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中国古代伟大的发明(文档3篇)
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第一篇
亲爱的同学们,海贝贝又和大家见面了。前几期我们介绍了古代船舶的发展演变情况,船舶技术随着时间的推进日新月异。漫长的岁月中,中国古代造船技术取得过一系列重大的成就,曾长期居于世界领先地位,并对后世产生了巨大的影响。之前我们给大家介绍了船舶推进工具橹、中国式多桅多帆等技术,今天我们就来介绍一下中国古代造船技术中另外几项有世界影响力的伟大发明。 水密隔舱 水能载舟,亦能覆舟。船舶虽然能自如地漂浮在水面上,但一旦船体破损,水进入船舱,若不能及时堵住漏洞,船最终会沉没。1912年4月14日,英国新造豪华邮船“泰坦尼克”号首航途中因撞击冰山而沉没,1300多人丧生,成为20世纪人类历史上的重大灾难性事件。由于“泰坦尼克”号邮轮横向进行了分舱,在撞上冰山后,船首5个舱破损进水,维持了2个多小时,这才使得近一半人有机会逃生,从中可以看出设置“水密隔舱”对船舶抗沉性的重要性。 那么,什么是水密隔舱呢?它有什么作用,又是如何发明的呢? 作为中国古代造船技术的一项伟大创造,水密隔舱是用隔舱板把船体严密分隔成若干个互不连通的舱室。这样做有几个优点:第一,起到密封作用,因被横舱壁所隔,船上形成若干水密隔舱,这样即使一两个船舱破损,水也不会流到其他船舱,增加了航行的安全性:第二,隔舱板与船壳板紧密钉合,增加了船整体的横向强度:第三,舱壁为船体提供了坚固的横向结构,使桅杆得以与船体紧密连接,这也使中国古代帆船采用多桅多帆成为可能:第四,方便货物分类装卸和管理。 水密隔舱是受到什么启发而发明的呢?原来古人制作水密隔舱是借鉴了竹子横隔膜结构的功能。美国科技史学者坦普尔在《中国发明与发现的国度》一书中写道:“建造船舶舱壁的想法是很自然的,中国人是从观察竹竿的结构获得这个灵感的,竹竿节的横隔膜把竹分隔成好多节空竹筒。由于欧洲没有竹子,因此欧洲人没有这方面的灵感。”中国盛产竹子,如同使用竹筏一样,中国船匠早就对竹子的结构和浮性有深刻的理解,从而制造出与竹子结构相类似的独一无二的船体结构,坚固而轻巧。 唐末五代期间,由于水密隔舱的问世,中国船舶越造越大,航程越走越远,开始进入印度洋,并以坚固、抗风力强、安全性好而著称于世。当时的阿拉伯航海者均喜欢乘坐中国船,因为它更安全。 水密隔舱技术在18世纪传入欧洲后得到了更广泛的应用。上面提到的“泰坦尼克”号就设有16个水密隔舱。但由于“泰坦尼克”号的水密门质量不好,个别水密门在水压作用下破裂,加剧了船只的沉没。“泰坦尼克”号沉没之后,它的姐妹船――“奥林匹克”号和“大不列颠”号被秘密召回造船厂进行改造,其中就包括改进水密隔舱。水密隔舱技术既提高了船舶的抗沉性能,又增加了远航的安全性,使得这一造船技艺流传至今。如今,按照规范要求设置水密舱壁,早已是世界各国制造船舶必须遵守的准则。现代造船行业普遍使用水密隔舱技术,大型航母甚至有几百到2 000个水密隔舱,为远洋航行提供了安全保障。2008年,水密隔舱福船制造技艺被列入第二批国家级非物质文化遗产名录,2010年,该项遗产被列入联合国教科文组织评定的“急需保护的非物质文化遗产名录”。 船尾 舵是操纵船舶航向的工具,经常设在船舶尾部,所以常被称为“船尾舵”。船尾舵的出现是船舶发展史上一件意义重大的事。舵是由桨慢慢演化而来的。随着船体的增大,古人把桨按职能分为两种:一种负责划行,推动船舶前进:另一种则负责控制方向,被称为“舵桨”。后来,桨的位置又从船舷移至船尾,成为尾桨,由此便演变出船尾舵。舵通过舵面与舵柄的杠杆关系、舵面与船的转动中心的杠杆关系,能使庞大的船体运转自如,结合风帆和指南针就成为确保船只安全航行的三大条件。 中国是最早使用舵的国家,已知的最早的船尾舵是1955年广州出土的东汉墓中陶质船模上的船尾舵。 两千多年来,舵的形式在不断地改变和创新。早期的舵从船尾伸出,形成一个较长的凸出,既不美观也不方便。于是古人们想出了将舵垂直插入水中的方法,这种舵被称为“垂直舵”。又由于内河航道常常深浅不一,为了方便行驶,便产生了升降舵,当船驶入浅滩或者靠岸时,可以把舵吊起,以防触底折断。一些大型船舵,如郑和宝船长11米多的舵杆,还要用专门的绞车进行升降。此外,唐宋时期还发明了平衡舵,即把舵的一部分面积分布在舵柱的前方,缩短了舵压中心与舵轴的距离,从而减少了转舵的力矩,使得操纵更为轻便。为使转舵变得更省力,人们在舵上穿了许多孔,发明了开孔舵,以此来减少水的阻力。 舵的发明和使用改写了世界航海事业的历史。欧洲人在采用中国舵之前,都是用桨来控制方向,这样是无法进行远洋航行的。大约到10世纪,舵的技术已传到
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