揚起科學(xué)的風(fēng)帆

帆船的鼎盛時期

人類利用風(fēng)帆行船，已經(jīng)有5 000多年的歷史，風(fēng)帆把風(fēng)力匯集起來，再作用到桅桿上，帶動船在水上漂行。借助風(fēng)力來減輕漁夫劃槳的辛苦。以前的人們只能利用劃槳來驅(qū)動船，風(fēng)帆發(fā)明后，人類克服了體力上的局限，開始利用自然的力量來推動人類前進(jìn)的步伐。

這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(fēng)帆。但早在公元前3960～前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(fēng)的利用還很低，帆也不能轉(zhuǎn)動和升降。

中國在商朝就有了關(guān)于帆船的記載，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。多少世紀(jì)以來，帆船一直是世界上一支重要的運輸力量，發(fā)展迅速。

15世紀(jì)初，人們建造了有三根桅、能利用65度角以內(nèi)的風(fēng)行駛的“三桅帆船”。法國文豪維克多·雨果稱贊這是“人類的一種偉大杰作”。三桅帆船的船體結(jié)構(gòu)更加合理，能裝載大量生活必需品，可以在海上連續(xù)航行數(shù)月，甚至在接近逆風(fēng)的條件下也能夠行駛。

在15～18世紀(jì)，帆船發(fā)展到達(dá)鼎盛時期，航海新技術(shù)（航海羅盤、航海線路圖）不斷出現(xiàn)和完善，不但江河湖泊中“千帆競發(fā)”，而且在遠(yuǎn)洋航行中，大型帆船也大顯身手。鄭和七下西洋，意大利人哥倫布遠(yuǎn)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，這些偉大功績中都包含著大型風(fēng)帆船的卓越貢獻(xiàn)1

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

可是進(jìn)入20世紀(jì)后半葉，人類又面臨新的問題，就是能源危機(jī)和環(huán)境污染。能源危機(jī)的概念是人們在進(jìn)入20世紀(jì)后，不可再生能源——比如煤、石油等不斷大量減少的情況下提出的，旨在提醒人們節(jié)約能源，更加合理地利用能源，保護(hù)能源。現(xiàn)代帆船就是在這種前提下誕生的。巨型輪船需要耗費大量寶貴的不可再生能源，并排放大量的廢氣、廢物，嚴(yán)重污染大氣和海洋。而江河湖海上空源源不斷的風(fēng)力，屬于可再生能源、清潔能源。于是，借助于風(fēng)力又不污染環(huán)境的現(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(shù)高度發(fā)展，現(xiàn)代新式帆船的構(gòu)造和性能早已今非昔比了！專家指出，到了21世紀(jì)中期，在海洋上將會出現(xiàn)巨型帆船和大型機(jī)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)代帆船方面一直處于領(lǐng)先地位。他們的研究開始于1975年，在1979年進(jìn)行了船模試驗，選擇風(fēng)帆最佳結(jié)構(gòu)、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(fēng)帆油輪——1600載重噸的“新愛德丸”號。

“新愛德丸”號裝有2個高12.15米、寬8米的風(fēng)帆，風(fēng)帆用鋼骨架和聚酯纖維制成。風(fēng)帆的最佳角度、收攏和展開由電子計算機(jī)控制，通過液壓系統(tǒng)操作。這艘船采用兩面巨帆和柴油機(jī)聯(lián)合推進(jìn)，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到25海里/時（約合13米/秒）的時候，停止柴油機(jī)動力，單獨利用風(fēng)帆，大船就可以乘風(fēng)破浪前進(jìn)。船帆的形狀、角度、方向都由電腦控制，可以根據(jù)風(fēng)向、風(fēng)速、潮流等情況自動調(diào)整，功效比傳統(tǒng)帆船提高4～5倍。而且，制造風(fēng)帆的材料也已經(jīng)非常現(xiàn)代化，張帆、收帆全為自動，還特意配備有種種應(yīng)急設(shè)備和安全設(shè)備，用來對付海上可能遇到的不測事件。

“新愛德丸”號試航結(jié)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(fēng)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(guān)注。

由于現(xiàn)代風(fēng)帆船的節(jié)能、安全性能十分顯著，也有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，日本又制造了10艘沿海現(xiàn)代風(fēng)帆船和1艘遠(yuǎn)洋現(xiàn)代風(fēng)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(jī)器發(fā)展協(xié)會正在設(shè)計更大的現(xiàn)代風(fēng)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(guān)部門還明確提出，到21世紀(jì)中期，日本所有商船都將裝上風(fēng)帆。

（未完待續(xù)）