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船尾舵

船尾舵是一种用于控制船只航行方向的操作机构或系统,起源于古代汉族劳动人民的智慧创造。早在商朝时期,人们已经开始使用这一技术,随着时代的变迁,船尾舵的形制也经历了多次演化。

形成与发展

船尾舵最初是由尾部的操纵桨演变而来,这些操纵桨被设计成长柄,被称为艄,主要用于控制船的航向。随着时间的推移,操纵桨的桨叶面积不断增加,使得操控更加便捷,最终形成了现代意义上的舵。1955年在广州东汉墓出土的陶船模型显示,当时的船只已经在尾部设置了船尾舵。此外,《说文解字》和《释名》等古籍中也有对舵的相关描述,表明舵在当时的广泛应用。到了唐朝和宋代,船尾舵的技术得到了显著提升和完善,出现了如平衡舵、菱形小孔舵等多种改进型式。对于大型船舶,还开发出了包括滑车、绳索在内的操舵装置。

工作原理

船尾舵虽然体积小巧,但对于船只的灵活转向却至关重要。当船只需要向左侧转弯时,舵会向左倾斜一定角度,此时水流会在舵面形成一股压力,即舵压。尽管舵压本身的力度较小,但由于它离船的旋转中心较远,因此产生的扭矩较大,从而促使船头向左偏转。船尾舵的出现,连同风帆和指南针一起,成为了保障船只安全航行的关键要素。

结构与功能

船尾舵一般由舵叶、垂直舵杆和水平舵柄构成。在早期的舟楫活动中,航向主要通过桨来控制。然而,随着舵的发展,尾部的操纵桨逐渐转变为舵。1955年在广州东汉墓出土的陶船模型展示了这一转变过程。东汉时期的文献《说文解字》和《释名》中均有对舵的详细阐述,这表明舵在当时已经被广泛采用。到了唐朝和宋朝,船尾舵的设计和技术不断进步,出现了多种类型的舵,如平衡舵、带有菱形小孔的舵以及配备了悬舵索和绞舵装置的舵。这些创新不仅提高了舵的工作效率,而且增强了舵的安全性。对于大型船舶,还引入了滑车、绳索等组成的操舵装置,可以根据航道的深浅调节舵叶的入水深度,从而实现舵效的最大化。

参考资料

【科学阅读】舵:中国领先世界最久的发明 .搜狐网.2024-08-16

船尾舵的相关记载.国学文化教育.2024-08-16

中国古代造船技术的伟大发明——船尾舵.科普中国.2024-08-16

河南工人日报数字报