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闲侃航海与科技

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干练水手

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发表于 2020-5-13 07:33 | 显示全部楼层 |阅读模式

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所有的科技无非是已知的世界规律通过不断更新的人类智慧的重新组合。

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迄今世界关于帆船的最早印记

有史记载最早的帆船可以追溯到公元前5500年的美索不达米亚平原,即现在的科威特境内。那时候在尼罗河流域游弋的帆船上,还挂着一纸方形的草帆——这象征着当时帆船的最高科技。随后转向桨又渐渐取代草帆,成为航海科技的新主角。转向桨后来又演变成船尾舵,并使人类建造更大型船只成为可能。最早的船尾舵据说是汉朝的造船人发明的,当时的初衷是为了让舵手能够在船尾更方便地操纵船的方向。而船尾舵出现在西方船只上的时间,则大概是由此算起的1000年以后。

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在尼罗河上航行的希腊古船剪影

航海科技演变的历史就像是一幅海上贸易的浮世绘。你的船能到多远,就意味着你的市场有多大;你的船能载多少货,就意味着你能做多少买卖。正是这些,形成了航海运动发展的基础经济动因,而当时的运输主体——帆船的稳定性和速度尤其重要。

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船尾舵—中国古代渔船剪影

维京人因此发明了龙骨,由此防止他们的方形帆船的横向移动,并提高了船体速度和稳定性。最初的龙骨很小,对船的加载量增加影响不大,尽管后期发展的固定龙骨限制了帆船在浅水区的航行,但这一创新确实使现代船的稳定性设计变得更加容易。即使在工业革命后取代帆船的机械动力船舶设计,也依然可见该技术的延展。

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著名船长Alex Thomson在Hugo Boss号的摇摆龙骨上演绎水上经典

当各种大吨位的商船在海上忙碌推动全球经济总量的同时,航海科技的试验场依然在帆船上没有停止。例如,在大型赛船上出现的摇摆龙骨,其通过提供扶正动力,以尽可能保持船身的水上直立形态,从而抵消帆的横倾力,进一步谋求速度和稳定性的最佳结合。

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第一艘摇摆龙骨帆船——“火热十字架”(Fiery Cross)号

摇摆龙骨设计于1959年首次出现在新西兰设计师吉姆.扬(Jim. Young)设计的大帆船“火热十字架”(Fiery Cross)号上。然而摇摆龙骨还远非完美,其一直挣扎在制造工艺和安全性能优化的边缘,即使其在提升船速方面具有非常明显的优势,在现代环球或者远洋帆船赛中,因为摇摆龙骨出现的重大问题而导致的意外或退赛新闻依然屡见不鲜。而近年来取代摇摆龙骨,成为航海科技新宠的水翼装置,在船速提高的助力下,将船体抬起并滑出水面,在大大减低阻力的同时,提高速度。

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美洲杯帆船赛卫冕船队—新西兰酋长队的第一艘AC75下水

1712年,英国人汤玛斯.纽科文(Thomas Newcomen)发明了第一个取得商业成功的蒸汽发动机,而在此近一个世纪后,蒸汽机技术才被广泛地应用于海事活动中。全球最早的蒸汽机船大概于1802年建造,一直到19世纪,船用蒸汽机才逐渐被柴油发动机所代替,而此时帆早已不见踪影。人类科技的发展,使船逐渐摆脱了帆对航行的限制,使得船在风速或航行条件不利时,依然可以一致的速度航行。

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早期的蒸汽机帆船设计图纸

到了现代,随着全球海上运力的增加,衍生了海洋排放污染问题,因此,利用自然动力来增强现有的船舶航行动力又被提上了创新的日程。其中包括,在大型集装箱船上安装可灵活拆卸的伞形风筝,以此来增加船的风动力。

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风筝货船

而在该概念被广泛转化成商业应用之前,我们依然可以在帆船上延展想象力,创新的体育竞技场应该是最好的试验田。风筝帆板(Kiteboarding)于2018年被世界帆船联合会(World Sailing)确定为2024年巴黎奥运会的帆船竞技项目之一。

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风筝帆板

帆船的动力来自于风,而风的作用则通过帆而作用于船。维京人的方形帆到希腊的三角帆的转变,可称之为古代帆船科技的一大飞跃。三角形帆的发明使船和风形成了更灵活的角度,并使船可以通过“之”字形的路线迎风航行。

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悬挂三角帆的古帆船

而今的船帆已经进入了一个更多元化和高科技的时代,人们通过软件技术,可以更精确地根据船的设计和航线来定制所需的帆,3D技术已经实实在在地运用于制帆工艺,一根根细若发丝的纤维可瞬间铺满帆面,而每一面帆不再是一块单纯的莎草纸,而是多重复合材料的异形叠加。而在方型草帆和3D帆的演变过程之间,主线依然是已知的世界定律与不断更新的人类智慧的重组与创新。

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3Di制帆技术

构建世界顶级帆船船体和帆面的新材料与技术,是多元化且极具挑战性的。而在这众多冒险的新尝试之后,那些能够扛过海洋试验场上的多次虐杀后依然不死的,则可能成为代表人类科技新纪元的新材料与技术,并被广泛应用于工业生产和人类生活当中。而近年来最经典的案例,应该是空客Airbus和出征美洲杯的美国船队“美国奇迹”(AmericanMagic)号之间的创新合作计划,空客的科研团队直接构成船队的岸队一部分。

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空客Airbus与American Magic船队达成科技创新合作

“冒险”一词最早源于阿拉伯语的航海用语,意思是“没有海图的航海”。在海图问世之前,古代的导航技术可追溯到将近3000年前的荷马的《奥德赛》神话故事。随后,人类关于世界的认识逐渐从基于想象的宗教性世界地图,转化为由不断迭代的海图支撑的世界地图。

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1571年的墨卡托前航海图,出自葡萄牙制图师Fern?oVaz Dourado

从远古的天体导航,到今时今日的全球卫星海图数据,从地心说燃烧到日心说,从羊皮上的画卷变成手机上的APP,航海与科技改变的不仅是人和世界的关系,还包括海洋和陆地的关系。

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古代导航工具—1790年左右的阿拉伯天文学家星盘

到了现代,我们已经可以通过GPS和EPIRBs等通讯技术提前制定航线和发送紧急救援定位信号。曾经充满未知的海上冒险,现已被新科技重新定义为更具安全性和未来性的世界探索。然而,不管世事如何变化,所有的科技依然无非是已知的世界规律通过不断更新的人类智慧的重新组合,而已。

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Rolls Royce与芬兰Finferries联合打造的全球首艘无人驾驶渡轮

人类在海上探索的脚步,从未停止,也不应停止,更不会停止。

注:图片来自网络,版权归作者所有。


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