蒸汽机轮船能跑多远,蒸汽轮船的最快时速

首页 > 书籍文档 > 作者:YD1662024-01-11 16:22:48

在科技飞速发展的今天,大家对帆船的印象应该已经停留在了电影和电视剧中吧。

在蒸汽机、燃气机等先进的动力设备出现后。

风帆作为一种过时的轮船动力,早就被淘汰多年了。

但是最近,风帆却再次以崭新的姿态回到了我们的视野。

这是怎么回事?

新的风帆有什么不同?又有什么作用呢?

2018年,我国成功制造出了全球首艘风帆超大型原油船——“凯力”轮。

蒸汽机轮船能跑多远,蒸汽轮船的最快时速(1)

这是大型船舶首次采用风帆技术,可以称得上是航运史上的一次创造性的突破。

可是我们为什么要用风帆作为船舶的动力呢,它不是早就被淘汰了吗?

现如今,世界上90%以上的国际贸易货物都要通过船舶来运输。

在蒸汽机用于轮船之前,船舶就只能靠人力和自然力来推动。

因此在我们的印象中,巨大的风帆就成了大型船舶的标志。

例如郑和下西洋所乘坐的宝船,整个船面上就扬着数面超大的风帆。

后来,船舶的动力发生了革命性的变化。

帆船逐渐被轮船取代,成为了如今的稀罕物件。

可就在我们享受着这一变革带来的巨大收益时,问题也随之产生了。

巨大的废气及污染物排放量,使得海洋环境频频亮起了红灯。

在形势日益严峻的情况下,风帆才又回到了人们的视野。

蒸汽机轮船能跑多远,蒸汽轮船的最快时速(2)

风力作为一种无污染的船舶动力,将会极大地改善环境污染问题。

那么,新的风帆和我们印象中的风帆一样吗?

自然是不一样的。

我国建造的凯力轮所采用的风帆是U型结构的翼形帆。

所用材料和制作工艺都与原来的风帆大相径庭。

翼形帆与机翼的原理类似。

翼形帆上下空气流动的速度不同,就会产生压差力。

再调整一下迎风角度,就能通过压差力来推动船舶前进。

凯力轮的风帆采用的u型设计。

能够让巨大的风帆,不论是上部分还是下部分都更加稳固。

这也是如此大型的轮船能够采用风帆作为推动力的原因之一。

翼形风帆一般采用的都是金属框架结构。

并且还会运用铆接的复合材料蒙皮结构。

蒸汽机轮船能跑多远,蒸汽轮船的最快时速(3)

不仅强度高、耐腐蚀,还能提供更大的推动力,提高风帆的工作效率。

以风作为动力的货轮,风帆装备是最为关键的设备之一。

其制作集机械加工、电气结构焊接和液压等工艺于一体。

由于风帆是空气动力学部件,结构尺度大,对于外形加工精度的要求比较高。

因此加工所需的机床要求也会更高。

除了凯力轮采用的翼形帆外,常见的风帆类型还有天帆和转筒帆。

凯力轮的翼形风帆有什么特别之处?又会起到什么作用呢?

在结构上,这一风帆包括帆翼、桅杆和回转机构等部分。

高达39.68米,宽度为14.8米。

回传底座的外径最大为5.3米,而底座中间的圆筒直径为4.5米。

在加工设备方面,用于加工回转底座的车床是目前国内加工能力最强的车床。

加工工件的最大是能够达到5.6米,最大长度为15米。

在技术攻克的过程中,风帆角度的控制是一大难点。

蒸汽机轮船能跑多远,蒸汽轮船的最快时速(4)

风帆的角度要是控制不好,船舶在遭遇大风时便很容易导致船体倾斜。

采用风帆作为动力设备后,相较于采用其他动力设备的船舶,凯力轮有哪些过人之处呢?

前面提到过,新的风帆是在海洋污染日益严峻的情形下产生的。

因此,风帆轮船最大的作用莫过于节能减排了。

经过相关数据分析后,翼形风帆不仅对于凯利伦的助推效果符合预期。

在节能减排方面也效果显著。

通过风力推动,大大降低了船舶发动机的负载功率。

凯力轮每天至少能够减少3%左右的油耗。

是名副其实的国产水麒麟,确实极为“拉风”。

蒸汽机轮船能跑多远,蒸汽轮船的最快时速(5)

其实在风帆作为推动力应用于大型船舶之前,就有一些国家利用风帆原理助力航行了。

例如2008年产自德国的白鲸天帆号。

这个轮船看起来很有意思,在航行时船尾好像拉着一个巨大的降落伞。

这个类似降落伞的东西正是为这艘轮船提供动力的风帆。

这一风帆由超轻合成纤维制成。

它的面积大约有160平方米,航行时最高能升到350米的高空。

近年来,各国都在加强利用风帆助力航船的研究。

若是能有进一步的突破,不仅节能减排的效果会更好,对于降低轮船的动力成本也会有好处。

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