与摩尔定律相比,非硅领域的进步似乎相当缓慢。事实上,一些由木材或金属制成的设计在几代人之前就遇到了功能上的限制
的length-to-beam比率大型远洋船舶的LBR是这种技术成熟的一个很好的例子。这个比率只是船的长度和宽度的商,两者都是在水线处测量的;你可以简单地把它看作是一艘船的光滑性的表现。高LBR有利于速度,但限制机动性,以及货舱和客舱设计。这些因素,加上造船材料的特性,将大型船舶的LBR比限制在个位数。
如果你只有一根粗糙的柳条,上面铺上厚厚的动物皮,你就能得到一个人形大小的圆形或略椭圆形的木条小圆舟自古以来从威尔士到西藏使用的河船或湖船。这种船的LBR接近于1,所以它不适合穿越海洋,但是1974年一位冒险家确实划着小船横渡了英吉利海峡。
在每一个连续的时代,最大的船都变得更大,但长度与横梁的比只上升到一定的程度。更窄的设计阻力更小,因此速度更快,但适航性和载货能力的要求限制了瘦身的程度。约翰MacNeill
用木材建造可以让设计更流畅,但仅限于某种程度。古代和中世纪商用木质帆船的LBR增长缓慢。从埃及到意大利运送小麦的罗马船只的载重比约为3;3.4到4.5的比率是典型的维京船它的下干舷——水线和船的主甲板之间的距离承载能力更小让他们更不舒服
的圣玛丽亚1492年由克里斯托弗·哥伦布(Christopher Columbus)担任船长的一艘小型帆船,LBR为3.45。一些小的船首和船尾很高,轮廓接近半圆形。轻快帆船在接下来的两个世纪里,欧洲的大航海发现中使用的帆船也有类似的尺寸,但多甲板的大帆船更光滑金后在1577年至1580年间,弗朗西斯·德雷克(Francis Drake)曾用它环绕地球一周,LBR为5.1。
在接下来的250年里几乎没有变化。美国南北战争前欧洲移民美国的主要船只——包装箱帆船的LBR小于4。1851年,唐纳德·麦凯(Donald McKay)在设计时尚的快船时推出了飞翔的云,LBR为5.4,已达到非加固木的实用极限;超过这个比例,船体就会断裂。
高LBR有利于速度,但限制机动性,以及货舱和客舱设计。这些因素,加上造船材料的特性,将大型船舶的比例限制在个位数。
但那时木船已经过时了。1845年党卫军英国(由Isambard Kingdom Brunel(当时该国最著名的工程师)是第一艘横渡大西洋的铁船——它的LBR为6.4。然后廉价的钢材变得容易获得(多亏了转炉炼钢法转换器),诱使伦敦劳合社接受其作为一个可保材料在1877年。1881年,康科德线党卫军塞尔维亚“泰坦尼克号”是第一艘跨大西洋大型钢壳班轮,LBR为9.9。未来的钢衬垫尺寸接近这个比例:9.6RMS《泰坦尼克号》(1912年推出);9.3,用于党卫军美国(1951);8.9分党卫军法国(1960年,两年后波音707开始迅速淘汰跨大西洋客轮)。
大型集装箱船是当今最重要的商船,它们的载重比相对较低,以容纳成排的标准钢制集装箱。的MSCGulsun(2019年下水)是世界上最大的,可容纳23756个集装箱单元,长1312英尺(399.9米),宽202英尺(61.5米);因此它的LBR只有6.5。的海洋交响曲(2018),“泰坦尼克号”是世界上最大的游轮,它的长度只短了10%,但横梁更窄,LBR为7.6。
当然,也有更时尚的船只,但它们是为速度而设计的,而不是为了运载大量货物或乘客。双体船的每个半船体的LBR大约为10到12,而在三体船中,其中心船体没有固有的稳定性(这一特性由外伸架提供),LBR可以超过17。
本文发表在2021年8月的印刷版上,题为“船确实可能太长太细”。