一个世界上还没有人想过的主意超级塑料

这是多年前的构思——用上千个塑料瓶制造一艘完全可以实现的船,一艘能够养鸡养鱼、种菜种果,拥有充足淡水、无限能量,既可悠然自得避世,也可安枕无忧躲乱,而且,花不了多少钱。

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,只有年DaviddeRothschild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L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W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

浮力来自船体个12升塑料瓶以及双体约升的空间,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,约花元,42x15kg=kg,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=kg;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kg;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xx=,即3.64立方,分3层,养30只鸡,假设每只5kg,那就是kg,加上鸡笼,算它kg。

鸡笼

太阳能板W一块大约要元,12块就是元,重量12x19=kg;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.m,直径0.23m,那么6/0.≈14,3/0.23≈13,13x14从而得出个塑料瓶;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,底长方体个12L饮用水瓶是L,1L水大约是1kg,那么,底方的浮力最高可达2.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gV排=1kg/L﹡9.8N/kg﹡12L=.6N,减去塑料瓶重0.kg﹡9.8=2.≈2.7N,每个塑料瓶的浮力便是.6-2.7=.9N,个塑料瓶总浮力即.8N,换算为质量m=G/g≈kg,与上面的kg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




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