为了诸位更好地了解周锦宇的超浅水船,下面根据相关报道全面介绍超浅水船的理论与实践问题。
一、超浅水船的理论基础
超浅水船,其字面含义是该类型船舶的吃水深度小于自重与载重相同的其他类型船舶的吃水深度。由于吃水浅,可以航行在航道较浅的内河水道,故称为超浅水船。如果超浅
①林枢,郑曙光.开创我国内河浅水运输新纪元.科技日报,1995一10一14
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水船真的能造出来,对于中国许多不能通航或者只能通过小木船的内河是一个喜讯。
排水型船舶能自浮和载重的物理学原理是阿基米德定律。阿基米德定律由古希腊人阿基米德发现,其含义是指一个物体(如排水型船)所受到的水的浮力等于该物体所排出水的重量。在造船行业中,每艘船的排水量即等同于该船的载质量(由于每立方米水的质量为一吨,排水量可直接折算为载质量,一般以吨计)。每艘船排水量的计算方法是计算每艘船浸入水中的船底部的体积,体积越大,排水量越大,载质量越多。所谓的万吨巨轮是指该船浸入水中部分的体积超过1万立方米以上。根据阿基米德定律,只要一艘船够宽够长,其吃水就可以很浅,因为排水量等于长乘宽乘高。但在造船时,除考虑吃水深度之外,还要考虑船型、适用等多方面因素,一味追求吃水浅没有意义。
《科技日报》1995年10月14日发表长篇通讯:《开创我国内河浅水运输新纪元―发展中的福建省船舶科学研究设计院》,文章这样介绍超浅水船的原理:
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周锦宇研究的超浅水船的原理是:将螺旋桨从船尾部移到船肿后,使推进器能在超出船体吃水的水准上工作,通过改变船舶推进方式,基本消除船尾推进器的空泡现象和推进器受伴流引起的船体振动及推进器自身发出的巨大噪音,从而大大提高船舶的操作灵活性、稳定性和抗波性。
这段有关超浅水船原理的文字并没有将问题解释清楚。有关吃水浅的解释只涉及到螺旋桨向前向上移动,但移动螺
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旋桨的位置本身与船舶的吃水深浅没有关系。有关解释更多涉及的是螺旋桨向前移到船肿部之后与船舶吃水深浅无关的其他好处,比如消除"空泡现象"、"船体振动"、"噪音",提高"灵活性、移动性和抗波性"等。
外行人读这段文字必须小心,如果不认真,可能会认同,但认真分析就会提出疑问,即所谓的原理并未解释清楚为什么螺旋前移既可实现超浅吃水,又可得到其他诸多的好处?"空泡现象"如何被消除?"船体振动"和"噪音"为什么会减小?"灵活性、移动性和抗波性"的提高又是如何实现的?读了该"原理"的人并不能明白。
为了解释螺旋桨前移的其他种种好处,周锦宇又称其创造为"新船舶推进理论"或"船舶推进新理论"。"新船舶推进理论"的核心是螺旋桨前移,据说螺旋桨前移不仅可以减少吃水深度,实现超浅水方案,还可以大大提高同功率发动机的推进效率,如"节油40%"、"成倍提高运输效益"、用新理论建造的船可将从上海至重庆的航行时间从8天缩短为3天等。①
二、超浅水船的具体技术方案
再好的工程技术观念,也必须转化为具体可操作的技术方案才有现实意义。如人类自古就有的翱翔天空的梦想,必须等到飞机发明之后才能实现。永动机的设想就是因为无法转化为具体技术方案而被科学家判处为不可能。周锦宇的超浅水船原理和"新船舶推进理论"的具体技术方案如何呢?
①蓝燕.周锦宇创新船舶推进理论技术效益惊人.中国青年报,19923一16
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查阅已知的有关周锦宇设计建造超浅水船的文献可知,周锦宇实现其所谓"新船舶推进理论"和超浅水船的核心技术是将原一般放在船尾的螺旋桨推进器前移到船肿部。有关该技术方案,福建省船舶技术研究所散发的材料声称,这是
一项划时代变革,它将宣告一百多年来各类船舶尾推进方式的结束,对发展水上运输的交通创立了新的起点,在船舶制造工业史上将产生巨大的变革性作用,对世界人类文明与科学技术进步发挥重要作用。
周氏船舶的新推进位置和新船型属船舶科学史上的首创,打破了世界上船舶研究设计制造中的禁忌,从而在世界船舶科学发展史上树立了一个新的里程碑,对世界船舶工业产生了划时代的变革,创立了新起点,是对人类的科学技术发展做出的重大贡献。①
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以上赞美之词,对于伽利略、牛顿、爱因斯坦、莱特兄弟等人倒是名符其实,对于周锦宇的发明是否值得如此赞许,至少应该留给后人、留给历史去评说。
根据"新船舶推进理论"设计制造的第一艘排水型船名为"华新轮"。1992年((中国交通报》记者苗木实地采访过
①中国造船工程学会编印.周锦宇"超浅水船""发明创造"真相(内部材料).1996.20
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"华新轮",采访了当时负责造船的工人。工人讲了以下一段话:
当时周锦宇只是画了一张草图,没有线型图,也没有任何正式的施工图纸。他说是保密项口,要保密。他只告诉我们"华新轮"的主尺度。于是我们先倒成蜡模,然后按蜡模尺寸放样。做蜡模时,周锦宇搞得很神秘,门窗都关着,不让别人看,更不让别人进入。
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造船工人还反映,周锦宇原来并没有考虑到螺旋桨在浅水中的保护问题。工人建议在船底挖一个隧道,把螺旋桨装在隧道里。周锦宇采纳了这个建议,后来他便据此申报了"W形隧洞体流线型的船舶"专利。①螺旋桨前移至船肿部隧道方案,使船的横切面类似于英文大写字母W,故周锦宇设计的超浅水船的另一个名称是"W船"。
"华新轮"于1987年9月建成下水,当年10月8日和次年1月进行了深浅水试航,被广泛宣传,是"周锦宇大胆向传统理论挑战"的典型范例,但记者苗木在福建闽江航运总公司造船厂码头见到了"华新轮",真实情况是除两次试航之外,"华新轮"建成之后一直停靠在码头,已锈迹斑斑。如果造船工人的话可信,那么周锦宇的超浅水船一开始就有问题。螺旋桨从船尾移到船肿部的三又二分之一站处后,螺旋桨工作将需要更深的航道环境,以保护螺旋桨不触及水底,因为螺旋桨前移后将比在船尾时的水平位置更低。①苗木.科学不再沉默.中国交通报,1992一7一11
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对于周锦宇采用的新推进方式,1992年4月8日《经济日报》记者张小国描述为《一移惊天下》。张小国写道:100多年来,世界上的船舶一直沿用尾推进方式,即推进器置于船尾部,当船航行时,工作于船尾的螺旋桨容易发生空泡现象(作者注:学术名称是涡流),而且转速越高空泡越严重,推进效率越低。当船舶吃水浅时,螺旋桨的最佳工作直径难以实现,若保证了最佳直径,则吃水浅的性能又实现不了。因此,如何大幅度提高排水型船舶的航速和吃水浅的问题,一直是横置在世界船舶专家面前的两大难题。
周锦宇……提出大胆假说,将螺旋桨前移至船
体的中部,如何?
就这么惊人的一移,解决了世界船舶史上的百年难题,一种世界首创的船舶推进新理论终于诞生了。
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记者的叙述,原材料源于周锦宇。《一移惊天下》有三个漏洞。一是螺旋桨的位置问题。在由螺旋桨推进的排水型船只中,螺旋桨置于尾部只是一种类型,也有将螺旋桨置于首部、中部的船舶,只是不常见而已。可见周锦宇前移螺旋桨绝不是世界首创,他在欺世盗名。二是螺旋桨本身与船的吃水深度没有直接关系,吃水深浅与船的自重、载重量相关,而不是由螺旋桨的位置和大小决定。螺旋桨的直径一般远小于船的吃水深度。三是违背基本的物理学常识。当带动螺旋桨运转的发动机功率不变时,不管螺旋桨置于船的首、中部还是尾部,传递给船的作用力大小一致,就像同一个人
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移动同一辆车,推或拉并无本质区别。对效率有影响的是相关因素比如涡流、兴波等。这些因素对推进力的影响有一个范围,而且船舶工程技术人员多年来一直致力解决这类问题。因此,仅移动螺旋桨的位置不可能大大改变推进效率,不可能出现周锦宇声称的惊人效果。
当然,如果移动螺旋桨的位置确实可以显著改善螺旋桨的工作效率,也应当是一件可喜可贺之事,但是周锦宇既没有给出具体的理论、推导公式与数据,又没有进行过模拟实验。他给出的有关对照试验结果被行家判定为没有统计学意义,即超浅水船与其他做对照研究的船舶的差异被判定与螺旋桨位置无关。
三、新理论的物化结果
}根据周锦宇和福建省船舶技术研究所提供的资料,周锦。。/}宇设计建造了8艘超浅水船。
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1."华新号"
1987年初,周锦宇调入福建省科委后,省科委下达"科技攻关项口―30吨新型货轮'华新号'研制计划",由省科委拨款4.5万元,闽江航运总公司出资5.9万元,联合研制。同年4月开始在闽江航运总公司造船厂建造,9月下水,10月深水试航,1988年1月浅水试航。航线是从福州驶往建欧。"华新号"设计载重30吨、时速18公里。浅水试航时载重5吨,时速12公里。自"华新号"两次试航后是其长达4年之久的停泊生涯。
1987年11月10日,由福建省科委主持,在闽江航运
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总公司召开"30吨位新型货轮研制成果研讨会",形成《会议纪要》,宣称"试航成功",1987年12月11日,《中国青年报》在头版头条报道"华新号"试航成功,标题是《船舶推进方式的一次变革,周锦宇大胆向传统理论挑战,我国许多水系将结束不能通航的历史》。请注意,此时浅水试航尚未进行,行政和媒体形式的成果鉴定就已经出笼。1992年1月,4年未动的"华新号"从闽江航运总公司造船厂被拖到福州造船厂,铲锈、涂漆、装饰一新。1月16日,"华新号"现场新闻发布会在福州召开,中央驻闽和福建地区数家新闻单位的记者应邀前往乘坐"华新号"。福建省科委主任亲临现场。周锦宇在会上向记者们提供新的"报道素材":《世界首创的第一艘牵引式超浅水船―华新号简介》。其后,《科技日报》于1992年3月9日头版头条发表《新的发明、新的贡献―周锦宇的新理论和五项发明专利对船舶制造和航运事业产生重大影响》。
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9."富屯溪号"
1989年6月,周锦宇与福建省南平地区行政公署签订"建造二艘'超浅水船'协议书",其中包括为顺昌建造一艘载重50吨超浅水船,总造价59万元。后经反复协商,给顺昌县建造的超浅水船立项成为国家"八五"火炬计划科技项口,福建省科委两次共拨经费28.1万元,载重改为100吨,按协议应在1992年10月建成,11月下水试航。
时间拖延至1993年10月9日,周锦宇带人到福州造船厂,将他的第一艘样版船,1987年下水的"华新号"开到福州市鳖鱼峰福建航道工程处,起吊上岸,切成数段运往南
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平。1993年10月至次年1月,"华新号"在南平沙溪口河堤上加长加宽,变成80吨"富屯溪号"。这与原设计、计划的100吨新船"富屯溪号"相去甚远。旧船改造的"富屯溪号"于1994年1月26日空载从南平沙溪口"首航"顺昌县城。
1994年3月17日,《科技日报》发表记者任永祥《八十吨级超浅水货轮试航成功》一文。同年11月16日,福建省科委对国家"八五"火炬项口―"富屯溪号"进行技术鉴定,随后,有关"富屯溪号"的试航成功与高度评价见诸《光明日报》、《科技日报》、《中国青年报》、《福州晚报》、新华社、中央人民广播电台等媒体。
但是自"富屯溪号"建成首航之后,一直未能投入运营。在"富屯溪号"的建造过程中,闽江航运总公司曾发文《关于要求暂停"华新轮"改建的货船"富屯溪号"办理检验手续的报告》,抗议周锦宇侵犯了闽江航运总公司对"华新号"的产权。
7.四川省长宁县超浅水船
1989年10月,周锦宇与四川省长宁县航运公司签订合同,周以7000元的价格为长宁设计一艘40客位超浅水船。长宁县政府特地拨出2万元财政补贴给长宁县航运公司,用于建造超浅水客船。1990年4月,周寄出有关的船舶设计图纸,收专利设计费3500元。同年6月该图纸经四川省宜宾地区港鉴处船检科审图,发现型线图投影关系不正确,无法进一步审查,退回设计图纸,长宁县航运公司多次致电、致函周锦宇,但得不到答复,已备料的造船工作只好作罢。
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但在1990年6月22日,((t畜州晚报》刊出《省船技所所长周锦宇杰作,"超浅水船"问世引人瞩口》一文。文中写道:
四少11省长宁县的长宁河由于枯水,60年代开始断航。周锦宇的研究所不久前为该县设计一艘吃水0.3米,载客40客位的"超浅水船",使该县断航的历史宣告结束。
1991年7月,长宁县航运公司致函周锦宇,追讨预付的专利设计费,1992年1月,在长宁县航运公司将要提起诉讼的情况下,周锦宇退回长宁航运公司的3500元专利设计费。
3.江西赣州300吨超浅水船
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1989年9月21日,周锦宇与江西省赣州地区航运公司签订合同,合同规定赣航以1万元专利费引进周的两项"发明专利",建造赣江300吨级"一顶一"船组。该船设计要求:载货310吨位时航速为10.5公里/小时。1989年12月,赣南造船厂开始建船,周锦宇于1990年3月、5月两次亲临赣南造船厂指导建船。1990年8月船组建成下水,9月13日试航。试航载货量为280.5吨,航速仅为6.786公里/小时,低于设计航速的35.38%,也低于该航运公司现有常规船型84吨级机驳正常航速41%。1990年10月1日,周锦宇到赣州,在《关于对"一顶一"船组技术完善会议纪要》上签字。
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应赣州地区科委、交通局、航运公司的要求,武汉水运工程学院吴秀恒、李也漠、周俊麟等专家教授一行12人,于1990年12月巧日至17日在赣州联合召开"赣江300吨级'一顶一'船组技术分析会",通过实船考察、航速复核、图纸审查和分析论证,会议得出结论:该船组由于使用了周锦宇的"专利技术",造成的快速性非常低劣,实船航速大大低于设计要求,同时操纵性很差,以致该船根本不能投入营运,是一起罕见的设计质量事故。
1991年1月至4月,赣州地区航运公司按专家提出的技术改造方案,对该船进行技术改造,切掉该船三分之一长的尾部,改变尾部线型,将螺旋桨后移。改造历时3个月,耗资5万元,该船才起死回生。改造后该船满载航速达到9.8公里/小时,比改造前提高44.1%。1991年2月8日,江西省交通厅为此向全省航运企业发出通报,要求各企业借鉴该船技术引进失败的教训,认真对待技术引进,防止上当受骗。
1991年2月,周锦宇以福建省船舶技术研究所的名义发文,文中倒打一耙,指责"赣江300吨级'一顶一'船组技术分析会",称其为"是建国以来中国科学技术发明史上一次空前的反科学、扼杀中国发明创造、以假乱真的会议"。
2.陕西黄河超浅水船
1987年底,陕西某部以2万元专利设计费,引进周氏发明专利,委托周锦宇设计"黄河30吨超浅水机驳"、"黄河75吨超浅水顶推船队"。1988年9月,图纸送到西安,由于许多关键性技术数据周以保密理由不予介绍,陕西黄河
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航运指挥部冯雷副主任等携带摄像机南下福建考察,想拍下"华新轮"实船航行的情况,但周锦宇以"华新号"在外地为由拒绝,冯雷等只看到"华新号"试航录像。1989年5月,两方在西安召开"造船设计方案讨论会",但达不成一致意见,周的设计图纸两次被退回,但已支付的专利费用2万元则一去不复返。所谓黄河超浅水船不了了之。但是周锦宇在福建省船舶技术研究所的《简报》中称:
"黄河超浅水船"吨位大,吃水浅,使得航道在不需要进行整治挖深的情况下就可以通航,可以解决黄河水系几千公里因浅水不能通航问题,为实现黄河水系全线及支流通航打下基础。
刊于1995年10月14日《科技日报》的文章称:
福建省船舶技术研究所提交的"黄河30吨超浅吃水机动驳"和"黄河75吨超浅吃水顶推船队"设计方案图纸审定会于1989年5月在西安召开。与会人员经审定一致认为,提交的两种船舶设计方案图纸和设计技术指标,都具有吃水浅、船舶浅水航行性能优异等特性,在浅水船舶设计方面有其独创性和技术先进性。
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实际上,周锦宇还设计或建造了多艘超浅水船。如厦门邦益公司花专利设计费用5万元,委托周设计一艘8客位玻璃钢电动游艇;福建省龙岩地区的汀江超浅水56座位客船;贵州省赤水市航运公司"高性能的超浅水船";"白洋淀40
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客位超浅水船"等。
从结果看,周锦宇设计建造的船舶可大致分为两类:一类是购买专利、委托设计的单位,由于采取负责任、科学的态度认真审查设计方案,结果是不敢造,也造不出真正的超浅水船。这类超浅水船始终仅停留在图纸上,有一些甚至只停留在周锦宇的嘴上。另一类是已采用周的设计方案建造成船,造好的船无一例外达不到设计要求,或一泊多年,或耗资改建。自周锦宇出道以来,没有一艘像周锦宇声称的超浅水船出现过,超浅水船只出现在周的无穷无尽的吹嘘之中,只出现在某些新闻媒体不负责任的报道中。中国人只能在媒体上看到"华新号"等超浅水船的雄姿,而在内河航道上根本就看不到,因为它根本就不存在。但在周锦宇的辞典中,每艘船都是中国乃至世界造船史的里程碑,有航行的录像作证,有领导的题词作证,有记者的报道作证。
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