船舶！请加速

诗仙李白曾写道：“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”，说的是早上从白帝（今重庆奉节）乘船出发，一天就回到了千里之外的江陵（今湖北荆州）。从诗中我们可以体会到李白的好心情，可是合理的质疑还是有的，比如，千里江陵真的能一日还吗？

时间是宝贵的，话不多说，让我们拿起笔和小本子快速算起來。

千里江陵一日还

首先，我们利用科技手段，可以估算出奉节到荆州的距离，水路在400千米左右。嗯，接下来，看时间。古时的一天应该以日落日出为准，我们算为14小时左右。假设李白乘坐的船准备得十分充分，江上的水况完美，船夫的操作无懈可击。根据距离和时间，我们可以得出，李白想要千里江陵一日还，轮船航速需要达到28.5千米每小时。而现代轮船凭借涡轮机和蒸汽机，航速才能达到29.6～37.4千米每小时。显然，这句诗大概跟“飞流直下三千尺”的夸张写法类似。

在201个字内，我们已经证实“千里江陵一日还”是诗人的夸张写法。难道这篇文章就这么结束了？当然不，借着李白的小船，我们聊一聊船为什么可以越跑越快。

目标：越来越快

刚开始，船的动力来自于漂流，也就是随水漂。慢慢地随着独木舟的出现，船桨也应运而生。桨的出现增加了船的动力，还能控制船的方向。后来，橹也出现了。

随后船帆出现了，船帆的出现再次改变船的动力方式，让大船可以去更远的地方漂流。先是横向安置的帆，紧接着是纵向安置的帆。纵帆的出现使船不仅可以顺风行驶，还可以逆风而上。但这一切都是在有风的情况下，在无风时，帆船甚至寸步难行。

接下来，该蒸汽机出场了。蒸汽机是将水加热后产生的蒸汽能量转化成动力。与帆船相比，蒸汽机轮船不仅可以不依靠风力，而且更好控制。但蒸汽机体积大、功率小、效率低，因此逐渐淡出船舶界。

随后，又出现了外燃机和内燃机。它们都是利用燃料提供动力。柴油机是使用最广泛的船舶动力装置。它既经济，又能快速启动，因此被广泛应用。燃气轮机则应用在许多先进的军舰上。它比柴油机轮船启动速度更快，噪声更低。除了这些，还有用电力推进以及核动力推进的船。

不同的船舶动力各有各的优缺点，如果将它们组合起来，就可以优势互补、扬长避短。所以人类制造出了各种联合动力装置。比如常见的柴油机-燃气轮机联合动力，这是最常见的联合动力方式。燃气轮机适合船舶巡航状态使用，柴油机适合在船舶高速行驶时提供动力。

再快也没高铁快

虽然目前，轮船的速度越来越快，世界上最快的船是时速110千米的“Francisco”号高速客船，但这和速度200千米每小时起步的高铁动车比起来，还是慢了许多。这到底是为什么呢？

想想看，你平常在陆地上跑步的速度是不是比在水里游泳快多了？

原来，人在水中运动时，会受到比陆地上大很多倍的阻力。物体在运动时受到的阻力与周围物质的密度有关，水的密度大概是空气的800倍，这你就不难理解为什么船在水中跑不快了吧！

三大阻力来挡路

水中阻力有三兄弟：摩擦阻力、兴波阻力和涡流阻力。

大哥摩擦阻力是指船体和水摩擦产生的阻力。它的大小和船体在水中浸没的面积和速度有关。一般，船体浸没在水中的面积越大，摩擦阻力就越大。而船速越高，摩擦阻力也会越大。

二哥兴波阻力是指船在水中行驶时，水中兴起的波浪对船舶产生的阻力。它的大小和船体形状以及速度有关，船体比较窄，呈流线型并且船体表面比较光滑，兴波阻力就越小;反之，则越大。

三弟涡流阻力是指船在水中行驶的时候，船尾产生的涡流而形成的阻力。它的大小和浸没在水中的船体形状有关。

船在水中低速航行时，摩擦阻力最大;高速前进时，兴波阻力就会超过摩擦阻力。因此，三兄弟齐上阵，船想快都难。

新型船大结盟

要想提高船速，有两种方法：一是加大船的动力，二是减少水的阻力。由于增加船的动力装置的功率时，机器和燃料重量会随之增加，船的吨位也会越大，这样，水的阻力也会越来越大。因此，我们要好好想想，怎样减少水的阻力。想要减少水的阻力，我们需要让船离开水面，或减少船体浸没在水中的面积，滑行艇、水翼艇和气垫船等新船型应运而生。

这款高端炫酷的游艇叫Foiler，是一款水翼艇。它采用混合动力柴油电动推进系统，配置可伸缩的水翼系统，自带一对碳纤维水翼。它能载着8名乘客，舒适地在高达1.5米的海浪上平稳前行。并且，在水翼飞行模式下，最高时速可达74千米。

气垫船又叫“腾空船”，船只底部有气垫。气垫船主要用于水上航行和冰上行驶，还可以在一些比较平滑的陆地和浮码头登陆。气垫船行走时，因为船身离开水面，船受到水的阻力会减少，因此航速比同样功率的船只快。很多气垫船的速度都可超过60千米每小时。