船之水
2023-02-07专栏作家童孟侯
专栏作家/ 童孟侯
我们看到的船,大多是铁皮船、钢壳船,还有竹船、木船、玻璃纤维船,等等。其实,这些船多为“水”船,只是很多水都藏在船肚子里,不外露,岸上的人看不见而已。下面我来说说船和水休戚与共的那些事儿——
船上需要淡水
船在水上走,船下便是水,取之不尽,用之不竭。船舶用水,似乎不应该是个话题。小船的船民拿个水桶,在舷边扑通一声打上水来,直接洗澡洗衣服;长江轮船会把江水抽上来,直接冲甲板、洗拖把。
可是,轮船一旦到海上航行,船下的海水就不能洗澡,不能冲甲板,不能洗菜了。在海里游泳的人都“品尝”过海水,又咸又涩,难以下咽,这是因为海水里含有很多矿物质、气体和有机化合物,比如氯化钠、氯化镁,等等,对身体是有害的。
海水中平均含有35%的盐,有的海域含盐量甚至高达48%。海水如果不淡化,生活上和工业上都无法使用,即使用海水灌溉农田也是不长庄稼的,那不是在“喝盐卤”吗?据说,袁隆平已经培育出海水稻。他说:“我们不断发掘水稻耐盐碱基因,并将其转育到籼粳交高产杂交稻。”不知道袁隆平的后继者能否真正实现用海水大面积灌溉农植物?
反正,船上肯定是需要淡水的,并且不是可有可无,不是可以将就的。
大船一旦离开港口,就是一座移动的“城市”。有一位到远洋船上体验生活的作家统计:海员在航行中要消耗大量用水,平均每人每天要用水250 kg 左右。20 年前,每艘远洋轮平均配备50 个人,一次出海航行大约4 个月,那么,光是海员用掉的淡水就需要1 500 t。
所以,远洋船上必须设很大的储藏淡水的水舱,船长指派专人分管,负责经常性的检查和及时淡水补充。码头上都有专门供轮船补充淡水的水管,只要接上,淡水便汩汩而来。港口还有专门为停泊在锚地的远洋船补充淡水的供水船。也就是说,到了港口,淡水供应不是问题。
不少有经验的老海员知道哪个国家哪个港口的淡水好喝,哪个港口的水质很差。于是,喜欢泡茶的老海员就用很大的塑料桶装上优质的淡水,一路航行一路泡,其乐融融。茶叶再好,水不好,也是白搭。
既然远洋轮需要用那么多的淡水,那么开航前在水舱里装它4 000~ 5 000 t 甚至一万吨淡水不就得了?不行,不要忘记了远洋轮出航的初衷:装货,运货,盈利,挣钱。远洋轮不是到海上去看海景的。携带过量的淡水就会影响载重量,多装一吨淡水,就要少装一吨货——这个道理不是航海人也都懂。
还有,远洋轮在大洋航行,万一淡水柜被污染了,被细菌作祟了,淡水的质量得不到保证,怎么办呢?还有,远洋轮由于飓风的原因不能按时抵港,不能按时补水,怎么办呢?还有,水舱突然破损,漏水了,怎么办呢?这可要闹水荒啊!
于是,造水机应运而生,它能实现一边航行一边造水。
古代,航海者出海去,由于船本来就很小,不能装载很多的淡水,一旦淡水喝光了,先民们就把海水装在陶罐中,放在太阳底下晒,让海水蒸发,这时候,陶罐的盖子内里就会出现冷凝水,先民们就喝这个水。
这个陶罐,也许是最原始的“造水机”了吧?
咸变淡,这个问题还引起了古代哲学家的关注。柏拉图认为,如果用植物性材料过滤苦咸水,盐就会在不透性泥层上贮藏起来。另一位哲学家亚里士多德了解到,蒸馏苦咸水可以得到淡水——哲学家真是先知先觉,不仅仅在哲学领域。
有位姓诸的老船长,为了让年轻船员不忘土法造水,就把大家召集到厨房,叫大厨放了一大锅海水,然后盖上锅盖加热。海水被烧开了,咕嘟咕嘟,水气直冒,锅盖上结了一粒粒的水珠。诸船长把水珠刮下来倒在碗里,让船员品尝。
船员都说:“不是咸的海水,是淡水嘛。”诸船长说:“我给大家展开一点讲,在阳光直射下,大海就变成了一口无限大的‘蒸锅’,水蒸气上升到高空之后,就凝结成云,淡淡的雨水落下来了——这其实就是大自然在‘造水’。我把大家叫来,不仅仅是为了让大家了解历史,不仅仅是做一次海水淡化实验,而是让大家掌握一门重要的本领!”
确实,在这方面是有过教训的:1944 年8 月12 日,“雷贝”号散装船装了满满一船煤炭在南印度洋上航行,船上有55 人,大部分是中国人。突然,“雷贝”号遭到了德国纳粹潜艇的袭击,船很快沉没。轮机长老沈是中国人,他带领剩下的35 名船员拼命游泳,拼命划艇,总算漂到了附近的欧罗巴岛上。但是,这岛上没有房子和食物,最要命的是没有淡水。一个人只要有水喝,哪怕5天没有进食,也可以存活。如果没有水喝,恐怕活不过2 天。
老沈就用救生艇上的铁皮做了一个简单的造水机,淡化海水。船员们虽然不能畅饮,但不至于送命。
35 个人在孤岛上坚持了两个多月,最后被盟军的船发现了。由于沈轮机长的卓越表现,获得了大英帝国“杰出官员”的称号。后来,他回到祖国,担任了广州远洋公司总轮机长。
海水淡化有多种方法:蒸馏法、膜分离法、冰冻法、电化学除盐法、反渗透法、离子交换法,等等。运用最多的是蒸馏法,它是自然界淡化过程的一个“缩影”。
生产力不断发展,19 世纪末,也就是在1877 年,世界上第一台固定式淡化设备在巴库建成。那时候,蒸汽船也发展起来,蒸汽船的运转是不能用海水的,要用淡水。还有,锅炉也要淡水,饮用也要淡水。于是,蒸汽船都安装了造水机。当然,那时候造水机还在初始阶段,不能跟现代远洋轮完全自动化的海水淡化装置相比。
轮船出洋之后,船上造水机开始工作,每天可制造淡水35~ 40 t,大型邮轮一天可以制造100 t。造水机制造出来的淡水很淡,也很纯,但是它不含微量元素,长期喝对身体健康不利。于是,有的船会在水里面加一些微量元素。即使这样,自造的淡水总不如岸上输入的自来水质量好,所以,这种自造的水一般用来洗澡、冲甲板、洗衣服和供机器用水,等等。
大白熊畅游(油画棒画)
要让船上的淡水“多”出来,还有一条途径:收集雨水。海上经常刮风下雨,收集雨水是个不错的选择。在印度洋上跑船,一个航次接到几十吨上百吨的雨水并不困难。雨水可是不用淡化的。
要让船上的淡水“多”出来,还有一个途径:节水。
船上一般节油不限水。于是,洗个碗用了一桶水;洗几件衣服用掉几桶水;洗个澡用了半吨水(在生活用水中,洗澡用水占了很大比例)。其实,船上节油很难,节水还是比较容易的,只要阀门不滴不流,水气不跑不冒,洗澡时水龙头开得小一点,洗澡时间缩短一些,都可以节水。
有专家估算:只要人耳能听到滴水的声音,一天最少要流失8 kg 水。如果一艘船有30 个水龙头滴水,每天就要流出240 kg 水,一年就是86 t 水。
要让船上的淡水“多”出来,还有一条暗簇簇的路子——偷水。当船开到黄浦江或者密西西比河,有些船就会悄悄排出压舱用的海水,然后吸入江水,再把这种沉淀后的淡水用于洗浴和冲甲板。
把海水排到江河里,还要抽取江中淡水,这当然是不合法的,但是所在国的海事局不可能派许许多多人员登上每一艘外轮去监督,只能对“偷水”行为睁一只眼闭一只眼。
下水需要仪式
火车也好,汽车也好,飞机也好,要开始营运了,启动发动机,或者脚踩油门,开路便是。唯有轮船不能简单了事,它有规矩:新船要“服役”了,可不能说开路就开路。在西方,船舶下水必须举行隆重的下水仪式。步骤有三:第一,掷瓶礼;第二,命名;第三,祈祷。
在我国南方的一些船厂,新船要下水了,船台上会搭建祭祀台,按照中国传统,杀羊、杀牛、杀猪,把它们的头放在祭祀台上,然后燃起蜡烛,点上香。所有参加祭祀的人念念有词,祈祷新船下水后风平浪静。最后,船东会和船长合影,C 位是让给船长的。船东拜托道:“希望你带领海员兄弟,爱护船舶,为公司发展作贡献,前程似锦!”
西方新船下水仪式也叫掷瓶礼,为了祈求平安,船舶首航前用敲碎香槟酒瓶的方式驱邪消灾,摔得越碎越好。好像洋人也相信“岁岁(碎碎)平安”似的。
西方的掷瓶礼要比我们杀猪宰羊的祭祀更加隆重,一般是请一位德高望重的值得信赖的人来主持,把一瓶香槟(或威士忌)抛到新船的船头,玻璃碰到钢板,撞碎了,新船这才缓缓滑入水中,正式成为水上交通的一员。
到哪里去下蛋(油画棒画)
据说,历史上第一次正式下水仪式是由一位教父来主持的。第一次有正式记载的新船命名仪式是在1418 年,英国国王亨利五世邀请班格主教为当时最大的军舰“恩典亨利”号命名,国王还付给主教5英镑的作为出场费。那时候的5 英镑大概很值钱吧?
后来,航海界坚定地认为船舶是阴性的,所以掷瓶礼必须由女性来主持。这位女性必须是值得信赖的、德高望重的、容颜姣好的、有社会地位的。
1891 年,英国女王就主持了“皇家亚瑟”号战舰建成下水,她把一瓶香槟撞碎在战舰的船头——从此,西方的船舶下水仪式就这样被“固定”下来了,成为航海界的习俗和传统。女王呢,就是“皇家亚瑟”的“教母”。
教母来源于基督教,欧美地区,新生儿出生后都会邀请亲朋好友和社会名流参加婴儿的洗礼以及加持仪式,一位男士会成为新生儿的教父,有一位女士会成为教母。这种给婴儿洗礼的仪式被用在新船下水,新船如同呱呱坠地的孩子,邀请来给新船洗礼和命名的人,也就是这艘船的教母了。
当了“教母”还没完,还要为舰船命名。比如:1939 年,伊丽莎白皇后为“伊丽莎白皇后”号命名,她的女儿伊丽莎白二世为“伊丽莎白二”号命名。
在下水仪式上,船台下面会引出一根绳子,一直拉到主席台。当主持人下达下水命令时,“教母”就会象征性地用斧头砍断绳子,绳端的香槟酒就会在惯性驱使下撞向船头,玻璃瓶不堪一击,碎了,香槟酒的香气在船台弥漫,庞大的船体沿着轨道缓缓下滑。
新船下水分为船台滑道下水、船坞直接下沉下水、气囊下水和侧向下水,举办隆重下水仪式的,一般采用滑道下水,这样会让观众看起来更有动感更有期待。
西方的掷瓶礼似乎比我们的宰牛杀羊三叩九拜更有趣,更隆重,于是,它很快传到东方国家,替代了烧香点蜡烛。
没料到“文化大革命”来了,造反的人要“破四旧,立四新”。这个抛酒瓶的仪式就是“四旧”,1814 年就有了,怎么不“旧”?从此,新船要下水,或者马马虎虎就下去了,就像开一辆新的轿车一样;或者请船长老婆、老轨老婆和政委老婆来主持,这是“突出政治”,这是彰显对海员群体的尊重,当时这么做,谁都没有异议。
如今,我们又恢复了掷瓶礼,而主持人一般都是有头衔的女官员。
必须说明的是:那个酒瓶是必须撞碎的,外国人认为撞碎了才大吉大利。倘若没撞碎,船东和船长都会面如土色,这不是个好兆头啊!
1982 年6 月,香港船王包玉刚在江南造船厂建造了一艘2.7 万 t 的散货船“世沪”号,其下水仪式邀请了菲律宾总统夫人伊梅尔达·马科斯作为新船的教母,揭开红布,砍断绳子,撞碎酒瓶,一切都顺顺溜溜,包玉刚很是风光,马科斯夫人也很风光。
同年,9 月25 日,“世沪”号的“妹妹”“世谊”号要下水,邀请正在上海访问的英国首相撒切尔夫人当教母。就在她砍断香槟酒的绳索之后,一阵风突然改变了酒瓶的运动轨迹,酒瓶没有撞碎,没有碰上船壳,竟然完好无损。在场人无不大惊失色,连首相自己都惊呼:“我的天哪!”
船台上的工人立刻补救,及时把酒瓶敲碎,算是化解了矛盾。
其实,船厂工人一直在下面有条不紊地忙碌着,拆除船底下面的下水龙骨墩之后,船平稳地搁置在滑板上,就由支架来支撑着。当工人得到新船下水的指令后,就打开阻止滑板滑动的止滑器,船舶就连同滑板和支架沿着滑道缓缓下水。为了减少滑板滑动时的摩擦力,工人事先在滑道和滑板之间涂上大量润滑剂,比如肥皂油脂、石蜡和凡士林油脂,等等。
当船舶全部竣工或者部分竣工后,其实都是由船厂工人来把船移到水面上去的,这道工序叫:“船舶下水”。新船可不是教母推下水的。
船体需要“吃水”
船,和排水量也是密不可分的。
排水量,不是指把船上的水“排”出去多少的“量”,而是指船体入水部分所排开水的重量。当一艘船浮在水面的时候,排水量就等于船的质量。
排水量分空船排水量和满载排水量两种。前者是指船舶在最低吃水线排开水的重量(也就是船体、机器装置、固定设备、工具、供应品、船员和船员的行李的重量);后者的满载排水量,是指在最高吃水情况下排开水的重量(包括船体和船上所载货物、燃料、淡水和其他储备物品的总和)。把满载排水量减去空船排水量,就是船舶的总载重量。
排水量的多少是根据吃水线来确定的,吃水线越下,排水量越少;吃水线越高,排水量越多。只要船浮在水上,就有吃水深度,只是深深浅浅不同而已。
在船舷的中部,都绘有国际航行船舶载重线标志,这是船长非常关注的一条线,也可以说是船舶的“生命线”。载重线的上缘是最高水面位置,不能超出上缘。一般来说,3 000 t 的船吃水在5~ 6 m,5 000 t 的吃水在7 m,10 000 t的吃水在9 m……
可是,我们在江上(尤其是小河上)经常会看到有些砂石船,拼命装砂,拼命填充,什么“载重量”,什么“吃水线”,统统抛在脑后。水快要淹到甲板了,还在不停地往舱里灌砂子。这种只顾赚钱不要安全的做法实乃铤而走险!
每艘船的载重量都是经过科学计算才规定下来的,都是通过吃水线来标明的。海事部门希望每条运输船既不要随意超载,也不要达不到满轮满载,刚刚好是最好的、最有效益的。
有一次,黄浦江潮水汹涌,并伴有大风,我亲眼见到一条超载的砂石船在黄浦江上顺流行驶,平时它们行驶像蜗牛,“突突突”地直“喘气”,速度非常慢;眼下,它却像脱缰野马。
砂石船的船老大也许发现黄浦江航道的中间有一艘没有动力的工程船正在施工,他立刻拉响汽笛,并转动舵轮想避让,但来不及了,大风和大潮推着它疾行,船头拗不过来,一大半“埋”在水里的砂石船,直愣愣朝工程船的船头冲去,只见它的船头瞬间被工程船的船头“吞”下,船艉立刻高高翘起,很快,它就完全消失在工程船的船肚子下面。警笛大叫,船员惊呼,可是江面上根本没有砂石船和船民的踪影,他和砂子一起葬身江底了……
看孩子嬉戏(油画棒画)
很多人不明白:水是滑滑的,柔柔的,玩过海上滑板的人和游过泳的都知道这一点。可为什么轮船在水中航行要比火车和汽车慢很多呢?这是因为它们在运动时所受的阻力显著不同。
做一个实验:两个运动成绩差不多的人,一个让他在体育场跑道上跑,一个让他在浅水中跑,结果后者要比前者慢得多。这是因为水的密度比空气的密度要大800~ 900 倍。以此类推,轮船航行时所受到水的摩擦阻力和涡旋阻力,比火车汽车行驶时所受到的阻力要大得多。不仅如此,轮船航行在空气和水的分界面上,还会产生很大的“兴波阻力”。所以,船是跑不过火车和汽车的(大功率的快艇除外)。
接下来要说说也是和船密不可分的压舱水,也是藏在船内里的水。
压舱水是一种专门注入轮船的水,就地取材,海水、江水、河水、湖水都可以。全世界的轮船每年要携带多少压舱水呢?100 亿 t!它们搭载着轮船周游世界,什么都不干,是“压寨夫人”。
压舱水不是用来喝的,它只是用来“压舱”的。把压舱水打入压载水舱,第一,为了能使船体有一定的吃水深度,螺旋桨能充分吃水,它的推进才有效率,否则它就“空转”;第二,为了保持船体的平衡,不至于向某一侧倾斜;第三,为了保持船舶的重量,不至于空载运行时“轻飘飘”。
现代化的货轮往船舱里装货时,前后、左右、上下,有时候装载得不是那么平均,不那么四平八稳,这时,船长就可以通过调节压舱水使之平衡,说得通俗一点,船体如果微微往右倾斜,那么往左面的压载水舱里调过水去。这时候的船长就跟打仗的首领一样:调兵遣将。
几十年前,我还在船上当水手。有一次,大副命令一个姓许的水手往压舱水舱里注水(我们船上没有木匠,这个活儿原本应该是由木匠来做的),小许来到那个三通开关前,转动凡尔,打开马达,他没有仔细操作,结果把海水打到淡水舱去了,咸淡混合,浪费了整整一柜的淡水。这是一次事故,小许让大副骂得狗血淋头!
本文开始时,笔者说过船舶的水都是“藏在船肚子里”的,其实,也有那么几股水是例外,它们不愿意被船体“藏”住:船的两舷都有几个出水口,水流不停地从里往外汩汩冒出。这种不肯“躲藏”的水是什么水?压舱水?舱底污水?洗澡水?还是洗菜水?是,也不是。原来,柴油机运转时柴油喷入气缸,会产生1 800 ℃的高温燃气。此刻,与高温燃气接触的气缸头、气缸和活塞等部件必须及时用淡水来冷却,否则瞬间会被烧坏。那么,冷却部件之后的淡水是否排出船外去呢?不,哪里舍得?轮船再用冷的海水江水河水来冷却这种发烫的淡水,让淡水保持在30℃~ 40℃。这样,它就可以循环冷却发热部件了。
谜底揭晓:我们看到船的两边有水不停地排出,这正是发烫的冷却了淡水的海水江水和河水。当然,排水口有时也有污水、卫生用水、压舱水等排出,但是它们是一时的,不会连续不断地排出。
眼下,船舷的排水口越来越少见了,这是因为船舶设计师已经把排水口设计在水下,这样一来,船体外形看上去更美观整洁,也防止那滚烫的水喷到邻船。当然,排水口放在水下,不等于不排水。
水很愿意载舟,倘若水面上没有船只,水是很孤独的,一直在水里游泳的人能有几个?船呢,多在水上或者水下行驶,可谓须臾离不开水(除了造船、修船、晒船期间),船的肚子里还藏着这么多水,船要下水还有这么大动静。