帆船的鼎盛時期
人類使用帆船航行已經(jīng)有5000多年了。帆收集風(fēng)，然后作用在桅桿上，驅(qū)動船浮在水面上行駛。在過去，人們只能用槳來駕駛船只。帆的發(fā)明是人類第一次主動利用自然能源，對生產(chǎn)力的發(fā)展具有重要意義。人類已經(jīng)不知道何時，何地，以及如何發(fā)明和制造帆船。但早在公元前3960-3908年，埃及人就開始使用帆船了，這是我們所知道的最早的古代帆船。這種帆船只有一個簡單的方帆。此時，風(fēng)能利用率仍然很低，帆無法旋轉(zhuǎn)和升降。
我國在商代有航海記錄。據(jù)說“殷人東渡”是商朝的一些人乘船穿越太平洋來到美州的。幾個世紀(jì)以來，帆船一直是世界上重要的交通工具。15世紀(jì)初，建造了一艘三桅的“三桅帆船”，可在65度以內(nèi)使用風(fēng)力。法國文學(xué)巨擘維克多·雨果（Victor Hugo）稱贊它是“人類的偉大杰作”。三桅帆船的船體結(jié)構(gòu)更為合理，可承載大量生活必需品。它可以在海上停留幾個月，甚至可以在逆風(fēng)條件下行駛。15-18世紀(jì)，帆船發(fā)展到了頂峰，新的導(dǎo)航技術(shù)（導(dǎo)航羅盤、導(dǎo)航路線圖等）不斷出現(xiàn)和改進(jìn)。大型帆船也展示了他們的航海技能。
公元1405年，鄭和奉命遠(yuǎn)航。他的“寶船”裝飾華麗，船長長44英尺，寬4英尺，寬18英尺（長152米，寬62米）。排水量約為2000噸。“寶船”的背后是一支龐大的船隊，包括60多艘大型船舶和208艘中小型船舶。鄭和的航行是中國乃至世界航海史上的一項輝煌壯舉。
鄭和七下西洋，意大利哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸，葡萄牙麥哲倫成功環(huán)球航行，都是大型風(fēng)帆船的杰出貢獻(xiàn)！
19世紀(jì)以后，隨著蒸汽機和內(nèi)燃機的興起，使用這些動力的船舶發(fā)展迅速。它們功率大，速度快，行駛靈活，負(fù)載大，受風(fēng)力影響小。他們在海上航行方面有更明顯的優(yōu)勢。傳統(tǒng)帆船越來越少，幾乎消失了。
然而，在20世紀(jì)下半葉，人類面臨著新的問題，即能源危機和環(huán)境污染。巨型船舶需要消耗大量寶貴的石油能源，排放大量廢氣和廢物，嚴(yán)重污染大氣和海面。河流、湖泊和海洋中的持續(xù)風(fēng)力發(fā)電屬于可再生能源和清潔能源。因此，借助風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)代帆船恢復(fù)了活力，各種新型帆船正在涌現(xiàn)。由于各種新材料和電子技術(shù)的高度發(fā)展，現(xiàn)代新型帆船的結(jié)構(gòu)和性能早已不同！專家指出，到21世紀(jì)中葉，海上將出現(xiàn)巨型帆船和大型汽艇"齊飛"的壯觀景象。
新型帆船的涌現(xiàn)
日本在現(xiàn)代風(fēng)帆運動的發(fā)展中一直處于領(lǐng)先地位。這項研究始于1975年，1979年進(jìn)行了船模試驗，以選擇最佳的帆結(jié)構(gòu)、類型和剖面形狀。1980年8月，日本宣布完成世界上第一艘現(xiàn)代帆船——1600載重噸的“新愛德丸”號。
“新愛德丸”號配備了兩個帆，高12.15米，寬8米。帆由鋼骨架和聚酯纖維制成。帆的最佳角度、折疊和展開由電子計算機控制，液壓系統(tǒng)操作。這艘船由兩個巨大的帆和一臺柴油發(fā)動機驅(qū)動。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到25海里/小時（約13米/秒）時，停止柴油動力，單獨使用風(fēng)帆，使船舶能夠乘風(fēng)破浪。帆的形狀、角度和方向由計算機控制，可根據(jù)風(fēng)向、風(fēng)速和潮汐自動調(diào)整。效率比傳統(tǒng)帆高4～5倍。此外，制造帆的材料也非�，F(xiàn)代。帆的開啟和關(guān)閉都是自動的。專門配備各種應(yīng)急設(shè)備和安全設(shè)備，以應(yīng)對海上可能遇到的突發(fā)事件。
“新愛德丸”號的試航結(jié)果表明，它可以節(jié)省50%以上的燃油，大大減少環(huán)境污染，減輕船員的工作量。此外，現(xiàn)代風(fēng)帆船舶的穩(wěn)定性得到了提高，其顛簸、擺動和偏航都大大低于同噸位的普通船舶，這立即引起了許多造船廠的高度重視。
由于現(xiàn)代風(fēng)帆船具有顯著的節(jié)能、安全效益和巨大的經(jīng)濟效益，日本制造了10艘沿�，F(xiàn)代風(fēng)帆船和1艘海洋現(xiàn)代風(fēng)帆船，并已投入使用，其中最大的2.6萬載重噸。據(jù)報道，日本海洋機械發(fā)展協(xié)會正在設(shè)計更大的現(xiàn)代風(fēng)帆船，包括60000載重噸散貨船和80000載重噸油輪。日本有關(guān)部門也明確表示，到21世紀(jì)中葉，日本商船將全部裝帆。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶
日本領(lǐng)先，其他國家也不想落后。他們紛紛制造了各種類型的帆船。最引人注目的是法國制造的“翠鳥”渦輪帆船。它的外觀與傳統(tǒng)帆船大不相同。該船裝有兩個10米高的橢圓形圓柱形渦輪帆。它能更好地利用風(fēng)前進(jìn)。當(dāng)船舶運行時，帆頂部的風(fēng)扇快速運行以吸入空氣，導(dǎo)致迎風(fēng)側(cè)和背風(fēng)側(cè)之間的壓差，驅(qū)動發(fā)動機以驅(qū)動船舶前進(jìn)。整個系統(tǒng)設(shè)計精巧，效率高。全由精密計算機控制，驅(qū)動方便。它是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶，已投入大規(guī)模生產(chǎn)。
英國一家帆船公司推出了一艘10000噸的“國際”號帆船，其特點是5個帆，輔以柴油發(fā)動機，能節(jié)省高達(dá)80%的能源，極具競爭力。蘇聯(lián)巨型運輸船“卓亞”號是目前航行面積最大的帆船，總面積1400平方米。因此，它的航行速度能與強風(fēng)下的快艇媲美，真是令人驚訝！美國造船專家設(shè)計并制造了世界上最大的帆船。這艘巨型帆船重達(dá)45000噸，完全適合遠(yuǎn)洋運輸。
曾經(jīng)，世界上20多個海洋國家相繼成立了"帆船研究所",并舉行了多次有關(guān)現(xiàn)代帆船發(fā)展的國際學(xué)術(shù)會議。歷史上著名的“帆船強國”荷蘭在首都阿姆斯特丹隆重舉辦了“國際帆船節(jié)”。來自10多個國家的數(shù)百艘現(xiàn)代帆船參加了比賽。這些帆船，充滿了新的科學(xué)技術(shù)，聚集在阿姆斯特丹港附近的海域，非常壯觀。他們不再像古代的“孤帆船”。經(jīng)過評審團的仔細(xì)評估，每艘帆船都有不同的特點，東道主荷蘭制造的超豪華“荷蘭”帆船名列榜首。它的船長超過100米，外形美觀，設(shè)計科學(xué)。在每秒10米的風(fēng)速下，“荷蘭”號也能達(dá)到每小時15海里（即接近每秒8米），接近風(fēng)速，堪稱最新現(xiàn)代科技的結(jié)晶。
奇特的“輕氣球風(fēng)箏帆船”
你聽說過在海上放風(fēng)箏嗎？古老的風(fēng)箏已經(jīng)有幾千年的歷史了，海上的風(fēng)很大，沒有障礙物。在海上放風(fēng)箏引起了海洋科學(xué)家的興趣。受此啟發(fā)，制作了一艘“風(fēng)箏風(fēng)帆船”。幾只巨大的風(fēng)箏層層排列，高高地飛到空中，可以推動船前進(jìn)。這些風(fēng)箏由電腦控制，可以自動變形、調(diào)整方向和飛行高度。這種風(fēng)箏帆船比普通帆船有許多優(yōu)點：它產(chǎn)生的推力大，可以利用不同高度的風(fēng)前進(jìn)。
更有趣的是，英國制造了一種奇怪的“輕氣球風(fēng)箏帆船”，里面裝滿了氦氣。升空后，可利用不同高度的風(fēng)，借助浮力減輕船體重量。這種"風(fēng)箏帆船"很有吸引力，因為它是一種新的科學(xué)思維：第一，把"帆"升到高空!!風(fēng)箏“帆”的高度、形狀和方向由計算機控制，比僅利用海風(fēng)的普通帆船高得多；其次，巧妙借助“輕氣球”升力原理，產(chǎn)生向上升力，更有效地減輕船體重量。這種新型的“風(fēng)箏帆船”已經(jīng)多次橫渡英吉利海峽，吸引了許多游客。
根據(jù)最近的一份報告，德國開發(fā)了一種“輕型氣球風(fēng)箏帆船”，它有一個特殊的帆系統(tǒng)。帆是一個巨大的充氣翼。機翼可以通過計算機進(jìn)行微調(diào)，氮氣可以根據(jù)外部條件進(jìn)行充氮和釋放。充氣機翼可以像風(fēng)箏一樣懸掛500米高。整個帆系由計算機控制，在任何高度都能充分利用風(fēng)能，風(fēng)向與船舶航向的夾角可達(dá)135度。這種特殊的帆系統(tǒng)可以將集裝箱船、油輪和客船等大型船舶的油耗減半。德國開發(fā)的sail風(fēng)帆系統(tǒng)的另一個特點是，它對船舶結(jié)構(gòu)的變化很小，并且是完全自動的，不會增加控制人員和工作量。
尖端科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展為古代帆船插上了翅膀。目前，世界各地已建成數(shù)百艘大型現(xiàn)代化帆船，在節(jié)能環(huán)保方面發(fā)揮了重要作用。令人欣慰的是，早在1990年5月，我國建就造了第一艘3000噸全自動電子控制帆貨船，標(biāo)志著新型帆的研制取得了新的成就。乘風(fēng)破浪，揚帆遠(yuǎn)航，現(xiàn)代航海的前景無限光明！
