船

此条目的主题是海上航行工具。关于其他同名意思，请见「船 (消歧义)」。

巨型客轮玛丽皇后二号

船或船舶，泛指任何利用水的浮力并依靠人力、风帆、发动机（如蒸气机、燃气涡轮、柴油引擎、电动机、核动力）驱动螺旋桨、以及风扇或高压喷嘴的反推为动力进行划、牵、拉、推，使其能在水面上移动的交通工具。另外，民用船通常称为船（古称舳舻）、船舶、轮机、舫，军用船称为舰（古称艨艟），小型船称为艇、 舢舨、筏或舟，其总称为舰艇。

船舶是随着人类的发展而开发的。不论是战时或是平时，都有船舶的出现。世界上有数百万的渔民用渔船捕鱼。战时的海战及海上军事补给都和船有关。2007年的商船约有35,000艘，货物约有740万吨^[1]。2011年时，世界上已约104,304艘有船已取得由国际海事组织（IMO）发出的IMO编别号码^[2]。

在世界历史发展上，船舶对于地理探索及科学技术的发展都有重要的角色。美洲及欧洲之间的哥伦布大交换是当时世界人口成长的主因之一^[3]。航运也使世界的经济成为能源密集的形式。

术语

船的主要部分。1：烟囱；2：船尾；3：螺旋桨和舵；4：舷；5：锚；6：球状船首；7：船头；8：甲板；9：上层建筑 (工程)

轮船（ship）和小艇（boat）的区别通常在于尺寸和航行时间。^[4]一个经验法则是，如果一艘船舶能携带另一艘，那么较大的那个就是轮船^[5]。不过也有例外：像帆船游艇上面会载一个长2至6公尺的小艇，两种都不算是轮船。

在大航海时代，轮船定义为具至少有三个横帆桅杆和一个完整船首斜桅的帆船，也会用桅杆来定义其他种类的船，像三桅帆船、前桅横帆双桅船等。

有不少大型船舶通常被叫做「艇」，潜水艇就是最好的例子^[6]。

在通常的航海传统里，船通常都有自己的名字，现代船只可能还有船级（通常以该级的第一艘船的船名命名）。英语中，船通常被称为「她（she或her）」^[7][8]，即使船名是男士名字。但这也不是绝对的，有些写作指南里也用「它（it）」来指船^[9]。

分类

按用途

拖斗挖泥船

泰国河上摊贩船

• 科考船 : 执行海洋科学研究的船只。
• 工程船 : 对航行中的船只施行维护修理工作，或是执行水上与水下工程作业的船只。
• 渔船：使用于捕鱼业的船只。
• 货柜船：专门运输货柜的船舶，如趸船。
• 液货船：用来运送液体的船。
• 客轮：运送乘客的大型船只。
• 非商船：非商业行为目的所使用的船只。
  • 快艇：主要用于水上娱乐，或赛艇比赛的船只。种类很多，摩托艇，气垫船都属于这一类型。
  • 拖船：推拉大船进出港的専用船。
  • 引水船：带引水人上下商船的専用船。
  • 指航船：指明航道的船只。
• 军舰：军事用途船舶，如巡洋舰，驱逐舰等，船只本身不用于军事用途的军属船舶也归为此类。
  • 潜水艇也是一种特殊的船舶。军事用途的潜水艇归于军舰类。此外也有用于海底科研考察等工作的工作船类潜水艇。亦可用于海底观光等。

按材料

• 钢铁船
• 木造船
• 合金船
• 铁丝网混凝土船——以混凝土来减少使用钢材（例如「古田」号）
• 玻璃纤维（Glass Reinforced Plastic，GRP）船

按构造

• 单体船，多体船（双体船，三体船等）。

一般常见的船只为单体船，双体船（TWIN HULL）有两个瘦长的船体共用一个主甲板及上层结构，使用涡轮喷嘴发动机，通过向后喷水获取反作用力向前推进，比普通螺旋桨推动更快速，而在高速时，双体瘦长的船身能降低阻力。而且船体稳度高，不易翻船（但若风浪过大，翻过90度后，因为没有单体船的静稳度扶正力矩，反而有灭顶之虞）。常被应用于渡轮及军事运输上。

• 水翼船

这是一种能高速航行的船舶。船底部有支架，装上如飞机机翼般的水翼。当船加速后，水翼能产生浮力把船身擡离水面，从而减少水的阻力和增加航行速度。其转向机构不使用常见的舵，而是控制左右两支水翼的攻角来达成。

• 气垫船

气垫船是一种能高速航行的船只，利用空气在底部衬垫承托减少水的阻力。很多气垫船的速度都可以超过五十节（约92.59km/hr）。

按动力

一艘大型三桅帆船

• 人力船：通过人力使用桨、橹、篙等产生动力。
• 帆船：使用风力吹动帆产生动力。
• 轮帆船：风力、发动机双动力船。
• 轮船：发动机动力船。
• 驳船：无动力船。
• 电动船：电动机动力船。
• 核动力

设计考量

水静力学

像气垫登陆艇之类的船只，可以在不排开液体的情形下产生浮力

船舶可以浮在水面上的原因有以下三种：

• 大部份的船舶称为排水型船舶（displacement vessel），船舶的重量因为被船壳排开的水产生的浮力所平衡。
• 对于平底的船只，例如水翼船，升力是因为船的速度变快，和水相对运动时其升力会增加，直到水翼航行状态为止。
• 像气垫船等非排水型船舶，船只是因为船只产生的高压空气（气垫）支持其重量，因此可以和水面保持一定距离。

当船只往上的力和往下的力相等时，船只达到静力平衡。若船只再往下，吃水多一些，其重量不变，但其船壳排开水的重量变大了。当两个力平衡时，船可以浮在水面上。甚至即使船上的货物没有平均摆放，船也不会前仰后倾或是倾斜。

船只的稳定性一方面是考虑上述的静力学层面，当船受到外力移动、横摇（rolling）及纵摇（pitching），以及有风和浪的影响时，也要考虑动力学层面。稳定性不佳的船出现过大的横摇及纵摇，最后会翻船或沉船。

水动力学

渔船Dona Delfina

船在水中航行时，其前缘会受到水的阻力，阻力可以分为许多成份，主要的是水作用在船壳的阻力及波阻力 。若降低了阻力，速度自然会提升，需要降低湿润表面，没水部份船体也要改用产生水波振幅较小的外形。为了达到此一目的，高速的船舶一般会较细长，其附属物较小或是较少。若定期的清理船壳上寄生的生物及藻类，也可以减少船的阻力，防污油漆也可以减少船壳上的生物。像球状船首等较先进的设计也可以减少波浪的阻力。

考虑波阻力的一个简单方法是看船壳和其产生船波的关系。若船的速度比船波传播的速度慢，船波会快速的在船的两侧消散。不过若船的速度和船波传播的速度相等，船波能量增加的速度会比能量消散的速度快，因此船波振幅会增加。船必须从船波中穿过或是越过船波，其阻力会随速度，以指数形式上升。

船身极速可用以下方式计算：

或是用以下的公制公式：

其中L为船在吃水线的长度，单位是英尺或是公尺。

当船只的速度超过船身极速的94%，船会越过大部份的船首波，船身只由二个船首波的波峰支撑，略为稳定。当船只的速度超过船身极速的134%，波长较船身长，船首波已无法再支撑船尾，因此船尾会下沈，船首会上升。因此船身会开始要越过船本身产生的船首波，其阻力会快速增加。即使可以将排水型船舶运作在船身极速134%的速度，其油料的费用也会非常惊人。大部份的船舶会运作在远小于上述程度的速度，约在船身极速的100%以下。

船沿着三个轴的移动及转动：1. 垂荡（heave）, 2. 横移（sway）, 3. 纵移（surge）, 4. 平摆（yaw）, 5. 纵摇（pitch）, 6. 横摇（roll）

若是有足够资金的大型计划，会用船壳测试池来测试阻力，或是利用计算流体力学的方式进行计算。

船舶也会受到海浪、涌浪的影响，风及天气也会影响船舶。这些移动及转动对乘客或是货物而言都是不想要的，若可能的话需要加以控制。在一定程度上，横摇是可以用压载或是像鳍板稳定器等设备加以稳定。纵摇更难加以限制，若是船头沉没在波浪中（称为打浪），可能会造成危险。有时，为了停止剧烈的横摇或纵摇，船只必须改变航向或是快速停止。

船只稳定性的理论在21世纪的科学研究中已经有具有说服力的说明^[10][11]，可是有些船只的稳定性因着分叉点记忆的效应而快速下降。这类船只包括有高机动性能的船只、在稳态运动下设计为不稳定的飞机及受控海底车辆（在一些应用下需要上述的技术特点）。在设计船只及其在关系情形下的控制时，需控制上述的因素。

浮力

浮着的船会排开和本身重量相同的流体。船本身结构的密度可以比水重，只要船的结构中有够大的空心部份即可。若船浮着，整艘船（包括货物）的质量除以其在吃水线下的体积，结果会等于水的密度(1 kg/l)。若船上的重量再加重，吃水线下的体积要增加才能使重力和浮力平衡，因此船会再下沈一点点。

动力计算

船舰的动力计算可利用下列公式

值介于0.0025-0.0035之间

为船舰排水量（单位：吨）

介于0.8-10

对排水船而言约为3（立方定律）若为半滑航式设计(Semi-planing)则降低至2

为船舰速度（单位：公尺／秒）

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参考文献

引用

来源

外部连结

• http://www.khanacademy.org/cs/boat/1334639961 （页面存档备份，存于网际网路档案馆）