船的探究

                           船的探究

                            瑞安市实验小学张曦

        船作为一种水上交通工具,可以在海洋、河流、湖泊等水域进行运输,从而连接不同地区,便于货物和人员的流动。船运输在历史上起到了重要的作用,促进了贸易、文化交流和探索等。船的发明使得人类能够勇敢地远离陆地,进行海洋探险和航海活动。通过船只人们能够发现新的陆地、岛屿和资源,拓展了人类的认知和领士。防御与军事;船被广泛用于军事目的,包括海上战斗、封锁敌方港口、运输军队和装备等舰队的存在可以维护国家的安全和利益。船的作用可真不小，这个暑假，带着老师布置的项目化作用我对船进行了探究。

1、实验材料

2、实验过程

3、实验小结

4、本次实验普及

四、我们的项目化——北麂客轮

1、沿海城市瑞安有哪几些船只

2、确定研究项目

3、实地打卡研究船只

4、将搜集的资料进行归纳

5、船模设计

6、购买材料

7、船模制作

8、进行试航

9、项目化归纳总结

五、项目化衍生：船的排水系统

、六、船的探讨总结

一、船的起源

2023年6月29日

        今天是结业典礼，曾老师布置了一项非常有意思的研究项目----对船的探究，带着这个好奇，我去了瑞安图书馆，查询了资料。

        船的起源国尚无定论，但人类使用舟筏作为运输、狩猎和捕鱼的工具，至少起源于石器时代。世界上最早的船可能就是一根木头，人们试着骑到水中漂浮的较大的木头上，从而想到了造船 。中国的舟船文化可追溯到一万年前，历史上中国创造了古代世界最丰富多样的船型，曾为人类造船与航海业的发展奉献过许许多多伟大的发明。船舶从史前刳木为舟起，经历了独木舟和木板船时代，1879年世界上第一艘钢船问世后，又开始了以钢船为主的时代。船舶的推进也由19世纪的依靠人力、畜力和风力发展到使用机器驱动。从远古的独木舟发展到现代的运输船舶，大体经历了四个时代:舟筏时代、帆船时代 蒸汽机船时代和柴油机船时代。

二、船的历史发展

2023年7月1日

       简单的让我给大家介绍下船的发展历史。

1、舟筏时代

        独木舟就是把原木凿空，人坐在上面，是最简单的船。虽然这种进化过程极其缓慢，但在船舶技术发展史上，却迈出了重要的一步。独木舟需要较先进的生产工具，依据一定的工艺过程来制造，制造技术比筏要难的多，其本身的技术也比筏先进得多，它已经具备了船的雏形。进入青铜器时代以后，人类对木材的加工能力提高了，于是将原木加工成木板来造船。

    木板船可以造得比独木舟大，性能比筏好。木板平接或搭接成为船壳，内部用隔壁和肋骨以增加强度，形成若干个舱室。早期的木板船，板和板之间、船板和框架构件之间是用纤维绳或皮条绑缚起来的，后来用铜钉或铁钉连接。板和板之间则用麻布、油灰捻缝，使其水密。桨、篙和橹也由此出现并渐渐演进。

2、帆船时代

      据记载，远在公元前四千年，古埃及就有了帆船。中国使用帆船的历史也可以追溯到公元以前。从15世纪到19世纪中叶，是帆船发展的鼎盛时期。15世纪初中国航海家郑和远航东非，15世纪末C哥伦布发现新大陆，他们的船队都是由帆船组成的。在帆船发展史中，地中海沿岸地区、北欧西欧地区和中国都曾作出重大贡献。19世纪中叶美国的飞剪式快速帆船，则是帆船发展史上的最后一个高潮。不同地区的帆船，在结构、形式和帆具等方面各有特色。地中海的古帆船、北欧和西欧帆船、飞剪式帆船、中国帆船，他们都在历史舞台上呈现着不同的色彩。

3、蒸汽机船时代

   18世纪蒸汽机发明后，许多人都试图将蒸汽机用于船上。1807年，美国人R富尔顿首次在“克莱蒙脱”号船上用蒸汽机驱动装在两舷的明轮，在哈德逊河上航行成功。从此机械力开始代替自然力，船舶的发展进入新的阶段。1839年，第一艘装有螺旋桨推进器的蒸汽机船“阿基米德”号问世，主机功率为58.8千瓦。这种推进器充分显示出它的优越性，因而被迅速推广。

   早期蒸汽机船驱动明轮用的蒸汽机是单缸摇臂式，汽压也很低。19世纪80年代出现了三胀式蒸汽机，汽压提高到10.5千克力/厘米。此时明轮已为螺旋桨所代替，三胀式蒸汽机配合螺旋桨成为典型的动力装置。19世纪末，蒸汽机已发展到四胀式六气缸，蒸汽压力提高到13.6千克力/厘米，功率达到1万马力。高压水管锅炉也逐渐取代了苏格兰式火管锅炉。20世纪初，货船一般是用三胀式蒸汽机作主机，功率约2000马力，航速约每小时10海里，载重量增大到6000马力。

4、柴油机船时代

   柴油机船问世后，发展很快，逐渐取代了蒸汽机船。第二次世界大战结束后，工业化国家经济的迅速恢复和发展，国际贸易的空前兴旺，中东等地石油的大量开发，促使运输船舶迅速发展。

   1892年，德国人狄塞尔发明压燃式内燃机，即柴油机，20世纪初开始应用于船上。柴油机热效率高、油耗低，因而得到广泛应用。40年代末，柴油机船的吨位即已超过蒸汽机船。

    1982年同1948年相比，船舶艘数增长了1.6倍，总吨位增长了4.3倍(见世界商船队)。船舶普遍采用柴油机推进。第二次世界大战期间，为了适应战时运输的需要，美国建造的2610艘自由轮(万吨级使用燃油锅炉和蒸汽机的杂货船)是最后建造的一批往复式蒸汽机远洋运输船舶。为了提高船舶运输的经济效益，船舶出现了大型化、专业化、高速化、自动化和内燃机化的多种趋势。

三、船的排水量的研究

2023年7月5日

          查询了一些关于船的资料，今天我用科学小实验来研究下船的排水量问题。

1、实验材料：一大盆水、10*10CM的橡皮泥“小船”、10*15CM的橡皮泥“小船”10*10CM的锡纸“小船”、15*10CM的锡纸“小船”、硬币若干。

实验过程：先把10*10CM的橡皮泥“小船”放入水中，加入硬币，当加入第8枚硬币的时候，橡皮泥“小船”沉入水里；再把10*15CM的橡皮泥“小船”放入水中，当加入第18枚硬币的时候，橡皮泥“小船”沉入水里。同样把10*10CM的锡纸“小船”放入水中，加入硬币，当加入第28枚硬币的时候，10*10CM的锡纸“小船”沉入水中；把10*15CM的锡纸“小船”放入水中，加入硬币，当加入第58枚硬币的时候，10*15CM的锡纸“小船”沉入水中。

视频如下：

实验表格如下：

      科学普及：船舶排水量是由其主尺度及船体形状决定的，它有主体排水量和附体排水量。

四、我们的项目化——北麂客轮

2023年7月10日

1、沿海城市瑞安有哪几些船只

     瑞安市全境江、河、湖水面面积为105728.55亩，密如蛛网，具有典型的江南水乡特色。主要河流有飞云江、温瑞塘河、瑞平塘河。瑞安全境内陆河流均属飞云江水系或瓯江水系，飞云江发源于浙闽交界的洞宫山，流域面积3731平方千米，主流长173千米，其中贯穿瑞安市境内74.8千米，流域面积1801平方千米，在上望、阁巷之间入东海。下游河段宽600—1000米，入海处宽达3千米。其主要支流有漈门溪、高楼溪、金潮港等分布在山区，水力资源较为丰富，是我市修建小水电站的主要地区。  

     瑞平塘河、温瑞塘河位于飞云江南北两侧，瑞安境内长为3.28千米和20.4千米，是我市内河主要通道，也是粮食产区抗旱、排涝的重要水道。瑞安市濒临东海，海域面积3037平方千米。有著名的北麂列岛，渔业发达。

       在瑞安，水路交通成为市民出行的重要选择，水上竞技也成为重要的娱乐方式，龙舟、游船、渔船、客船（轮渡）等各种船只在瑞安水域穿梭，构成了独特的瑞安地域特色

2023年7月15

2、确定研究项目

     瑞安有这么多的船只，对我来说决定研究哪种也需要敲定。最终我们觉得客船是市民出行的重点 ，我们决定本次的项目化研究就选飞云江轮渡之一的瑞安北麂客轮。我发起小组成员总共6名，制定初步计划，决定去飞云轮渡打卡。

2023年7月18日

3、实地打卡研究船只

      全体小组人员去飞云轮渡处打卡拍照，并去实地观察水域，去船上探究内室，并咨询轮渡处的工作人员，渡轮的发展及各种情况。

2023年7月20 

4、我将搜集的资料进行归纳

   瑞安北麂客轮的发展以及具体情况

    “ 瑞安北麂”我们看到的客船是最新的，2021年9月底正式开始投入使用的。由瑞安至北麂的新客船，瑞安北麂号从湖南湘船重工厂家出发，过湘江、经洞庭湖、再入长江，沿途经湖南、湖北、安徽、江苏、上海、浙江五省一直辖市，跨越2000多公里于9月5日抵达瑞安，它的正式运行将进一步缓解北麂岛节假日运力紧张的局面，明显改善瑞安至北麂航线的乘船条件。解决了瑞安长期以来，客船老化，一票难求等问题。长47.9米，宽8.5米，型深3.25米，主机功率1100*2马力，航速16节总投资1300多万，总吨位463吨，载客定额388位，可抗9级风力，排水量243吨。航行时间原来的元3小时20分缩短为2小时30分，每个客舱都有多台中央空调和大屏幕液晶电视，是目前温州投资最大、载客量最多、抗风等级最高的客渡船，大大保障来往渔民跟游客的安全。

     北麂航运公司负责人告诉我们，老客船已经行驶了21年，总客位98人，抗风能力8级，早已不能满足需求，为此2年前，他们提出要定制一艘新客船。“ 瑞安北麂”号从总客位量到吃水力，抗风能力等都是依照瑞安这边的乘客量、水位、风力进行打造的。”瑞安码头到北麂共38海里(70.376公里)，因为航行时间长，为了更大保障游客的舒适性，“瑞安北麂”号在定制时采用了铝吕金皮具座椅，更有中央空调长时间供给。“船票自2001年调价至50元之后就一直没有动过，而升高的油价和维护费用等不堪重负。” 新船的价格提升到中下舱110元每人，上舱130元每人。

2023年7月25日

5、船模设计：

知道了北麂客船的长47.9米，宽8.5米，型深3.25米，主机功率1100*2马力，我们决定制作一艘船模。首先根据比例画出设计图如下：

2023年7月26日

6、购买材料

      购买材料这块是有我组章程皓同学负责，对于购买的材料我们也进行了讨论，有人说用泡沫，有人说用木头，最后我决定用塑料，因为塑料不但便宜，浮力也相当不错。另外为了外观好看要用喷漆，现在的喷漆也不贵。最特殊的材料就是水管，听说船只为了降低船体温州，在侧面都有个排水口，水管的作用在于模拟排水。

2023年7月30日

7、制作船模：

制作过程:1、先进行电路安装 2、整体船体组装 3、颜色进行喷漆 4、写上要的字体 5、内饰进行整合 6、放上红旗

先进行电路安装

模型小船进行喷漆跟船体组合

写上要的字体

内饰进行整合

插上国旗

2023年8月3日

8、进行试航

       我们选择了俊哲家的小区的池塘里面进行试航，试航半个小时，非常成功。

试航视频

8、本次项目化的感受

      本次参观瑞安北麂客船跟模型制作给我带来了新的思考：一艘新的客船制造很耗钱，需要考虑到的因素很多，现场观察跟采访给了我新的知识，原来船的安装排水系统是因为降温，这个新的知识点让我在做船模的时候也考虑到了，所以我做的船有排水系统——这为我下站的研究打下了基础。一起制作模型的过程中，遇到很多困难，为了从外形上更加接近，我们还用了喷漆的办法，实践出真知，每次项目化活动都是一次新的进步！

五、项目化衍生：船的排水系统

科普船舶为何要向外排水：

       船的侧面排水是为了降低船体的温度，防止发动机。过热损坏。船舶通常配备内外两套冷却系统，内冷却系统利用淡水循环带走发动机散发的热量，保持发动机正常运行温度；外冷却系统则通过吸入海水，循环吸收热量后从船舷两侧排出。此外，靠岸的船舶也会有排水现象，这是在排出压载水，以保持船舶的航行稳定性和推进效率。大型军舰的压载水舱排水量很大，有时需要将锚链孔作为压载水的临时排水口。船舶里的生活污水也需要从排水口排出，需要经过专门处理才能排放。

六、船的探究总结

        通过这次对船舶的探究，我了解了从独木舟到核潜艇，从人力到核动力的船的发展历史，船早已成为我们生活的一部分，它不仅是一种交通工具，也是一种文化跟生活方式，更是人类几千年来对科学的不断探索。本次亲身经历了对瑞安北麂”客轮的“打卡”以及船模的制作跟船模型的试航，我明白只有通过科学实践才能更明了地知道一艘船的奥秘，其中还延伸出了侧面排水知识。船舶的这些知识让我感受了人类智慧跟勇气，未来的科技更加发达，人类势必会研究跟创造出更加高智能的船只。