sambard Kingdom Brunel 设计的第二艘燃煤蒸汽机帆船客轮——大不列颠号。Brunel 和大西方铁道公司还想造一艘更大的船,由英国到印度或到澳洲,由于燃煤的蒸汽机帆船客轮,需要很大的储煤舱间,又考虑到达终点港后,若无法填加燃煤,船本身也要多带回程所需燃煤,所以船必须造很大.在1854 年这艘设计可载客 4,000 人,或运兵 10,000人,载货 6,000 吨的巨无霸,燃煤蒸汽机帆船客轮大东方号。
19 世纪的各大洋是蒸汽机船的天下,由于蒸汽机船的出现,
最终使帆船驶进了船舶博物馆。
开始的汽船是由明轮推进的,然后又发展成为螺旋桨推进,接着人们又陆续发明了涡轮机、柴油机、汽油机和核动力装置。造船的材料,也由早期主要用木材发展到近代主要用钢铁。
由于造船材料和船的行驶动力的不断发展,人们造的船越来越大,装载的人和货物越来越多,功能也越来越完善,航程也越来越远。
现代水路交通工具的设计
现代的小船又采用玻璃纤维和塑料制成。
橡皮艇
说到橡皮艇,我们回顾历史。在1839 年,惠灵顿公爵第一次做了充气船的浮筒测试。
1840 年,英国人托马斯汉考克设计了充气筏并把他的工作相关介绍收录在之后几年出版的《英国天然橡胶的起源和进程》一书中。1844 年,一名海军上尉 Halkett 设计了一个轮状的充气船,这个充气船被多次用在北极探险中。法国人克莱门特 Ader也设计了一个浮动的船只。事实上,许多其他发明先驱发明的充气筏,这就预示着“充气船”的诞生 。1913 年,德国艾伯特梅耶想出了一个相当新颖的设计。到1920 年,他的公司,人参巴乌 Pneum 。
Boote ,是营销他的“气”船,其中 9 只已在德国的军队中被使用了。
根据世界吉尼斯大全中的 Motorboating 的记载 ,充气艇的历史可以追溯到尽公元前 880 年,亚述人 Ashurnasirpal 二世国王下令部队不断的给 greased 兽皮充气,使其膨胀,以便能通过河流的!在古代的中国,在宋,明两代,人们也使用密封的充了气的兽皮通过河流。
在法国和英国,ZODIAC 和RFD 先后推出了第一届现代橡皮艇。
1919 年,RFD 的创始人雷福斯特 Dagnall 在英国的 Wisely 湖上测试了一条橡皮艇,并在在 20 世纪 30 年代对他的设计进行了改进。这就是后来的一人气胀式救生筏的始主。1934 年在法国,皮埃尔 Debroutelle 设计出了充气艇的原型。
第一条现代橡皮艇被用于法国海军,ZODIAC的发展模式引发了民用和军用橡皮艇产业的飞速发展。与之相对应的是, 皮埃尔 Debroutelle 于1937 年设计出了第一条 U 形的橡皮艇,1943 年8月10 日他申请了此项设计的专利。这也是直到今天运动型和娱乐型充气船最直接的版本!
自那时以来许多新的制造商,新模
式和新的设计被推向了市场。充气艇已不再是背在一个大的游艇后面的小橡皮艇了!它可以达到 45 英尺长甚至更长!
“刚性”的玻璃钢船体和铝的船体,已经在逐渐取代原始的充气底!奢华漂亮的装饰部件,甚至是船仓也出现在了橡皮艇上。与它的名字相对应的是,在今天,充气船,往往只是指船的浮筒是充气了的,而船底有可能是玻璃钢的和铝的,然而不管怎么说,充气艇一直存在,并且变的越来越受到人们的欢迎了!
橡皮艇的种类繁多、型号各异,有专门追求速度的高速艇,有完全手动的皮划艇,有体验激流乐趣的漂流艇,有外形朴实的工作挺,有用于近海垂钓的钓鱼艇等等。
还有很多用了塑料来制成的小船
塑料艇
它相比木板船,生产方面就更加工业化重量也大大地减轻了!
汽垫船
气垫船是利用高压空气在船底和水面(或地面)间形成气垫,使船体全部或部分垫升而实现高速航行的。气垫是用大功率鼓风机将空气压入船底下,由船底周围的柔性围裙或刚性侧壁等气封装置限制其逸出而形成的。
气垫船是英国工程师科克莱尔发明的。1950 年,40 岁的科克莱尔爱上了造船工业。于是辞掉了原有工作,用自己的全部积蓄,同妻子一起创办了一家小型造船公司。这时,科克莱尔脑海里所考虑的是怎样才能造出速度更快的船艇。他认为船艇速度提不高的原因是船底与水面间的磨擦所产生的阻力。经过反复的研究,他发现如果用空气作为船与水之间的“气垫”就有可能减小摩擦,从而提高船航行的速
度。科克莱尔把这一设想具体化,他在空的猫食罐头上装一空的咖啡罐,用吹头发的吹风机作动力进行实验。结果,靠排气而产生的升浮效果令他非常满意。接着他制造了长约米的模型船,在河里进行实验,又获得成功。它的原理与现今实用气垫船的原理是完全相同的。
19 世纪初,已有人认识到把压缩打入船底下可以减少航行阻力,提高航速。1953 年,英国人 C.库克雷尔创立气垫理论,经过大量试验后,于1959 年建成世界上第一艘气垫船,横渡英吉利海峡取得成功。1964 年以后,气垫船类型增多,应用日益广泛。目前多用作高速短途客船、交通船、渡船等,航速可达 60~80 海里/小时。
气垫船的缺点是耐波性较差,在风浪中航行失速较大。气垫船船身一般用铝合金、高强度钢或玻璃钢制造;动力装置用航空发动机、高速柴油机或燃气轮机;船底围裙用高强度尼龙橡胶布制成,磨损后可以更换。
气垫船又叫“腾空船”,是一种利用空气的支撑力升离水面的船。这种船一出现立即受到全世界造船界的关注。
气垫船是靠升力风扇把压缩空气打人气囊,空气从周边射流喷口射出而形成气垫将船体全部抬出水面的一种船舶。航行时,气垫将船体与水面隔开,使船舶所受到的阻力比普通的船只小得多。
气垫船的发展历史有 100 多年。100 多年前,人类就设想利用气垫来作运输工具,但当时的科学技术极端落后,这一设想仅仅只能停留在设想阶段。直到近 40 年来,由于周边射流理论、高速柴油机及燃气轮机的迅速发展,气垫船的围裙不断改进,才使气垫船的建造成为可能。
气垫船的发展大约经历了以下 3 个阶段:
第一阶段是在 1953-1958 年,称为研究和试制阶段。1953 年,英国人科克雷尔首创了完整的气垫理论,证实了周边射流可有效地保持气垫,并应用此理论研究气垫船。1958 年,人类历史上的第一艘气垫船 SR 一N1 型气垫船终于在英国诞生。
第二阶段是在 1959-1964 年,称为走向实用阶段。先前的气垫船采用的是刚性喷口和没有围裙的周边射流。1960 年,人们在 SR 一N1 气垫船上,首次使用近半米高的围裙,这种围裙是周边射流的柔性延伸,有了围裙,气垫船就像汽车有了轮胎一样,能高速地在水面和陆地上行驶了。1961 年5月,英国人宜称:气垫船可作为民用客船、渡船和军用的登陆艇、反水雷艇和快艇。1963 年,英国人在建造 SR一N2 型气垫船时引进了气囊结构,使围裙的高度和承受波浪冲击的性能均有显着提高。1964 年,英、美等国对气垫船的围裙连接方法、飞升、推进和操纵装置等方面都作出了很大的改进。
第三阶段从 1966 年至今,称为全面发展阶段。1967 年,英国在SR 一N3 型气垫船上使用囊指型围裙,它使气垫船的耐波性和适航性都有较大改善,为气垫船向大型化和军用方向发展创造了条件。1968 年,英国气垫船公司建成了 180 吨重的大型高速客运气垫渡船,它的研制成功,告诉人们气垫船在民用方面同样大有可为。
从上面的介绍可见,英国在全浮式气垫船方面一直处于领先地位,这与英国政府的大力支持是分、不开的。
1958-1972 年,英国政府先后拨款达 1130 万英镑,这无疑加快了气垫船的发展步伐。
美国政府对气垫船技术也是分重视,只是气垫船发展与英国不同。美国人从 1960 年起,主要将精力用在研制侧壁式气垫船上。从1963 年建成 10 吨的 XRI 型侧壁式气垫试验船开始,到1973 年,经过三次改型,即由 XRIA 到XRIB 再到 XRIC 型,排水量从 10 吨增加到19 吨。1969 年,美国海军与通用航空喷气公司签订了喷水推进的 100 吨SES 一100A 型侧壁式气垫船的合同,不久又与贝尔空间公司签订了超空泡螺旋桨推进的 100 吨SES-100B 型侧壁式气垫船合同,他们把这两种侧壁式气垫船作为试验船,在不同地区、不同气候、不同海况等条件下进行航行和武器发射试验,取得了意想不到的成功。
1976 年,当SES 一100B 型侧壁式气垫船以 60 节航速高速航行时,成功地发射了导弹。这次试验的成功,大大加快了军用气垫船的
发展速度,也为今后建造 2000-4000 吨级大型侧壁式气垫船作好了准备。
气垫船既可贴近水面航行,又可在陆地行驶,但无须像车辆那样靠轮子与地面接触。气垫船虽然像一般船舶那样在水面航行,但又不像一般船舶那样靠水的浮力来支撑;气垫船能够飞行,但又不像飞机那样完全腾空而起。由此可见,气垫船是一种介于车辆、一般船舶和飞机之间的特殊船舶。
也许有人会问,既然气垫形成在船底和水面之间,那么就不可能密封,形成气垫的气体就会外泄,怎么办?实际上,气垫船的“气垫”是流动的,气垫中的空气射流虽不断向外喷出,但气垫船上的升力风机也在不停地运转,不停地向气垫补充气流。
气垫船在航行时将船体完全抬出水面,因此,阻力小而航速高,机动灵活而又水陆两用。但气垫船也有稳定性差、操纵困难、失速大和抗风能力差等缺点。经过科学家的努力,一些缺点已得到了较好的改进,但仍未能从根本上克服。
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分类
气垫船按航行状态分为全垫升气垫船和侧壁式气垫船两种。
1、全垫升气垫船。是利用垫升风扇将压缩空气注入船底,与支承面之间形成“空气垫”,使船体全部离开支承面的高性能船,英国制造的世界第一艘气垫船即为全垫升式。
全垫升气垫船采用空气螺旋桨推进,航行时船底离开水面,因此具有独特的两栖性和较好的快速性。在军事上,气垫艇是最理想的登陆作战运输装备,它的高航速、两栖性大大提高了上陆抢滩速度,增大了战术突然性,有利于上得去,突得破。垫升式气垫船不但可在冰雪、、礁滩上航行,也可在无码头设施的沿海岛屿停靠,实施无码头组织不间断的后勤补给,有利于向纵深突击;同时也是猎雷艇、扫雷艇的理想艇型。另外,还可用于在浅滩、滩涂、岛屿间担负巡逻警戒、交通运输、抢险救灾等任务。
由于全垫升式气垫船具有良好的通过性,受潮汐、水深、雷
障、登陆障碍及近岸海底坡度、底质的限制小,因而可在全世界70%以上的海岸实施登陆作战(排水型登陆艇只能在全世界 17%的海岸线登陆)。另外,这种登陆气垫船在战斗装载的情况下,仍可以 30~40 节甚至更高的航速航行,大大缩短了登陆部队暴露于敌岸防火力下的时间,加快了上陆速度,提高了登陆部队的安全性。
在 中国的发展
登陆演习中的中国“大沽”级(722-2) 气垫登陆艇从“934”号坦克登陆舰旁驶过
中国气垫船的发展。从50 年代后期起,中国即着手气垫技术的应用研究以及气垫船的开发。