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為什么船舶跑不快
隨著社會的不斷發展,科技的不斷發達,飛機和火車等交通工具的速度都提到了大幅度的提升。可是細心地你在欣賞江邊的美景的時候注意到沒有,船舶的速度很慢,為什么船舶跑不快,其中的原因是什么呢?相信許多朋友們都不太了解,下面就由小編來給大家解答一下疑惑吧。
原來,人在水中游泳受到的水的阻力,要比人在陸地上跑步時受到的空氣阻力大得多。這是因為物體在運動時所遇到的阻力跟周圍物質的密度有關,水的密度大約為空氣密度的800倍,因此水產生的阻力也要比空氣產生的阻力大800倍。船舶在水中航行自然受水的阻力影響,而水阻力要比空氣阻力大得多,所以,船舶在水中跑不快。
船舶在水中航行遇到的水阻力主要包括摩擦阻力、興波阻力和渦流阻力。
摩擦阻力是指船體與水摩擦產生的阻力,摩擦阻力大小與船體浸沒在水中的面積和速度有關。船體在水中浸沒的面積越大,摩擦阻力就越大。而船速越高,摩擦阻力也越大。
興波阻力是指船舶在水中行進時興起波浪形成的阻力,它的大小與船體形狀和速度有關。船體尖瘦,呈流線型且光滑,興波阻力就小;船速越高,興波阻力就越大。
渦流阻力是指船舶在水中行進時,在船尾產生渦流而形成的阻力,它的大小與浸沒在水中的船體形狀有關。
此外,船舶在風浪中航行還會產生波濤阻力和迎風阻力。
正是因為受到這些水阻力的作用,所以船舶的速度很難得到大幅提高。船舶在低速航行時,摩擦阻力占主導地位;在高速航行時,興波阻力急劇增加,超過摩擦阻力而占主導地位。
要提高船舶速度,一是可以增加動力,二是可以減少水阻力。增加動力也就是增加動力裝置的功率,也就意味著增加機器和燃料重量,船舶噸位也隨之增加,水阻力也相應增加。所以,用增加動力來提高船速增幅是很有限的。要減少水阻力,就要讓船體離開水面,或減少船體浸沒在水中的面積,滑行艇、水翼船和氣墊船等新船型就是在這種思路下出現的。
擴展閱讀——船舶介紹
船舶(boats and ships),各種船只的總稱。船舶是能航行或停泊于水域進行運輸或作業的交通工具,按不同的使用要求而具有不同的技術性能、裝備和結構型式。
船舶是一種主要在地理水中運行的人造交通工具。另外,民用船一般稱為船,軍用船稱為艦,小型船稱為艇或舟,其總稱為艦船或船艇。內部主要包括容納空間、支撐結構和排水結構,具有利用外在或自帶能源的推進系統。外型一般是利于克服流體阻力的流線性包絡,材料隨著科技進步不斷更新,早期為木、竹、麻等自然材料,近代多是鋼材以及鋁、玻璃纖維、亞克力和各種復合材料。
發展歷程
船舶從史前刳木為舟起,經歷了獨木舟和木板船時代,1879年世界上第一艘鋼船問世后,又開始了以鋼船為主的時代。船舶的推進也由19世紀的依靠人力、畜力和風力(即撐篙、劃槳、搖櫓、拉纖和風帆)發展到使用機器驅動。
1807年,美國的富爾頓建成第一艘采用明輪推進的蒸汽機船“克萊蒙脫”號,時速約為 8公里/小時;1839年,第一艘裝有螺旋槳推進器的蒸汽機船“阿基米德”號問世,主機功率為58.8千瓦。這種推進器充分顯示出它的優越性,因而被迅速推廣。
1868年,中國第一艘載重600噸、功率為288千瓦的蒸汽機兵船“惠吉”號建造成功。1894年,英國的帕森斯用他發明的反動式汽輪機作為主機,安裝在快艇“透平尼亞”號上,在泰晤士河上試航成功,航速超過了60公里。
早期汽輪機船的汽輪機與螺旋槳是同轉速的。后約在191[2]0年,出現了齒輪減速、電力傳動減速和液力傳動減速裝置。在這以后,船舶汽輪機都開始采用了減速傳動方式。
1902~1903年在法國建造了一艘柴油機海峽小船;1903年,俄國建造的柴油機船“萬達爾”號下水。20世紀中葉,柴油機動力裝置遂成為運輸船舶的主要動力裝置。
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