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認識了客船“大明星”以后,讓我們把目光從客船身上轉(zhuǎn)向海洋運輸?shù)呢洿酉聛斫o大家介紹的是海上的“大忙人”貨運巨輪。
1 造船容易下水難?
在造船界有一句俗話“造船容易下水難”。尤其對于那些體形龐大的巨輪,要把它們從陸地“搬運”進水里可不是一件易事。歷史上,人類總結(jié)出了兩大類不同的巨型輪船下水方式,而這兩種方式經(jīng)過一代代改良進化之后,依舊是當(dāng)今萬噸巨輪的主流下水方式。
船塢:漂浮式下水
(wù)可以被簡單理解為在靠近江海的岸邊人工挖鑿的巨大“造船坑”,這個造船坑與鄰近的水域連通,且底部低于水平面。船塢就像專門給船造的一個“澡盆”,船沒有造好之前,這個澡盆
被閘門與外界水域隔絕。當(dāng)船造好以后,便可以開閘放水,船隨著水面逐漸抬升到安全位置后,就可以離“盆”出走,走向更大的世界了。
中國目前船塢水平位居世界前列,位于上海長興造船基地的2 號船塢,可承擔(dān)30 萬噸級巨型輪船的建造與維修,號稱“亞洲第一船塢”。
在濱海陸地挖坑制造的船塢又被稱為“干船塢”,還有一種“浮船塢”,其下水原理與干船塢類似,區(qū)別在于浮船塢本身也是特殊的“船”。
浮船塢具有可用作船舶維修建造的巨大平底船艙,平時可在水域中漂浮航行。當(dāng)有船需要下水時,只需往水艙中充水,讓浮船塢的船艙甲板整體下沉,原本停在船艙里的巨輪就能進入水域自由航行了。比起固定在陸地上的干船塢,浮船塢最大的優(yōu)勢就在于下水位置更加靈活。中國遠洋海運集團的峨眉山船塢是目前亞洲最大浮船塢。
船臺:重力式下水
除了船塢之外,還有許多大型輪船是在船臺上完成建造。船臺雖然也毗鄰?fù)饨缢?,但它不具備注水與排水的閘門,巨輪需要依靠自身重力下水。
在船臺與外界水域之間往往有巨型滑道連接,而這種滑道需要有一定的傾斜角度。巨輪下水時,先要依靠船臺上的牽引設(shè)備讓巨輪移動到傾斜的滑道上,之后巨輪就會在自身重力作用下,順著傾斜的滑道入水。
重力式下水看起來簡單粗暴,其技術(shù)含量同樣不可少。首先根據(jù)巨輪入水方向不同,就分為縱向下水與橫向下水,其中縱向下水是船頭首先入水,而橫向下水則是船身一側(cè)整體入水,工程師會根據(jù)船舶具體情況選擇合適下水方式。除此之外,為了在下水過程中盡量避免船舶與滑道的摩擦與碰撞,保證船舶平穩(wěn)安全,在滑道上會增加緩沖裝置,例如潤滑油脂、鋼珠、滾輪甚至氣囊。
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早在三國時期,船塢就被正史記載。在濡須口戰(zhàn)役中,呂蒙用圍堰圍出一片水域修建船塢,兼作水上堡壘以及戰(zhàn)船制造基地,以抵抗曹軍。到了北宋,更是出現(xiàn)了修造巨型船舶的塢池。
2 貨運巨輪裝什么?
當(dāng)這些水上“巨無霸”下水之后,就要開始營業(yè)了。中國擁有的船隊規(guī)模超過2.492億總噸,已超越希臘成為世界最大船東國(注:船東是指商業(yè)船舶的所有人,船東國則是指這些船東所在的國家),其中的萬噸巨輪更是不勝枚舉。根據(jù)運送貨物的物理性質(zhì)不同,巨型貨輪可以簡單分為“干貨隊”與“液貨隊”。
干貨隊
01 全集裝箱船,收納模范生
涉及遠洋航運,大規(guī)模集裝箱一直是主流運輸方式。因為集裝箱密封堅固,體積形狀規(guī)整統(tǒng)一,既有利于堆放保存,又方便裝卸。專門運送集裝箱的巨輪,叫全集裝箱船。它的貨艙如同超大的“格子間”,集裝箱被整齊碼放在內(nèi),甚至連運載量都是以集裝箱數(shù)量TEU 為計算單位。
目前全集裝箱船主流最大標準載荷為21000TEU,我國已有多艘自主研發(fā)設(shè)計的21000TEU 船舶, 更是已具備制造24000TEU 級超大型集裝箱船的技術(shù)。
02 滾裝船,海上的立體車庫
滾裝船,就是以“滾動”方式進行貨物裝載。它與集裝箱船最大的不同,就是貨物可以通過車載直接運進貨艙,甚至開進貨艙的汽車本身就是貨物——汽車行業(yè)普遍使用滾裝船進行遠洋航運。
比起集裝箱船的“格子間”,滾裝船更像一個海上“立體停車庫”,每個車位就是一個載貨空間,連載貨計量單位也是按照車位計算。比起規(guī)整碼放集裝箱的貨輪,它的空間利用率略遜一籌。但是車輛直接開進貨艙的設(shè)計不需額外吊裝設(shè)備,所以裝卸效率更高,成本更低。
2023 年12 月,中國首艘大型汽車滾裝船“久洋興號”在上海首航,這艘大型滾裝船擁有13 層停車甲板,7000 個車位,它的投入使用也標志著我國滾裝航運業(yè)進入大船時代。
液貨隊
01 油船,石油運輸就要“超大杯”
說完了“干貨隊”,咱們再來看看“液貨隊”。
石油是現(xiàn)代工業(yè)文明的血液,每天都有海量原油通過航運輸送到世界各地。專門運送石油的油船,按噸位的不同可分為巴拿馬型、阿芙拉型、蘇伊士型、VLCC 型(Very LargeCrude Carrier,超大型)、ULCC 型(Ultra LargeCrude Carrier,超巨型) 5 個級別。其中VLCC與ULCC 最高載重分別為32 萬噸與55 萬噸,它們的體積與排水量當(dāng)屬各類貨輪中的佼佼者。我國從2002 年起,就擁有了自己的VLCC 型油船,到今天掌握的VLCC 已經(jīng)超過100 艘。
02 液化氣船,“冷靜”的大忙人
石油開采時的各種伴生氣體以及天然氣同樣是重要的能源。這些物資在常溫常壓下是氣體狀態(tài),所以需要先通過低溫讓它們“冷靜”下來,轉(zhuǎn)化為液態(tài),再進行存儲運輸,而承擔(dān)運輸任務(wù)的船被統(tǒng)稱為液化氣船。根據(jù)運輸氣體種類不同,又可以分為液化石油氣(LPG)船和液化天然氣(LNG) 船兩種。
其中,天然氣的主要成分甲烷液化溫度極低,需要在-161℃以下儲存,所以LNG 船的儲存設(shè)備更加復(fù)雜,技術(shù)門檻遠高于LPG 船。以其中的關(guān)鍵材料殷瓦鋼為例,它薄如蟬翼,0.7 毫米的厚度卻能承受極大的壓力,在極高到極低的廣闊溫度范圍內(nèi)保持固定的長度,可以說是材料界的“抗壓王”了。
除了上述主流貨運輪船之外,其實還有一些其他種類的貨船,例如運輸粉末顆粒狀固體的散裝干貨船、運送生鮮等的冷藏船、運送液體化學(xué)品的液貨船等。正是這些功能各異的貨船穿梭于世界各大碼頭之間,支撐起了我國的遠洋運輸行業(yè)。
課堂內(nèi)外·初中版(科學(xué)少年)2024年1期