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古人的造船智慧——龍骨結構
發布時間:2020-07-28     作者:鄭玉婷   來源:科普中國   分享到:

你知道嗎,我國在宋代就發明了龍骨結構。中國古代船舶的龍骨結構是造船業中的一項重大發明,對世界船舶結構的發展產生了深遠的影響。

龍骨結構是船底中線處從首至尾貫通底部全長的縱向連續構件。其主要作用是用一種堅硬的材料貫通整個船體,實現有效支撐船身,使船只更加堅固穩定,同時吃水深,抗御風浪能力十分強。

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龍骨結構主要由龍骨、旁龍骨、肋骨、龍筋、船殼板、舭龍骨等六個部分組成:

第一,龍骨。龍骨是在船體的基底中央連接船首柱和船尾柱的一個縱向構件,承受船體的縱向彎曲力矩,能增強船體承受波浪的沖擊力和水壓力,還能承受縱向行駛時的震動。

第二,旁龍骨。旁龍骨是位于龍骨兩側的縱向構件,它除了承受部分船體的縱向彎曲力矩外,還能提高船體承受外力的強度。

第三,肋骨。肋骨是船體內的橫向構件,它的主要作用是承受橫向的水壓力,保持船體的幾何形狀。

第四,龍筋。龍筋是位于船體兩側的縱向構件,它和肋骨的分布方向正好相反,龍筋和肋骨一起組成了網狀結構,主要作用是固定船側板,同時增大船體的結構強度。

第五,船殼板。船體的幾何形狀是由船殼板的形狀決定的,船殼板包括了船側板和船底板兩部分,主要作用是承受縱向彎曲力、水壓力、波浪沖擊力等各種船體所要承受的外力。

第六,舭龍骨。舭龍骨是安裝在船側和船底交界的一種縱向構件,它的主要作用是能減弱船舶在波浪中航行時產生的搖擺現象。

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以宋代尖底海船為例,因船舶的體型巨大,所以對船只結構的堅固性有了更高的要求。當時的船舶形狀為上寬下窄,底部是尖的,船體上部的甲板較為平整,船舷以下如同刀削一般。如果將船身沿著橫面切開,就會發現船的橫斷面為“V”字形,尖底上就設置著貫通首尾的龍骨。這種上寬下窄的設計雖然不夠穩定,但因船只的下半部分在水面以下,而龍骨結構比較沉重,吃水較深,因此并不會影響行船的穩定性,反而大大減少了船只前行的阻力,節省了動力,保證了船行的速度。

龍骨結構充分體現了我國古人在造船方面的智慧與才干,也體現了古人在解決實際問題時的務實精神,為我們當下的科技研究和發展提供了良好的借鑒。

本文由北京市第六十五中學一級教師胡曉艷進行科學性把關。

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