造船本身应用的科技十分广泛，从船身到引擎的使用，造船技术可以分为几大类，包含船体（或称载台，此部份以基本设计及结构设计为主，依材质可再细分为钢船、铝合金船、玻璃钢(FRP)船、水泥船、木船、皮革船、塑胶管筏等）、舣装（如电子设备、航仪、家具、主机以外其他设备等）、轮机（船用主机，如蒸气涡轮机、燃气涡轮机、柴油引擎、核子反应炉等）及电机。

造船工程是在有记录的历史之前的一种专门职业。 建造船只和船只修理是商务和军事的混合工业，泛指为“海事界”，故英文为NAVAL ARCHITECTURE，而不是SHIP BUILDING ENGINEERING。拆船工业是将船只拆毁的工业，大部份的船只废料皆可循环再用(泛指钢铁船只)。

中国的古代,造船技术和航海技术是如何发展的?

我国幅员辽阔,内陆江河纵横,湖泽棋布,沿海9000多公里的海岸线绵延围绕,得天独厚。为了征服江海,造福人类,我国古代劳动人民不断创造和发展了造船和航海技术,并在许多方面长期领先于世界。

中国是世界上造船历史悠久的国家之一。造船技术之高举世公认,达到这一步,经历了一个漫长的历史过程。

一、最初的船是独木舟和木排、竹排。

《易经》有“刳木为舟”的说法。“刳”是剖开、挖空的意思,由此可知,这里所谓的“舟”就是挖空木头制成的独木舟。至于木排和竹排,现在一些边远地区仍在使用。独木舟和竹排、木排大概是古人看到落叶或树干在水上漂流,从中受到启发的产物,反映了人们征服江海的最初冲动和尝试。

二、春秋战国时代,我国的造船业有了长足的发展。

《左传》提到公元前525年,吴国对楚国作战的水军有称为“余皇”的大船,这种船类似于近代海军的旗舰。《左传》还提到公元前485年吴国曾派水军从海路进攻过齐国。当时吴国的大将伍子胥在回答吴王怎样训练水军时,列举了大翼、小翼、突冒、楼舡、桥舡等船,并说明了它们的不同作用,可见当时船的种类已多起来。那时越国的造船技术也很先进,有扁舟、轻舟等民用船,有戈船等军用船,有供官府使用的楼船。《越绝书》上说到越国和昊国都有“船宫”,即船坞或造船工厂。以上这些,使我们不难想象当时水上交通的发达和造船技术的进展。

三、秦汉时期,我国的造船技术进入了成熟阶段。

《汉书》记载,汉代名将马援曾率领过配备楼船大小二千余艘的庞大海上船队。《太平御览》说,汉武帝时有一种称为“豫章”的大舡,可载万人,船上有宫室。这段记载虽然有夸张之嫌,但那时有些船的规模很大,已不容置疑,东汉末年刘熙所著《释名》书中也提到,汉代的大船有好几层,第一层称为“庐”,第二层称为“飞庐”,最高的一层称“爵室”。汉代造的船不但体积大,而且种类多,仅战船就有“先登”(冲锋船)、“斥侯”(侦察船)、“艨冲”(战舰)、“赤马”(快船)等等。1974年,在广州发现了一个巨大的秦汉时期的造船工场,它有3个东西向并列的造船台,长约80米。发掘情况表明,我国的造船技术在当时的确达到了相当高的水平。

四、秦汉以后,我国的造船技术进步快速。

据统计,到本世纪50年代,各类船只达千种左右,仅海洋渔船即有二三百种之多。在这些船中,尤以沙船和福船最负盛名。

沙船是一种平底船。它底平吃水浅,不怕搁浅,受潮水影尾,船体宽大,又有各种保持稳性的措施,故稳定性好;它多桅多帆,吃水浅,阻力小,航速较快;它大都使用多个水密隔舱,有很强的抗沉能力。由于沙船性能如此优越,所以沿江沿海都有它的踪迹,使用范围非常广泛。我国最先驶抵非洲的就是沙船。

福船是一种尖底海船,与沙船相比,它更适于远海航行。宋人称“海舟以福建为上”,明代水师以福船为主要战船,可见其享誉日久,威力之大。这种船高大如楼,底尖上阔,首尾高昂,吃水达4米,全船分4层,下层装土石压船,保持船体稳定,二层住兵士,三层是操作场所,上层是发射弓箭火炮的地方,居高临下,容易克敌制胜。

除了沙船和福船外,我国古代还造出许多可以适应各种不同地理环境和不同性能要求的船只。例如,战国时期就有舫船,这是一种两船并连在一起的双体船,稳定性好,便于装货载人。汉代楼船高大雄壮,三国时的海上大船长达20丈,宋代有长36丈、宽4.1丈的车船(桨轮船),明代有郑和宝船,还有两头船、蜈蚣船、连环舟、子母舟以及其他新型船舰。连环舟分前后两截,前截冲炸敌船,后截脱环驶回。子母舟内藏有小船,入敌阵后起火与敌船同毁,战士乘小船返回。这些不同类型、不同用途的船只各逞其能、大放异彩。

我国古代造船技术不断提高的表现之一,是船舶动力设施的不断进步。

我国几处新石器文化遗址中出土有短木桨,表明4000多年前已用桨划船。春秋战国时期开始使用桨架,船工可以站着用全力划动两根长桨。汉代有些船上使用许多支桨。长沙203号汉墓出土了一个有17支桨的船模型,两侧各有8支桨,尾部有一支船桨。汉代还出现了橹,这是一种比桨更有效的划船工具。俗话说“一橹三桨”,说明橹的效率是桨的两倍甚至三倍,这是因为用桨划船,一半做实功、一半做虚功,而橹的整个运动过程都做实功。

作为以桨行船的发展,我国古代出现过桨轮船。它是以桨片做成桨轮,用脚踏之,驱动船只前进。《新唐书》载李皋常运用巧思,为战舰挟二轮,踏之翔风,疾若挂帆席”。

《宋史・岳飞传》称洞庭湖杨么用轮船,“以轮激水,其行如飞。”虽然桨轮船用人力不如帆船用风力经济而未能广泛使用,但它把桨楫改为桨轮推进,把桨楫的间歇推进改为桨轮的连续运转推进,在船舶推进技术上还是很有意义的。近代的轮船,开始时也是利用蒸汽机推动两边水轮划水前进的。

充分而灵巧地利用风力,是我国古代造船和航海技术高度发展的标志之一。

用桨橹划船只能在近海航行,要驶向远海,必须借助风力。汉魏时期,我国船工开始较多地使用帆。起初是单槌单帆,帆也不大,船走得不快,以后逐渐发展到多帆,甚至多达12帆。帆多可以充分利用风力,同时也增加了操作的复杂性,如遇风暴突然来临,不能及时把帆降下,就有折桅翻船的危险。于是又改为一桅一帆,但帆的面积加大了。这样既能充分利用风力,又便于操作和节省劳力。

航海技术

《竹书纪年》里提到这样一件事:夏朝的第8代王帝芒曾“东狩于海,猎大鱼”。这表明我国可能在夏代就已有了航海事业。

春秋战国时代,随着造船业的进步,内河航运和海上交通都有发展。秦始皇在统一南方的战争中,曾组织过一支能运输50万大军用粮的船队。在汉代,我国和东南亚各国有了较多的海上交往,汉武帝时,我国的航船已进入印度洋,到达印度半岛的南端。东汉时,我国和天丝(印度)的海上交通也很畅盛,公元116年曾和印度洋以西的罗马帝国发展了海上交通。南北朝时期,我国的海船已进入波斯湾,与阿拉伯国家发生了直接的海上交往。出现了《宋书》所说的“舟舶继路,商使交属”的盛况。唐代,在海上交通和造船技术方面有更大的进步,朝廷在广州专门设立了“市舶使”的官职来管理造船和航海事业,进行对外贸易。那时中国船只频繁往来于东南亚和印度洋沿岸,与东非和北非国家进行贸易往来。直到现在,当地的一些国家仍称中国船为“唐船”。

一、宋元两代,我国对外贸易和海上交通空前繁盛。

宋代中国海船已能横渡大西洋,开辟了直达东非的航线。南宋时,仅海关税收即年达200万贯,占全国财政收入的21%,可以想象当时航海事业之兴盛。元代,泉州港成为最大的外贸中心,拥有海船多达1万5千多艘。元代还在泉州建造了指引船舶进出口的灯塔――六胜塔,至今还屹立在泉州海岸。明代则有郑和七下西洋这一壮举。

二、航海事业的发展是与航海技术的不断进步密不可分的。

古代的航海技术主要分为天文航海技术和地文航海技术。

1，天文航海技术主要是指在海上观测天体来决定船舶位置的方法。

在浩渺无边的海洋中,辨别方向对于航海任务的完成和船员的生命安全至关重要,所以,我国古代船舶出航海上时,很早就知道观看天体以辨明方向。西汉时问世的《淮南子》中说过,如在大海中乘船而分不清方向,观看北极星便可明白。直到北宋以前,夜观星辰,昼看太阳还是航海人辨别方向的主要方法。到了北宋,才加了一条:阴天看指南针。

大约到元明时期,我国天文航海技术有了很大发展,已能通过观测星的高度来确定地理纬度,这种方法当时叫“牵星术”,这是我国古代航海天文学的先驱。“牵星术”的工具是12块正方形木板,叫牵星板,最大的一块边长24厘米,以下每块递减2厘米,最小的一块边长2厘米,另有用象牙制成的一小方块,四角缺刻,缺刻四边的长度分别是上面所举最小一块方板边长的四分之一、二分之一、四分之三和八分之一。比如用牵星板观测北极星,左手拿木板一端的中心,手臂伸直,眼看天空,木板的上边缘是北极星,下边缘是水平线,这样便可以测出所在地的北极星距水平线的高度,高度高低不同可以用几块木板和象牙板替换调整使用。求得北极星高度后,便可以计算出所在地的地理纬度。

经对照,用“牵星法”计算出的地理纬度和现在各地的地理纬度基本相合,可见明代天文航海技术已相当先进。

2，我国古代地文航海技术的成就,包括航行仪器如航海罗盘、计程仪、测深仪的发明和创造,以及针路和海图的运用等。

我国发明指南针后,很快用于航海,成为航海罗盘。国外关于使用罗盘的最早记载是在1180年,比我国晚了将近100年。

计程仪又叫测程仪。关于如何在航行中测算航速航程,三国时有人作了这样的记载:在船头上把一木片投入海中,然后从船首向船尾快跑,看木片是否同时到达,以确定航速航程。这是计程仪的雏形,一直到明代还是用这个方法,不过规定得更加具体罢了。我国古代这种计程方法,和近代航海中扇形计程仪的原理很相似。

我国最迟在唐代末年已有测深的设备。一种是“下钩”深,一种是“以绳结铁”测深,能测深达60多尺,这是浅水测深。再晚一些,则用纲,即大绳测深。“纲长五十余丈,才及水底”,这已是深水测深了。南宋末吴自牧《梦粱录》提到,当时“船上测水深约有七十余丈”,可见我国宋代已有比较熟练的深水测深技术了。

航海中主要是用指南针引路,所以叫做针路。记载针路有专书,这是航海中日积月累而成的,是出海航行的重要参考料。至于海图,北宋徐竞《高丽图经》上已有海道图,这是我国航海海图最早的记载,可惜原图已失传。我国现存最早的海道图,是明初《海道经》里附刻的海道指南图。明茅元仪辑《武备志》,卷末附有著名的郑和航海图。研究15世纪中外交通史和航海技术史,都把这幅图作为重要的依据。

航海史上的壮举一一郑和七下西洋

明朝在宋元时代航海事业兴盛繁荣的基础上,造船和航海方面又有了新的发展。明初,在南京钟山种植了几千万株桐树和漆树,又在今南京等地设立规模很大的船厂,制造了许多大海船。这些为郑和七下西洋作了物质上的准备。

郑和本姓马,回族,云南昆阳(今并入晋宁)人。他的祖父和父亲都到过伊斯兰教圣地麦加,故幼时就对外洋情况有所了解。明初入宫做宦官,从燕王朱棣起兵,赐姓郑。后来朱棣做了皇帝,即明成祖,便提升他做内官监太监。由于他小名叫“三保”,人们称他为“三保太监”或“三宝太监”。

明成祖为了加强与海外各国的联系,决定动用国家的力量,组织一支强大的船队,前往西洋一带进行商业和外交活动。郑和是朱棣的亲信,能言善辩,熟悉军事,加上出身于信奉伊斯兰教家底(当时西洋带的商业大都掌握在伊斯兰教商人之手),因此朱棣让郑和做了这个船队的首领。

郑和的船队有62艘大海船,称为“宝船”其中最大的长44丈,宽18丈,可容千人,载重量达800吨。郑和带领水手、官员和士兵27000余人,于公元1405年从刘家港扬帆出航,62艘大船按次排成一字长蛇阵,浩浩荡荡,沿着我国东南海岸,驶向波澜壮阔的海洋,开始书写世界航海史上光辉灿烂的一页。

在此后的28年中,郑和领导了7次大规模的远程航海,航程达1万余里,先后到过30多个国家和地区,最远曾达非洲东岸、红海和伊斯兰教圣地麦加,促进了我国和亚非各国的好始系和贸易往来。