造船原理、船型和船舶设计:我国古代造船技术纵横谈

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我国古代造船技术的兴衰及其启示

我国古代造船技术的兴衰及其启示

我国古代造船技术的兴衰及其启示我国拥有悠久的历史和丰富的文化,古代的造船技术在这片土地上蓬勃发展。

本文将详细阐述我国古代造船技术的兴起、繁荣以及衰落的过程,并探讨其中所蕴含的深刻启示。

在春秋战国时期,我国的造船技术迎来了第一个高峰。

这一时期,航海家们已经掌握了初步的船舶设计制造技术,能够建造用于远洋航行的木船。

据史书记载,越王勾践在这一时期就曾经建造了大批战船,用于水上作战。

随着秦朝的统一,造船技术得到了进一步的发展。

秦始皇统一六国后,为了加强对南海地区的控制,命工匠建造了多艘战船和楼船。

这些船只的建造充分展示了当时先进的造船技术。

唐宋时期,我国的造船技术迎来了鼎盛时期。

这一时期,航海家们已经掌握了丰富的航海知识和技术,船舶的建造规模和性能也得到了极大的提升。

唐朝时期,广州、泉州、明州等城市成为造船业的重要基地。

当时的船只不仅用于商贸和军事,还用于海外探索和朝贡贸易。

宋朝时期,为了加强对南方地区的控制,政府大力推动造船业的发展。

这一时期,建造的船只种类繁多,包括海船、战舰、漕船等。

尽管我国古代造船技术在唐宋时期达到了巅峰,但在元明清时期逐渐衰落。

这一时期,由于海上丝绸之路的衰败、海防意识的减弱以及技术传承的断层等原因,我国的造船技术和航海事业开始落后于西方国家。

尽管元朝曾经建造了大量战舰用于海外扩张,但随着帝国的衰败,造船业也逐渐凋零。

明朝时期,虽然郑和七下西洋展示了我国航海事业的辉煌,但此后航海家们的探索精神逐渐消退。

清朝时期,由于海禁政策的实施和闭关锁国的政策,我国的造船技术和航海事业进一步衰落。

我国古代造船技术的兴衰历程给我们留下了深刻的启示:创新是推动技术发展的关键。

在春秋战国时期,我国的造船技术能够迅速发展离不开工匠们的创新精神。

他们敢于探索新技术,不断优化船只的设计和建造工艺。

这种创新精神是我国古代造船技术得以繁荣的重要动力。

政策是推动产业发展的保障。

在唐宋时期,政府对造船业的支持为该行业的发展提供了坚实的保障。

中国古代的航海和造船技术

中国古代的航海和造船技术

中国古代的航海和造船技术中国是一个拥有悠久历史的古国,其航海和造船技术在世界范围内都有着广泛的影响力。

从古代到现代,这些技术一直是中国传统文化不可或缺的一部分。

在本文中,我们将讨论中国古代的航海和造船技术以及其对于世界航海业的贡献。

一、中国古代的造船技术中国古代的造船技术在世界上具有很高的声誉。

早在春秋战国时期,中国就开始使用船只进行贸易和军事活动。

在此基础上,中国的造船技术不断发展壮大,直到汉朝和唐朝时期成为全球最先进的造船技术之一。

中国古代的造船技术主要包括船体结构、船舶材料和航行设备等方面。

在船体结构上,中国古代的造船工艺独具匠心,其船体外形采用“凹型”和“凸型”二种方式,结构坚固、用料充足、航稳耐波。

而在船舶材料上,中国古代的造船工匠使用了大量的红松、宏木、桃花心木、金丝楠木等名贵木材,都是原产于中国的优质材料。

在航行设备上,中国古代的造船匠人早已掌握了许多关于导航、测量等方面的知识,例如船头仪、挂角、借光、引水等。

二、中国古代的航海技术中国古代的航海技术在世界航海史上有着重要的地位。

自古以来,中国海上贸易就非常繁盛,中国人懂得如何利用海洋资源,掌握了一些航海技巧和知识,从而开创了广泛而繁荣的贸易往来。

中国古代的航海技术主要包括航行方法、天文测量、海图、航海器具等。

在航行方法上,中国先进地使用了刻度、指南针等工具用以辨别航向和现场方位。

在天文测量方面,中国古代的天文学家不仅掌握了观测星象的方法,并根据测量数据制作了各种天文表,以确保航行的精准度。

在海图方面,中国的渔民和船民们长期积累的知识被用来制作各种“航海图”,这些图上绘制了中国沿海地域的海岸线、河流通航范围、港口、障碍物、海流方向和洋流方向等信息。

在航海器具上,中国古代建造了许多与航海相关的设备,例如等高器、预测仪、方位仪、船尾钟。

这些船舶器具与设备的使用,充分体现了中国古代造船和航海技术的高超水平。

三、中国古代航海技术对世界航海发展的影响中国古代造船技术和航海技术在世界航海史上的地位是非常重要的。

中国古代的航海与船舶技术

中国古代的航海与船舶技术

中国古代的航海与船舶技术中国古代是世界上最早进行航海活动的国家之一。

几千年来,中国人民通过不断的实践和探索,创造出了许多独具特色的航海和船舶技术。

这些技术的发展与应用,不仅推动了海洋贸易的繁荣,还为人类的文明进步做出了重要贡献。

一、古代航海技术的起源与发展航海技术在中国的起源可以追溯到约公元前3000年左右的夏朝时期。

当时,中国人开始使用简易的竹筏和木船进行近海航行,为后来的船舶技术发展奠定了基础。

中国古代航海技术的发展主要经历了两个关键时期。

首先是春秋战国时期,当时中国各国开始积极进行海上贸易,对船只的结构和航行技术进行了进一步改进,如采用多桅式帆船、铁质船体等。

这些技术创新大大提高了船舶的航行速度和稳定性,推动了海上贸易的迅速发展。

第二个关键时期是明朝时期。

明朝成立后,中国的航海技术取得了巨大的突破,达到了前所未有的高度。

明朝郑和下西洋的七次航海活动,是中国古代航海史上的里程碑事件。

这些远洋航行不仅积累了宝贵的经验和知识,也向世界展示了中国的航海实力和文明成就。

二、古代船舶技术的特点与改进中国古代的船舶技术以其独特的特点而闻名于世。

一方面,中国古代船舶注重稳定性和安全性。

在船体结构上,中国船舶采用了平底、宽平顶等设计,以增强船只的稳定性,减少倾覆的风险。

此外,中国船舶还采用了木栓孔等防漏的技术,提高了船只的浮力和抗漏性能。

另一方面,中国古代船舶也注重航行效率的提高。

例如,在帆船的设计上,中国人采用了风帆的技术,使船只能更好地利用风力进行航行。

此外,中国船舶还引入了舵轮和方向舵等舵航技术,提高了船只的操纵性和航行稳定性。

在海上导航方面,中国古代航海者还以天文学为基础,使用星宿、罗盘等辅助设备,进行导航定位。

他们还发展了许多专门的导航技术和方法,如观测海上流况、研究海洋气象等,保证了航行的安全性和准确性。

三、中国古代航海和船舶技术的影响与意义中国古代的航海和船舶技术不仅在历史时期起到了重要的作用,而且对后世的航海与船舶技术也产生了深远的影响。

中国古代的船舶建筑和航海技术

中国古代的船舶建筑和航海技术

中国古代的船舶建筑和航海技术从古代开始,中国就是一个海洋大国。

在长达几千年的历史中,中国人通过自己的努力不断探索,积累了丰富的船舶建筑和航海技术的经验。

这些技术和经验,不仅推动了中国的海上经济和文化的发展,还对世界有着重要的影响。

本文将介绍中国古代的船舶建筑和航海技术,并分析其重要性。

一、船舶建筑1. 筏和木舟最早的船舶建筑始于筏和木舟。

古代中国的河流众多,而且水深非常浅,所以筏和木舟成了人们最常用的交通工具。

它们的特点是制作简单,易于运输。

但由于没有船帆和桨,只能靠人力划行,所以行驶速度较慢。

2. 帆船随着船舶的不断发展,古代中国的帆船开始与旧的木舟和筏逐渐分开。

它们比木舟和筏更快,同时也更适合长途航行。

帆船的最大特点是船帆,它能够帮助船只在顺风和逆风的情况下行驶。

在早期的帆船中,人力依然是主要的推动力。

但是后来,随着航海技术的不断发展,帆船逐渐装备了更加高效的动力源,如风力和蒸汽动力。

3. 木构船在宋朝,古代中国的木构船得到了极大的发展。

与传统的帆船相比,这种船舶结构更加坚固,能够在恶劣的海洋环境下安全航行。

它采用了多层底板结构,在水下增加了挡板,使船只不易倾翻。

而且还引进了舵轮,使得航行更加灵活。

这种船舶建筑的改进,极大地提高了中国古代航海的安全性。

二、航海技术1. 航行工具古代中国的航海工具主要有指南针和测绘仪器。

指南针的起源可以追溯到唐朝时期。

唐朝时期,李淳风提出用磁场指示方向的观点。

根据这个思路,唐朝工匠创造出了原始的指南针。

这种指南针使用磁石为指针,能够指示出地球的磁北方向。

随着时间的推移,这种指南针不断改良和完善,成为现代指南针的雏形。

2. 测量技术测量技术是中国古代航海技术的另一个重要组成部分。

测量技术包括经纬度测量和地图制作。

唐朝时期,徐霞客提出了经纬度测量的方法。

通过观察太阳、星星和月亮的位置,可以确定当前位置的纬度和经度。

在这个基础上,唐朝的官员使用测绘仪器和地图制作技术,制作了一系列准确的海图和路线图。

中国古代的古代航海技术

中国古代的古代航海技术

中国古代的古代航海技术中国古代的古代航海技术源远流长,可以追溯到公元前4000年左右的新石器时代。

自那时起,中国人就开始利用船只进行远洋航行,探索未知的海域,并建立起广泛的贸易网络。

一、船舶技术中国古代船舶技术的发展是古代航海技术的基石。

中国古代船舶分为多种类型,如木筏、竹筏、木船、帆船等,每种类型的船舶都在不同的海域和用途中发挥作用。

1. 木筏和竹筏在早期的航海中,木筏和竹筏被广泛使用。

木筏是用多根木头绑在一起而成,可以用来横渡江河或近海航行。

竹筏则是用大量竹子组成的简易船舶,适合在平静的河流上使用。

2. 木船随着时间的推移,中国人发展出了更为复杂和耐用的木船。

这些船舶采用了船底加厚和加强结构设计,以应对更为恶劣的海况。

木船的维护保养也变得更加科学,涂抹油漆和石灰可以增加木船的防水性能。

3. 帆船帆船的出现使得中国的航海技术达到了一个新的里程碑。

帆船可以利用风力进行航行,使航行速度大大提高。

古代中国人发明了斜帆、平帆和横帆等不同类型的帆具,以适应不同的风速和方向。

二、航海导航技术除船舶技术外,中国古代还涌现了许多高度发达的航海导航技术。

这些技术为古代中国人进行远洋航行提供了重要的指导和帮助。

1. 视航技术古代中国人通过观测天象来进行导航。

他们观测太阳的高度、星星的位置、云的形状等来判断方向和位置。

其中最为重要的是指南针,中国人发明了磁力指南针,利用地球的磁场来确定方向。

2. 水文学知识中国古代航海者通过观测海水的颜色、气味、呈色剂的散布等来判断附近海域的情况。

例如,盐度测量可以帮助他们确定是否接近陆地附近的河流或海湾。

3. 地理学知识中国古代航海者具备丰富的地理学知识,他们绘制了详细而准确的地图并探索了众多的岛屿和海域。

这些地图成为古代航海的重要工具,帮助航海者找到正确的航向和目的地。

三、航海贸易与文化交流中国古代的航海技术不仅仅用于探索和发现,还推动了贸易和文化交流的蓬勃发展。

1. 丝绸之路中国的古代航海技术为丝绸之路的建立和繁荣做出了巨大贡献。

古代中国的船舶制造和航海技术

古代中国的船舶制造和航海技术

古代中国的船舶制造和航海技术在人类发展历程中占据着举足轻重的地位。

随着时代的推移,中国的船舶建造技术及航海技巧愈加熟练,至今仍有一定的传承和发展。

本文将从文化历史和技术层面入手,探讨古代中国的船舶制造及航海技术。

一、文化历史中国作为一个世界文明古国,其船舶制造和航海技术的历史可追溯到几千年前。

在早期的商代,中国已有香草木造船出现,它们是由竹板和芦苇编成,可以用于贸易和旅行。

在春秋战国时期,森林资源的开发促使中国的船舶建造技术得到了显著发展。

到了汉代,瓮船、肚船、草筏等众多船型相继出现,船只的大小和重量都有了明显提高。

唐代则是中国航海技术的高峰期,唐朝的郑和七下西洋还是一段不可缺少的历史——在这期间,中国人率领了一支强大的船队到海外访问文化交流,比如到了东南亚、印度、阿拉伯地区等。

此外,中国晚期的明清时期,鸦片战争爆发后,中国的海洋权利就逐渐受到了侵犯,并被迫改革。

那时,欧洲的造船工业已经非常先进,中国也借鉴运用欧洲的船舶制造技术,来提高自己的造船水平。

二、技术层面1.船型设计中国的船型设计是中国船舶建造技术的重要组成部分。

中国常见的船型如下:(1)单桅纵帆船:又称高甲虫帆船,也就是传统的中国帆船。

在海上,它非常稳定,船头有“水牛角”的造型,能很好地承受浪涛的冲击。

广东、福建等地的商家常用这种船舶进行贸易,也成为了中国的特色文化遗产之一。

(2)双桅横帆船:这种型号的船属于欧洲帆船产生后的演化产物,虽然不如单桅船舶稳定,但是在速度和航程方面有很大提升。

(3)多桅帆船:这种船舶一般中小型,但拥有2-3强大的双桅船帆,航速更快。

(4)拱形帆船:在中国这种船形状一般比较小,只用于短途旅游。

但其独特的帆型能够让船只在较低速度下依然稳定,因此曾被海盗用来进行抢劫。

2.材料古代中国用于造船的材料主要有木材、竹子和草帘。

在中国南方的峨眉山区域就盛产名贵的峨眉竹,常用于造桨和帆。

而在北方,则以樟子松和大青松木为主,船只的主体结构一般采用榫卯结构以充分利用材料,增加结构刚性和整体完整性。

中国古代的航海技术与造船业

中国古代的航海技术与造船业

中国古代的航海技术与造船业航海是人类历史上的重要里程碑,而中国古代的航海技术与造船业更是独具特色。

在这里,我们将探讨中国古代的航海技术和造船业的发展历程,以及与其相关的人物和事件。

1. 航海技术的起源与发展航海技术的起源可以追溯到早期的船只使用和海上交通的发展。

中国古代的航海技术起源于距今约4000年前的新石器时代,最早的船只是木制竹筏,用于河流和湖泊的渔业和交通。

随着时间的推移,船只逐渐演变为更加稳固和适应海洋环境的木质帆船。

2. 早期的航海活动与造船技术在中国古代历史的早期,航海活动主要集中在陆地的边缘地区,如近海岛屿和沿海地区。

这些航海活动的目的主要是进行贸易和探索未知领域。

造船技术在这个时期也得到了不断的改进和发展,船只的类型和大小也大大增加,从小型渔船发展到大型商船和战船。

3. 郑和下西洋与古代航海活动的巅峰中国古代航海史上最为著名和重要的人物之一就是郑和。

在明朝时期,郑和带领中国船队进行了七次下西洋的航海活动,探索了东南亚、印度、波斯湾和非洲东岸等地。

这些航海活动在当时造成了巨大的轰动和影响,丰富了中国古代的海外贸易和文化交流。

4. 造船业的成就与技术创新随着中国航海活动的发展,造船业也取得了重要的成就和技术创新。

在造船技术方面,中国古代航海时期的船只通常采用扁平底船型,这种船型在海上航行更为稳定。

同时,中国古代的造船技术还在船体结构、舵控系统和船用装备等方面进行了持续的改进和创新。

5. 航海技术对中国古代的影响中国古代的航海技术不仅仅在贸易和探索方面发挥着重要作用,还对中国古代社会和文化产生了深远的影响。

航海活动带来了海外的物质财富和文化交流,推动了中国与世界其他地区的联系和交流。

同时,航海技术的发展也促进了中国古代的海军建设和防御能力。

总结:中国古代的航海技术与造船业是中国古代文明的重要组成部分,不仅仅是贸易和探索的手段,更是对海洋和世界的认知和贡献。

中国古代航海技术的发展和传承持续了数千年,并在不同时期达到了极高的水平,为当今世界航海技术的发展打下了重要基础。

我国古代造船技术的十个世界之最

我国古代造船技术的十个世界之最

我国古代造船技术的十个世界之最我国古代造船技术的十个世界之最中国是世界上造船航海历史最悠久的国家之一。

在相当长的一段历史时期内,中国的造船技术一直处于世界领先地位。

在船舶原理及设计、建造工艺、船体结构和操纵、推进装置等方面,中国取得了举世瞩目的成就。

一、世界最早的水密隔舱据南朝《宋书》载,晋代农民起义军有种“八槽船”,很可能就是具有八个水密隔舱的战船。

1960年扬州出土的唐代木船即设有水密舱。

据分析,在公元4、5世纪、最迟7世纪时,中国人已发明了水密舱,而西方直至18世纪方开始采用这一技术。

二、世界最早的船尾轴向舵大约公元2——4世纪,我国出现真正的轴向转动舵,大大提高了船舶操纵性能,广州东汉墓出土的陶船模,尾部有一只固置于中轴线的舵,它是从长桨舵逐渐向转动舵发展的过渡。

大约12世纪,这项技术经过印度洋传到地中海。

另外,平衡舵和开孔舵,也是中国在11、12世纪发明的,而欧洲则晚了600多年。

三、世界最早的明轮船8世纪,唐代李皋制造过两轮车船。

宋代又出现多达24个桨轮的车船。

欧洲则是14世纪才开始研究轮桨船,16世纪西班牙才造出实船。

四、15世纪前世界最大的海船据《明史》载,郑和下西洋所用的最大的宝船“长44丈,宽18丈”,有9桅12帆,规模宏大。

而当时西方海船一般只20——30米长,最大的也只有50——60米,远不能和郑和宝船相比。

五、世界上第一个船坞据北宋大科学家沈括的《梦溪笔谈》载,公元1068——1077年,为修理皇帝的大龙舟,有个叫黄怀信的人想出办法来,在汴京城的金明池北掘一大坑,内置木墩木梁,再放水入坑,将龙舟引至木墩架上,抽干坑水进行修理,修好后再放水浮船。

这便是世界上首例船坞。

西方的第一个船坞于1495年由英国朴茨茅斯造出,比中国晚了五百年。

六、指南针最早用于航海我国宋代就有指南针实用的记载。

最迟在1103年以前,我国航海已使用了指南针,这是世界最早的纪录。

经阿拉伯人之手,指南针最早出现在13世纪初的欧洲。

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造船原理、船型和船舶设计:我国古代造船技术纵横谈一、对造船原理的认识原始社会时期的人们对水的浮力就有初步的认识,正是在这个基础上发明了木排、竹排和独木舟。

随着人类水上活动的不断增加,对水浮力的认识也不断加深。

首先,人们发现浮力的大小跟水的多少和深浅有关,水多水深浮力大,水少水浅浮力小。

水太浅,即使是很小的物体也浮不起来。

庄子曾经总结了这一认识,他说:如果所积蓄的水不深,那么就没有负载大船的能力。

比如倒一杯水在洼下的地方,就只能浮起小草作成的舟,即使放上杯子都会跟水底相粘连,因为杯子对于这些水来说也是“大舟”了。

认识虽然还很原始、初步和粗浅,但是它对造船却具有很重要的指导意义,就是在水少、水浅的水域里只能航行小船,只有在水多、水深的水域里才能航行比较大的船只。

长期的造船和行船的实践,使人们对水的浮力的认识逐步得到深化。

比如大家熟悉的曹冲称象的故事,这个故事虽然不一定真实,但是却反映了一个事实,就是当时人们已经发现:负载物体的同一只船,如果吃水量相同,那么不管它所载物体的体积、比重有什么不同,重量一定是相同的。

也就是说,人们已经认识到浮力的大小只跟船只所排开的水量多少有关。

尽管中国古代还没有得出关于浮力大小等于船体所排开的水的重量的明确结论,但是上述的认识已经从定性认识阶段向定量认识阶段迈出了重要的一步,已经知道了浮力原理的基本内容。

从对浮力的这些认识出发,人们进而对船的容积和载重量有了比较确切的量度,知道建造多大的船可以载多少人或者多少物资,甚至用载重量来衡量船的大小。

在唐朝以后的万斛船、二千料(斛)船、千料船、二百料船等等,就是这样量度的。

“斛”和“料”都是我国古代的容积单位,相当于石。

一石是一百二十斤,那么万斛船的载重量就相当于六百吨,它在古代世界中可以说是巨大无匹的了。

除了对浮力的认识以外,我们从船型还可以看到古人对水的阻力已经有了初步认识。

如果说,瘦长的独木舟是由于受到天然原料限制的话,那么在木板船出现以后,所有船(即使是几只船并成的连体船,单体船身也是这样)的形状都是长比宽大,而且首尾都比中部狭,这就是人们有意识的行为了。

也就是说,人们在航行实践中,已经意识到船在航行中要遇到水的阻力,为了减少水的阻力,有意把船体造成两头狭的瘦长形状。

特别是军用的快速船只,造得比一般的船更瘦长。

当然,也不能排除可能有人造出过诺亚方舟式的方形船,但是因为驾驶困难,航速极慢,自然是要被淘汰的。

总之,古人在长期的造船和航行实践中,积累了关于水的特性的丰富知识,尽管这些知识还只是经验性的,有的甚至很粗糙,但是它表明了古人的造船和航行活动是有科学依据的,不是盲目的。

船舶的设计和制造,正是依据这些认识来进行的。

二、船型我国的内河和海疆的地理情况纷繁复杂。

在江河中,不但大江、小河的流速、流量以及河道的曲直、阔狭、深浅等有所不同,即使是同一条江河,上游跟下游的地理情况也存在极大的差异。

在海域中,南北的近海深浅、风浪、潮汐、泥沙、礁石、岛屿等各方面的情况也各不相同。

有因地制宜的优良传统的中国历代人民,根据不同水域的地理特点设计和建造了许多不同类型的船只。

例如,在杭州湾以北的港口和沿海航线上,由于水浅、沙滩多,所以一般建造和使用平底船舶;在杭州湾以南,沿海的水比较深,海湾狭长,岛屿也比较多,所以一般建造和使用尖底的海船。

清朝的学者谢占王曾经总结了南北方海船因为地理因素而造成的不同。

他指出,长江一带的海舶称做沙船,因为船底平宽,能够驶过浅滩,靠近沙洲停泊,它们通常往来于淤沙或淤泥上,以及小河或水浅的港口之间,不至于被困。

由于各省的海域情况不同,所以船型也有所不同。

他的这一段话,反映了我国南北海船船型差别的大致情况以及造成差别的原因。

除了地理因素的差异以外,船的用途又各不相同。

从使用对象来分,有官用船、民用船、军用船等;从用途方面来分,有客船、货船、渔船、战船等;其中每一项又可以再细分。

比如客船中,有皇帝的龙舟、官僚用的豪华客舟、一般商客用的客舟等。

这些更造成了我国船舶类型的多样性。

可以说,中国船型的多样性是古代世界任何国家和地区所无法比拟的。

直到本世纪五十年代,已经广泛使用钢铁轮船以后,我国的木船船型估计还有一千种左右,其中只是海洋渔船的船型就有两三百种之多。

尽管中国古代的船型种类和名目繁多,但是大体上说,从船首形状来分,可以分成尖首和方首两大类;从船底样式来分,可以分成尖底和平底两大类。

在历史的演变中,福船是最著名的尖首、尖底船型的代表,沙船是最著名的方头、平底船的代表。

福船图福船高大如楼,底尖上阔,首尾高昂,首尖尾方,两侧有护板,船舱是水密隔舱结枃。

尖首尖底利于破浪;底尖吃水深,稳定性好,并且容易转舵改变航向,便于在狭窄的航道和多礁石的航道中航行。

沙船方首方尾,平底,俗称“方艄”。

它的甲板面宽敞,船型深小、干舷低,适宜在浅水航道航行。

船上采用大梁拱,使甲板能迅速排浪,船舱也采用多水密隔舱结构。

船舷采用大㯿,大中型沙船每侧有四到六根大㯿,从船首直压到船尾,以增加结构的强度。

广船图除福船和沙船外,广船也是我国古代的优良船型。

广船产在广东,它的基本特征是头尖体长,吃水比较深;梁拱小,甲板脊弧不高。

船体的横向结构用紧密的肋骨跟隔舱板构成,纵向强度依靠龙骨和大㯿维持。

广船结构坚固,有较好的适航性能和续航能力,是我国古代南海航线的一种重要船型。

有人曾经对中西方的古代船只加以比较研究,发现尽管中国古代船型种类繁多,但是大都具有一个基本特征,就是船型的最宽处在中部靠后的地方,而不象西方船舶的最宽处在中部靠前的地方,或者在纵向中轴线的正中处。

船舶体型比较图对于中西方的船舶体型差异,1840年西方就有人注意到,并且解释它的原因是:“因为我们最好的船体,是用鱼来作模型的,向头的一端常常比较大,但是中国人却模仿蹼足水鸟,它们浮水的时候,把最宽的部分放在后面。

在这一方面,他们是精明的,因为水鸟象船一样,是浮在空气跟水的两种介质之间的,而鱼却只能在水里游泳”。

后来有人更总结说:“欧洲人觉得他们应当按照鱼的外形来造船,而中国人却认为应当按照在水面上浮游的鸟的外形来造船”。

事实证明,这种认识是反映一定的历史真实的。

在中国古代的船舶中,不但最宽处一般在中部靠后的地方,而且有的船名就是用鸟来命名的。

例如,古代在不少的船头上画有鹢(古书上说的一种象鹭鸶的水鸟)鸟的图案,还有把船头称做鹢首,并且有时甚至就用它来指船。

在《武经总要》里写着:海鹘船的披水板就象张开的鹘翼一样。

从这句话可以推测,中国古代海船两舷侧的披水板、太平篮等设置,可能是仿照水鸟两翼而创造的,可以用来增强船在风浪中行驶的稳定性。

在闽浙一带,更有一种船型就称鸟船,因为它的形状象一只浮在水面上的水鸟,是我国古代的一种优良船型。

近代科学表明,这种仿水鸟的外形所造的船,比起仿鱼的外形所造的船来,性能要优越得多,也更符合科学原理。

这也从个侧面反映了中国古代高明的船舶设计思想。

三、船舶设计中国古代的统治者不重视科学技术,知识分子的注意力也大都集中在熟读经史,进入仕途。

因此尽管中国造船的历史悠久,技艺高明,但是有关造船工艺技术的文字记载却很少。

即使有些记载,也是只言片语,很难得知详细情况。

我们只能从仅有的文献记载,参照出土文物,结合社会上工匠传授的传统技艺,得知一些古代的概略情况。

今天我们对于古代许多科学技术的了解大都是这样,对于船舶设计的了解也是这样。

我国古代的船舶设计,一般说来是沿袭着工匠传授的传统,就是师传徒或父传子,一代一代言传身教。

广大的造船工匠在造船的实践中积累了丰富的经验,对各种船只的结构、尺寸比例(包括整艘船和各个部件)、特征和性能都了如指掌,有的工匠还画有粗略的图样和简单符号。

他们就是依据这些来建造船舶的。

这样历代沿袭,形成了一种普遍采用的传统方式,这虽然是经验性的初级的船舶设计方法,却是历代造船工匠的心血结晶。

我们可以从清初福建赶缯船的设计中了解一个大概的情况。

清初福建赶缯船的设计,是福船系统设计放样的精华。

建造赶增船的关键,是确定龙骨。

方法是先决定龙骨的长度,再按比例决定首龙骨、中龙骨、尾龙骨的长度,接着决定龙骨两端起橇(就是起翘),也就是确定龙骨的弯度。

龙骨的长度和弯度确定以后,就以龙骨为中轴,按照赶缯船的体型特征,选取龙骨的前、中、后安置横梁的几个位置,在两边对称地确定船的上下宽度,再确定横梁和其他部件,从而构成了船体的基本线型图。

这种设计方法非常简便,效果良好,改变船的上下宽度就可以改变船的整体,改变底和舷的弯曲程度就可以进行局部调整。

把整体和局部有机地结合起来,形成了既简单易行又巧妙灵活的设计方法。

除这种传统的设计方法以外,我国古代还有首先设计制作船模、然后按照船模建造船只的工艺方法。

宋朝处州(今浙江丽水县)知州张觷在造大船以前,曾经先造了一只小船,然后按它的尺寸放大十倍来建造大船。

《金史・张中彦传》记载,金正隆年间(1156-1160年),张中彦奉命建造黄河上的浮桥,需要制造巨大的船舰,可是工匠不知道怎么造法。

于是张中彦造了几寸大小的木船模型,让工匠仿照制造大船,顺利地完成了浮桥工程。

这种先做模型再造船的方法,是船舶设计中的一大进步。

值得一提的是,当张中彦主持建造的大船造好以后,有命令要征调附近百姓来拖船入水。

张中彦却不劳师动众,他设计了一种船舶下水的新方法,只用几十个民工整理船只所在的地段,使它倾斜入河中,在地面上铺满新割的秫秸,再用大木头把秫秸两侧固定起来,到凌晨秫秸上结霜起滑后,就在秫秸上拖船入水,节省了大量劳力。

这种巧妙利用地利和天时来节省劳力、提高工效的方法,可以说是一种具有很高科学价值的发明创造。

在古代,我国大都是利用倾斜的地势使新船下水的,它体现了我国因地制宜和改造、利用自然环境的优良传统。

在宋朝以后,我国官方的造船厂中出现并且形成了一套先绘制“船样”,然后造船的设计法则。

所谓“船样”就是比较详细的船舶设计图纸。

《宋会要・食货》中记载,温州曾经按照制置司发下来的两本《船样》,各建造了海船二十五艘。

在《船样》中绘有船图,并且注明船体和各部件的大小尺寸还规定了用料、用工、造价。

应用《船样》造船是船舶设计中的一个重大突破和发展,它体现了人们对船舶的结构和性能特点已经有了比较深入、系统的认识。

古代船舶设计图纸这种设计方法,在明清的官方造船厂中得到了普遍应用。

现存的清朝《闽省水师各标镇协营战哨船只图说》的手抄本,是这种设计方法的一个最好说明。

书中既有船舶的整体图,又有平面图,记载有五类船只的大小尺寸、结构以及各部件名称。

可惜的是这个手抄本不在国内,它流落在马堡的普鲁士国立图书馆中。

除了一般船舶的设计和建造外,我国古代还设计了许多特殊用途的船只。

比如破冰船、浚河船以及连环舟和两头船等,甚至有人设想了水下航行的“沦波船”。

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