起航现代风帆船

最近传来消息：德国设计制造的“天帆”动力装置，在2007年完成了远洋处女航。“天帆”实际上是一个滑翔伞形状的巨帆，配备有高新科技的智能操作系统，利用海风作为大型船只补充动力。“天帆”的支持者们将它称为一项“绿色”工程，原因在于它能减少导致全球气候变暖的温室效应气体的排放。

　　

　　帆船的鼎盛时期

　　

　　人类利用风帆行船，已经有5000多年的历史，风帆把风力汇集起来，再作用到桅杆上，带动船在水上漂行。以前人们只能利用划桨来驱动船，风帆的发明是人类第一次主动利用大自然的能源，对于生产力的发展有很大的意义。人类已经无法知道在何时、何地以及如何发明和制造了风帆。但早在公元前3960～3908年，埃及人就在使用帆船，这是我们所知的最早的古代帆船。这种帆船仅仅拥有一块简单的方帆，这时的帆船对风能的利用还很低，帆也不能转动和升降。

　　中国在商朝就有了帆船的记载，相传“殷人东渡”就是一部分商朝人乘帆船渡过太平洋移居到美洲去的。多少世纪来，帆船一直是世界上一支重要的运输力量。15世纪初，建成了有三根桅、能利用65度角以内的风行驶的“三桅帆船”。法国文豪维克多·雨果称赞这是“人类的一件伟大杰作”。三桅帆船的船体结构更加合理，能装载大量生活必需品，可以在海上连续待上数月，甚至在接近逆风的条件下也能够行驶。在15～18世纪，帆船发展到了鼎盛时期，航海新技术(航海罗盘、航海线路图等)不断出现和完善，不但江河湖泊中“千帆竞发”，而且在远洋航行中，大型帆船也大显身手。

　　公元1405年，郑和奉旨远航，所乘“宝船”装饰豪华，船长44丈4尺，宽18丈，(即长152米，宽62米)排水量大约为2000吨。在“宝船”的后面，是一支庞大的船队，其中大型船60余只，中小型船只随后，从头到尾一共有208艘，郑和的远航活动是我国乃至世界航海史上光彩夺目的壮举。郑和七下西洋，意大利人哥伦布远航发现美洲新大陆，葡萄牙人麦哲伦航海环球一周成功，都是大型风帆船的卓越贡献!

　　19世纪以后，随着蒸汽机、内燃机的兴起，利用这些动力的轮船发展很快，它们功率大、速度快、驾驶灵活、载重量大而且受风力影响小，在远洋航行中优势更为明显，传统的帆船越来越少了，几乎消失了踪影。

　　可是进入20世纪后半叶，人类又面临新的问题，就是能源危机和环境污染。巨型轮船需要耗费大量宝贵的石油能源，排放大量的废气、废物，严重污染大气和海面。而江河湖海上空源源不断的风力，属于可再生能源、洁净能源。于是，借助于风力的现代帆船，重新焕发了活力，各种新型帆船不断涌现。由于各种新材料和电子技术高度发展，现代新式帆船的构造和性能早已今非昔比了!专家指出，到了21世纪中期，在海洋上将会出现巨型帆船和大型机动轮船“比翼齐飞”的壮观景象。

　　

　　新型帆船的涌现

　　

　　日本在发展现代风帆船方面一直处于领先地位。研究开始于1975年，在1979年进行了船模试验，选择风帆最佳结构、类型和截面形状。1980年8月，日本宣布建成世界上第一艘现代风帆油轮——1600载重吨的“新爱德丸”号。

　　“新爱德丸”号装有两面高12.15米、宽8米的风帆，风帆用钢骨架和聚酯纤维制成。风帆的最佳角度、收拢和展开由电子计算机控制，通过液压系统操作。这艘船采用两面巨帆和柴油机联合推进，当风速达到25海里/小时(约合13米/秒)的时候，停止柴油机动力，单独利用风帆，大船就可以乘风破浪前进。船帆的形状、角度、方向都由电脑控制，可以根据风向、风速、潮流等情况自动调整，功效比传统帆船提高4～5倍。而且，制造风帆的材料也已经非常现代化，张帆、收帆全为自动，还特意配备有各种应急设备和安全设备，用来对付海上可能遇到的不测事件。

　　“爱新德号”试航结果表明，它可以节约燃油50％以上，还大大减少了环境污染，减轻了船员的工作量。而且，现代风帆船的稳定性提高，颠簸、摇摆和偏航都大大低于同吨位的普通船舶，马上吸引了许多造船业主的极大关注。

　　由于现代风帆船的节能、安全效益十分显著，也有巨大的经济效益，日本又制造了10艘沿海现代风帆船和1艘远洋现代风帆船，已经投入营运，其中最大的为26000载重吨。据报道：日本船用机器发展协会正在设计更大的现代风帆船，包括60000载重吨的散装货船和80000载重吨的油轮。日本有关部门还明确提出，到21世纪中期，日本所有商船都将装上风帆。

　　

　　现代科学技术的结晶

　　

　　日本一马当先，其他国家也不甘落后，纷纷制造出各种类型的帆船。其中最引人注目的，是法国制造的“翠鸟”号涡轮帆船，它的外型与传统帆船大不相同，船上安装着两面10米高、呈椭圆柱形的涡轮帆，它能更巧妙地利用风力前进，船运行的时候，在帆顶端的风扇快速运转吸入空气，使迎风和背风面之间产生压力差，带动发动机运转，从而驱动船前进。整个系统设计精巧，效率很高，全部由精密电脑控制，驾驶十分方便，是现代科学技术的结晶，现已投入批量生产。

　　英国一家风帆公司推出一艘万吨级“国际”号帆船，其特点是以5张大帆再辅以柴油机，节省能源最多达8成，很有竞争能力。苏联的巨型运输船“卓娅”号则是目前风帆面积最大的帆船，总面积达到了1400平方米，因而在较大的风力下航行速度竞可以与快艇媲美，令人赞叹不已!美国造船专家设计制造出世界最大的帆船，这艘巨型帆船达45000吨，完全适用远洋运输。

　　最近一个时期，世界有20多个海洋国家先后成立了“风帆研究所”，多次召开了有关研制现代帆船的国际学术会议。历史上著名的“风帆大国”荷兰在首都阿姆斯特丹，隆重举行了“国际风帆节”，来自世界10余个国家的数百艘现代帆船参加，这些形形色色充满新科技色彩的帆船，汇集在阿姆斯特丹港附近海面，非常壮观，再也不是古代“孤帆扁舟”的模样了。经过评委会认真评议，各艘帆船特点各异，而东道主荷兰制造的一艘超级豪华“荷兰”号帆船荣登榜首，此船长100余米，形态优美，设计科学，在每秒10米的风速条件下，“荷兰”号也能达到时速15海里(即每秒接近8米)，这已经是接近风速的数值了，堪称现代最新科学技术的结晶。

　　

　　奇特的“轻气球风筝帆船”

　　

　　你听说过海上放风筝吗?古老的风筝至今已经几千年了，而海上风力大，没有什么障碍物。海上放风筝引起航海科学家的兴趣，受到启发制成了“风筝式风帆船”，把几只巨大的风筝分层排列，放飞高空，可以推动船只前进。这些风筝由电脑控制，可以自动变形，自动调整方向和飞行高度。这种风筝帆船比普通帆船有很多优点：它产生的推力大，可以利用不同高度的风力前进等。

　　更有趣的是，英国制造出一种奇特的“轻气球风筝帆船”，这种风筝内充满了氦气，升入高空后，可以利用不同高度的风力，还能借助浮力减轻船体重量。这种“风筝帆船”非常吸引人，因为这是一种全新的科学思足各：第一，将“帆”升至高空!风筝“帆”的高度、形状及方向都由电脑控制，比一般帆船仅用海面风力要高明得多；第二，巧妙地借助“轻气球”升空原理，产生一种向上的提力，可以更有效地减轻船体重量。这种新式“风筝帆船”已经多次横渡英吉利海峡，吸引了很多观众。

　　据最近报道：德国研制成“轻气球风筝帆船”，它具有一种特殊风帆系统，帆是一张巨大的充气翼，翼型可由计算机进行微调，同时可根据外部条件进行充、放氮气。充气翼可以像风筝一样悬放在500米高空中。整个帆系统由计算机控制，能最大程度有效利用任何高度的风能，风向与船只航向之间的角度可以达到135度。这种特殊风帆系统能使巨轮，如集装箱货船、油轮及客轮的燃料消耗减少一半。德国研制的风帆系统特点还在于，它对船只结构的改动非常小，并且完全是自动化的，不需要增加控制人员和工作量。

　　飞速发展的尖端科技为古老的帆船插上了翅膀，目前，全世界已经建造了上百艘大型现代帆船，在节约能源和环境保护中起了重大作用。值得高兴的是，我国在1990年5月，建成第一艘电子控制的全自动3000吨风帆货轮，标志着我国在新式帆船的研究和制造方面取得了新成果。乘风破浪，扬帆远航，现代帆船的前景无限美好!

　　

　　责任编辑　庞　云