船舶動(dòng)力發(fā)展文化（一）篙、漿和櫓內(nèi)容提要一、船篙的工作原理二、船漿的工作原理三、櫓的工作原理

篙是一根長(zhǎng)竹竿或木棒，是一種最簡(jiǎn)單的船舶推進(jìn)工具。篙的制作簡(jiǎn)單，使用也十分方便，最適合于淺水河道和近岸航行的船舶。

其工作原理是：用篙撐水底或岸邊物體，按照力的作用與反作用原理，使舟船向用力的相反方向前進(jìn)。一艘船通常由二人分別持著兩支篙，其中一人將篙撐在水底或岸邊，然后由船首走到船尾，則船會(huì)向撐篙人行走的相反方向前進(jìn)。另一撐篙人則持空篙由船尾返回船首，如此反復(fù)撐船，則船可以持續(xù)前進(jìn)。

槳是最原始的船舶推進(jìn)工具之一，有人認(rèn)為最早的槳是人的雙手，因?yàn)檫h(yuǎn)古時(shí)代人們是抱著一根樹(shù)干或乘坐在獨(dú)木舟上，利用兩手劃水而使獨(dú)木舟的漂流速度更快的，所以，槳是手的延伸。船槳一種上端為圓桿，利于手握，叫握桿;下端為板狀，名槳板，用以撥水。船槳利用了物理學(xué)上的牛頓第三定律，通過(guò)水波的反作用力，使船前進(jìn)。我國(guó)是“舟”的故鄉(xiāng)，也是槳的故鄉(xiāng)。有獨(dú)木舟之后便有了槳。當(dāng)時(shí)的槳與今天的槳差別很大：握桿比較短，槳板又窄又長(zhǎng)。經(jīng)專(zhuān)家考證是因?yàn)楫?dāng)時(shí)人們的劃槳方式與今天相比有很大差別，那時(shí)的人們是一手握著握桿，一手把著槳板來(lái)劃船的。不過(guò)，那時(shí)的槳已經(jīng)做得很規(guī)整，很美觀，而且還帶有漂亮的雕花圖案。相比之下，中東地區(qū)、西歐地區(qū)和美洲大陸先民的槳，做工就比較粗糙了。到了春秋戰(zhàn)國(guó)、秦漢兩朝，隨著海軍雛形“舟師”的發(fā)展，以及皇帝們?yōu)閷らL(zhǎng)生不老藥而多次發(fā)動(dòng)的“東渡”活動(dòng)，促進(jìn)了槳的發(fā)展。槳逐漸趨于大型化，握桿變長(zhǎng)，槳板縮短變薄，用起來(lái)更加方便省力，并且船舶在水上航行的速度大大加快。晉朝以后，槳在外型上已經(jīng)基本定型，只是體積和表面積仍舊在不斷加大，用槳的規(guī)模也逐漸變大，由原來(lái)的一舟二槳，發(fā)展為一舟數(shù)槳?，F(xiàn)在我們已經(jīng)不再使用大型的木船了，與此同時(shí)，槳也逐漸淡出我們的視野?，F(xiàn)在槳主要流行在各種游船上，帶給游客以一種古典別致的韻味。此外奧運(yùn)會(huì)上還保留的劃船類(lèi)比賽。不過(guò)比賽用的槳是經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的，用材、比例等均與我們?cè)谟未弦?jiàn)到的仿古槳有很大區(qū)別。櫓發(fā)明于中國(guó)漢代，由于櫓葉切面形狀呈弓形。弓形剖面使運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)的流體(水、空氣)兩面壓力不相等，壓力差產(chǎn)生了一個(gè)垂直于剖面的分力。這個(gè)分力就是能推船前進(jìn)的力。櫓的力學(xué)原理同飛機(jī)機(jī)翼的理論原理。

由于櫓的支點(diǎn)位于近中間位置，搖起來(lái)省力。櫓葉不需要離開(kāi)水面，靠搖動(dòng)時(shí)改變的角度，就可以產(chǎn)生連續(xù)推船的力，所以效率高，俗語(yǔ)說(shuō)"一櫓抵三槳"。櫓櫓的外形有點(diǎn)像槳，但是比較大，一般支在船尾或船側(cè)的櫓檐上，入水一端的剖面呈弓形，另一端則系在船上。用手搖動(dòng)櫓檐繩，使伸入水中的櫓板左右擺動(dòng)。櫓擺動(dòng)時(shí)，船跟水接觸的前后部分會(huì)產(chǎn)生壓力差，形成推力，推動(dòng)船只前進(jìn)，就像魚(yú)兒擺尾前進(jìn)。從槳到櫓的變化，事實(shí)上就是從間歇?jiǎng)澦兂蛇B續(xù)劃水，進(jìn)而提高了船舶推進(jìn)效率?？偨Y(jié)介紹了三種船舶推進(jìn)裝置：篙、槳、櫓的工作原理。趣味試驗(yàn)：請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察魚(yú)游動(dòng)時(shí)，魚(yú)鰭、魚(yú)尾是怎樣配合擺動(dòng)的。船舶動(dòng)力發(fā)展文化（二）纖繩、風(fēng)帆和車(chē)船內(nèi)容提要纖繩拉船簡(jiǎn)介船舶風(fēng)帆推進(jìn)簡(jiǎn)介車(chē)船簡(jiǎn)介纖繩拉船

纖繩拉船上行，這在古代江河中隨處可見(jiàn)。纖繩就是將竹劈成細(xì)篾[miè]條，交織而成，它的拉力和韌性像鋼繩一樣，10多個(gè)人同時(shí)拉一根纖繩，將10多噸的貨船、客船逆水往上拉。船工們?yōu)榱私y(tǒng)一步調(diào)，邊拉邊喊“號(hào)子”，這就是著名的“船工號(hào)子”，船工號(hào)子是民間流傳久遠(yuǎn)的曲調(diào)之一?，F(xiàn)代流行歌曲《纖夫的愛(ài)》充分演繹了古往今來(lái)船工們的滄桑情懷。

風(fēng)帆

中國(guó)船帆起于何時(shí)，雖目前尚無(wú)定論，但可以認(rèn)為至少在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期已經(jīng)有船帆了。到了秦漢時(shí)期，中國(guó)的船帆形成了自己的獨(dú)立特征，變得更為科學(xué)合理。

風(fēng)帆是推動(dòng)船舶前進(jìn)的推進(jìn)工具，利用自然界的風(fēng)作為動(dòng)力，使船舶的航速、航區(qū)大為擴(kuò)展，為船舶技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。風(fēng)帆的出現(xiàn)可說(shuō)是船舶發(fā)展史上的重要里程碑，為船舶的大型化和遠(yuǎn)洋航行開(kāi)辟了廣闊的前景。充分和靈巧地利用風(fēng)力，是我國(guó)古代船舶技術(shù)高度發(fā)展的標(biāo)志之一。利用人力推進(jìn)時(shí)，如果說(shuō)從槳發(fā)展到櫓是一大進(jìn)步的話。那么風(fēng)帆的使用，也就是從借助人力到借助自然力，則是我國(guó)古代造船技術(shù)的偉大進(jìn)步了。

宋人說(shuō)：“風(fēng)有八面，唯當(dāng)頭不可行。”這說(shuō)明十三世紀(jì)以前我國(guó)在使用風(fēng)力方面，除當(dāng)頭風(fēng)以外，其余七面都可以行船。而西方的帆船，到十六世紀(jì)以后才能做到這一點(diǎn)。初期的風(fēng)帆船是單桅單帆，帆不大，船跑得不快。后來(lái)逐步發(fā)展到三帆、四帆、五帆、七帆，甚至十二帆。

風(fēng)篷增多固然可以充分利用風(fēng)力，但同時(shí)也增加了操作的復(fù)雜性，加重了船工的勞動(dòng)。如遇風(fēng)暴突然來(lái)臨，不能把帆及時(shí)降下，就有折桅翻船的危險(xiǎn)。于是又逐步簡(jiǎn)化到一桅只有一帆，而帆的面積加大，使得既能充分利用風(fēng)力，又便于操作和節(jié)省勞力。明代以后，我國(guó)帆船的篷帆便逐漸簡(jiǎn)化。從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，又從復(fù)雜進(jìn)步到在同等效率下力求簡(jiǎn)化，這是事物發(fā)展的一般規(guī)律。車(chē)船

南北朝時(shí)期的中國(guó)人，已發(fā)明了車(chē)船，車(chē)船也稱明輪船。以船側(cè)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)代替劃槳，以輪激水前進(jìn)。在這里，輪成為以連續(xù)運(yùn)動(dòng)代替間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。車(chē)船是中國(guó)在世界造船史上的又一偉大貢獻(xiàn),是人類(lèi)公認(rèn)的現(xiàn)代輪船的始祖。隨著車(chē)船制造技術(shù)的提高，船中槳輪數(shù)量也從2輪發(fā)展到4輪、8輪、20輪，甚至32輪。

南北朝時(shí)期祖沖之造千里船，日行一百多里。千里船就可能是一種車(chē)船。車(chē)船的動(dòng)力是用人力，不如帆船使用風(fēng)力經(jīng)濟(jì)，因此，雖然在一定時(shí)期里也曾形成高潮，但是終于未能十分廣泛地使用。

車(chē)船的出現(xiàn)是船舶推進(jìn)技術(shù)上的一次重大進(jìn)步。從唐代算起，我國(guó)創(chuàng)造車(chē)船比西方車(chē)船的出現(xiàn)要早七八百年，歐洲到十五、十六世紀(jì)才有車(chē)船出現(xiàn)?？偨Y(jié)現(xiàn)在某些地區(qū)把纖繩拉船作為一個(gè)旅游景觀保留。風(fēng)帆的使用，是船舶推進(jìn)裝置從借助人力發(fā)展到借助自然力了，是我國(guó)古代造船技術(shù)的偉大進(jìn)步。我國(guó)創(chuàng)造車(chē)船比西方車(chē)船的出現(xiàn)要早七八百年。知識(shí)拓展：請(qǐng)網(wǎng)上觀看資料片：中國(guó)古船系列。船舶動(dòng)力發(fā)展文化（三）螺旋槳內(nèi)容提要螺旋槳的發(fā)明簡(jiǎn)介螺旋槳的工作原理螺旋槳的類(lèi)型介紹螺旋槳是指靠槳葉在空氣或水中旋轉(zhuǎn)，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力的裝置，可有兩個(gè)或較多的葉與轂相連，葉的向后一面為螺旋面或近似于螺旋面。螺旋槳分為很多種，應(yīng)用也十分廣泛，如飛機(jī)、輪船的推進(jìn)器等。一、螺旋槳的發(fā)明歷程現(xiàn)代螺旋槳的發(fā)明是經(jīng)過(guò)這樣的一個(gè)發(fā)展階段的：1、古代的車(chē)輪，即歐洲所謂“槳輪”，配合蒸汽機(jī)，將原來(lái)槳輪的一列直葉板斜裝于一個(gè)轉(zhuǎn)轂上。構(gòu)成了螺旋槳的雛型。2、古代的風(fēng)車(chē)，隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)可以輸出扭矩，反之，在水中，輸入扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)車(chē)，水中風(fēng)車(chē)就有可能推動(dòng)船運(yùn)動(dòng)。3、在當(dāng)時(shí)，已經(jīng)使用了好幾個(gè)世紀(jì)的阿基米德螺旋泵，它能在水平或垂直方向提水，螺旋式結(jié)構(gòu)能打水這一事實(shí)，為螺旋槳的發(fā)明提供了重要的啟迪。二、世界上第一艘用螺旋槳推進(jìn)的蒸汽機(jī)船是“阿基米德”號(hào)。1839年，英國(guó)人史密斯設(shè)計(jì)制造了世界上第一艘用螺旋槳推進(jìn)的蒸汽機(jī)船“阿基米德”號(hào)。1845年，英國(guó)人用相同噸位的一艘車(chē)船和一艘螺旋槳船進(jìn)行了一場(chǎng)有趣的海上“拔河”比賽，結(jié)果，車(chē)船（明輪船）被螺旋槳船拖著倒退而行，實(shí)踐證明，螺旋槳的效率大大超過(guò)了車(chē)船。自此以后，螺旋槳逐漸代替了明輪船，成為現(xiàn)代船舶推進(jìn)方式的主流。1858年，“大東方”號(hào)船裝有當(dāng)時(shí)世界上最大的螺旋槳，漿的直徑有7．3米，重量達(dá)36噸，轉(zhuǎn)速每分種50轉(zhuǎn)。由于螺旋槳的推進(jìn)效率超過(guò)明輪，而且它卻具有許多明輪無(wú)法競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)點(diǎn)，自那時(shí)起，明輪逐步在海船上消失。三、螺旋槳類(lèi)型螺旋槳的理論研究，在船舶技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，比任何一個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域都做得多，從經(jīng)驗(yàn)方法過(guò)渡到數(shù)字化設(shè)計(jì)，再進(jìn)而應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行螺旋槳最佳化的設(shè)計(jì)。一個(gè)好的螺旋槳其設(shè)計(jì)是非常重要的，模型試驗(yàn)也起著主要的作用。下面請(qǐng)看一些典型的螺旋槳

經(jīng)過(guò)幾千年的發(fā)展，隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，船舶推進(jìn)的各種方式終于被機(jī)械所取代。最先代替帆的是蒸汽機(jī)，開(kāi)始的汽船是由明輪推進(jìn)的，然后又發(fā)展成為螺旋槳推進(jìn)，接著人們又陸續(xù)發(fā)明了渦輪機(jī)、柴油機(jī)、汽油機(jī)和核動(dòng)力裝置?？偨Y(jié)1839年，英國(guó)人史密斯設(shè)計(jì)制造了世界上第一艘用螺旋槳推進(jìn)的蒸汽機(jī)船“阿基米德”號(hào)。螺旋槳的推進(jìn)效率高，而且它具有許多其他推進(jìn)裝置無(wú)法競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)點(diǎn)，所以，螺旋槳逐漸成為現(xiàn)代船舶推進(jìn)方式的主流。知識(shí)拓展：請(qǐng)大家查找資料，學(xué)習(xí)有關(guān)螺旋槳的基礎(chǔ)理論知識(shí)。船舶動(dòng)力發(fā)展文化（四）核動(dòng)力船內(nèi)容提要核動(dòng)力簡(jiǎn)介核泄露簡(jiǎn)介核泄漏對(duì)人類(lèi)的危害核動(dòng)力船的優(yōu)勢(shì)一、核動(dòng)力簡(jiǎn)介核動(dòng)力是利用可控核反應(yīng)來(lái)獲取能量，從而得到動(dòng)力，熱量和電能。因?yàn)楹溯椛鋯?wèn)題和現(xiàn)在人類(lèi)還只能控制核裂變，所以核能暫時(shí)未能得到大規(guī)模的利用。世界各國(guó)軍隊(duì)中的大部分潛艇及航空母艦都以核能為動(dòng)力.同時(shí)，現(xiàn)代生活中，核能每年可為人類(lèi)提供一部分生產(chǎn)生活中所需要的能量，如：電能。第一個(gè)成功的核裂變實(shí)驗(yàn)裝置，在1938年由德國(guó)的科學(xué)家制成。在第二次世界大戰(zhàn)中，一些國(guó)家致力于研究核能的利用，它們首先研究的是核反應(yīng)堆。1942年12月2日，恩里科·費(fèi)米在芝加哥大學(xué)建成了第一個(gè)完全自主的鏈?zhǔn)胶朔磻?yīng)堆，在他研究基礎(chǔ)上，制造了轟炸長(zhǎng)崎的原子彈。一些國(guó)家研究核能，重點(diǎn)是制造核武器，但同時(shí)也進(jìn)行民用核能的研究。二、核泄露簡(jiǎn)介核能外泄最主要原因，就是核子反應(yīng)爐核心冷卻系統(tǒng)故障，導(dǎo)致控制輻射的相關(guān)設(shè)備失常。雖說(shuō)核能外泄不一定全然包括核子災(zāi)害，但是已經(jīng)是已知核能應(yīng)用上的最大環(huán)保隱憂。核泄漏指使用核動(dòng)力的航海器具(如核動(dòng)力潛艇或核動(dòng)力航空母艦等)所發(fā)生的災(zāi)害，不過(guò)一般說(shuō)來(lái)是指用來(lái)發(fā)電的核能電廠發(fā)生的核熔毀事件，例如:切爾諾貝利核事故與福島第一核電站事故。三、核泄漏對(duì)人類(lèi)的危害核泄露對(duì)人類(lèi)最大的、長(zhǎng)期的危害是癌癥。通常當(dāng)人體細(xì)胞受損或老化到一定程度時(shí)，它們會(huì)自我消除。當(dāng)這種自我消除的能力消失時(shí)，細(xì)胞獲得"永生"，它可以不受控制地不斷地分裂，這就演化成癌癥。我們的機(jī)體有許多機(jī)制來(lái)阻止細(xì)胞癌變，并替換受損的組織。然而輻射所帶來(lái)的損害可以嚴(yán)重?cái)噥y機(jī)體中的這些機(jī)制，從而讓癌癥風(fēng)險(xiǎn)大大提高。核泄露放射性物質(zhì)的衰變中產(chǎn)生電離輻射。能破壞人體組織里分子之間的化學(xué)鍵，對(duì)人體重要的生化結(jié)構(gòu)與功能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。我們的身體會(huì)嘗試修復(fù)這些損傷，但是如果損傷過(guò)于嚴(yán)重或涉及太多組織與臟器，就不可能修復(fù)了。同時(shí)由于放射性物質(zhì)的作用，身體在自然修復(fù)過(guò)程中，也很可能產(chǎn)生錯(cuò)誤。最容易為輻射所傷的身體部分包括腸胃上皮細(xì)胞以及生成血細(xì)胞的那些骨髓細(xì)胞。此外，如果機(jī)體不能很好的修復(fù)輻射帶來(lái)的對(duì)化學(xué)鍵的破壞和改變，我們的基因里有可能會(huì)產(chǎn)生突變。這些突變不但增高自身的癌癥風(fēng)險(xiǎn)，還有可能被傳遞下去，使得輻射的作用在子孫身上展現(xiàn)出來(lái)。四、核動(dòng)力船的優(yōu)勢(shì)1958年，美國(guó)的實(shí)驗(yàn)性商船"薩瓦納"號(hào)首先采用核動(dòng)力。1959年，16000噸的蘇聯(lián)核動(dòng)力破冰船"列寧"號(hào)下水，在每年有四分之三冰封的新地島與白令海之間的航線上行駛。后來(lái)又造了一艘核動(dòng)力姐妹船"北極"號(hào)。至于其他國(guó)家，由于公眾擔(dān)心放射性物質(zhì)泄漏，造成禍害，因此商用核動(dòng)力船未能推廣。但是核動(dòng)力的潛艇和航空母艦則越來(lái)越多，因?yàn)檐娕炞钪匾氖茄娱L(zhǎng)航程而不必補(bǔ)充燃料，盡量減少對(duì)岸上基地及供應(yīng)船的依賴。

1955年，美國(guó)建成第一艘核動(dòng)力潛艇"鸚鵡螺"號(hào)。它服役的最初兩年內(nèi)，一共航行了62000里而無(wú)須添加燃料。1961年美國(guó)的第一艘核動(dòng)力航空母