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古代岸上造船如何顺利入水?

这是一个非常有趣且技术性很强的问题,古代在没有现代起重设备和大型船坞的条件下,将巨大的船只从岸上送下水,是一项集智慧、经验和力量于一体的伟大工程,其核心思想是:利用水的浮力、重力、斜面和巧妙的机械装置,将船体平稳、安全地移动到水中。

根据船只的大小、建造地点的技术水平和历史时期的不同,古人发展出了多种下水方法,以下是几种最主要和最具代表性的方法:

古代岸上造船如何顺利入水?-图1
(图片来源网络,侵删)

滑道下水 - 最经典、最普遍的方法

这是至今仍在广泛使用的基本原理,古代已经有了非常成熟的应用,它利用斜面和重力,让船体顺滑地滑入水中。

核心原理: 摩擦力 < 重力分力

具体步骤:

  1. 建造船台和滑道:

    古代岸上造船如何顺利入水?-图2
    (图片来源网络,侵删)
    • 选址: 选择一个坡度平缓、伸向水边的河岸或海岸。
    • 建造船台: 在岸上搭建一个坚固的、倾斜的木质或石质平台,作为船的建造台。
    • 铺设滑道: 在船台的尽头,向水中铺设一条或多条平滑、坚固的滑道,滑道通常用坚硬的木材(如橡木)或石条制成,并涂上油脂、动物脂肪或肥皂水等润滑剂,以减少摩擦。
  2. 建造船体:

    船体直接在倾斜的船台上建造,船尾(艉)朝向陆地,船首(艏)朝向水面,这样下水时船首会先入水,可以利用水的浮力逐渐抬起船体,减少对滑道的冲击。

  3. 安装下水架和滑橇:

    • 当船体建造到一定阶段或全部完成后,将整个船体安放在一个叫做“下水架”或“滑橇”的巨大木制框架上。
    • 下水架的底部装有“滑靴”,与下方的滑道紧密接触。
  4. 设置制动装置:

    古代岸上造船如何顺利入水?-图3
    (图片来源网络,侵删)
    • 这是下水过程中最关键的安全环节,古人会用粗大的麻绳、铁链(如果有的话)或木制刹车装置,一端固定在岸上的地锚或绞盘上,另一端系在下水架上。
    • 通过控制绳索的松紧,可以精确控制船体下水的速度,防止其滑入水中时速度过快而失控或损坏。
  5. 下水仪式与释放:

    • 在下水前,通常会举行一个仪式,祈求航行顺利。
    • 准备就绪后,砍断或解开关键的制动绳索,船体在自身重力的作用下,沿着润滑过的滑道,平稳而迅速地滑入水中。
    • 随着船体逐渐入水,浮力开始产生作用,最终将整艘船托起,完成下水。

优点: 技术成熟,对船只结构影响小,可操作性强。 缺点: 需要合适的地理条件(平缓的岸坡),对滑道和润滑剂的制作要求高。


漂浮下水 - 适用于大型船舶

这种方法不依赖滑道,而是利用水本身的力量,特别适合在潮汐变化明显的河流或港口建造的巨型船舶。

核心原理: 利用潮汐或人工注水,将水位抬高至船体底部,使其自然浮起。

具体步骤:

  1. 建造“干船坞”:

    • 在岸边挖掘一个与船体尺寸相当的基坑,或者用堤坝圈出一块区域。
    • 在基坑内建造船体,就像在陆地上一样。
  2. 设置水闸:

    在基坑与河流/大海之间建造一道坚固的水闸,将基坑与外界水域隔开。

  3. 等待时机或注水:

    • 利用潮汐: 如果是在有潮汐的港口,就等待高潮时刻,打开水闸,让潮水灌满基坑,船体便会随着水位上升而浮起。
    • 人工注水: 如果没有潮汐,或者需要精确控制时间,可以通过开启水闸,用人力或简单的机械(如水车)将河水引入基坑。
  4. 牵引出坞:

    当船体完全浮起后,用拖船或岸上的绞盘,通过绳索牵引船只,使其通过打开的水闸,驶入开阔水域。

优点: 对船只尺寸几乎没有限制,避免了滑道下水可能的结构损伤。 缺点: 需要特定的水文条件(潮汐)或额外的人工注水设施,工程量巨大。


杠杆与绞盘下水 - 小型船只的精妙方法

对于小型渔船、小艇或内河船只,古人会使用更巧妙的杠杆和机械原理。

核心原理: 利用杠杆的省力原理和绞盘的牵引力,将船体“翘”或“拉”入水中。

具体步骤:

  1. 建造船台: 在岸边建造一个水平的或略带倾斜的船台。
  2. 设置支点和杠杆: 在船台边缘靠近水的一侧,放置一个坚固的支点(如大石头或木桩),将一根长而结实的木杆作为杠杆,一端放在支点上,另一端(力臂)伸向船体下方。
  3. 放置船体: 将船体放置在杠杆的短臂(重臂)下方。
  4. 施力与撬动: 工人们在力臂末端一起用力下压,利用杠杆原理,将船体的一端撬起并推向水中,可能需要多次撬动,逐步将船体全部送入水中。
  5. 使用绞盘: 对于更重的船,可以在岸上设置一个大型绞盘(由木制齿轮和卷筒组成),用粗绳索一端系住船首,另一端绕在绞盘上,通过转动绞盘,平稳地将船体拉入水中,这种方法常与滑道结合使用。

优点: 设备相对简单,适用于中小型船只。 缺点: 人力需求大,操作风险较高,不适合大型船舶。


古代岸上造船下水,充分体现了古人对物理学原理的深刻理解和高超的工程实践能力。

  • 滑道下水是技术核心,利用斜面和重力,至今仍是主流。
  • 漂浮下水是大型船舶的解决方案,利用浮力和水力,体现了对自然条件的巧妙利用。
  • 杠杆与绞盘是小型船只的智慧结晶,利用机械原理,以巧破力。

这些方法并非孤立存在,有时会结合使用,在滑道下水时,也会用到绞盘来辅助控制船体的位置,无论是哪种方法,其最终目的都是一样的:安全、平稳、高效地将人类智慧的结晶——船只,送入广阔的水域。

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