2-3-2高效的船舶推进器“橹顶三桨”

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(2-3-2)高效的船舶推进器“一橹顶三桨“

橹是船舶推进工具中一项带有突破性的重大发明。《释名·释船》说：“在旁日橹。橹，也。用力然后舟行也。”在旁，指橹的安装与操作位置。作脊梁骨解，用力则意味着以腰部为主并带动全身的力气以推动舟船前进。《释名》记述了橹，可准确地说明橹的出现最晚是在汉代，但可惜没有进一步说明橹的构造特点。用桨时要“划”用橹时却要“摇”。《三国志》卷五四记吕蒙取南郡败关羽事。“蒙至寻阳，尽伏其精兵于中，使白衣摇橹，作商贾人服。……，这个“摇”字是对橹的特点的集中概括。

作为船舶推进工具的使用，划桨比撑篙有显著的优越性，这是指划桨可以在远离岸边的深水区域中进行。划桨是靠水的反作用力推船前进的。但在划桨时，桨叶入水作功一次之后，则要离开水面为第二次作功作准备，是间歇作功。对舟船来说，是间歇推进。橹，则可以左右连续不断地摇，是不间歇地连续作功。橹对舟船是连续推进，这在推进工具中是一次带根本性的改革。

橹与桨相比较则有更高的效率，这是它的另一大优点。橹与长桨(或称之为棹)虽然都较长，都必须有一个支点，但在使用上有显著的不同。“纵曰橹，横日桨，”棹是横向布置，前后划动，利用划水产生的反作用力推船前进；橹是纵向布置，左右摇动橹柄，橹板则在水中以较小的攻角左右滑动。由于攻角较小，滑动时很省力，却能产生较大的升力推船前进，这是橹被称为高效推进器的根本原因。

橹是由橹板、橹柄以及将二者连接起来的“二壮”所构成。在操橹甲板上，装设一个橹支纽作为支点，这是一个带球顶的铁钉，俗称橹人头。在橹板临近二壮的部位钉一硬木块叫橹垫，也叫橹脐，使用时将橹脐置于橹支纽上，这就构成一个球面运动副。橹相对于支点橹支纽具有三向约束，但对三轴具有三个旋转自由度。橹柄的顶端以橹索系在甲板上的铁环上。橹索一是起固定橹的作用，二是可以伸缩其长度来调节橹板的入水深度。

摇橹时，橹以橹支纽为支点可以充分转动，既可以调整橹板滑水时的攻角，使省力而具较大的推船力，也可以调节橹与船舶中线面的角度，可以操纵和控制船舶的航向。

橹的作用和产生的推进力，如果从流体力学的角度分析的话，是水对滑动的橹板的升力，并非水的反作用力。既不同于划桨时水对桨的反作用力，也不同于鱼摆尾时产生的反作用力。        

由于橹是连续、高效推进工具，又有操纵和控制船舶航向的能力，所以，自从它出现以后，无论是在内河或沿海，都广泛获得应用。即使在出现风帆后且帆装齐备的船上，橹仍作为一种辅助推进工具与风帆长期并存。远洋海船当进入无风带时仍须靠摇橹，大船进出港口时也要靠橹节制进退和控制航向。

橹，是中国对世界造船技术的重要贡献之一。橹的效率高的特点，是由于橹在水中以较小的攻角滑动时，阻力小而升力大。船家有一句俗语：“一橹顶三桨。”橹是连续性推进工具，而且又有操纵船舶回转的功能，一直到现在仍为科技史学者所称道。现在广为应用的螺旋桨推进器，它的不间歇作旋转运动的叶片，实际上也与在水中滑动的橹板相似。螺旋桨桨叶的叶片也具有阻力小而升力大的特点和优点。螺旋桨的发明和改进，虽然还不能说源于橹，但是其作用原理则是一致的。