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船的研究

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中国古代造船技术的伟大发明——船尾舵

舵是操纵船舶航向的工具,通常设在船舶尾部,所以常被称为“船尾舵”。船尾舵的出现是船舶发展史上一件意义重大的事。舵是由桨慢慢演化而来的。

随着船体的增大,古人把桨按职能分为两种:

一种用来划行,推动船舶前进,

另一种用以控制方向,被称为“舵桨”。

后来,舵桨的位置又从船舷移至船尾,成为尾桨,由此便演变出船尾舵。

舵通过舵柄与舵杆的杠杆关系,带动舵面与水流形成的切变力,使船首向着舵面受水流压力的方向转动,从而改变船舶行驶的方向,能使庞大的船体运转自如。

船舵、风帆和指南针是确保船只安全航行的三大条件。


东汉陶船模型(中国航海博物馆馆藏)

中国是最早使用舵的国家之一,已知最早的船尾舵出现在1955年广州东汉墓出土的陶质船模上。

两千多年来,舵的形式在不断地改变和创新。早期的舵从船尾向后伸出,形成一个较长的凸起,操作并不方便。于是古人想出了将舵垂直插入水中的方法,这种舵被称为“垂直舵”。


开孔舵

又由于内河航道常常深浅不一,为了方便行驶,便产生了升降舵,当船驶入浅滩或者靠岸时,可以把舵吊起,以防触底折断。一些大型船舵,如郑和宝船长11米多的舵杆,还要用专门的绞车进行升降。

此外,唐宋时期还发明了平衡舵,即把舵的一部分面积分布在舵轴的前方,缩短了舵压中心与舵轴的距离,从而减少了舵的力矩,使得操纵更为轻便。为使操舵变得更省力,人们还在舵上穿了许多孔,发明了开孔舵,以此来减少水的阻力。

舵的发明和使用改写了世界航海历史。早期欧洲人用桨来控制方向,不利于远洋航行。大约到10世纪,舵的技术已传到阿拉伯,而直到12世纪末、13世纪初,欧洲人才开始使用舵,并为15世纪的欧洲大航海时代创造了有利条件。


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