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為何不用水泥造船?1974年中國造出最大水泥船,但航行一次就報廢

2024-01-24軍事

估計許多朋友會好奇,為什麽現在全世界的輪船基本都是用鋼鐵打造的,而不是其它材料。

其實這個原因很簡單,因為鋼鐵打造的船既堅固又耐用,而且鋼鐵的可塑性還特別強,想做成什麽樣就做成什麽樣。

另外,雖然鋼鐵相對來說比較貴,但它是可以回收的,而且回爐重造之後,它的效能基本不會變差。

所有這些讓鋼鐵成為造船業的不二之選,然而它並不是沒有缺點,其中最大的缺點就是它真的很重,無論是運載能力,還是所需的動力,這都不是特別好。

不過,有一種材料正好可以彌補鋼鐵的這個缺點,那就是水泥。

這種材料和鋼鐵一樣可塑性很強,而且它不用像鋼鐵那樣熔融之後在澆築,水泥在常溫下就能完成澆築。

水泥同樣非常堅固,雖然它不像鋼鐵那樣耐用,但它非常便宜,而且抗鹽水腐蝕的能力還比鋼鐵強,最重要的是它的密度比鋼鐵真的低很多,這意味著它更輕。

圖源:Ted Silveira/Flickr

那麽問題就來了,為什麽水泥沒有被使用呢?

很多人小時候可能都會有這樣的疑問,鋼鐵在水中會輕易的下沈,為什麽鋼鐵造船卻不會下沈?

根據阿基米德原理,流體中的物體受到的向上的力等於該物體排開的流體的重量, 1噸重的船下水後,只要在它下沈之前能夠排開1噸的水,那麽它就會漂浮。

工程師要用鋼鐵設計一艘不下沈的船其實是非常簡單的,只要讓它的內部空間保留足夠的空氣就好了。

簡單地說,雖然船是由鋼鐵打造,但是由於它充滿了空氣,所以它的實際平均密度確實比水小很多,所以不會下沈。

鋼鐵可以輕松浮在水面上,水泥自然也不會是問題,但 水泥的問題在於它遠沒有像鋼鐵那樣堅固

因此,工程師用水泥設計船只的時候,需要非常厚的甲板才能確保船只安全出行,這導致水泥船實際上在相同運載能力下,它的重量比鋼鐵船重許多。

水泥船比鋼鐵船重多少?

就建築材料而言,水泥確實相當輕,這也是為什麽它是高樓大廈的主要材料之一,每立方水泥在1.5噸到2.3噸之間,相比之下,每立方米的鋼鐵將近8噸。

但是,同等輕船重量(船自身重量)的水泥船和鋼鐵船,它們的運載能力差距比想象得要大許多。

根據設計的不同,水泥貨輪的總載重量(能夠載重的總量,包括燃料)和最大排水量(總載重量加上輕船重量)比值達到1比2左右,而鋼鐵貨輪的這個比值是1比1.3左右。

這意味著,如果你要設計出同等載重量的水泥船和鋼鐵船,那麽水泥船的輕船重量實際上將遠遠超過鋼鐵船—— 它並不會因為水泥的密度更低而船更輕

更重的船體意味著它燃料運輸的貨物效率就越低,按照前文提到水泥船1比2的總載重量和最大排水量的比值計算,差不多就是 你每運送一噸的貨就要同時運輸一噸的船體 ,這是非常不劃算的。

其實,除了浪費燃料之外,水泥船還存在一個非常大的安全隱患,由於水泥船很重,導致它的船體很厚,它非常容易撞到暗礁。

當然,另外一個隱患就是水泥船確實不如鋼鐵船來得牢固。

世界最大的水泥船

不過,即便如此,水泥船在過去非常受歡迎,全世界都試圖設計出真正實用的水泥船,以替代鋼鐵,畢竟這種材料造船是真的便宜。

圖:古田號

咱們國家也是一樣的,咱們甚至設計出了一艘超大型的水泥船,只是這艘水泥船總共就航行了一次,就宣布退休了,這艘水泥船被稱為 古田號

古田號經常被人稱為是 世界上最大的水泥船 ,但我簡單查閱了一下資料,這個更準確地說法可能是最大總載重量的水泥船。

這艘水泥船是咱們國家從1970年開始設計和建造的,足足歷時3年時間,才建造出來,它的總載重量達到3024噸,最大排水量是5773噸,兩者比值不到1比2。

圖:旱在馬尾江濱東路中洲村的古田號

1974年,古田號運輸了一些沙子和木材,從福州起錨開往上海試航,然後再從上海裝載了麥子回到福州港口,然後它就再也沒有啟航過了,直到2012年被拆解。

歷時3年開發的古田號只航行了一次就廢棄多少有點浪費,不過關於其中的原因,國家交通部和國家建材總局都是有明確指出的, 主要就是它太笨重了,不是經濟的交通工具

其實,無論是船體的尺寸,還是輕船重量,都有比古田號更大的水泥船,但我確實沒有找到一艘比它總載重量更大的水泥船。

圖:佩拉爾塔號

世界最大水泥船的吉尼斯世界紀錄保持者其實是加拿大的 佩拉爾塔號 ,這艘水泥打造的貨輪最大排水量達到6144噸,但是它的輕船重量有3696噸,總載重量和最大排水量的比值超過1比2。

佩拉爾塔號是1921年下水的,它至今還漂浮在水上——作為一個港口的屏障,這說明水泥船還是比較耐用的。

無論哪個國家,水泥船的出現都並不是電洞來風,水泥確實有作為船只材料的可能性的,但是它確實不是一個特別理想的材料。

全世界開發水泥船的背景其實也都是一樣的,那就是在嚴重缺乏鋼鐵的情況下,才會破例想辦法開發水泥船,古田號也是在這種背景下研發的。