船或船舶,指的是:举凡利用水的浮力,依靠人力、风帆、发动机(如蒸气机、燃气涡轮、柴油引擎、核子动力机组)等动力,牵、拉、推、划、或推动螺旋桨、高压喷嘴,使能在水上移动的交通运输手段。另外,民用船通常称为船(古称舳舻)、船舶、轮机、舫,军用船称为舰(古称艨艟)、舰艇,小型船称为艇、 舢舨、筏或舟,其总称为舰艇或船舶。
简介船或船舶,指的是:举凡利用水的浮力,依靠人力、风帆、发动机(如蒸气机、燃气涡轮、柴油引擎、核子动力机组)等动力,牵、拉、推、划、或推动螺旋桨、高压喷嘴,使能在水上移动的交通运输手段。另外,民用船通常称为船(古称舳舻)、船舶、轮机、舫,军用船称为舰(古称艨艟)、舰艇,小型船称为艇、 舢舨、筏或舟,其总称为舰艇或船舶。
船舶是随着人类的发展而开发的。不论是战时或是平时,都有船舶的出现。世界上有数百万的渔民用渔船捕鱼。战时的海战及海上军事补给都和船有关。2007年的商船约有35,000艘,货物约有740万吨。2011年时,世界上已约104,304艘有船已取得由国际海事组织(IMO)发出的IMO编别号码。
在历史上,船舶对于地理探索及科学技术的发展都有重要的角色。像中国明朝的郑和将指南针及火药传播到其他地区。船舶有用像殖民及奴隶贸易等用途,也有用在科学、文化及人道主义上。美洲及欧洲之间的哥伦布大交换是当时世界人口成长的主因之一。航运也使世界的经济成为能源密集的形式。1
术语轮船(ship)和小艇(boat)的区别通常在于尺寸和航行时间。一个经验法则是,如果一艘船舶能携带另一艘,那么较大的那个就是轮船。不过也有例外:像帆船游艇上面会载一个长2至6米的小艇,两种都不算是轮船。
在大航海时代,轮船定义为具至少有三个横帆桅杆和一个完整船首斜桅的帆船,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,现代船只可能还有船级(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。1
分类按用途科考船: 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。
快艇:主要用于水上娱乐,或赛艇比赛的船只。种类很多,摩托艇,气垫船都属于这一类型。
拖船:推拉大船进出港的専用船。
引水船:带引水人上下商船的専用船。
指航船:指明航道的船只。
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。
潜水艇也是一种特殊的船舶。军事用途的潜水艇归于军舰类。此外也有用于海底科研考察等工作的工作船类潜水艇。亦可用于海底观光等。
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。2
设计考量水静力学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,也要考虑动力学层面。稳定性不佳的船出现过大的横摇及纵摇,最后会翻船或沉船。
水动力学船在水中航行时,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的阻力及波阻力。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。1
浮力参见:浮力
浮着的船会排开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(1kg/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。3
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本词条内容贡献者为:
张磊 - 副教授 - 西南大学