顏士州

翻開絢爛多彩的船舶發(fā)展史冊(cè)，可以看到興盛數(shù)千年的風(fēng)帆，它是人類利用風(fēng)力推動(dòng)船舶行駛的主要工具。但自從十九世紀(jì)初，美國(guó)杰出的發(fā)明家羅伯特·富爾頓造出世界上第一艘蒸汽機(jī)船之后，歷史上風(fēng)靡一時(shí)的帆船地位陡降。特別是近代采用內(nèi)燃機(jī)、蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的艦船相繼問(wèn)世，帆船這一古老船種就被人們“束之高閣”了。

然而，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程中，常會(huì)出現(xiàn)令人意想不到的奇事。由于世界能源危機(jī)加劇，石油價(jià)格飛漲，先前已進(jìn)博物館里的帆船，便再度成為許多造船學(xué)家和工程師研究的“寵兒”。特別是在造船和航運(yùn)事業(yè)發(fā)達(dá)的歐美、日本等國(guó)，一批新穎的風(fēng)帆動(dòng)力船設(shè)計(jì)方案相繼問(wèn)世。

風(fēng)帆動(dòng)力船有什么特點(diǎn)呢？我們不妨先從風(fēng)帆說(shuō)起。

最原始的風(fēng)帆是在船上用木棒撐起一塊獸皮，以后采用繩索編扎竹皮而成，也有的采用竹簾、草席或布匹等織物編扎，后來(lái)又發(fā)展成竹條夾襯的布帆。而今風(fēng)帆動(dòng)力船的風(fēng)帆與它的“前輩”迥然不同，沒有傳統(tǒng)的桅桿、篷帆和支索，而是采用強(qiáng)力合成纖維或輕質(zhì)合金作為材料，帆和桅桿制成一體。目前，比較典型的風(fēng)帆有動(dòng)力型、機(jī)翼型和卷摺型三種。

動(dòng)力型風(fēng)帆，帆面開闊，兩側(cè)邊緣呈折角或流線型，并以帆的轉(zhuǎn)軸為中心左右面積對(duì)稱相等，因此受風(fēng)均衡，受風(fēng)效率較高，但轉(zhuǎn)動(dòng)力距較大。

機(jī)翼型風(fēng)帆，帆形活像飛機(jī)翅膀，垂直的一側(cè)邊緣是轉(zhuǎn)軸，另一側(cè)邊緣呈折角或流線形，這種帆的轉(zhuǎn)動(dòng)力距較小，轉(zhuǎn)動(dòng)迅速，靈活。

卷摺（zhé）型風(fēng)帆，由帆中體和兩個(gè)帆翼組成。帆中體與可轉(zhuǎn)動(dòng)的桅成一體，兩個(gè)帆翼以鉸接等方法連接在帆中體兩邊。不使用時(shí)，兩個(gè)帆翼向后卷摺，偌大的一張風(fēng)帆，頓時(shí)變成一根形狀奇特的桅桿。這種風(fēng)帆操作簡(jiǎn)便，收卷起來(lái)占空間較小，不影響甲板面上的裝卸貨作業(yè)，特別適用于貨船。

動(dòng)力型、機(jī)翼型和卷摺型風(fēng)帆可裝設(shè)在萬(wàn)噸輪乃至幾十萬(wàn)噸超級(jí)巨輪上；適用于單體船，也適用于雙體船。風(fēng)帆的數(shù)量則根據(jù)船的特性和要求配置。碩大的風(fēng)帆完全不用人力操縱，其升降收放和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，按風(fēng)力大小，風(fēng)向以及船的航向要求，由電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。

2013年美國(guó)設(shè)計(jì)了一種可以穿越大西洋的四萬(wàn)噸級(jí)風(fēng)帆動(dòng)力船，專作北美到歐洲航線運(yùn)輸谷物用。該船長(zhǎng)150米，寬24.4米，吃水12.2米。采用10張高達(dá)63米的機(jī)翼型輕合金質(zhì)風(fēng)帆，帆的總面積達(dá)8000平方米。帆能按風(fēng)向自動(dòng)調(diào)節(jié)，使用簡(jiǎn)便。俄羅斯在現(xiàn)有的“卓婭”號(hào)礦砂船基礎(chǔ)上改裝設(shè)計(jì)一種五萬(wàn)噸級(jí)風(fēng)帆動(dòng)力礦砂船。它裝設(shè)7張大帆，帆的最大面積達(dá)14000平方米，還裝設(shè)一臺(tái)6100馬力柴油機(jī)作為輔助動(dòng)力推進(jìn)裝置。

在研究、設(shè)計(jì)、建造風(fēng)帆動(dòng)力船方面，日本起步慢，但進(jìn)展快，走在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家前面。該國(guó)從七十年代制訂了發(fā)展風(fēng)帆動(dòng)力商船的研究計(jì)劃，并成功地設(shè)計(jì)、建造了世界上第一艘現(xiàn)代化風(fēng)帆動(dòng)力船——石油制品運(yùn)輸船“新愛德”號(hào)。它既可單獨(dú)使用柴油機(jī)航行，又可單獨(dú)使用風(fēng)帆航行，還可同時(shí)使用機(jī)、帆航行。船上自動(dòng)化程度極高，裝設(shè)兩臺(tái)微型電子計(jì)算機(jī)。一臺(tái)根據(jù)風(fēng)向計(jì)、風(fēng)速計(jì)提供的數(shù)據(jù)和航行條件，自動(dòng)把兩組風(fēng)帆控制在最有效利用風(fēng)力的位置上；另一臺(tái)根據(jù)風(fēng)帆獲得的動(dòng)力大小，自動(dòng)控制柴油機(jī)輸出功率，使之在最經(jīng)濟(jì)的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。“新愛德”號(hào)經(jīng)過(guò)試航試驗(yàn)，已投入營(yíng)運(yùn)40多年，比同級(jí)常規(guī)動(dòng)力船節(jié)約一半燃料。2013年6月日本在以前的基礎(chǔ)上又建造了6艘最先進(jìn)的風(fēng)帆動(dòng)力礦砂船。

自從“新愛德”號(hào)問(wèn)世以來(lái)，使用和推廣風(fēng)帆動(dòng)力船的經(jīng)濟(jì)效果是極為可觀的。而且它還具有振動(dòng)、噪音和污染都比較小的特點(diǎn)，因而深受世界航運(yùn)界、造船界和能源界的歡迎。2009年我國(guó)成功設(shè)計(jì)了風(fēng)帆動(dòng)力郵輪。許多國(guó)家設(shè)計(jì)出各種各樣的風(fēng)帆商船。2013年11月，英國(guó)倫敦召開專題學(xué)術(shù)會(huì)議，研討風(fēng)帆動(dòng)力船的發(fā)展，風(fēng)帆動(dòng)力散裝貨船，風(fēng)帆動(dòng)力集箱船、風(fēng)帆動(dòng)力油船、風(fēng)帆動(dòng)力雙體貨船、風(fēng)帆動(dòng)力雙體客船等設(shè)計(jì)方案爭(zhēng)芳斗艷。

這些引人矚目的船舶新秀，將為人類航運(yùn)事業(yè)增添異彩?？梢灶A(yù)料，人類進(jìn)入現(xiàn)代化的帆船時(shí)代，指日可待。