1.1.1　古往今来的船舶与海洋工程装备

人类对海洋的认识和开发走过了一段漫长的历程，从近海到远海、从浅海到深海、从大洋到极地……船舶与海洋工程装备也随着人们探索的步伐悄然变化，从远古的独木舟、中世纪的大型帆船、近代的蒸汽机船到现代的大型舰船和海上平台，船舶与海洋工程装备为人类对海洋的开发和探索提供了技术支撑。

1. 原始的舟、筏

最开始，人类对海洋的利用是“鱼盐之利”和“舟楫之便”，早期沿海地区的人们从海中捕鱼、晒盐、采集海菜。由于渔猎的需要，人类已经制造了众多的原始渡水工具，如独木舟、筏等，但受到生产力水平及科学技术的限制，早期的舟、筏只能支撑人类从事近海活动。

2. 中世纪的帆船

具有5 000多年历史的帆船是继舟、筏之后又一种水上交通工具，它主要靠帆具借助风力航行。15世纪初期，郑和率领庞大船队7次出海，到达亚洲和非洲的三十多个国家，所使用的都是风力驱动的帆船。西班牙和葡萄牙在15—16世纪期间使用威风凛凛的“卡拉克”（Carrak）型帆舰船进行远洋探险，这种舰船拥有充足的船舱以容纳物资及水手，其多层甲板可以安放重型火炮，便于发射并排的侧舷火炮，增加船只威力。但“卡拉克”型帆舰船在逆风时不易操纵，在1588年的海战中败给了英国以“盖伦”（Galleon）型帆舰船为主力的舰队。“盖伦”型帆舰船船型相对狭长，航速较快，在逆风中操纵性极佳，是英国海军当时的主力舰船船型。

3. 蒸汽机船和柴油机船

18世纪中叶，英国人瓦特通过改进蒸汽机技术实现了从手工劳动向动力机器生产转变的重大飞跃。1807年，美国人富尔顿建成世界上第一艘蒸汽机船“克莱蒙特”（Clement）号，采用明轮推进。从此，海洋船舶逐渐进入蒸汽动力时代。英国“挑战者”号科学考察船是典型的蒸汽动力帆船，船长68米，排水量2 306吨，在1872—1876年间，依靠风帆和蒸汽机为动力推进的“挑战者”号完成了除北冰洋以外的各大洋的综合科学考察。在蒸汽动力应用于造船业后，作为传统运输工具的帆船渐渐淡出了人们的视线，全新动力的大型“铁甲船”开始成为海上的霸主，人类对海洋的探索逐渐由浅海转向深海大洋。

1892年，德国人狄塞尔发明了压燃式发动机，即柴油机。柴油机热效率高、油耗低，20世纪初开始应用于船上，迅速取代了蒸汽机，从此开始进入柴油机船时代，各类新型的商船和舰船相继出现，世界船舶工业按下了迅猛发展的“加速键”。

4. 三大主力船型

散货船

从20世纪50年代起，以柴油机为动力的船舶推进装置大规模地取代了蒸汽机，并开始采用核能作为推进动力。散货船、油轮、集装箱船成了三大主流船型，并开始不断向专业化和大型化发展。散货船是专门用来运输大宗干散货物的船舶，这些货物多为煤炭、矿石、木材、牲畜、谷物等。1954年，散货船平均单船载重吨位仅为1.9万吨，1973年已达到5.4万吨，之后逐步发展形成了6万～8万吨巴拿马型和12万～20万吨好望角型散货船。

油船

油船是指运载石油及石油产品的船舶。为取得更高的经济效益，原油运输船在航道条件许可下必须尽可能地向大型化发展。1967—1975年苏伊士运河关闭时期，波斯湾到欧美的原油运输须绕道好望角，从而推动了原油船的大型化发展进程。1980年，在世界油船船队中，超大型油船（载重20万吨以上）和特大型油船（载重30万吨以上）已超过半数。20世纪70年代末，出现了载重50万吨以上的大油船，如法国在1976—1977年建成的55万吨级姊妹船“巴提留斯”（Batillus）号和“贝拉美亚”（Bellamya）号。1981年，载重量为56万吨的“海上巨人”（Seawise Giant）号香港油船成为世界上吨位最大的船舶。后来，由于苏伊士运河的重开和各国采取节能措施，巨型油船大量过剩，原油船过度大型化的过程才逐渐结束。

集装箱船

集装箱船指可用于装载国际标准集装箱的船舶。第一艘集装箱船是美国于1957年用一艘货船改装而成的，它的装卸效率比常规杂货船高出10倍，停港时间大为缩短，并减少了运货装卸中的货损量。从此，集装箱船得到迅速发展，经历了从第一代到第六代的不断更新换代历程，可装载量从第一代的700～1 000标准箱发展到第六代的10 000标准箱。21世纪后，集装箱船吨位还在增大，如2020年江南造船（集团）有限责任公司为法国达飞海运集团建造的超大型双燃料集装箱船载箱量达到了23 000标准箱。

5. 海洋油气钻采平台

随着科学技术的进步，船舶与海洋工程装备的种类越来越丰富，除了传统的船舶类装备外，海洋油气开采装备也逐渐出现。最早的海洋油气钻采实践可追溯到1887年美国加利福尼亚州西海岸架木质栈桥打井，随后又用围海筑堤填海、建人工岛、从岸边向海上架设栈桥等办法开发海底油田。由于当时技术条件不足和海洋油气开采成本高，海洋工程装备发展较为缓慢。二战后，各个国家石油需求量激增，促进了海洋工程装备建造技术和海洋施工技术的快速发展，各类海洋油气钻采平台如雨后春笋般出现。20世纪40年代末，墨西哥湾出现了用于浅水油气钻采的导管架平台。1954年，第一座自升式钻井平台“迪龙一号”问世，配有12个圆柱形桩腿。1962年，壳牌石油公司用世界上第一艘半潜式钻井船“碧水一号”钻井成功。1976年，壳牌石油公司用一艘5.9万吨的旧油轮改装而成世界第一艘浮式生产储卸油装置（floating production storage and offloading, FPSO），该装置前往地中海卡斯特利翁油田进行作业。1984年，世界第一座张力腿平台Hutton TLP服役。1987年，Horton设计了一种专用于深海钻探和采油工作的新型单柱式Spar平台。通过吸纳先进技术更新换代，新型海洋工程装备在发展中不断壮大。

如今，人类将目光投向深远海，开发矿产、渔业、能源等海上新资源。针对深远海开发需要，不断涌现出如海底采矿装备、海洋牧场平台装备、海上风力发电装备、海洋能（潮汐能、波浪能等）发电装备等新的海洋工程装备。进入21世纪，随着信息技术和智能技术的不断进步，船舶与海洋工程装备和技术研究也开始进入智能化海洋装备时代。物联网、云计算、大数据、人工智能等技术的发展，使船舶与海洋工程装备的智能化发展迈上新的台阶。