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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——水密隔舱

什么是水密隔舱?

它有什么作用?

又是如何发明的呢?

水密隔舱结构示意图

水密隔舱技术是用隔舱板将船体严密分隔成若干个互不连通的舱室。这项技术的优点如下:

第一,起到船舱局部密封的作用,横舱壁将船体分隔成若干个水密隔舱后,即使一两个船舱破损进水,水也不会流到其他船舱,增加了航行的安全性;第二,隔舱板与船壳板紧密连接,增加了船体的横向强度;第三,舱壁为船体提供了坚固的横向结构,使桅杆得以与船体紧密连接,这也使中国古代帆船采用多桅多帆成为可能;第四,方便货物的分类存放、装卸和管理。


明代快船水密隔舱结构(中国航海博物馆馆藏)

水密隔舱是受到什么启发而发明的呢?原来古人是借鉴了竹子分节并互相被隔开成一段段空间的结构。

美国科技史学者坦普尔在《中国发明与发现的国度》一书中写道:“建造船舶舱壁的想法是很自然的,中国人是从观察竹竿的结构获得了这个灵感,竹竿节的横膈膜把竹子分隔成多节空竹筒。由于欧洲没有竹子,因此欧洲人没有这方面的灵感。”

中国盛产竹子,古人早就利用竹竿编制竹筏,造船匠人对竹子的结构和优良的浮性有深刻领悟,从而制造出与竹子结构相类似的分段隔离船体,坚固而轻巧。

唐末五代期间,由于水密隔舱的问世,中国船舶越造越大,航程越走越远,开始进入印度洋,并以坚固、抗风力强、安全性好而著称于世。

当时的阿拉伯航海者均喜欢乘坐中国船,因为它更安全。而直到15至16世纪欧洲的大航海时代,迪亚士、哥伦布、达伽马、德雷克、麦哲伦等航海先驱使用的克拉克、卡拉维尔风帆船还仅是没有水密隔舱板的大统舱船体。

水密隔舱技术在18世纪传入欧洲后得到了更广泛的应用。

著名的“泰坦尼克”号邮轮设有16个水密隔舱。在其首航由爱尔兰驶往美国的途中,于1912年4月14日晚,在大西洋不幸与冰山相撞沉没。经事后调查分析,虽然其右舷前部水下相邻5个水密舱室破损进水,超出了不沉性设计的要求,但限于当时的技术水平,其使用的水密隔舱板材和铆钉冷脆性强,导致钢材的韧性不足,在巨大的水压下,造成最为关键的锅炉舱水密隔墙破裂致使海水蔓延,加剧了沉船。

“泰坦尼克”号沉没之后,它的姐妹船——“奥林匹克”号和“大不列颠”号被秘密召回造船厂进行改造,其中就包括改进水密隔舱。

明代福船(中国航海博物馆馆藏)

水密隔舱技术提高了船舶的抗沉性能,增加了远航的安全性,使得这一造船技艺流传至今。如今,按照规范要求设置水密舱壁,早已是世界各国制造船舶必须遵守的准则。现代船舶制造普遍使用水密隔舱技术,大型航母甚至有几百到2000个水密隔舱,为远洋航行提供了安全保障。

2008年,水密隔舱福船制造技艺被列入第二批国家级非物质文化遗产名录。2010年,该项遗产被列入联合国教科文组织评定的“急需保护的非物质文化遗产名录”。


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