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万吨货轮为什么能浮在海面上_万吨货轮为什么能浮在海面上说说其中的道理
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发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
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前言现代社会中,主要的交通方式分为三种:陆运、海运、空运,三种运输方式都有其自身的特点。
陆地运输更加精准,能够准确地送到客户手里,任何货物运输的最后阶段都需要经过陆地;空运速度最快,适合时效强,小件且昂贵的货物运输;海运的特点最明显,运输速度最慢,安全好,且运输量最大。
这三种运输方式互相配合使用,让世界上所有的货物流通变得便捷起来,正是因为这种便捷,世界各地的特产才能互通有无,世界的经济才得以蓬勃发展。
交通方式
100多年前,中国曾经经历过一段时间的闭关锁国,清认为中华大地可以自给自足,于是禁止别的商船进入中国,最终导致中国科技落后世界近百年时间。
海运是一个国家与国家之间贸易和交流的重中之重。在西班牙、葡萄牙还有英国将海洋占领之后,他们利用强大的坚船利炮,硬生生打开其他国家的大门,将自家的产品倾销的到世界各地,用倾销的方式掠夺全世界的财富。
直到现在,海运依旧是跨国贸易的主要运输方式,而且随着科技的发展,现在的海运货船已经能够达到万吨级别的重量。
海运
有史以来最大的船诺克·耐维斯号在满载的时候甚至能够达到恐怖的82.5万吨重,比一座山还重,但是用来固定这百万吨重大船的船锚,却只有36吨重。这么轻的船锚是如何把巨轮停下来的呢?
神奇的船锚船锚是很早以前就已经存在的一种工具,根据科学家们的研究,船锚最早很可能只是一块用绳子捆绑住的岩石。早在公元前三千年左右,人们刚刚学会炼制青铜器的时代,就已经有人发现能够使用这个方法把船固定住。
如果没有船锚,我们可以自己想象一下,应该如何让船停下来呢?首先我们可以将自己代入到开车或者骑车时的状态,在陆地的交通工具上,只要开始动起来,就会产生比较大的惯,所以交通工具都不是说停就能停的。
船锚
不管开什么车,让它停下来的方法都很简单,那就是使用刹车将滚动的轮胎减速,然后借助减速后的轮胎与地面的摩擦力,来达到让车停下来的效果。
但船只与地面交通工具最大的不同之处,就在于船只并不是通过轮胎滚动在水面上运动的,实际上船只与水面的摩擦力十分低,所以它是在水面上直接滑动。
我们没办法通过增加水面和船只的摩擦力来达到减速的效果。于是聪明的人类就想到另一种增加摩擦力的方法——锚。
将一块重物与船只连在一起,重物扔进水里,借助水底泥沙的摩擦力,为船只提供减速的力量,这样就能将船停下来了。
船锚工作原理
随着时间的流逝,人们渐渐将扔重物增加摩擦力的减速方法渐渐改良。一直到现在,船锚起码经历了十几次更新换代。
上文所说的史上最大油轮,整整八十多万吨重,却只靠三十六吨重的船锚就能将其停住,两者之间的差距将近两万倍。
这是因为随着科技发展,人们渐渐发现船锚并不是越重越好,而是越能与海底增加摩擦力才是越好。所以现代的船锚基本都不是以重量取胜,而是会被设计成特别容易增加摩擦力的样式。
船锚的常见样式
首先我们需要知道的是海洋的深度有深有浅,在深达一万多米的海面上,肯定是没有办法通过抛锚将船只停下来的,一般情况下在这种海面上也不需要停船,因为深海区域周围肯定是不会出现陆地的,把船只动力关掉,让其自然停下就好。
因此船锚是有深度上限的,毕竟要拉动几十吨重的船锚,就必须有足够坚硬和粗壮的链条,这就意味着链条本身的重量也会十分重,所以链条不可能太长。也因此人们必须寻找深度合适,可以抛锚的地点,而且这些地点也不是单纯深度合适就可以的。
除了看深度还需要海底的物质构成,如果全是礁石,那么一般不会选择在此地抛锚,因为锚除了要用来固定船只,在船只再次开动之后,还需将其收回,在礁石海底中,很容易就会将锚卡住。
船锚卡在礁石里了
一般情况下,如果船锚被卡住,唯一的选项就之后砍掉链条丢弃船锚。因为在海底深处,打捞一块被卡住的几十吨重物,是一件不现实的事情。
而且船锚一点都不便宜,正常情况下,十万吨以上船只配备的船锚造价都在几十万美金左右,所以为了避免损失,人们在选择抛锚地点时,会先想办法勘察海底的深度和海底物质构成。
简单来说,抛锚地点一般称之为锚地,锚地的选择除了能够让船停下来,也让船锚可以回收之外,还会尽量让船只抛锚后能够尽量靠近卸货港口。
锚地一般选港口
现在锚的造型主要分两种,一种是像农民伯伯以前耕地的时候,让大水牛拉动的那种犁。一般将它扔到海里,就会因为其犁一般的造型,在被船只拉拽的情况下迅速嵌入海沙深处,通过增加船锚深度的方式增加船只的摩擦力。
另一种则长得更像猪八戒的九齿钉耙,直接趴在海底,与链条一起,通过增加与海底接触面积的方式增加摩擦力。
船锚如何固定船只很多人可能会无法理解,船锚是如何固定住重量是它两万倍的船只的。原因很简单,那就是拉动八十万吨的船,其实并不需要产生八十万吨的反作用力。从效果上看,其实有点像用绳子牵住牛鼻子,一个十岁的小孩就能轻松牵着几百斤重的牛走。
小孩子牵牛
当然牛被牵动主要是因为鼻子被扯动会不舒服,而船能被固定,其实则是因为船锚实际上对抗的是船运动的惯和风力的推动。当船只关闭前进的动力时,只要能够持续释放出一个反向作用的力,无论船有多重,最终它也是会停下来的。
这就是为何小小的船锚能够固定住大大的船。当然使用船锚固定船只与我们脑海中“停下”这两个字的意思是有点冲突的。因为抛锚后,船其实也还是会继续动,只不过船只的运动方式会更像一只被绳子拴住的动物,只能以锚点为圆心,以链条为半径,做圆周运动。
这时就有人问,既然抛锚后船只还是会到处晃动,那当我们需要把船只停稳靠岸时又该怎么做?
即便抛锚也会继续运动
其实船只的制动方式当然不能只靠船锚,毕竟船锚最大的作用是限制船只的大概位置,当需要稳稳停住靠岸时,自然需要用到其他手段。
对于大船来说,由于其推进系统都比较大且笨重,因此一边需要拖轮进行协助,拖轮将其拖到港口,然后再下锚,最后用缆绳或链条绑住港口上的一个个铁墩子揽桩,这时大船才算挺稳。
所以一般情况下,船只靠岸后的固定都不会单纯依靠船锚的,还会依靠对船与港口进行相对固定,在多方面固定好的情况下,船只就不会随便浮动或撞上港口。
将船的牵引绳与港口进行相对固定
先进的船只制动系统我们国家有一个海上深海钻井平台,是一个完全不需要船锚的海上工作平台,它属于一种比较特殊的船只,主要的工作任务就是漂浮在海面上,使用钻探工具,挖掘海底的结构物,一般用来挖掘埋藏在海底的石油和天然气。
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