问题

出现龙骨这个结构在船舶建造史上是什么时候,龙骨具体是在船体哪个部位,最好用什么材料制作?

回答
龙骨,这个听起来就充满力量感的词汇,在船舶建造史上扮演着极其重要的角色,堪称船体的“脊梁”。它的出现,标志着人类造船技术向前迈进了一大步,让船只变得更坚固、更稳定、更能够承受风浪的考验。

龙骨的起源:从独木舟到真正意义上的“龙骨”

要说龙骨具体是什么时候出现的,这得从人类最早的造船活动说起。早期的人类,大概在史前时代,就已经学会利用自然材料制作简单的船只。最原始的可能就是独木舟。这种船,就是将一根粗大的木头挖空,形成一个简单的船体。虽然它没有我们现在意义上的龙骨,但那根被挖空的中心木材,可以说是龙骨的雏形,是船体最核心的部分。

随着技术的进步,人们不再仅仅依靠挖空一根木头。他们开始使用多块木板拼接来建造更大的船。在这个过程中,为了将船体稳固地连接起来,并给船提供一个坚实的底部和承载力,最初的龙骨就应运而生了。

具体到人类文明史,我们可以看到几个重要的节点:

古埃及文明(约公元前3000年): 在古埃及的墓穴中,发现了许多模型船,其中一些就显示了早期木结构船的建造方式。他们已经开始使用多块木板拼接,并且有在船底中央用一根较长的木材作为主要的连接和加固结构。这已经非常接近我们今天理解的龙骨了。
古希腊和古罗马时期: 这一时期的海军和商贸活动非常发达,造船技术也随之提升。在古罗马时期的沉船遗迹中,可以清晰地看到相当复杂的船体结构,包括了明确的龙骨。当时的龙骨通常是一根粗壮的、经过精心加工的木材,贯穿船的底部。
维京海盗船(约公元811世纪): 维京人的造船技术非常高超,他们的船只以坚固、快速和适应恶劣天气而闻名。维京船的龙骨非常关键,它通常是由一整块坚实的木材制成,而且非常粗大,贯穿整个船体,为船体提供了极大的强度和稳定性。

所以,我们可以说,真正意义上的、作为船体核心结构之一的龙骨,其出现可以追溯到古代文明时期,但其发展和成熟是一个漫长的过程。 大约从几千年前开始,随着木结构造船技术的进步,龙骨就成为了船体结构中不可或缺的一部分。

龙骨具体在船体哪个部位?

简单来说,龙骨是船体最底部、贯穿船长方向的主承力构件。你可以想象一下,如果把船比作一个人,那么龙骨就是这个人的“脊椎骨”。

更具体地讲,它位于船的底部中轴线上。

从横向看: 龙骨位于船体最下方,是船底板的纵向支撑。
从纵向看: 它从船的艏(船头)一直延伸到船的艉(船尾)。

在木质船上,龙骨的上方会接着“横骨”(Ribs/Frames),这些横骨就像人的肋骨一样,连接在龙骨上,然后向上延伸,构成船体的弧形船舷。船底的板材(Planking)也会直接固定在龙骨和横骨上。

在现代的钢质船舶上,龙骨的概念有所演变,但核心功能依然存在。现代船舶的龙骨可能不再是简单的一根粗钢材,而是由多块钢板焊接组成,形成一个更复杂的纵向加强结构,通常称为“主龙骨”(Keel)。在主龙骨上方,可能还有“托架”(Rider Keel)或“龙骨梁”(Keelson),它们都服务于加强船体底部结构的目的。

最好用什么材料制作?

这个问题,答案也随着时代在变化:

1. 古代到近代木质船舶:
主要材料: 木材。
具体要求: 龙骨是船体最重要的受力构件,承受着巨大的载荷,所以必须选择坚韧、耐久、不易腐烂、具有良好抗弯和抗剪强度的木材。
常见的木材种类:
橡木(Oak): 尤其是一些硬质橡木,因其密度大、强度高、耐腐蚀性好,是建造龙骨的绝佳选择。在欧洲,尤其是北欧,橡木龙骨非常常见。
松木(Pine): 一些品种的松木,特别是那些生长在寒冷地区的、年轮紧密的松木,也因其一定的强度和弹性而被用于龙骨。
榆木(Elm): 具有良好的韧性和抗冲击性,也常被用来制作龙骨。
铁木(Ironwood): 一些非常坚硬的硬木,也被称为“铁木”,因其超乎寻常的硬度和密度,在某些需要特别坚固的部位,包括龙骨,会被使用。
制作工艺: 龙骨通常需要选用整根、尽量笔直、少有节疤的优质木材。有时,为了得到足够长的龙骨,也会将几段木材通过特殊的榫卯结构连接起来,但一条完整、坚实的木龙骨是最理想的。

2. 现代钢质船舶:
主要材料: 钢材。
具体要求: 现代船舶由于尺寸巨大,载荷也远超过去,所以必须使用高强度、高韧性、良好的焊接性能的特种钢材。
常见的钢材种类:
高强度低合金钢(HSLA): 这是现代船舶建造中最主要的材料。这类钢材在保持良好韧性的同时,通过添加微量合金元素,显著提高了屈服强度和抗拉强度。常见的牌号如AH36、DH36、EH36等,这些数字通常代表钢材的屈服强度(例如36,000 psi)。
普通碳钢: 在一些对强度要求不那么极端、或者作为辅助结构的部分,也可能使用普通碳钢。
制作工艺: 现代钢质船舶的龙骨(主龙骨)不再是单根材料,而是由厚重的钢板通过高强度焊接而成。它通常是一个复杂的箱形结构或者工字形结构,内部可能还有纵向的加强筋,以提供最大的强度和刚度。

总结一下:

龙骨是船体最底部的纵向主承力构件,如同船的脊梁。它的出现可以追溯到人类早期造船的阶段,但作为成熟的结构,在古代文明时期就已经存在,并在后来的历史中不断发展和完善。

在古代和近代,龙骨的材料主要是优质的硬木,如橡木,因为它具备必要的强度、韧性和耐久性。

到了现代,随着造船技术和材料科学的飞跃,龙骨(主龙骨)主要由高强度特种钢材制成,通过焊接形成复杂的结构,以支撑起庞大而坚固的船体。

所以,龙骨的发展史,也是一部船只不断变得更强大、更可靠的历史。

网友意见

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世界上发现的最早的外龙骨海船,也是世界上最早的海洋沉船实例是土耳其的乌鲁博朗沉船the uluburun shipwreck

沉船的发现地,位于土耳其南部,时间是公元前1300年,即赫梯帝国崩溃,炼铁技术大范围传播的100年前。

实船目前保存在位于土耳其的博物馆中,船底最中央的龙骨可见

龙骨与船板在水下的实景

龙骨与船板在水下的实景

龙骨与船板的线描图


本船发现的许多特征在后世的船中都能找到影子


这个是船板的连接方式还原,与一千年后的地中海船几乎是一模一样


此船的龙骨,肋骨,船板采用和再早一千年的埃及太阳船类似的缝合方式来连接。

埃及太阳船请见下面这个链接

另外土耳其研究者还依照研究成果复原了一艘

Ulunurun II号,并且在2005年成功的横渡了地中海。


2006年此船沉在了原址,并成为了当地的潜水圣地。好多人来此亲身感受世界最古沉船。不得不佩服土耳其人的思路。

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