起航現(xiàn)代風帆船

最近傳來消息：德國設計制造的“天帆”動力裝置，在2007年完成了遠洋處女航。“天帆”實際上是一個滑翔傘形狀的巨帆，配備有高新科技的智能操作系統(tǒng)，利用海風作為大型船只補充動力。“天帆”的支持者們將它稱為一項“綠色”工程，原因在于它能減少導致全球氣候變暖的溫室效應氣體的排放。

帆船的鼎盛時期

人類利用風帆行船，已經(jīng)有5000多年的歷史，風帆把風力匯集起來，再作用到桅桿上，帶動船在水上漂行。以前人們只能利用劃槳來驅動船，風帆的發(fā)明是人類第一次主動利用大自然的能源，對于生產(chǎn)力的發(fā)展有很大的意義。人類已經(jīng)無法知道在何時、何地以及如何發(fā)明和制造了風帆。但早在公元前3960～3908年，埃及人就在使用帆船，這是我們所知的最早的古代帆船。這種帆船僅僅擁有一塊簡單的方帆，這時的帆船對風能的利用還很低，帆也不能轉動和升降。

中國在商朝就有了帆船的記載，相傳“殷人東渡”就是一部分商朝人乘帆船渡過太平洋移居到美洲去的。多少世紀來，帆船一直是世界上一支重要的運輸力量。15世紀初，建成了有三根桅、能利用65度角以內(nèi)的風行駛的“三桅帆船”。法國文豪維克多·雨果稱贊這是“人類的一件偉大杰作”。三桅帆船的船體結構更加合理，能裝載大量生活必需品，可以在海上連續(xù)待上數(shù)月，甚至在接近逆風的條件下也能夠行駛。在15～18世紀，帆船發(fā)展到了鼎盛時期，航海新技術(航海羅盤、航海線路圖等)不斷出現(xiàn)和完善，不但江河湖泊中“千帆競發(fā)”，而且在遠洋航行中，大型帆船也大顯身手。

公元1405年，鄭和奉旨遠航，所乘“寶船”裝飾豪華，船長44丈4尺，寬18丈，(即長152米，寬62米)排水量大約為2000噸。在“寶船”的后面，是一支龐大的船隊，其中大型船60余只，中小型船只隨后，從頭到尾一共有208艘，鄭和的遠航活動是我國乃至世界航海史上光彩奪目的壯舉。鄭和七下西洋，意大利人哥倫布遠航發(fā)現(xiàn)美洲新大陸，葡萄牙人麥哲倫航海環(huán)球一周成功，都是大型風帆船的卓越貢獻!

19世紀以后，隨著蒸汽機、內(nèi)燃機的興起，利用這些動力的輪船發(fā)展很快，它們功率大、速度快、駕駛靈活、載重量大而且受風力影響小，在遠洋航行中優(yōu)勢更為明顯，傳統(tǒng)的帆船越來越少了，幾乎消失了蹤影。

可是進入20世紀后半葉，人類又面臨新的問題，就是能源危機和環(huán)境污染。巨型輪船需要耗費大量寶貴的石油能源，排放大量的廢氣、廢物，嚴重污染大氣和海面。而江河湖海上空源源不斷的風力，屬于可再生能源、潔凈能源。于是，借助于風力的現(xiàn)代帆船，重新煥發(fā)了活力，各種新型帆船不斷涌現(xiàn)。由于各種新材料和電子技術高度發(fā)展，現(xiàn)代新式帆船的構造和性能早已今非昔比了!專家指出，到了21世紀中期，在海洋上將會出現(xiàn)巨型帆船和大型機動輪船“比翼齊飛”的壯觀景象。

新型帆船的涌現(xiàn)

日本在發(fā)展現(xiàn)代風帆船方面一直處于領先地位。研究開始于1975年，在1979年進行了船模試驗，選擇風帆最佳結構、類型和截面形狀。1980年8月，日本宣布建成世界上第一艘現(xiàn)代風帆油輪——1600載重噸的“新愛德丸”號。

“新愛德丸”號裝有兩面高12.15米、寬8米的風帆，風帆用鋼骨架和聚酯纖維制成。風帆的最佳角度、收攏和展開由電子計算機控制，通過液壓系統(tǒng)操作。這艘船采用兩面巨帆和柴油機聯(lián)合推進，當風速達到25海里/小時(約合13米/秒)的時候，停止柴油機動力，單獨利用風帆，大船就可以乘風破浪前進。船帆的形狀、角度、方向都由電腦控制，可以根據(jù)風向、風速、潮流等情況自動調整，功效比傳統(tǒng)帆船提高4～5倍。而且，制造風帆的材料也已經(jīng)非常現(xiàn)代化，張帆、收帆全為自動，還特意配備有各種應急設備和安全設備，用來對付海上可能遇到的不測事件。

“愛新德號”試航結果表明，它可以節(jié)約燃油50％以上，還大大減少了環(huán)境污染，減輕了船員的工作量。而且，現(xiàn)代風帆船的穩(wěn)定性提高，顛簸、搖擺和偏航都大大低于同噸位的普通船舶，馬上吸引了許多造船業(yè)主的極大關注。

由于現(xiàn)代風帆船的節(jié)能、安全效益十分顯著，也有巨大的經(jīng)濟效益，日本又制造了10艘沿海現(xiàn)代風帆船和1艘遠洋現(xiàn)代風帆船，已經(jīng)投入營運，其中最大的為26000載重噸。據(jù)報道：日本船用機器發(fā)展協(xié)會正在設計更大的現(xiàn)代風帆船，包括60000載重噸的散裝貨船和80000載重噸的油輪。日本有關部門還明確提出，到21世紀中期，日本所有商船都將裝上風帆。

現(xiàn)代科學技術的結晶

日本一馬當先，其他國家也不甘落后，紛紛制造出各種類型的帆船。其中最引人注目的，是法國制造的“翠鳥”號渦輪帆船，它的外型與傳統(tǒng)帆船大不相同，船上安裝著兩面10米高、呈橢圓柱形的渦輪帆，它能更巧妙地利用風力前進，船運行的時候，在帆頂端的風扇快速運轉吸入空氣，使迎風和背風面之間產(chǎn)生壓力差，帶動發(fā)動機運轉，從而驅動船前進。整個系統(tǒng)設計精巧，效率很高，全部由精密電腦控制，駕駛十分方便，是現(xiàn)代科學技術的結晶，現(xiàn)已投入批量生產(chǎn)。

英國一家風帆公司推出一艘萬噸級“國際”號帆船，其特點是以5張大帆再輔以柴油機，節(jié)省能源最多達8成，很有競爭能力。蘇聯(lián)的巨型運輸船“卓婭”號則是目前風帆面積最大的帆船，總面積達到了1400平方米，因而在較大的風力下航行速度競可以與快艇媲美，令人贊嘆不已!美國造船專家設計制造出世界最大的帆船，這艘巨型帆船達45000噸，完全適用遠洋運輸。

最近一個時期，世界有20多個海洋國家先后成立了“風帆研究所”，多次召開了有關研制現(xiàn)代帆船的國際學術會議。歷史上著名的“風帆大國”荷蘭在首都阿姆斯特丹，隆重舉行了“國際風帆節(jié)”，來自世界10余個國家的數(shù)百艘現(xiàn)代帆船參加，這些形形色色充滿新科技色彩的帆船，匯集在阿姆斯特丹港附近海面，非常壯觀，再也不是古代“孤帆扁舟”的模樣了。經(jīng)過評委會認真評議，各艘帆船特點各異，而東道主荷蘭制造的一艘超級豪華“荷蘭”號帆船榮登榜首，此船長100余米，形態(tài)優(yōu)美，設計科學，在每秒10米的風速條件下，“荷蘭”號也能達到時速15海里(即每秒接近8米)，這已經(jīng)是接近風速的數(shù)值了，堪稱現(xiàn)代最新科學技術的結晶。

奇特的“輕氣球風箏帆船”

你聽說過海上放風箏嗎?古老的風箏至今已經(jīng)幾千年了，而海上風力大，沒有什么障礙物。海上放風箏引起航海科學家的興趣，受到啟發(fā)制成了“風箏式風帆船”，把幾只巨大的風箏分層排列，放飛高空，可以推動船只前進。這些風箏由電腦控制，可以自動變形，自動調整方向和飛行高度。這種風箏帆船比普通帆船有很多優(yōu)點：它產(chǎn)生的推力大，可以利用不同高度的風力前進等。

更有趣的是，英國制造出一種奇特的“輕氣球風箏帆船”，這種風箏內(nèi)充滿了氦氣，升入高空后，可以利用不同高度的風力，還能借助浮力減輕船體重量。這種“風箏帆船”非常吸引人，因為這是一種全新的科學思足各：第一，將“帆”升至高空!風箏“帆”的高度、形狀及方向都由電腦控制，比一般帆船僅用海面風力要高明得多；第二，巧妙地借助“輕氣球”升空原理，產(chǎn)生一種向上的提力，可以更有效地減輕船體重量。這種新式“風箏帆船”已經(jīng)多次橫渡英吉利海峽，吸引了很多觀眾。

據(jù)最近報道：德國研制成“輕氣球風箏帆船”，它具有一種特殊風帆系統(tǒng)，帆是一張巨大的充氣翼，翼型可由計算機進行微調，同時可根據(jù)外部條件進行充、放氮氣。充氣翼可以像風箏一樣懸放在500米高空中。整個帆系統(tǒng)由計算機控制，能最大程度有效利用任何高度的風能，風向與船只航向之間的角度可以達到135度。這種特殊風帆系統(tǒng)能使巨輪，如集裝箱貨船、油輪及客輪的燃料消耗減少一半。德國研制的風帆系統(tǒng)特點還在于，它對船只結構的改動非常小，并且完全是自動化的，不需要增加控制人員和工作量。

飛速發(fā)展的尖端科技為古老的帆船插上了翅膀，目前，全世界已經(jīng)建造了上百艘大型現(xiàn)代帆船，在節(jié)約能源和環(huán)境保護中起了重大作用。值得高興的是，我國在1990年5月，建成第一艘電子控制的全自動3000噸風帆貨輪，標志著我國在新式帆船的研究和制造方面取得了新成果。乘風破浪，揚帆遠航，現(xiàn)代帆船的前景無限美好!

責任編輯 龐 云