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古代舟楫——船舵
文章来源:中国古地科技   发布时间: 2014-7-25   浏览次数:   字号:[ ] [打印]
 

  在风帆大规模使用前,船只主要以划桨的方式推进。划桨时没有固定的位置,在船尾划桨时,人们发现,变换桨叶的角度会对船只的行进方向产生较大影响。正是这一行船经验,使中国古人发明了控制船只航向的工具——舵。

  舵虽然由桨演变而来,但工作原理完全不同。舵不划水。当船行驶时,转动舵面,船尾产生的水流就会在舵面上形成一定的水压,称为舵压。舵压虽然很小,但因舵位于船尾,与船中间的重心相距最远,根据杠杆原理,力矩最大,因而能够很方便地左右船体,改变航向。

   舵始于何时已不可考,但至迟汉代,舵已经得到广泛使用。最初的舵不能升降,自船尾斜向伸入水中。后来,为了适应不同区域的水位深浅,出现了可以上下升降的升降舵,舵的安放位置也从斜向逐渐变为垂直,以方便升降。早期的升降舵多由人直接提升或放下,但一些大型船舵,如郑和宝船长11米多的舵杆,就只能以专门的绞车进行升降。

  船舵由舵面和舵杆两部分构成,舵面呈板状,用于调整船只航向,舵杆为杆状,一端与舵面相连,用于升降或转动舵面。早期船舵,舵杆多固定在舵面的一侧,舵杆与舵面重心有一定距离,转动时力矩较大,费力且不灵活。宋代以后,中国人发明了平衡舵,即将舵杆固定在舵面重心所在的垂线上,转动的灵活度大大增加。欧洲直到18世纪才出现类似的平衡舵。今天船舶设计中仍然经常用到平衡舵。

          古代舟楫——船舵     古代舟楫——船舵

                   东汉明器·陶船                   北宋郭忠恕《雪霁江行图轴》

古代舟楫——船舵

北宋张择端《清明上河图》局部

  中国人发明的船舵大约于10世纪时被阿拉伯人引用,约13世纪初传入欧洲,成为15世纪欧洲地理大发现时代探险船只必备的装置。

 
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