一艘种满蔬菜的船——若兰号 然而，我总是乐意想而不乐意做，担心做了，未必就实现——费心费力从来不是人类的演变方向…… 不过，所有不自觉陷入发呆的人，总有一天会醒过来。 为了那天的到来，今天我决定用阿基米德原理、欧几里得几何等分析这艘超级塑料瓶船的可行性，探讨它的设计、浮力、动源、淡水、种植、养殖、造价等。在我之前，已经有人做过，在我之后，也会有人尝试，但我觉得，我的创意还是与众不同。 Plastiki，图自Plastiki 到目前为止，用塑料瓶做成船，并成功漂洋过海的壮举，只有2010年David de Rothschild策划的Plastiki 一、概括介绍最先我是想用可乐瓶制造，甚至已计划搜集瓶子，但随着想法的深入、视野的开阔，我越发觉得需要更多“不同规格”的塑料瓶！ 曾经累积的可乐瓶 首先，超级塑料船行驶范围不仅是内陆的江河湖泊，我更希望她能够面对汪洋大海，也许有朝一日还会越洋到达日本、美国。 其次，船体打算用镀锌钢管316L焊成，据说比较耐海水腐蚀。 船的上层结构分两层，底层主要是种植、养殖，种植也许采用泡沫箱+椰土，既轻又透气还富含养分；粗略一算，种植面积超过20平方米，轮番种植各种速生菜；鸡笼有3层，悬靠后方，面积8.4平方米，约可养30只鸡。顶层是生活空间，四周围栏，空气流通，夜歇于睡袋或帐篷，甚至是橡皮艇，另有画板、写字桌，风扇、电冰箱，电炉、蓄电池等电器设备；最上方铺12块300W太阳能板，理论上10小时应该有36度电，实际效能最少也有7.2度；并且，支撑四端的高度可以自由调节，实现光线垂直于太阳能板，最高效率利用太阳能；阴天时，太阳能板还可以收集雨水，天气恶劣时，也可以收纳起来。 底层 浮力来自船体182个12升塑料瓶以及双体约6000升的空间，由于采用塑料瓶，故不考虑水密舱。 船底采用双体结构，以增大其稳定性，使之能在海上承受较大风浪；而且，双体结构能带来更多空间，但又不拖累航速；另外，我打算用网把双体围起来，其间便可以养鱼养虾，如果将网设计成渔笼，还能捕捉野生鱼虾。 双体示意图 二、理论分析1、结构与重量 将镀锌钢管焊成长方体骨架以及三棱柱骨架。 钢管6m一根，口径3x3cm，径厚0.3cm，每根约15kg，大概180元一根。 保守估计，长面前后20根；宽面?长前后10根，中间8+13+13=34根；另?长20根；合计至少需要42根，约花7560元，42x15kg=630kg，加上栏杆、铁网、铁丝，结构方面，钢管重量估计要1吨。 架构 生产方面，假如用泡沫箱+椰土，每箱大约40kg，两侧与中间共44个，40x44=1760kg；加上悬吊种植葱、草莓等花盆，约2吨。 铁丝网鸡笼，以及配套的饲料、饲料盆、清洁工具等，可能要100kg；饲料无需天天供应，故不需备太多，碾磨虾壳、鱼骨等也可以；鸡笼体积280x100x130=3640000，即3.64立方，分3层，养30只鸡，假设每只5kg，那就是150kg，加上鸡笼，算它300kg。 鸡笼 太阳能板300W一块大约要500元，12块就是6000元，重量12x19=228kg；电冰箱、空调扇、写字桌、洗衣机、电磁炉、收纳箱、塑料桶、电饭煲、炒菜锅等生活用品、家具、电器，也许需要1.5吨。 也可能采用中间支撑太阳能板 加上两名成人，合计——可能重5吨。 2、浮力的分析 浮力主要依靠塑料瓶，由2部分构成，一是船体的底长方体，二是双体的三棱柱体，方体长宽高为6m，3m，0.29m，12L饮用水瓶每个高0.415m，直径0.23m，那么6/0.412≈14，3/0.23≈13，13x14从而得出182个塑料瓶；柱体为等腰三角形，底边1m，高1.5m。 主要使用的塑料瓶 粗略估算，底长方体182个12L饮用水瓶是2184L，1L水大约是1kg，那么，底方的浮力最高可达2.184吨。 精算的话，根据阿基米德原理，浮着的船会排开与本身重量相同的流体—— F浮=G排=ρ液?g?V排=1kg/L﹡9.8N/kg﹡12L=117.6N，减去塑料瓶重0.275kg﹡9.8=2.695≈2.7N，每个塑料瓶的浮力便是117.6－2.7=114.9N，182个塑料瓶总浮力即20911.8N，换算为质量m=G/g≈2134kg，与上面的2184kg差不多。 三棱柱体V=S底面积?H高=（1﹡1.5）/2﹡6=4.5，双体即9立方米，也就是9吨，减去塑料瓶之间的空隙，6吨应该是有的。三棱柱体先堆小胶瓶，再堆大小不一的胶瓶，故需要不同规格的塑料瓶，以更充实的填满双体；三月半年检查一次，看看有没有需要更换的塑料瓶。 蓝色为底长方体，绿色为三角柱体 也就是说，这只船的排水量大约为8吨。 三、种植与养殖1、种植 我将种植这些蔬菜：葱、芫荽、罗勒、薄荷、丝瓜、苦瓜、白菜、生菜、韭菜、蕹菜、春菜、芥兰、香菇、草菇、鸡腿菇、番薯、草莓等，因为我都种过或接触过，知道它们的收成季节、种植方式，至于大米，也许需要储藏或通过交易。 各种塑料瓶种植方法 一般来说，菇类在下，菜类居上，叠层而种，以增更多种植面积；另外，瓜类爬藤，也是夏日遮阳的好办法，葱、草莓采用吊栽方式，更意欲充分利用每一寸空间。 2、养殖 主要养殖鸡、鸭、鱼、虾，也许还有生蚝、海胆等。 做好蔬菜保护措施后，释放鸡鸭出来漫步，吃点蔬菜啄点虫拉点屎，它们的排泄物会冲到水里，让鱼吃；如果养鸭，还会让它们下水，用泡沫箱等围起来。双体与船底之间的空间是个棱台，也可以视作四棱柱，体积根据坝体计算方式=（上底+下底）﹡上下底之间的距离÷2×棱台的长度，即（1+2）﹡1.5÷2﹡6=13.5立方米，按照棱柱计算，V=SH=2.25﹡6=13.5，都是一样的。这个水底鱼塘应该可以养不少鱼虾，钓鱼、捉鱼也很方便。双体是铁网包裹，铁网可拆，网内还考虑养殖生蚝、薄壳等。 生蚝养殖示意图 双体之间用网围起来，并设计为渔笼形式，又有鸡粪等等源源不断的饵料，相信各种海鲜也会自动自觉地投怀送抱。 四、淡水保障首先，获取淡水有3种方式，一是靠岸时从陆地采集；二是太阳能板收集雨水；三是利用太阳能蒸馏。 太阳能海水淡化 其次，用12升或更大容量的桶装水瓶储存淡水，系于船舷，必要时也可以当作是一种护舷。 五、动力理论上，双体船结构速度不慢，但我无法计算她的吃水深度，船舭与水桶所造成的阻力也就无法估量。轮机知识我几乎不懂，所以，留下这个问题：太阳能板提供的电量能否驱动螺旋桨？可以考虑喷气式吗？或者把无刷电机改为小型的泵水推进螺旋桨？这些问题留待解决。 p.s. 事实上，写完这篇文章，我又蠢蠢欲动，但是，我也知道仅凭我一个人，是很难做出来，需要场地、资金，更多想法，更完善的理论……我希望，如果有兴趣的，可以和我联系，也许，我们会创造一个故事。 长远来说，这也是未来一种可持续生存的方式，无需大量资金，普通民众也能负担得起，关键是要有成功的样板，更加深入的研究。 我隐约觉得这会是个超级壮举，如果有海洋生物学家、多语言翻译、工程学者、摄像师、厨子、记等partner加入的话。 结构 |
