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古人的造船智慧——龙骨结构

2020-07-24 11:09浏览数:10 

你知道吗,我国在宋代就发明了龙骨结构。中国古代船舶的龙骨结构是造船业中的一项重大发明,对世界船舶结构的发展产生了深远的影响。

龙骨结构是船底中线处从首至尾贯通底部全长的纵向连续构件。其主要作用是用一种坚硬的材料贯通整个船体,实现有效支撑船身,使船只更加坚固稳定,同时吃水深,抗御风浪能力十分强。

龙骨结构主要由龙骨、旁龙骨、肋骨、龙筋、船壳板、舭龙骨等六个部分组成:

第一,龙骨。龙骨是在船体的基底中央连接船首柱和船尾柱的一个纵向构件,承受船体的纵向弯曲力矩,能增强船体承受波浪的冲击力和水压力,还能承受纵向行驶时的震动。

第二,旁龙骨。旁龙骨是位于龙骨两侧的纵向构件,它除了承受部分船体的纵向弯曲力矩外,还能提高船体承受外力的强度。

第三,肋骨。肋骨是船体内的横向构件,它的主要作用是承受横向的水压力,保持船体的几何形状。

第四,龙筋。龙筋是位于船体两侧的纵向构件,它和肋骨的分布方向正好相反,龙筋和肋骨一起组成了网状结构,主要作用是固定船侧板,同时增大船体的结构强度。

第五,船壳板。船体的几何形状是由船壳板的形状决定的,船壳板包括了船侧板和船底板两部分,主要作用是承受纵向弯曲力、水压力、波浪冲击力等各种船体所要承受的外力。

第六,舭龙骨。舭龙骨是安装在船侧和船底交界的一种纵向构件,它的主要作用是能减弱船舶在波浪中航行时产生的摇摆现象。

以宋代尖底海船为例,因船舶的体型巨大,所以对船只结构的坚固性有了更高的要求。当时的船舶形状为上宽下窄,底部是尖的,船体上部的甲板较为平整,船舷以下如同刀削一般。如果将船身沿着横面切开,就会发现船的横断面为“V”字形,尖底上就设置着贯通首尾的龙骨。这种上宽下窄的设计虽然不够稳定,但因船只的下半部分在水面以下,而龙骨结构比较沉重,吃水较深,因此并不会影响行船的稳定性,反而大大减少了船只前行的阻力,节省了动力,保证了船行的速度。

龙骨结构充分体现了我国古人在造船方面的智慧与才干,也体现了古人在解决实际问题时的务实精神,为我们当下的科技研究和发展提供了良好的借鉴。

本文由北京市第六十五中学一级教师胡晓艳进行科学性把关。