大型LNG船、大型郵輪、航空母艦這三顆“皇冠明珠”的攻克,標志著中國從“造船大國”向“造船強國”的質變。
站在上海長興島的造船基地,眼前同時建造的19艘液化天然氣(LNG)運輸船如同鋼鐵巨獸般矗立,平均每艘造價超過2億美元,長度堪比3個足球場。這些龐然大物不僅是現代工業的杰作,更是中國船舶工業從傳統向現代化躍遷的縮影。將視線拉回兩千年前,泉州港的福船正載著青白瓷向波斯灣進發,船尾的指南針在月光下泛著青銅光澤。彼時的中國已憑借水密隔艙、多重龍骨、過洋牽星術等超前技術,成為航海文明的先驅。從木帆船到智能巨輪,中國船舶工業的進化史,不只是一部技術革新史,更是中華民族海洋文明的覺醒史詩。
浮木成舟:古代航海的技術密碼
浙江井頭山遺址,是浙江和長三角地區的首個史前沿海貝丘遺址,也是中國沿海年代最早、埋藏最深的海洋文化遺址。井頭山遺址出土的刳木船殘骸,將該地區的人類活動史前推到距今8000年左右(碳-14測定為8000年前),并證實中國先民在新石器時代已掌握木材加工技術,運用于造船。迄今為止,中國各地發現有少量年代較跨湖橋獨木舟略晚的史前獨木舟、船具和船模型,如浙江余姚河姆渡遺址出土的木槳、浙江余姚田螺山遺址出土的獨木舟模型、余杭茅山遺址出土的獨木舟、浙江杭州水田畈遺址出土的木槳等。
中國早期的船均以整段圓木鑿挖而成,印證了《易經·系辭》中“刳木為舟,剡木為楫”的記載,未見顯著的技術進展,僅舟體形態、規模有所差異。此后,甲骨文至商代晚期金文中“舟”字的多種變體,揭示出古代船舶形態進入快速迭代時期。而真正改寫航海規則的,是東漢時期的水密隔艙技術——通過樟木隔板將船體分隔為12~18個獨立艙室,這項較西方早10個世紀的技術創新,使船舶抗沉性大幅提升。
此后,在泉州后渚港出土的宋代沉船中,考古學家發現了采用榫卯與鐵釘復合工藝的橫向隔艙壁。該船現存12道水密隔艙壁,每道隔板與船殼板通過“子母口榫”接合并以鐵鉤釘加固。這種結構既保證艙室水密性,又可通過拆卸鐵釘實現局部維修,不僅提升安全性,更開創了模塊化造船理念——每個艙室可獨立維修,大幅降低維護成本。“水密隔艙福船制造技藝”蘊含的“分艙化+可替換”設計理念,較歐洲工業革命時期興起的標準化造船技術提前了600余年,并于2010年被聯合國教科文組織列入“急需保護的非物質文化遺產名錄”。
1420年,在南京龍江船廠,工匠們打造了一艘長126米、寬51米(明制長四十四丈、闊一十八丈)的寶船。船體采用“多重龍骨結構”:鐵力木打造的貫通龍骨,配合六道橫向龍骨,形成空間桁架體系,使船體縱向強度提升四倍;七層船殼板以魚鱗式搭接,配合桐油灰捻縫工藝,足以抵御印度洋的滔天巨浪。
除了造船工藝,并行發展的還有航海工程學。鄭和船隊的導航系統堪稱古代“黑科技”:“過洋牽星術”——通過測量北極星高度確定緯度(誤差±0.5度),與旱羅經形成三維定位系統;“更香計時”——將晝夜分為10個航段,結合《鄭和航海圖》中的“針路”記載,構建起完整的導航體系。這種系統性創新,支撐著船隊七下西洋,在28年間航行的里程相當于繞地球3圈。
南宋市舶司年征收關稅最高達200萬貫,占當時中央財政收入的20%。明代隆慶開關后,通過福建月港等樞紐,全球白銀如潮水般涌入中國。1567年至1644年間流入白銀總量達3.5億兩,相當于當時世界白銀產量的三分之一。這不僅催生了中國的“白銀帝國”地位,更推動全球形成以白銀為錨點的貨幣體系。往來商船運輸的不僅是貨物,更是技術革命的火種:阿拉伯商人通過中國海船習得指南針技術,威尼斯探險家尼科洛·達·康提將水密隔艙圖紙帶回地中海。這種技術擴散比哥倫布遠航早兩個世紀,催生了跨文明的知識共享網絡。
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泉州后渚港出土的宋代沉船
鐵甲悲歌:近代轉型的困局突破
1866年福州船政局落成時,從法國引進的蒸汽動力系統需要手工制造1278個精密零件。首艘自主建造的“萬年清”號軍艦,雖然鍋爐熱效率僅達設計值的58%,卻標志著中國進入動力機械時代。該船廠培養出魏瀚等中國第一代船舶工程師,并主導設計了平遠號鋼甲巡洋艦,其210毫米克式主炮的仰角調節構件精度達到0.1度,射程覆蓋12海里,性能超越同期日本艦艇。1889年江南制造局仿制的三脹式蒸汽機,熱效率提升至15%,推動船舶航速突破15節。洋務運動對近代中國的船舶工業啟蒙,起到長足的作用,但船舶核心部件仍依賴進口,這也折射出當時中國船舶工業乃至整體工業體系的不完整。
1894年黃海海戰中,“致遠”艦試圖撞擊日艦時發生了鍋爐爆炸,暴露出燃煤質量的致命缺陷——本土煤礦的劣質煤熱值僅為進口煤的60%,劣質煤燃燒時“煤屑散碎,煙重灰多,難壯汽力,兼礙鍋爐”,導致艦船動力輸出不足且加速鍋爐磨損。戰后統計顯示,北洋艦隊燃煤進口依存度達100%,天津機器局生產的炮彈裝藥合格率不足30%,穿甲彈啞火率高達40%。“靖遠”艦裝載的210毫米克虜伯炮彈雖為英國原裝,但北洋水師自1891年停止進口后,被迫使用絲綢包裹黑火藥的山寨彈,而日軍裝備的下瀨苦味酸炸藥炮彈,其爆炸威力是黑火藥的10倍。這種全產業鏈的缺失,最終導致《馬關條約》2.3億兩白銀的戰爭賠款,相當于清政府年財政收入8000萬兩的3倍。這場戰爭失敗的本質,是農業文明與工業文明的碰撞中,制度性腐敗與技術代差的必然結果。
清朝滅亡后,1918年江南造船所承建了“官府號”萬噸輪,該船雖采用美國鋼鐵公司提供的船體鋼材及部分技術圖紙,但江南造船所在建造中攻克了多項關鍵技術壁壘,創造了遠東地區最大噸位船舶建造紀錄。抗戰期間,上海求新造船廠工程師秘密測繪的日軍“夕張”號巡洋艦等艦船結構圖,成為戰后重建中國船舶的重要技術儲備。這些用密寫藥水記錄在《申報》夾層中的圖紙,現存于中國船舶檔案館第203號文獻柜。凝結著工程師智慧與勇氣的技術火種,跨越戰火與時代的阻隔傳承了下來。
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“萬年清”號軍艦 圖/陳悅
深海揚帆:現代工業的筑基之路
1954年,中國組建了有史以來的第一支潛艇部隊——海軍獨立潛艇大隊,同年基于蘇聯轉讓的6603型(后改名03型)潛艇,在江南造船廠進行國產化。03型潛艇的建造,不但為中國海軍裝備了21艘由自己建造、在上世紀50年代具有世界水平的中型魚雷潛艇,更重要的是通過學習消化蘇聯轉讓的技術資料、生產技術和組織生產的管理技能,培養了人才;促進了艦艇工業和企業整套現代管理機構和制度的建立,以及現代生產技術的改造和提高;邁開了建造現代潛艇的第一步,使中國從一個不能建造潛艇的國家躍升為能裝配生產現代潛艇的國家。1958年,大連造船廠通過分析蘇聯遺留圖紙、補充缺失資料,攻克了耐壓殼體焊接變形、導彈發射筒分段加工等144項關鍵技術,最終于1966年交付首艘國產31型潛艇。中國軍工船舶技術以自主創新突破封鎖桎梏,從逆向仿制到尖端領航,彰顯了核心技術自主可控的戰略定力。
但在當時,我國的造船技術和國際先進水平還有差距。1982年,大連造船廠為挪威建造11.5萬噸穿梭油輪,因不符合挪威船級社(DNV)的焊接標準返工三次,船東提出的修改意見多達1200項。這次教訓催生了中國首個船舶焊接工藝標準(CB/T3952-1985)。到2002年交付30萬噸級超大型油輪(VLCC)“遠大湖”號油輪時,我國已主導制定18項國際船級社規范,其中關于超厚板焊接的工藝標準被納入國際船級社協會(IACS)統一要求。2010年,滬東中華研發MARK Ⅲ型LNG船圍護系統,通過235項嚴格測試,打破了韓國壟斷并成為國際招標的必備技術。國際船級社協會收到的提案中,中國提案通過率從2010年的12%提升至2024年的38%。中國船舶工業在國際標準博弈中實現了從被動接軌到主動引領的跨越,重塑了世界造船業規則制定的新格局。
與此同時,我國深海裝備的技術也實現了跨越。“藍鯨2號”半潛式鉆井平臺配備的DP3動力定位系統,能在12級臺風下將位移控制在11米以內,傾斜不超過2度。與傳統單鉆塔平臺相比,藍鯨系列配備了高效的液壓雙鉆塔和全球領先的閉環動力系統,可提升30%的作業效率。2023年下水的“奮斗者”號全海深載人潛水器,采用中國自主研發的Ti62A鈦合金載人艙,可搭載3人,抗壓能力達1100個大氣壓,創下世界最大載人艙紀錄。2020年11月10日,“奮斗者”號在馬里亞納海溝成功坐底10909米,刷新我國載人深潛紀錄,目前已累計完成25次萬米級下潛。中國深海裝備技術的跨越式發展,彰顯了自主創新實力。
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“藍鯨2號”半潛式鉆井平臺 圖/深圳門戶網
駛向未來:中國船舶工業的新航線
2021年,我國首艘無人集裝箱船在青島起航,這標志著中國航運業智能化革命的開始。“智飛”號是我國首艘具備自主航行能力的智能集裝箱商船,其性能參數顯示:該船總長117.15米,型寬17.32米,型深9.9米,排水量約8000噸,載箱量為310標準箱(TEU),設計航速12節(約22.2公里/小時),續航力達4500海里(約8334公里),主要服務于國內沿海航區集裝箱運輸及智能系統測試。搭載功能方面,該船支持三種駕駛模式:人工駕駛(提供環境感知與避碰決策輔助)、遠程遙控駕駛(通過岸基控制中心操作)、無人自主航行(全自動路徑規劃與避障)。
“智飛”號的核心功能包括:智能感知與避碰(通過雷達、攝像頭和船舶自動識別系統實時捕捉環境數據,結合波浪主動抑制算法清洗干擾信號,實現毫米級動態目標識別);自動靠離泊(利用北斗導航與多傳感器融合技術,可在10分鐘內完成港口自動停靠);船岸協同(通過5G、衛星通信等多網多模通信系統,與港口、海事、航運機構實時聯動,優化航線規劃與貨物調度)。作為國家重點研發計劃成果,“智飛”號已累計完成近600次商業航次,其技術突破為智能航運標準制定和產業升級提供了實船驗證,標志著我國在船舶智能航行領域位居全球前列。
在全球環保意識日益增強的當下,環保新規如國際海事組織(IMO)推出的碳排放新規,正深刻重塑航運與造船市場格局。根據自2023年起實施的相關新規,大量不符合碳排放標準的老舊船舶面臨被淘汰的命運,新能源船舶作為綠色替代方案備受矚目。
2023年底,基于中國船舶集團七一二所提供的動力系統,我國首艘自主設計建造、擁有自主知識產權的江海直達純電池動力集裝箱船N997號完成了試航。N997號采用電池包總容量5萬千瓦時的裝船電池,其續航里程超過380公里。此外,該船還可以通過箱式移動電源進行換電續航,并且吊裝一塊箱式電池僅需10分鐘。完成試航后的N997號將被用于長江武漢段貨物運輸。
2024年,全球首艘氨燃料動力集裝箱船“綠航”號(GREEN SEALION 1400)由中國船舶集團上海船舶研究設計院動工設計。該船總長150米,型寬27米,載箱量1400TEU,配備氨燃料發動機及儲供系統,船舶能效設計指數(EEDI)低于基線45%,碳強度評為A級,每年可減少約1萬噸二氧化碳排放,計劃于2026年交付使用。
據工信部數據,2024年上半年中國新接綠色船舶訂單占全球71.7%,覆蓋散貨船、油輪、集裝箱船等主流船型。
高端裝備的國產化也實現了突破。從2008年第一艘國產大型LNG船“大鵬昊”號交付,到2024年全球最大B型LNG燃料艙船“瑪利亞克里斯蒂娜”輪下水,我國已打破了國外長期的技術壟斷,并逐步形成滬東中華、江南造船等產業集群,訂單排至2028年,占全球市場份額超35%。
大型郵輪建造曾是歐美船廠的專長領域,但中國船舶工業奮勇攻堅,成功突破。從設計到建造,每一個環節都凝聚著中國工程師的智慧與汗水。2023年6月6日,中國首艘國產大型郵輪“愛達·魔都號”出塢,標志著中國成功摘取世界造船業“皇冠上的明珠”。第二艘國產大型郵輪“愛達·花城號”于2024年4月中旬開始搭載,2025年1月15日實現全船貫通。
中國已經實現航空母艦全鏈條自主建造,遼寧艦(2012年)、山東艦(2019年)、福建艦(2022年)的接連下水,終結了美國對超級航母的技術壟斷。福建艦作為首艘彈射型航母,采用電磁彈射技術,艦載機出動效率提升30%以上。
大型LNG船、大型郵輪、航空母艦這三顆“皇冠明珠”的攻克,標志著中國從“造船大國”向“造船強國”的質變。
從良渚文化的獨木舟到智能無人船,中國船舶工業智能化、綠色化、高端化的進化史,何嘗不是一部文明形態的升級史!當我們凝視江南造船的腦機接口操控臺時,鄭和船隊的星盤已化作北斗衛星全球導航系統,水密隔艙福船制造技藝也進化成了納米涂層防腐技術。這種跨越千年的技術基因傳承,正推動著中華民族在21世紀海洋文明建設中,從技術跟跑者轉變為規則制定者。在碳中和目標的驅動下,氨燃料動力標準、智能船舶認證體系等“中國方案”正在重塑全球海事規則。
未來的深藍航道上,中國智慧必將為人類可持續航行貢獻新的范式,正如《鄭和航海圖》曾指引世界探索未知,今日的“一帶一路”倡議正在書寫海洋文明的新篇章。(作者單位:國家知識產權局專利局專利審查協作湖北中心)
(文章來源:《創意世界》2025年7月號)
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