最近傳來(lái)消息：德國(guó)設(shè)計(jì)制造的“天帆”動(dòng)力裝置，在2007年完成了遠(yuǎn)洋處女航。“天帆”實(shí)際上是一個(gè)滑翔傘形狀的巨帆，配備有高新科技的智能操作系統(tǒng)，利用海風(fēng)作為大型船只補(bǔ)充動(dòng)力?！疤旆钡闹С终邆儗⑺Q(chēng)為一項(xiàng)“綠色”工程，原因在于它能減少導(dǎo)致全球氣候變暖的溫室效應(yīng)氣體的排放。

帆船的鼎盛時(shí)期

人類(lèi)利用風(fēng)帆行船，已經(jīng)有5000多年的歷史，風(fēng)帆把風(fēng)力匯集起來(lái)，再作用到桅桿上，帶動(dòng)船在水上漂行。以前人們只能利用劃槳來(lái)驅(qū)動(dòng)船，風(fēng)帆的發(fā)明是人類(lèi)第一次主動(dòng)利用大自然的能源，對(duì)于生產(chǎn)力的發(fā)展有很大的意義。人類(lèi)已經(jīng)無(wú)法知道在何時(shí)、何地以及如何發(fā)明和制造了風(fēng)帆。但早在公元前3960～3908年，埃及人就在使用帆船，這是我們所知的最早的古代帆船。這種帆船僅僅擁有一塊簡(jiǎn)單的方帆，這時(shí)的帆船對(duì)風(fēng)能的利用還很低，帆也不能轉(zhuǎn)動(dòng)和升降。

中國(guó)在商朝就有了帆船的記載，相傳“殷人東渡”就是一部分商朝人乘帆船渡過(guò)太平洋移居到美洲去的。多少世紀(jì)來(lái)，帆船一直是世界上一支重要的運(yùn)輸力量。15世紀(jì)初，建成了有三根桅、能利用65度角以?xún)?nèi)的風(fēng)行駛的“三桅帆船”。法國(guó)文豪維克多·雨果稱(chēng)贊這是“人類(lèi)的一件偉大杰作”。三桅帆船的船體結(jié)構(gòu)更加合理，能裝載大量生活必需品，可以在海上連續(xù)待上數(shù)月，甚至在接近逆風(fēng)的條件下也能夠行駛。在15～18世紀(jì)，帆船發(fā)展到了鼎盛時(shí)期，航海新技術(shù)(航海羅盤(pán)、航海線(xiàn)路圖等)不斷出現(xiàn)和完善，不但江河湖泊中“千帆競(jìng)發(fā)”，而且在遠(yuǎn)洋航行中，大型帆船也大顯身手。

公元1405年，鄭和奉旨遠(yuǎn)航，所乘“寶船”裝飾豪華，船長(zhǎng)44丈4尺，寬18丈，(即長(zhǎng)152米，寬62米)排水量大約為2000噸。在“寶船”的后面，是一支龐大的船隊(duì)，其中大型船60余只，中小型船只隨后，從頭到尾一共有208艘，鄭和的遠(yuǎn)航活動(dòng)是我國(guó)乃至世界航海史上光彩奪目的壯舉。鄭和七下西洋，意大利人哥倫布遠(yuǎn)航發(fā)現(xiàn)美洲新大陸，葡萄牙人麥哲倫航海環(huán)球一周成功，都是大型風(fēng)帆船的卓越貢獻(xiàn)!

19世紀(jì)以后，隨著蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的興起，利用這些動(dòng)力的輪船發(fā)展很快，它們功率大、速度快、駕駛靈活、載重量大而且受風(fēng)力影響小，在遠(yuǎn)洋航行中優(yōu)勢(shì)更為明顯，傳統(tǒng)的帆船越來(lái)越少了，幾乎消失了蹤影。

可是進(jìn)入20世紀(jì)后半葉，人類(lèi)又面臨新的問(wèn)題，就是能源危機(jī)和環(huán)境污染。巨型輪船需要耗費(fèi)大量寶貴的石油能源，排放大量的廢氣、廢物，嚴(yán)重污染大氣和海面。而江河湖海上空源源不斷的風(fēng)力，屬于可再生能源、潔凈能源。于是，借助于風(fēng)力的現(xiàn)代帆船，重新煥發(fā)了活力，各種新型帆船不斷涌現(xiàn)。由于各種新材料和電子技術(shù)高度發(fā)展，現(xiàn)代新式帆船的構(gòu)造和性能早已今非昔比了!專(zhuān)家指出，到了21世紀(jì)中期，在海洋上將會(huì)出現(xiàn)巨型帆船和大型機(jī)動(dòng)輪船“比翼齊飛”的壯觀(guān)景象。

新型帆船的涌現(xiàn)

日本在發(fā)展現(xiàn)代風(fēng)帆船方面一直處于領(lǐng)先地位。研究開(kāi)始于1975年，在1979年進(jìn)行了船模試驗(yàn)，選擇風(fēng)帆最佳結(jié)構(gòu)、類(lèi)型和截面形狀。1980年8月，日本宣布建成世界上第一艘現(xiàn)代風(fēng)帆油輪——1600載重噸的“新愛(ài)德丸”號(hào)。

“新愛(ài)德丸”號(hào)裝有兩面高12.15米、寬8米的風(fēng)帆，風(fēng)帆用鋼骨架和聚酯纖維制成。風(fēng)帆的最佳角度、收攏和展開(kāi)由電子計(jì)算機(jī)控制，通過(guò)液壓系統(tǒng)操作。這艘船采用兩面巨帆和柴油機(jī)聯(lián)合推進(jìn)，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到25海里/小時(shí)(約合13米/秒)的時(shí)候，停止柴油機(jī)動(dòng)力，單獨(dú)利用風(fēng)帆，大船就可以乘風(fēng)破浪前進(jìn)。船帆的形狀、角度、方向都由電腦控制，可以根據(jù)風(fēng)向、風(fēng)速、潮流等情況自動(dòng)調(diào)整，功效比傳統(tǒng)帆船提高4～5倍。而且，制造風(fēng)帆的材料也已經(jīng)非?，F(xiàn)代化，張帆、收帆全為自動(dòng)，還特意配備有各種應(yīng)急設(shè)備和安全設(shè)備，用來(lái)對(duì)付海上可能遇到的不測(cè)事件。

“愛(ài)新德號(hào)”試航結(jié)果表明，它可以節(jié)約燃油50％以上，還大大減少了環(huán)境污染，減輕了船員的工作量。而且，現(xiàn)代風(fēng)帆船的穩(wěn)定性提高，顛簸、搖擺和偏航都大大低于同噸位的普通船舶，馬上吸引了許多造船業(yè)主的極大關(guān)注。

由于現(xiàn)代風(fēng)帆船的節(jié)能、安全效益十分顯著，也有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，日本又制造了10艘沿?，F(xiàn)代風(fēng)帆船和1艘遠(yuǎn)洋現(xiàn)代風(fēng)帆船，已經(jīng)投入營(yíng)運(yùn)，其中最大的為26000載重噸。據(jù)報(bào)道：日本船用機(jī)器發(fā)展協(xié)會(huì)正在設(shè)計(jì)更大的現(xiàn)代風(fēng)帆船，包括60000載重噸的散裝貨船和80000載重噸的油輪。日本有關(guān)部門(mén)還明確提出，到21世紀(jì)中期，日本所有商船都將裝上風(fēng)帆。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶

日本一馬當(dāng)先，其他國(guó)家也不甘落后，紛紛制造出各種類(lèi)型的帆船。其中最引人注目的，是法國(guó)制造的“翠鳥(niǎo)”號(hào)渦輪帆船，它的外型與傳統(tǒng)帆船大不相同，船上安裝著兩面10米高、呈橢圓柱形的渦輪帆，它能更巧妙地利用風(fēng)力前進(jìn)，船運(yùn)行的時(shí)候，在帆頂端的風(fēng)扇快速運(yùn)轉(zhuǎn)吸入空氣，使迎風(fēng)和背風(fēng)面之間產(chǎn)生壓力差，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)船前進(jìn)。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)精巧，效率很高，全部由精密電腦控制，駕駛十分方便，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶，現(xiàn)已投入批量生產(chǎn)。

英國(guó)一家風(fēng)帆公司推出一艘萬(wàn)噸級(jí)“國(guó)際”號(hào)帆船，其特點(diǎn)是以5張大帆再輔以柴油機(jī)，節(jié)省能源最多達(dá)8成，很有競(jìng)爭(zhēng)能力。蘇聯(lián)的巨型運(yùn)輸船“卓婭”號(hào)則是目前風(fēng)帆面積最大的帆船，總面積達(dá)到了1400平方米，因而在較大的風(fēng)力下航行速度競(jìng)可以與快艇媲美，令人贊嘆不已!美國(guó)造船專(zhuān)家設(shè)計(jì)制造出世界最大的帆船，這艘巨型帆船達(dá)45000噸，完全適用遠(yuǎn)洋運(yùn)輸。

最近一個(gè)時(shí)期，世界有20多個(gè)海洋國(guó)家先后成立了“風(fēng)帆研究所”，多次召開(kāi)了有關(guān)研制現(xiàn)代帆船的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議。歷史上著名的“風(fēng)帆大國(guó)”荷蘭在首都阿姆斯特丹，隆重舉行了“國(guó)際風(fēng)帆節(jié)”，來(lái)自世界10余個(gè)國(guó)家的數(shù)百艘現(xiàn)代帆船參加，這些形形色色充滿(mǎn)新科技色彩的帆船，匯集在阿姆斯特丹港附近海面，非常壯觀(guān)，再也不是古代“孤帆扁舟”的模樣了。經(jīng)過(guò)評(píng)委會(huì)認(rèn)真評(píng)議，各艘帆船特點(diǎn)各異，而東道主荷蘭制造的一艘超級(jí)豪華“荷蘭”號(hào)帆船榮登榜首，此船長(zhǎng)100余米，形態(tài)優(yōu)美，設(shè)計(jì)科學(xué)，在每秒10米的風(fēng)速條件下，“荷蘭”號(hào)也能達(dá)到時(shí)速15海里(即每秒接近8米)，這已經(jīng)是接近風(fēng)速的數(shù)值了，堪稱(chēng)現(xiàn)代最新科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶。

奇特的“輕氣球風(fēng)箏帆船”

你聽(tīng)說(shuō)過(guò)海上放風(fēng)箏嗎?古老的風(fēng)箏至今已經(jīng)幾千年了，而海上風(fēng)力大，沒(méi)有什么障礙物。海上放風(fēng)箏引起航?？茖W(xué)家的興趣，受到啟發(fā)制成了“風(fēng)箏式風(fēng)帆船”，把幾只巨大的風(fēng)箏分層排列，放飛高空，可以推動(dòng)船只前進(jìn)。這些風(fēng)箏由電腦控制，可以自動(dòng)變形，自動(dòng)調(diào)整方向和飛行高度。這種風(fēng)箏帆船比普通帆船有很多優(yōu)點(diǎn)：它產(chǎn)生的推力大，可以利用不同高度的風(fēng)力前進(jìn)等。

更有趣的是，英國(guó)制造出一種奇特的“輕氣球風(fēng)箏帆船”，這種風(fēng)箏內(nèi)充滿(mǎn)了氦氣，升入高空后，可以利用不同高度的風(fēng)力，還能借助浮力減輕船體重量。這種“風(fēng)箏帆船”非常吸引人，因?yàn)檫@是一種全新的科學(xué)思足各：第一，將“帆”升至高空!風(fēng)箏“帆”的高度、形狀及方向都由電腦控制，比一般帆船僅用海面風(fēng)力要高明得多；第二，巧妙地借助“輕氣球”升空原理，產(chǎn)生一種向上的提力，可以更有效地減輕船體重量。這種新式“風(fēng)箏帆船”已經(jīng)多次橫渡英吉利海峽，吸引了很多觀(guān)眾。

據(jù)最近報(bào)道：德國(guó)研制成“輕氣球風(fēng)箏帆船”，它具有一種特殊風(fēng)帆系統(tǒng)，帆是一張巨大的充氣翼，翼型可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行微調(diào)，同時(shí)可根據(jù)外部條件進(jìn)行充、放氮?dú)?。充氣翼可以像風(fēng)箏一樣懸放在500米高空中。整個(gè)帆系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制，能最大程度有效利用任何高度的風(fēng)能，風(fēng)向與船只航向之間的角度可以達(dá)到135度。這種特殊風(fēng)帆系統(tǒng)能使巨輪，如集裝箱貨船、油輪及客輪的燃料消耗減少一半。德國(guó)研制的風(fēng)帆系統(tǒng)特點(diǎn)還在于，它對(duì)船只結(jié)構(gòu)的改動(dòng)非常小，并且完全是自動(dòng)化的，不需要增加控制人員和工作量。

飛速發(fā)展的尖端科技為古老的帆船插上了翅膀，目前，全世界已經(jīng)建造了上百艘大型現(xiàn)代帆船，在節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)中起了重大作用。值得高興的是，我國(guó)在1990年5月，建成第一艘電子控制的全自動(dòng)3000噸風(fēng)帆貨輪，標(biāo)志著我國(guó)在新式帆船的研究和制造方面取得了新成果。乘風(fēng)破浪，揚(yáng)帆遠(yuǎn)航，現(xiàn)代帆船的前景無(wú)限美好!

責(zé)任編輯 龐 云