一、快速帆船是什么时候发明的
19世纪初,西方和东方之间自由贸易进入全盛期,大量货物需通过海路从东方运往欧洲。此时,速度成为一个重要因素。如果从中国运茶需时太久,舱里的茶叶就会变质。如果从东印度群岛开出的货船能抢先赶回欧洲,就能抢占市场获得重利。因此人们需要一种船身长、桅杆高、速度快、能节省宝贵时间的船。美国人抢先造出了“扬基”号快速帆船,并很快发展出一种纵帆“弗吉尼亚型”帆船,到19世纪20年代,演变成著名的巴底摩尔快速帆船。
快速帆船的船体服从于速度,坚固只在其次,货舱容积也有所减小。后十余年中,美国先后有250余艘扬基快船下水加入运茶与淘金的行列。
19世纪60年代以后,快速帆船开始走下坡路,南北战争后横贯北美的大铁路通车,美国快速帆船时代便宣告结束。英国快速帆船从19世纪40年代始大量运载中国茶叶和澳洲羊毛,到19世纪70年代中叶也遭到淘汰,被送往南美运鸟粪和硝石。
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二、气垫船的资料
气垫船是利用高压空气在船底和水面(或地面)间形成气垫,使船体垫起离开水面
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。
利用船底与水面间的高压气垫作用,使船体部分或全部提升以实现快速航行的船舶。高压气垫是将空气压入船底,在船底周边有柔性围裙(也可以是刚性围裙)限制空气逸出而形成,以空气压力顶升船体。1959年英国建造了第一艘气垫船,航行于英吉利海峡。气垫船多为客船,也用作渡船或交通船。气垫船航行速度可达每小时80海里。按气垫船提升高度可分为全垫升式和部分垫升式。全垫升气垫船又称全浮式气垫船。是在船底四周有柔性围裙,由于是全垫升,故其速度高且适应性好,能在水面航行外,也可在平坦地面和沼泽中行驶。其推进是使用空气螺旋桨,用空气舵控制方向。部分垫升式气垫船,即侧壁气垫船。是在船体两舷设刚性侧壁,而在首尾设柔性气封装置以维持气垫,可垫升大部分船体,只能航行于水面,其推进是使用水下螺旋桨式喷水装置。航行速度高于普通船舶,但不及全垫升式气垫船。气垫船结构材质要求强度高、质量轻。使用铝合金、玻璃钢或高强度钢制造,采用航空发动机、高速柴油机等作为动力装置。
气垫船设计的思路就是在船底下面产生一个气垫,使船体与地面不直接接触,好像悬在空中一样。这个气垫由发动机从船体上方或四周吸进空气,然后由船体下方喷出。由于船底四周用橡胶带围衬,像个弹性裙子一样,就形成了一个气垫。
气垫船的最大优点是它在地面和水面上一样行驰,在地面上行驰时也不需要修筑公路,非常方便。
气垫船主要有两种形式:全浮式和侧壁式。世界上现有的最大气垫客船,要数英国制造的SRN4- III 型气垫船。它采用的是全浮式,特征是用空气螺旋桨推进(如同飞机的螺旋桨一样),船的底部四周装有尼龙橡胶布制成的“围裙”,高压空气自船底射出,在船底和水面之间形成气垫支持船体的重量,以减少航行阻力。航速平均每小时100公里,可载客416人,汽车55辆。速度最快的是美国的侧壁式气垫船,每小时达167公里。
三、为什么船体要设计成流线型?运用了什么物理知识?拜托了各位 谢谢
通过对水中生活的鱼类的模仿. 排水型船舶流线型敞水船体.本发明属于船体流线型设计技术,为了适应使推进器的效率达到敞水效率的推进器位置进行船体流线型设计,即船舶的舷舭部为W形,推进器位于船体尾部0站向前的3_1/2至4_1/2站W形船体内,使得在原动力不变的情况下,大幅度地提高了各类排水型船舶的推进效率和航速,提供较大的回转力臂,提高航行的稳定性、抗波性和操纵性,尤其适应于内河和沿海大中型船舶. 舰船的航海性能主要包括: 1.能够装载规定数量的载重而浮在水面上; 2.当受风浪冲击,以及旅客,货物在舰船上移动时,舰船只产生一定的倾侧而不致倾覆;当外力作用消失时,舰船有恢复到原来正浮状态的能力. 3.舰船在海上发生触礁、碰撞或遭受敌人攻击而至损伤等事故时仍能保持不沉不翻的浮态. 4.应有较高的航速和消耗较小的机器功率. 5.有较好的航向稳定性和敏传性. 6.在波涛汹涌的海面上航行时,不致有猛烈的摇摆,以免船员,旅客晕船和妨碍舰船机器设备的正常运转及武器的准确发射. (一).浮性 舰船在水中受到水压力的作用,左右两舷的压力相互平衡,船底的压力与船只本身的重量相平衡. 舰船的平衡条件为: 1.重力P与浮力D作用在同一垂直线上; 2.排水量等于船的全部重量,P=D (二).稳性 若用外力使舰船倾斜,重力与浮力形成一个促使舰船回复到原来正浮位置的力矩,舰船是稳定平衡. 怎么样才能使舰船具有良好的稳定性呢? 1.应尽量降低舰船的重心; 2.增加船宽; 3.保持一定的干舷. 但船宽过大、重心过低的舰船,重力与浮力作用线之间距离很大,因而形成的复原力矩也就很大,这样的舰船在波涛汹涌的海面上左右摇摆频率较高,对人员工作和设备运行不利. (三)快速性 舰船航行时的水阻力通常分为以下几类: 摩擦阻力:水是具有粘性的液体,舰船航行时就要克服由于水的粘性产生的阻力,这种阻力称为摩擦子阻力.摩擦阻力的大小和船体浸水的湿表面面积、船与水的相对速度、船壳表面粗糙度等因素有关. (1) 兴波阻力:舰船行驶时,船首对水施加压力,把水劈开而前进,于是就激起了一组随船前进的波浪,这就是首波.船尾在前进时,水中留出了一个低压区,成为波 谷,形成了一组由船尾引起的波浪,称为尾波.造成波浪也要消耗能量,叫做兴波阻力.因为它是由于水的压力变化而引起的,所以又叫做压力阻力. (2)兴波阻力与舰船的长度的速度有关.船速越高,兴波阻力越大.为了减小这种阻力,把船着水线以下做成球鼻状的流线型,利用球状部分所形成的低压,降低首波的高度,从而减小兴波阻力.这是一种既经济又有效的提高船速的方法. (3)涡旋阻力:舰船航行时,由于水经过船的尾部所形成的旋涡吸收了舰船的能量,阻碍了舰船的前进,这就是涡旋阻力.尽量将船体设计成流线型,特别注意后部及尾部体型的合理性,可以减小涡旋阻力. 舰船在海上航行还会受到其他阻力,如空气阻力及汹涛阻力等. 舰船所受总阻力为上述三种阻力之和,即:总阻力=摩擦阻力+兴波阻力+涡旋阻力 模型试验求得的舰船总阻力和舰船所要求达到的速度的乘积就是克服水阻力所要化费的功率.如果知道舰船动力装置和推进器的效率,就可以确定舰船应该安装多大的主机了. (四)摇摆性 舰船在外力作用下,产生左右横摇和前后摇摆的运动,称为摇摆性. 减小舰船的摇摆,可采用减摇设备. (五).抗沉性 舰船的个别舱室因遭受敌人攻击或海损事故进水后,仍能漂浮海面并保持航海性能,称为舰船的抗沉性. 现代舰船几乎都设有双层底和水密横舱壁,而将整个船体分成几个单独的水密舱室,并在水线以上留有足够的干舷高度,以保持一定的储备浮力.这样,当某些部分受损进水后,仍可保持一定的浮态和稳性. (六)回转性 舰船的回转性包括敏转性和航向稳定性. 航向稳定性,就是舰船在航行时保持稳定航向的能力.航向稳定性与舰船的水下侧投影面积、舵面积、尾呆木面积几航行时海面风浪情况有关. 舰船能够随时按照驾驶人员的意图迅速改变航向的性能,叫做舰船的敏转性. 当舵面保持在满舵位置不动,舰船沿着一个圆圈轨迹航行,这个圆圈叫回转圈,回转圈的直径D的大小,表示舰船的敏转性.
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