)和(he)透(tou)氣(qi)系(xi)(xi)統、海水(shui)(shui)和(he)生活用淡水(shui)(shui)系(xi)(xi)統、船舶(bo)電(dian)氣(qi)設備(bei)等(deng)。構(gou)成船舶(bo)的(de)零件有成千(qian)上萬種，所用材料品(pin)種多、數量(liang)大，而以鋼材用量(liang)最大。其中(zhong)船體結構(gou)用的(de)材料主要(yao)(yao)是碳素鋼和(he)低合金高強度鋼。船舶(bo)的(de)主要(yao)(yao)技術特征有船舶(bo)排水(shui)(shui)量(liang)、船舶(bo)主尺(chi)度（如(ru)船長、型寬和(he)型深(shen)等(deng)）、船體系(xi)(xi)數、艙容和(he)登記噸位(wei)、船體型線(xian)圖和(he)結構(gou)圖、船舶(bo)總布置圖及主要(yao)(yao)設備(bei)的(de)規格等(deng)。

動力來源

輪船(chuan)可以來自兩(liang)種(zhong)不同(tong)的機器(qi)：渦輪機和蒸汽機。

蒸(zheng)汽機由(you)三個部分組(zu)成(cheng)(cheng)：蒸(zheng)汽爐、汽缸(gang)(gang)(gang)和(he)冷(leng)凝(ning)器(qi)。在蒸(zheng)汽爐中(zhong)，通過(guo)(guo)燃燒(shao)過(guo)(guo)程水沸騰(teng)為蒸(zheng)汽。通過(guo)(guo)管道蒸(zheng)汽被(bei)送到汽缸(gang)(gang)(gang)。閥門控制蒸(zheng)汽到達(da)汽缸(gang)(gang)(gang)的(de)時間。蒸(zheng)汽在汽缸(gang)(gang)(gang)內(nei)推動(dong)活塞(sai)做功(gong)，冷(leng)卻的(de)蒸(zheng)汽通過(guo)(guo)管到被(bei)引(yin)入冷(leng)凝(ning)器(qi)重新凝(ning)結為水。這個過(guo)(guo)程在蒸(zheng)汽機運(yun)動(dong)時不斷(duan)重復。一(yi)(yi)般的(de)蒸(zheng)汽機有三個汽缸(gang)(gang)(gang)組(zu)成(cheng)(cheng)一(yi)(yi)個組(zu)。蒸(zheng)汽機直(zhi)接將活塞(sai)的(de)上下運(yun)動(dong)轉化為船軸(zhou)的(de)旋(xuan)轉運(yun)動(dong)。今年新造的(de)蒸(zheng)汽機中(zhong)還(huan)包含了(le)一(yi)(yi)個小的(de)渦(wo)輪(lun)機，從汽缸(gang)(gang)(gang)中(zhong)出來的(de)蒸(zheng)汽還(huan)可(ke)以利用(yong)它的(de)余(yu)熱在推動(dong)這個渦(wo)輪(lun)機來提高整個驅動(dong)裝置的(de)效率。這個渦(wo)輪(lun)機也與(yu)船的(de)螺(luo)旋(xuan)漿軸(zhou)相(xiang)連。

現代(dai)輪船(chuan)的蒸汽(qi)(qi)機還有其(qi)它(ta)(ta)提高其(qi)效率(lv)的機構。往(wang)往(wang)有多個(ge)(ge)汽(qi)(qi)缸連(lian)在一(yi)起。蒸汽(qi)(qi)從(cong)一(yi)個(ge)(ge)汽(qi)(qi)缸出來后還被(bei)輸入(ru)下一(yi)個(ge)(ge)汽(qi)(qi)缸。這(zhe)些汽(qi)(qi)缸的直(zhi)徑一(yi)個(ge)(ge)比上一(yi)個(ge)(ge)大(da)。這(zhe)樣雖然蒸汽(qi)(qi)的壓(ya)力(li)在每通過一(yi)個(ge)(ge)汽(qi)(qi)缸后不斷減小，但它(ta)(ta)對每個(ge)(ge)活塞施加的總的力(li)卻是相同(tong)的。

漸(jian)漸(jian)地輪船取代了過去的(de)帆(fan)(fan)船。輪船最主要的(de)優(you)點是(shi)它們(men)(men)不依靠風和(he)比帆(fan)(fan)船快。它們(men)(men)比較(jiao)可(ke)靠，到達(da)一個(ge)港口的(de)時間也一般與天(tian)氣無關。輪船的(de)燃料有煤、煤球、重油和(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：“作用于(yu)水(shui)中物體(ti)上的浮(fu)力的大小等于(yu)物體(ti)排開水(shui)的重力。”這(zhe)條物體浮沉的定律，改(gai)變了人類(lei)過去一直用木材造船的歷(li)史。

浮力定律

我們(men)可以做(zuo)個(ge)(ge)(ge)(ge)小實驗來證明一(yi)下這個(ge)(ge)(ge)(ge)定律：找(zhao)一(yi)塊薄鐵皮，把(ba)它放(fang)在水(shui)(shui)上，它就(jiu)立刻沉下去了(le)；如果我們(men)用這塊鐵皮做(zuo)個(ge)(ge)(ge)(ge)鐵盒子，再放(fang)到水(shui)(shui)上，雖然重力(li)(li)沒有變，它卻能漂(piao)浮(fu)(fu)(fu)在水(shui)(shui)面(mian)上。而且即使(shi)往(wang)盒子里(li)加(jia)(jia)(jia)點(dian)東西，盒子也(ye)(ye)(ye)只是(shi)下沉一(yi)點(dian)點(dian)，但(dan)仍(reng)能漂(piao)浮(fu)(fu)(fu)在水(shui)(shui)面(mian)上。這是(shi)因為盒子底面(mian)受到水(shui)(shui)的(de)(de)(de)壓力(li)(li)，這個(ge)(ge)(ge)(ge)壓力(li)(li)就(jiu)是(shi)豎直向上的(de)(de)(de)浮(fu)(fu)(fu)力(li)(li)。當浮(fu)(fu)(fu)力(li)(li)大(da)(da)于鐵皮的(de)(de)(de)重力(li)(li)時，就(jiu)托住鐵盒讓(rang)它浮(fu)(fu)(fu)在水(shui)(shui)面(mian)上。而浮(fu)(fu)(fu)力(li)(li)是(shi)隨物(wu)體(ti)(ti)排(pai)開(kai)液體(ti)(ti)重力(li)(li)的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)(jia)而增加(jia)(jia)(jia)、隨物(wu)體(ti)(ti)底部面(mian)積的(de)(de)(de)增大(da)(da)而增大(da)(da)的(de)(de)(de)。大(da)(da)輪(lun)(lun)船(chuan)(chuan)浮(fu)(fu)(fu)在水(shui)(shui)上就(jiu)是(shi)根據(ju)這個(ge)(ge)(ge)(ge)定律。船(chuan)(chuan)越(yue)大(da)(da)，即船(chuan)(chuan)的(de)(de)(de)底部面(mian)積越(yue)大(da)(da)，船(chuan)(chuan)排(pai)開(kai)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)重力(li)(li)也(ye)(ye)(ye)越(yue)大(da)(da)，它所受的(de)(de)(de)浮(fu)(fu)(fu)力(li)(li)也(ye)(ye)(ye)就(jiu)越(yue)大(da)(da)，即使(shi)輪(lun)(lun)船(chuan)(chuan)裝運很多的(de)(de)(de)貨物(wu)，也(ye)(ye)(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。那么究竟(jing)是什么力量(liang)把幾百噸重(zhong)的船(chuan)舉離水面的呢？

氣墊船的氣壓作用

氣墊(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)上裝有(you)幾臺很大(da)的(de)(de)鼓風(feng)機。這(zhe)些鼓風(feng)機產(chan)生(sheng)的(de)(de)壓(ya)縮空(kong)氣，由(you)船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)四周的(de)(de)環(huan)形通道噴出，以很大(da)的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)向(xiang)下沖向(xiang)水面。根(gen)據作(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)(li)和(he)反作(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)(li)的(de)(de)原理，船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)體就得到(dao)一(yi)個方(fang)向(xiang)向(xiang)上的(de)(de)反作(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)(li)。當反作(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)(li)足(zu)以托起船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)體重量時，船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)體就被抬出水面。這(zhe)時，在水面和(he)船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)體之間(jian)，形成了(le)一(yi)層(ceng)氣墊(dian)，氣墊(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)因(yin)此而得名。然(ran)后，利用(yong)(yong)(yong)斜向(xiang)插入水中的(de)(de)螺旋槳，或利用(yong)(yong)(yong)空(kong)氣螺旋槳產(chan)生(sheng)推力(li)(li)，來推動船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)前進。氣墊(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)不僅(jin)能在水面航行，也可以在陸(lu)地上行駛，是(shi)一(yi)種水陸(lu)兩棲的(de)(de)交通工具(ju)。同樣，氣墊(dian)船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)在陸(lu)地上行駛時，船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)和(he)地面之間(jian)也會(hui)形成一(yi)層(ceng)氣墊(dian)，把船(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)托起來。