作者：安德鲁·特拉诺瓦,莎伦·罗斯
出版社：北京时代华文书局
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造物还原：改变世界的37种物品试读：
前言
当初出版社提出修订《造物还原》一书时，我有所保留地应承下来。在这个信息爆炸的时代，介绍一个物品是如何制造出来的值得吗？但是，有两件事改变了我的想法。其一，在研究最初的章节时，我意识到了寻找准确信息的挑战。虽然互联网上充满了信息，但对其进行整理以获取核心事实可能是一个艰难的过程。其二，也许是更重要的，即人们对我修订这本书的积极反馈。特别是一位朋友的反应相当强烈，消除了我的所有顾虑。
在修订这本书的过程中，我花了非常多的时间做研究，阅读网页上的涂鸦，从制造商的数据表中收集资料，从绝版书籍和期刊中发掘历史的宝藏，通过谷歌图书的收藏资料和扫描件内容，让我对熟悉的话题有了深入的了解，并大大提高了我在一些领域的熟悉程度。这个新版本更新了先前版本中的所有内容，并增加了邮轮、智能手机和太阳能电池板这三个物品的全新章节。之所以能够更新、修订早期版本的章节内容，源于站在巨人的肩膀上，非常感谢上一位作者莎伦·罗斯（Sharon Rose）。
本书所选物品种类虽然涵盖了众多行业，但是无法囊括所有的产品，也不奢望成为严格意义上的产品百科全书。这些物品包括从高科技的直升机到我们生活中普普通通的糖，从隐形眼镜到大型邮轮，许多是我们日常生活中触手可及的。
亲爱的读者们，希望本书能给你们有所启发，要是能开阔你们的视野、触发你们的灵感，那将会是我莫大的成功。交通工具及部件直升机发明人：1843年，英国人乔治·凯利（George Cayley）爵士，这位空气动力学之父、航空之父科学地阐述了直升机的基本原理；1907年9月29日，法国人路易斯·布雷盖和雅克·布雷盖（Louis and Jacques Breguet）在生理学家和航空先驱查尔斯·里歇特（Charles Richet）的指导下飞行（不受控制的飞行）；1907年11月，法国人保罗·科努（Paul Corn）试飞了旋翼飞机一号；1912年，意大利的戴恩·雅各布·埃尔哈默（Dane Jacob Ellehammer）操纵了反向旋转翼和周期变矩控制的飞机；1936年，德国福克·艾彻格里斯公司的Fa-61直升机（Focke Achgelis Fa 61）首次飞行高度为海拔3427米，飞行距离230千米；1939年，伊戈尔·西科斯基（Igor Sikorsky）公司设计了单引擎直升机——西科斯基VS-300，VS-300是所有现代单旋翼直升机的模板；第二次世界大战期间，伊戈尔·西科斯基公司生产军用直升机XR-4；第二次世界大战期间，德国批量生产了弗莱特纳蜂鸟（Flettner Kolibri）直升机；1951年，卡曼飞机公司（Kaman）的HTK-1采用了喷气发动机技术。美国商用直升机年销售额：2.14亿美元。通用航空直升机数量：全世界近3.1万架。顶级民用直升机制造商：空中客车直升机公司（Airbus Helicopter）、意大利莱昂纳多-芬梅卡尼卡集团直升机公司（Leonardo-Finmeccanica Helicopters）、贝尔公司（Bell）、俄罗斯直升机公司（Russian Helicopters）、伊戈尔·西科斯基公司（Sikorsky）。垂直飞行
直升机被认为是旋翼飞机，因为它们的机翼（旋翼叶片）在一个轴（或称机动轴）上旋转。旋转机翼通常称为主旋翼或简称旋翼。不像更为常见的固定翼飞机，直升机能够垂直起飞与降落，也可以在空中悬停。这些特性使直升机在某些飞行空间受限或需要进行悬停作业的领域成为十分必要且理想的工具。
目前，直升机的用途极为广泛。它们是喷洒农药、施肥，运送人员到达交通不便的偏远地区进行环境保护工作抑或是给海上钻井平台运送给养的最佳工具。同时他们还用在拍照、摄影，以及无法通过其他运输方式到达的地点（比如山地和水域中央）对受困人员施救等方面。直升机可以快速转运遇险者至医院，以及协助扑灭大火来挽救生命。政府使用直升机进行情报搜集与军事行动。直升机起源
许多科学家和发明家为直升机的理念和发展做出了贡献。关于直升机的想法似乎来自于仿生学——即对自然界生物及其法则进行的模仿。有关直升机方面的设计灵感可能来自于随风飘落旋转的双翼枫树叶种子。比如，仿造枫树豆荚所制造的“旋转玩具”（竹蜻蜓），在中国和中世纪的欧洲都很流行。直升机的想法似乎来自于对枫树双翼种子垂直飞行的观察。
15世纪期间，著名的意大利画家、雕刻家、建筑家和工程师莱昂纳多·达·芬奇，可能在这种旋转玩具的基础上绘制了直升机的草图。而下一幅现存的直升机早期蓝图可以追溯到19世纪初，当时英国科学家乔治·凯利（George Cayley）爵士在他的笔记本上画了一架双旋翼飞机。历史证据表明，有关直升机的想法已在人类脑海中存在了数千年。早在公元前400年，一种中国风筝就有了可以旋转的翅膀，而在15世纪著名艺术家莱昂纳多·达·芬奇的笔记中也发现了早期直升机的草图。早期的飞行尝试
法国人保罗·科努（Paul Cornu）在20世纪初成功使用早期直升机将自己升离地面几秒钟。短暂的几秒钟后，因为动力原因科努掉下来了，而这个问题困扰了所有早期直升机设计者长达几十年的时间。也就是这期间没有人发明出可以提供持续强劲垂直升力的发动机，该发动机可以让直升机和它的搭载物（包括乘客）长时间离开地面。
俄国工程师伊戈尔·西科斯基（Igor Sikorsky）在1909年制造了他的第一架直升机。1910年他又造了第二架直升机，可都不成功。因此西科斯基决定，在没有更先进的材料和充裕的资金情况下，他不再制造直升机，于是他转向了制造固定翼飞机。
在第一次世界大战期间，匈牙利工程师西奥多·冯·卡曼（Theodore von Kármán）造了一架可以长时间悬停的直升机。
几年后，西班牙人胡安·德·拉·西尔瓦（Juan de la Cierva）开发了一种旋翼机，以纠正传统飞机在着陆时失去引擎动力并引发坠毁的问题。西尔瓦认为，如果他能设计出一种升力和推力分离的飞机就能克服这个问题。他最终发明的旋翼机包含了直升机和飞机的特征。
旋翼机有一个类似于风车的水平旋转翼。一旦在地面上缓慢启动，旋转翼就会产生额外的升力。然而，旋翼机主要由传统飞机发动机提供动力。为了避免着陆问题，发动机在降落时被关闭，借助旋翼叶片，飞行器轻轻降至地面，旋翼叶片在飞行器落地时逐渐停止旋转。旋翼机在20世纪20年代和30年代非常流行，在直升机发展起来后就消失了。
伊戈尔·西科斯基最终制造出了真正的直升机。自西科斯基的第一次努力以来，人类空气动力学和结构材料学方面取得了巨大进展。1939年，他成功地试飞了自己的第一架直升机。两年后，经过一系列改进，他的直升机可以在空中停留一个半小时，创造了直升机不间断飞行的世界纪录。
直升机在可以量产后几乎立即投入军事用途。发生在朝鲜山地和越南丛林的复杂地形环境下的冲突使得直升机得到了广泛应用。从那时起，直升机被不断改进和进行技术提升，从而使它成为军事行动的宝贝疙瘩。
私营企业的需求可能是直升机使用增长的最主要原因。许多公司已经开始用直升机运送人员。此外，直升机也顺利运行在主要城市之间的航线上。尽管如此，在日常旅行者中，直升机仍然以医疗、营救和救援工作而闻名。直升机的工作原理
直升机的动力来自发动机，发动机带动转轴连着叶片转动。当一架标准型直升机向前飞行时，通过推动机翼后面的空气来产生推力，而直升机的旋翼在旋转时通过向下推动机翼下方的空气来产生升力。升力与空气动量（空气质量乘以空气速度）的变化有关：动量越大，升力越大。
直升机旋翼系统由连接到中心毂的两个到六个叶片组成。叶片通常又长又窄，叶片转动得很慢，因为这样可以最大限度地减少（达到和保持升力所必需的）发动机输出功率。低速也使得控制直升机更加容易。轻型通用直升机通常有一个双叶主旋翼，较重的直升机可采用四叶旋翼或两个独立的主旋翼来处理重负荷。
要驾驶直升机，飞行员必须调整桨叶的桨距或角度，这里有三种设置方式：在集控系统中，附着在转轴上的所有叶片的桨距是相同的；在周期系统中，每片叶片的桨距被设计成随着转轴旋转而改变；第三个系统结合了前两个系统。若要使直升机改变飞行方向，飞行员可移动控制杆调整总桨距或调整周期桨距；同时可能还需要增加或降低直升机的速度。
固定翼飞机设计的目的是消除额外的体积和突出物，因为这些突出物会使飞机下坠（或增大飞机下坠的趋势），并干扰飞机周围的气流。而直升机不可避免地遇到很高的“阻力”。这表明它们的很多部分都是从奇怪的角度伸出来，在飞行过程中“拖动”空气，使其减速。
一般来说，直升机的起落架比飞机的起落架简单得多。飞机需要长跑道滑行来降低前进速度。直升机只需要减少垂直升力，在着陆前悬停即可。因此，它们甚至不需要减震器：它们的着陆装置通常只由滑橇（制动器或转轮的一种）或车轮（尤其是大型直升机）组成，或者两者兼有。车轮使大型直升机在地面上更容易滑行或重新定位。尽管空气动力的增益（收起起落架可以减少飞行过程中的空气阻力）对直升机来说没有那么重要，一些直升机还是作成像飞机一样可伸缩的起落架。
与直升机旋翼叶片有关的一个问题是，直升机飞行过程中沿着每个叶片的气流差异很大。这意味着在旋翼旋转过程中，每个桨叶的升力和阻力都会发生变化，导致直升机的飞行不稳定。当直升机向前移动时，首先进入气流的叶片下方的升力很高，而转轴另一侧叶片下方的升力较低，这时就会出现与其相关的导致直升机飞行不稳定的问题。制造商设计使用铰链连接到转轴上，通过灵活的叶片来弥补这些不可预测的升力和阻力的变化。这种设计允许每个叶片向上或向下移动，以适应升力和阻力的变化。
扭矩是与旋转机翼相关的另一个问题。扭矩会导致直升机机身与水平旋翼呈相反方向的旋转，特别是当直升机在低速飞行或悬停时。为了消除这种影响，许多直升机使用尾桨—一个外露的叶片安装在其长尾的末端。另一种纠正扭矩的方法是安装两个水平旋转翼，它们连接在同一个发动机上，但旋转方向相反。更节省空间的设计是，反向旋转的双翼组装在一起，就像打蛋器一样。下面简单介绍几种无尾旋翼的设计以供探究。
倾转旋翼机的设计模糊了飞机和直升机之间的区别。这些飞机像直升机一样垂直起飞，但随着速度的增加，它们的双翼会逐渐向前倾斜，直到它们基本上像飞机的螺旋桨一样运转。另一种垂直起降（VTOL）飞机是全动机翼，顾名思义是整个机翼一起倾斜，而不仅仅是旋翼。诺塔尔（NOTAR）直升机有额外的优势。没有尾桨叶的旋转，比其他设计更安静、更安全。直升机材料
直升机的机架或基本结构可以由金属或有机复合材料，或两者的某种组合制成。在设计重载直升机时，制造商会选择特别坚固但相对较轻的材料。其中一些材料是环氧树脂增强玻璃、芳纶（一种强而柔韧的尼龙纤维）或碳纤维。通常，这些材料由许多层树脂组成，添加纤维增强强度。这些材料连接或胶合在一起形成一个光滑的面板。
直升机的管状和片状金属部件通常由铝制成，在更高应力或高温区域有时使用不锈钢或钛。在制造过程中，为了减轻弯曲，金属管内通常充满熔融的硅酸钠（也称为“水玻璃”，一种加热到熔融状态的玻璃状混合物）。直升机的旋翼桨叶通常是由纤维增强树脂制成的，叶片外侧夹上一层金属板来保护机翼的边缘。直升机的挡风玻璃和窗户是由聚碳酸酯薄膜制成的，这是一种耐高冲击力的塑料。制造过程机架：制备油管1．每一个单独的管子是由一个管材切割机切割，该机器可以快速设置生产不同的管子，包括精确的长度和数量。通过更换不同直径和尺寸的模具，弯管机可以把油管弯曲成合适的角度。2．对于主要的弯管，管内充满了熔融的硅酸钠，硅酸钠冷却变硬可以消除管子弯曲时的扭结。就像实心棒在弯管机上弯曲一样。然后，将弯曲的管子放入沸水中，使内部材料融化，再将其排出。必须弯曲以匹配舱室形状的油管还要安在拉伸成型机上，该成型机可以将管子拉伸成合适的形状。3．接下来，把管子运送到机加工车间，在那里用夹具夹住它们，将管子的末端加工成所需的角度和形状。然后将管子除去毛刺（在此过程中，任何残留的突起或斑点都要磨掉），并检查是否有裂缝。图1 直升机上的大部分关键部件都是由金属制成的，并采用标准的金属成形工艺：剪切、冲裁、锻造、切割、镂铣和铸造。聚碳酸酯挡风玻璃和车窗的制作方法是将板料放在模具上，加热，然后在空气压力的作用下成型。通常称这一过程为“自由吹制”（freeb lowing），吹制时不能有工具接触被吹部件。4．金属加强件是用机器来完成的，如镂铣、剪切、毛坯冲压、锯割。一些复杂的细节可以锻造（加热并成形）或铸造，取出它们并冷却后再次除去毛刺。5．管子用强力化学品清洗并焊接到位。焊接完成后，对装配件进行应力释放—低温加热，使金属能够恢复在成型过程中失去的弹性。最后，检查焊缝是否有缺陷。成形钣金细部6．构成机架其他部分的金属板首先被切成毛坯。铝坯经过热处理退火（使金属坚硬但可弯曲）。然后将坯料冷藏，直到放入模具中压成合适的形状。成形后，板材的细部经过时效处理，达到最大强度，并修整至其最终形状和尺寸。7．钣金件在上螺栓或胶合前要清洗干净。铝部件和焊接部件可以进行阳极氧化处理（以增加铝表面的保护氧化膜的厚度），从而提高耐腐蚀性。所有的金属部件都经过化学清洗和喷漆，大多数都是用环氧树脂或其他耐用涂层喷涂完成的。制作复合组件的芯层8．芯层，直升机的中部由诺美克斯（Nomex）材料制造的—诺美克斯是杜邦（DuPont）公司生产的酰胺基尼龙纤维，也有用铝蜂窝（honeycomb）制造的，用带锯或刀把它们切割成一定的尺寸。如果有必要的话，可以用类似于比萨刀或切肉刀的机床将芯部件的边缘修剪成一定角度。9．每个组件是由称作半固化片的芯板开始构建。半固化片是用树脂加强的纤维层。按照设计师的图纸要求，工人们小心翼翼地对面板进行所谓的“蒙皮”操作，在黏结模具工具上装单独的板层，并按照指引在附加板层之间夹芯。10．预浸材料—半固化片胶粘到模具上通常称为完成的“上篮”操作，然后再将它送到高压釜中进行固化。高压釜是一种设备，通过将塑料层暴露在加压蒸汽中来粘接它们，而“固化”是在高压釜中树脂层“烹煮”时发生的硬化。11．将这些面板画上装饰线。边缘多余的部分通过电锯割除。大型面板可以通过射流水磨机器人进行修整。检查合格后，用常规喷涂方法对镶板等复合材料零件进行清洁和喷涂。表面必须用油漆密封好，以防止金属腐蚀或吸水。制作机身12．顶部、挡风玻璃和乘客舱的窗户通常是由聚碳酸酯薄膜制作的。受到鸟击或其他撞击的前面板可由两张薄板叠合而成，以增加厚度和强度。所有这些部件都是用夹具夹住毛坯，加热，然后在空气压力的作用下，经过自由吹制形成所需的弯曲形状。在这种方法中，为了避免缺陷，没有工具接触这些部件的表面。安装发动机、传动装置和旋翼13．现代直升机的发动机是从发动机供应商那里购买的。直升机制造商可以购买或生产将动力转移到旋翼组件的传动组件。变速箱由铝或镁合金制造。14．与前两者一样，主旋翼和尾旋翼组件是由某些高强度金属通过机器制造的。主旋翼叶片上可以有一层金属板层，以保护边缘。控制系统15．连接直升机系统的电线必须用一种保护性覆盖物包裹起来。这里叫它们为“线束”。它们是将所需的电线敷设在特殊的板上制成的，这些板可以作为模板来确定连接器的长度和路径。机织或针织的保护套放在电线束上，而且购买的连接器是通过手工焊接到位的。管材可由工匠手工切割成一定长度的管子，也可由弯管机测量、成型、切割。管材端部呈喇叭形，安装时要检查管子尺寸的大小及有没有裂缝。液压泵和执行机构、仪器仪表和电子设备通常是从专业公司定制，然后由直升机制造商购买安装。总装16．完成和检查过的机架部件，包括钣金、配管、机加工和焊接的部件、已交货的固定连接部件、就位的部件夹具。主要部件位于每个夹具中，或用螺栓拧上连接，或用电钻钻孔铆接。为了使金属板或蒙皮板的气动平滑，孔是凹的，这样平头螺钉的顶部就不会凸出来。所有的孔都要去毛刺并插铆钉。当铆钉插入每个孔时，通常使用密封剂。有些制造商每道工序都使用半自动机器；工人则从一个孔的位置移动到另一个孔的位置，钻孔、密封和安装铆钉。17．每个组件经过检验员检查后，通常会移动到另一个夹具，与其他小部件和细部（如支架）进一步组合。检查过的“顶级”部件交付到最终的组装夹具，在那里建造整个直升机结构。18．结构完成后，安装发动机部件、布线和进行液压安装、测试，然后添加机舱盖、窗户、门、仪器和内部元件来完成安装。在此过程中，完成涂装和修剪。19．在对所有系统进行最终检查后，还要对每个飞机的材料、过程、检查和返工工作的完整记录进行检查和归档，以备将来参考。然后对直升机推进系统进行检查，并对飞机进行飞行测试。质量控制
一旦管状构件成型，就要检查它们是否有裂缝。为了发现缺陷，工人们用荧光液处理这些管子，荧光液渗入裂缝和其他表面缺陷。在清除多余的荧光液后，他们用一种与液体相互作用的细粉末——显示粉撒在涂过荧光液的管件上，渗入缺陷的荧光液因毛细管作用而被显示粉吸出，在暗室中荧光灯照射下，管件的缺陷呈亮白色，十分突出。
管状构件焊接后，用x射线和（或）荧光探伤方法进行探伤，以发现缺陷。完成后，对钣金细部曲线与样板进行比对，并用手工打造一致。在热压处理（见步骤10）和修整后，对复合材料面板进行检查，以确定任何可能的层板断裂或其他导致结构失效的缺陷。
在安装前，要仔细检查发动机和变速箱组件。特殊的测试设备，为每个应用项目定制设计，用于检查布线系统。所有其他部件在装配前也要进行测试，完成的直升机除了接受全面检查外还要进行飞行测试。未来的直升机
直升机的军事需求通常比民用大得多。美国陆军正在开发设计新的直升机，可以飞得更远、更快、更高。贝尔公司设计的一种先进的倾转旋翼直升机，装有两个可动的大旋翼，可以在某个位置上升和悬停，或者更像固定翼飞机一样前倾飞行。西科斯基—波音公司设计的一款直升机使用一对反向旋转的主旋翼和后面装有一个较小的螺旋桨推进器。
让直升机飞得更快更远的愿望并不仅限于军方。空客公司正在进行一项新的设计，它有一个大的主旋翼和两个较小的后向式旋翼推进器，安装在箱形机翼上。更轻的重量、更好的空气动力学布局和一个特殊的“生态模式”有望提高燃油效率。
为了降低生产成本和使用更多的新材料，必须改进生产工艺，提升生产技术。自动化和数字化可以进一步提高产品质量和降低劳动力成本。改进设计、设计变更以及对每架直升机创建、使用和存储的文档方面的工作可大量地使用计算机来完成。
此外，使用机器人来缠绕长丝、缠绕胶带和放置纤维将会使制造机舱结构使用更少的材料。先进的、高强度的热塑性树脂比目前使用的材料具有更好的抗冲击性和可维修性。新型金属复合材料在保持金属耐热性优势的同时，还有望在关键部件（如变速箱）上实现更高的强度-重量比。警用直升机警用巡逻直升机已经飞上了天空。许多执法人员发现直升机可以方便地执行各种紧急任务。与巡逻车相比，直升机能覆盖更大的区域，并能更快地响应求助请求。直升机巡逻警察可以监视逃跑的罪犯，或者发现人群中开始出现的麻烦，然后通过无线电向地面上的警察发送信息。汽车发明人：尼古劳斯·奥古斯特·奥托（Nikolaus August Otto），德国机械工程师，1876年发明了燃气发动机；卡尔·本茨（Karl Benz），汽车发明的鼻祖，1885年制造了世界上第一台实用的内燃机汽车；约翰·兰伯特（John Lambert），1891年发明了以汽油为动力的汽车；鲁道夫·迪塞尔（Rudolf Diesel），1897年发明了柴油动力汽车；查尔斯·富兰克林（Charles Franklin），1915年发明了汽车电子点火系统。2016年美国汽车年销售量：1755万辆。发展史
艾蒂安·勒努瓦（Etienne Lenoir），比利时机械工程师，于1860年发明了第一台实用内燃机。接下来的数十年间，发明家们集中精力制造出使用不同类型发动机的汽车。随着汽车市场供不应求，现有的汽车产能根本满足不了市场的需要，这个时候众多的发明家，尤其是亨利·福特（Henry Ford），展现了他在汽车制造业上的才华，开发了世界上第一条装配生产流水线，简化了汽车生产流程，大幅度地提高了汽车的产量。福特极其伟大的创意
1903年，福特于A型车上第一次尝试汽车装配。他根据需要派人给固定的装配台送来各种零部件，然后（通常由一个人）在装配台上将整车组装起来。
后来，经过数次建模，福特自主研制了T型车。T型车设计巧妙，需要更少的零件和更少的熟练工人，这使它在竞争中具有巨大的优势。福特的T型车使用了多个装配平台。因此，工人们可以从一个平台走到另一个平台，每个平台都执行一项特定的任务。在此过程中，因为每个工人只需要学习一种装配技能，完成一项特定的任务，也就把每个任务的装配时间从原来的8.5小时减少到仅仅2.5分钟。1896年，亨利·福特制造了第一台试验车——四轮车（福特T型车）。
福特很快意识到，从一个平台走到另一个平台还是很消耗时间的，因为速度较快的工人挤在速度较慢的工人后面，造成了人员拥堵。1913年，在密歇根州底特律市，福特公司安装的第一条流水生产线解决了这个问题。汽车零部件通过传送带传送到每个工作平台旁的工人身边，无须工人在工作台间来回走动。通过这种方式，福特公司将工人的每个任务装配时间从2.5分钟缩短为不到2分钟。福特T型车的革命性创举是使用了装配流水线。福特公司使用装配流水线制造的T型汽车，其一周的产量竟比其他汽车公司使用老工艺流程一年的产能还要多。
第一条流水线由金属带组成，车轮放在金属带上传送到每一个工位。这些金属带固定在皮带上，由皮带组成的传送线根据车间长度翻转——转向地板，然后由终点回到起点，往复循环。到20世纪20年代，福特公司每10秒就能生产一辆T型汽车，每天产量超过800辆，T型车产能激增。德国曼恩集团的鲁道夫·迪塞尔（Rudolf Diesel）热衷于研究发动机。他发明了世界上第一台柴油发动机，甚至还发明了太阳能空气发动机。他于1894年申请了柴油发动机的专利，但他几乎没能活着看到自己的发明成果。当他的实验引擎爆炸时，他差点被炸死。然而，他发明的引擎证明了燃料没有火花可以点燃。
装配汽车所需时间和人力成本的急剧减少引起了全世界制造商的兴趣。福特公司的大规模生产方法主导了汽车工业几十年，并最终为几乎所有的其他制造业同行所采用。虽然现代科技水平已经使许多改进成为可能，但是在今天的汽车工厂，第一条流水线的基本概念依然没变。零件仍然由固定的装配工安装，而车辆则沿着一条长长的、蜿蜒的生产线路输送。可喜的是，现在机器人系统已经取代了许多人工。早期汽车发明者1860年，比利时机械工程师艾蒂安·勒努瓦（Etienne Lenoir）发明了第一台内燃机。1876年，德国制造商尼古劳斯·奥古斯特·奥托（Nikolaus August Otto）开发了四冲程“爆炸”发动机。1885年，德国工程师戈特利布·戴姆勒（Gottlieb Daimler）制造了第一辆由内燃机驱动的实验车。1885年，德国制造商卡尔·本茨（Karl Benz）推出了一种三轮机动车。1887年，“奔驰”成为第一辆向公众销售的汽车。1895年，法国人埃米尔·莱瓦索（emile Levassor）改变汽车老套的机械结构，将发动机置于汽车底盘的前部。1896年，查尔斯·杜里埃（Charles Duryea）和弗兰克·杜里埃（Frank Duryea）生产了杜里埃汽车，这是美国第一辆商业汽车。钢与轻质材料比较
大部分汽车零件都是由钢制成的，钢材一直是汽车的主要材料，即使在轻量化要求加大的今天，这一格局也仍未发生变化。这里的钢材更多指的是高强度钢，先进的高强度钢（AHSS）具有比传统钢更复杂的内部结构，比传统钢更能减轻车身重量。随着轻量化概念地持续升温，传统材料将会面临大范围的被轻质材料更新及替换。而轻质材料之间也将掀起新一轮的激烈竞争。在轻量化趋势的影响下，各种新型材料，如塑料、钛、铝、碳纤维等复合轻质材料将越来越多地应用于现代汽车。采用轻质材料的汽车重量减轻了30％。随着燃油价格持续上涨，汽车驾驶员们选择购买更轻、更省油的汽车，混合动力和纯电动汽车的选择或将成为大势所趋。设计过程
推出一款新车一般需要三到五年的规划和测试。新车型的设计理念源于设计师对公众需求和偏好的预测。试图预测人们未来五年内需要什么样、想要什么样的车型可不是件容易的事。然而汽车公司依然能够成功地设计出迎合消费者喜好的汽车。
运用计算机辅助设计，汽车概念设计师绘制基本概念图，描绘所设计的车辆的外观。然后他们根据设计图制作黏土模型，由造型专家进行评估。设计工程师根据模型，研究气流分布并确定如何设计，接下来进行必要的碰撞试验。一旦模型评审通过，模具设计师就开始设计模具来制造新模型的零件。制造过程零部件1．汽车装配厂是汽车制造过程中的最后阶段。正是在这里，由4000多家外部供应商供应的零部件汇集在一起进行装配。比如，发动机和变速箱通常在不同的设施中制造，而不是在车身制造和车辆组装的地方。冲压车间2．冲压是所有工序的第一步，先是用切割机把钢板切割成合适的大小，经简单的冲孔、切边之后，在5000吨的冲压机上将它们压成最终的形状。冲压成形是由冲压机床和模具实现的，每一个工件都有一个模具，只要把各种各样的模具放到冲压机床上，就可以冲出各种各样的工件。汽车零件就是这样由成千上万套不同的模具冲压出来的。车身车间3．汽车车身由数百个零件组成。机械手操纵已经压制成形的钢质车身到工位进行焊接。大部分焊接工作是由机器人完成的。工作人员进行质量控制，执行系统操作，实施维护任务。4．车身底盘由多个部件焊接在一起，包括前轮部分和后轮部分。车体底盘焊接好后，就移到下一道工序进行车身装配。图1 汽车装配线上的大部分工作现在都是由机器人完成的。在汽车制造的第一阶段，机器人将车身底部的各个部件焊接在一起，然后将车身的各个部分拼装起来。白车身汽车设计师和制造商所说的“白车身”是指汽车在涂装和最终装配之前的车身。这个词的起源有些模糊，但有人说它可以追溯到汽车制造业的早期，甚至可以追溯到马车。这些车辆的车身通常是由专门的客车制造商制造的，他们将车身涂上白色底漆，用螺栓固定在车架上。5．首先，将垂直的室内部件焊接在汽车底板上，如发动机室和乘客区之间的四分之一垂直隔板和防火墙，它们必须与底板对齐、固定、夹紧后进行焊接。接下来，是将汽车的前后、左右外部车身面板焊接到底盘上。再移动白色车身到另一个工位，然后将工位上方的车顶小心放下并焊接在车框上。6．门、引擎盖和后备箱已经在各自的装配线上完成焊接。将它们放到合适的位置后，用螺栓固定在车架上，螺栓全部按说明书技术规范要求设定的扭矩力紧固。这是车身车间唯一使用螺栓固定代替焊接的阶段。图2 自动装配过程7．这时已经焊接、固定完成的车身必须经过严格的检查过程。车身穿过一个灯火通明的通道，检查人员用浸泡过高光油的抹布将车身彻底擦干净。在灯光下，这种油可以让检查人员看到金属车身面板上的任何缺陷。钢板的弯折、凹陷和一些其他缺陷都由熟练的车身工人在生产线上进行修复。在对车身进行全面检查和修复后，装配传送带将其通过一个清洗站，在那里通过浸泡，清洗掉油渍、污垢和污染物。随后，车身传送到喷漆车间。骨架式车身和壳体式车身汽车车身根据其结构一般分为骨架式、半骨架式、壳体式。多年前，大多数的汽车都是通过“骨架上的车身”制造，车身结构具有完整的骨架，在这种骨架上制造出一种叫作底盘的机构车架，然后再加上非结构的车身。如今，大多数汽车都是通过“一体化成形”制造，车身由单独的冲压金属部件组装成一个整体。卡车和一些越野车仍然使用“骨架式”车身，轿车一般是壳体式车身。喷漆车间8．车身清洗后经过一个干燥室干燥，然后用磷酸磷化处理，通过化学反应使金属表面附着一层磷酸盐，可使金属与底漆结合得更加牢固。同时酸与钢板表面的金属锌发生化学反应，形成一层耐腐蚀的膜，便于下一涂层的黏结。9．电泳是涂装金属工件最有效的方法之一。车身浸泡在含有树脂、黏合剂和颜料浆料（称为“电子涂层”）混合而成的涂料槽中。涂料作一电极，车身充当另一电极，这些混合物通过流经涂料槽的电流均匀黏附在车身表面，构成一层新的涂层。10．经过电泳工序后，车身再次被冲洗、烘干，此时车身表面形成一层坚固、柔韧的聚合物层，有利于底漆黏附。接着对底板进行密封处理，确保车底外侧不会漏水。11．接下来，对车身进行最后的喷漆操作。汽车车身是由机器人自动喷涂的。这些经过编程的机器人，能够在设定的时间内，将准确数量的油漆喷涂到规定的地方（见图3）。通过大量的探索并对机器人进行仿真编程，使机器人在喷漆方面更符合动力学要求，从而确保喷漆效果达到消费者所期待的闪亮光滑的外观。机器人油漆工的使用是福特T型车生产工艺的一大改进，这款车过去是由人工刷漆的。图3 车身各部件完成焊接、固定后，通过一条架空输送线转移到复杂的涂装刷漆工序。主要有以下工序：漆前检查、清洗、磷化防腐、电子涂层浸渍、干燥、底部密封、面漆喷涂和烘烤等。最初汽车只有黑色的。黑色是最受欢迎的颜色，因为它的化学成分——它的干燥速度比其他颜色快得多。1924年，人们发明了一种新的快干油漆，叫作杜克漆（ducolacquer），随后出现了五颜六色的汽车。12．外壳被一层或多层底漆和一层透明面漆完全覆盖后，传送带将车身传送到烘房，在烘房中油漆固化温度超过275华氏度（135摄氏度）以上。车身离开喷漆区域后，就可以进行最终装配。总装13．汽车工厂实行“准时化”生产，也就是精益生产，零部件通过供应链到达工厂，刚好满足需求。附在车身上的一张纸，即订购的产品清单，工人们就知道需要在车身安装哪些部件。14．车身是倾斜的，这样工人就可以在车身底部安装部件，而不必弯腰或爬到车下。然后车身再次垂直旋转，以便工人安装其他部件。15．同一工位点处安装了玻璃、外密封垫、镜子、安全气囊、喇叭、手柄、装饰件和其他部件。门被移开并悬挂在传送带上输送到另一个区域等待装配。在更远的装配线上，车门与同一辆车重新组合，用螺栓把车门固定到车身上。16．电线及线束连接起车辆的所有电气系统。电线连接前，车身内温度首先加热到100华氏度（38摄氏度），一捆捆的电线在38摄氏度的工作环境里具备了足够的柔韧性，戴着防护手套的工人能够很方便地在汽车的整个车内铺设电线，将电线就位、固定。17．前面的仪表板、控制台和座椅组件，这些是在不同的生产线上生产的，现在由工人把它们安装到车上。仪表板和其他电气设备用电线互相连接起来，工人将这些组件固定到位。接下来外部的灯具和其他的零部件也是由工人负责安装、调整完成的。18．带有吸盘的机械手吸住前后车窗，另一个机器人在车窗边缘涂抹密封胶。打好密封胶，机器人安装好车窗。19．动力系统包括发动机、变速器、排气系统及前后轴。它们在各自独立的区域组装，再集中传送至同一层面合并组装到汽车上。在这个工位，车身降低，动力系统部件提升，机器人用螺栓将二者固定连接起来，同时完成发动机的线束连接。20．借助悬挂的龙门（一种支撑起起重机或其他工具的架空结构）来承受车轮的重量，工人们把车轮放在抬起的车辆上，用螺栓紧固好车轮。21．车辆下降到地面进入流体填充区，在那儿给车辆加满燃料、冷却液、发动机油、刹车液、动力转向液。这些燃料里添加了特殊的添加剂和清洁剂，有助于发动机的首次启动。终端测试22．在此阶段发动机是第一次启动，车辆是进行一系列的测试。自动化的检测线可以测量汽车的速度、转向、刹车、发动机马力、车轮定位等参数，甚至可以测试汽车的喇叭、车辆前灯的性能。任何必要的调整都是为了使汽车性能达到设计规范的要求。23．使用摄像机捕捉车辆内部和外部的任何缺陷。24．室内检测合格的汽车，尤其是轿车，还需要在室外专门的跑道上进行路试，进一步检查验证汽车的出厂质量，保证所有参数符合设计规范要求。最后进行目视检查和清洗。至此，当一切都合格后便大功告成，汽车就可以运输出厂进行销售。质量控制
汽车所有的零部件都是在不同的地方分开生产的。这意味着汽车中的数千个机械零部件必须经过制造、测试、包装，然后运往组装厂，这数千个零部件往往需要在同一天使用上。这就需要工作人员编制大量的计划，合理布置任务。为了实现这一目标，大多数汽车制造商都要求供应商对其零部件进行与汽车厂相同的严格测试和检验。通过这种方式，装配厂期望其他制造商提供的都是没有任何瑕疵的合格产品。
每辆新车在装配线的起点都会被分配一个车辆识别代码（VIN），且该识别代码是唯一不变的，就好比它的身份证一样，能清楚地知道它是谁——即使看上去一模一样，也可以分辨清楚。车辆识别代码有17位数字，生产控制专家通过它能够追溯车辆及其组件的来源。在整个装配过程中的不同阶段都设置了检测站，详细记录了车辆相关零部件的测试数据等的重要信息。
这个质量控制方法来自长期以来质量控制的变化发展。以前质量管理被视为最终检查，只有在车辆装配完成后才检查是否有缺陷。相比之下，今天的质量控制已然成为汽车设计和装配过程中的一个重要环节。这使得装配操作人员在发现缺陷零部件的时候能够当即停止继续往下道工序输送，及时地调整修复，或进一步追查所供应的同一批次产品是否仍有不合格品。
汽车召回成本高昂，因而，制造商们会尽一切可能确保其产品以零缺陷出厂。
在装配线的末端，所有的质量检测都得经过验证。最后的测试是为了发现其他方面的缺陷，比如发出了“吱吱”声、不正常的响动，以及面板不平整，或者存在电器故障等外在的瑕疵。在许多装配厂，车辆定期从生产线上拉下来后，都会进行全面的功能测试，尽一切努力保证汽车的质量和可靠性。发展前景
汽车使用量不断增长，相对应的是道路维护的难度和费用支出与日俱增，使得公路系统拥挤不堪，不合现实之需。自20世纪80年代以来，一些大学和制造商一直在实验自动驾驶汽车，现在多家公司已经在我们正常行驶的路面上测试这些汽车了。将传感器技术和计算机视觉技术集成应用到汽车中有可能减少事故，改善交通流量，为老年人和残疾人士的出行带来方便。汽车预装的“驾驶员助手”辅助功能可以帮助车辆保持在行车道行驶，并在紧急情况下及时刹车，这是启用自动化手段的最初功能。自动驾驶汽车的生产将紧随其后变为可能。
油电混合动力汽车和纯电动汽车（EV）已经上市。混合动力汽车通过使用电动马达来节省燃料，先让汽车的电池充满电，然后运行汽油发动机来延长汽车的行驶距离。无论是在家里还是公共充电站，纯电动汽车都需要插入外部充电器充电。有些混合动力车也可以从充电桩充电。随着电池技术的进步，越来越多的充电桩投入使用，我们可能会看到更多的电动车上路。
通过移动数据网络进行通讯、接入互联网或订阅道路救援的汽车已经问世。我们生活在一个无处不在又无法摆脱的通信世界，让汽车以新的方式进行通信是不可避免的。自动驾驶汽车选择性地驶入高速公路、通过网络优化交通流量、自动绕过交通拥堵和事故多发路段，这一切皆有可能，它们也许会出现在不远的将来。特斯拉（Tesla）推动电动车创新特斯拉是一家专注于能源创新的独立汽车制造商。2008年，特斯拉推出第一款纯电动跑车，这款跑车可以在3.7秒内从0千米/小时加速到约97千米/小时。2012年，特斯拉推出Model S，是一款面向高端奢华客户市场的四门电动车。2014年，特斯拉推出了两款S型四轮驱动车型。2018年交付使用的Model X是一款具有跑车性能的运动型多功能车。Model 3是一款五人座轿车，是该公司迄今为止价格最便宜的汽车。邮轮第一艘游轮：1900年，维多利亚·路易斯公主号（The Prinzessin Victoria Luise）是第一艘专为游客建造的游轮。最大的游轮：皇家加勒比海的绿洲号（Oasisclass）是目前海上最大的邮轮，重达22.5万吨，可容纳5000多名乘客。造船创新史
今天的邮轮是多年造船工程创新的成果。
对于长途旅行来说，速度一直是关键因素，这是由航运公司之间的竞争所驱使的。完全靠风力的帆船，横渡大西洋可能需要几个星期或几个月的时间。1819年，一艘美国帆船萨凡纳号（SS Savannah）被改装成混合动力的帆船和侧轮汽船，在不到30天的时间里横渡了大西洋。直到1838年，两艘英国船只——天狼星号（SS Sirius）和大西部号（SS Great Western）才在蒸汽动力驱动下横渡大西洋，分别用了18天和15天。
另一个创新驱动因素是对大型船舶的需求，大型船舶可以运输更多的货物和乘客。船只的长度与船身速度成正比。波浪对较长的船只产生较小的阻力，而且速度更快。建于1838年的大西部号是当时最大的客船，长达72米。它是第一艘专为横渡大西洋而设计的蒸汽船。大西部号的木质船体内部用铁栅栏加固，使船体硬度足以抵挡大西洋上的巨浪。此后于1881年下水的塞尔维亚号（SS Servia）船长157米，它是第一艘全钢船体的大型远洋客轮。
从1839年的阿基米德号（SS Archimedes）开始，明轮蒸汽船最终被更高效的螺旋桨驱动所取代。伊萨姆巴德·布鲁内尔（Isambard Brunel）先是研制出大西部号，接着设计了大不列颠号（SS Great Britain）。大不列颠号是第一艘采用螺旋桨驱动的铁壳船身的船只，船长98米，于1839年下水，是当时建造的最大的船只。
巨浪会导致船体左右摇摆，引起人体各种不适。1931年，意大利的塞沃亚号（SS Conte Savoia）客轮首次采用“主动稳定控制系统”。该系统使用三个巨大的陀螺仪来抵消船舶的横摇。1925年，在日本长崎三菱工作的信太郎·莫托拉博士（Dr．Shintaro Motora）开发了一种新的“主动稳定控制系统”，在船体左右两侧各安装一个稳定翼，可以自动调整他们的俯仰控制船的摇摆。从伊丽莎白女王号（Queen Elizabeth）到今天最大的邮轮，许多客轮都设有两个稳定翼作为克服航行颠簸的解决方案。
提高效率意味着以更小的动力达到更高的速度。1929年，两艘德国远洋客轮不来梅号（SS Bremen）和欧罗巴号（SS Europa）采用了一种新颖的球形船体设计，在船头吃水线下方设计了一个呈球形状的突出体，其球形部分俗称“球鼻”，因在船首部位，称为“球鼻艏”（bulbous bow）。船舶航行时，正常首波的波峰和球鼻艏产生的波浪的波谷抵消，船体所承受的波浪阻力减小，增强了船的平稳性。1934年下水的玛丽皇后号（Queen Mary's），船体长度被设计成船头波浪的波峰与船尾波浪的波谷相结合，以类似的方式抵消它们。由于减少了阻力，这两种方法都大大提高了速度。球鼻艏现在是以高速或接近最高速度航行的邮轮和大型船只的标准配置。图1 当需要控制船舶的横摇时，可以配置鳍板稳定器。“邮轮的上下边界”能压多低？2009年海洋绿洲号（Oasis of the Seas）首次航行时，从造船厂到佛罗里达州的母港，必须经过丹麦的大贝尔特桥（Great Bell Bridge）下方，该桥距水面净高65米。然而，海洋绿洲号高出水线72米。该船上被设计了一个可伸缩的漏斗，以让船通过桥下。当船在浅水中高速行驶时，会在船体下形成一个低压区域，有效地将船吸入水中。船长利用这种被称为“蹲下”的水动力效应，使船再下沉30厘米。因此，船以接近它的最高速度接近大桥时，与桥底面间的间距大约为61厘米，从而保证船安全地从大桥下通过。图2 方位推进器可以360度旋转，使大型船舶具有前所未有的机动性。
传统的螺旋桨和舵的机动性有限，使大型船舶难以在小港口航行。早在1839年，英国工程师弗朗西斯·罗纳德（Francis Ronalds）就构想出一种舵和螺旋桨相结合的组合系统，该组合系统可以围绕垂直轴转动。因此，他设计了一个360度旋转电机吊舱和前面的螺旋桨组合在一起，形成被称为“方位推进器”的机构。1998年，嘉年华欢乐号（Carnival's Elation）是第一艘使用方位推进器的邮轮。方位推进器与船首推进器结合将水从船的一侧推到靠近船头的另一侧，方位推进器使大型船只能够快速转动，甚至原地旋转。当今许多巨型邮轮都是采用这种推进方式。
随着船只越来越大、越来越先进，船只在结构上也取得了许多进步。1932年，远洋客轮诺曼底号（SS Normandie）力图成为奢华的象征。诺曼底的设计者们设计了巨大的室内空间，包括一流的餐厅。整个室内空间长93米，宽14米，距天花板的高度是8.5米。人们对巨大的内部空间的需求给设计师带来一个问题，因为烟囱通道通常会直接穿过室内中心位置而占据了室内空间。因此，作为改进方案，发动机排出的废气必须分成管道沿着船的每一侧排放，然后再回到船的烟囱处。
多年来大型客轮的建造发生了巨大变化。在21世纪初，玛丽皇后2号（Queen Mary 2）的设计初衷是取代定于2008年退役的伊丽莎白女王2号（Queen Elizabeth 2）横渡大西洋。伊丽莎白女王2号船长345米，而玛丽皇后2号比伊丽莎白女王2号几乎长52米，重量是伊丽莎白女王2号的两倍多。玛丽皇后2号的船体是由94块预焊钢块构造而成，每块重达数百吨。从那时起，造船公司就将这项技术广泛应用于其他大型客轮。相比而言，这种建造方式更快、更经济。设计一艘大型邮轮可能需要近两年的时间，而建造她还需要两年的时间。船体材料
钢材是邮轮船体的首选材料。伊丽莎白女王2号上层甲板的上部结构使用了大量的铝材以达到降低船体重心的目的。然而多年后，伊丽莎白女王2号遭遇了维修问题，因为部分铝材受到腐蚀不得不更换掉，它的继任者玛丽皇后2号船体材料全部是由钢铁构成的。
多年来用于大型船舶的钢材已有所改进。如今的钢材能更好地抵御低温条件而不变脆，并且更能抵抗海水的腐蚀。
邮轮的设计者规定了用于船体所有部分的舱壁和甲板的钢材厚度和等级。玛丽皇后2号钢板的厚度从6毫米到30毫米不等，根据用途的不同，订购的钢板有不同的等级。制造过程造船厂1．供应商提供的钢板预先通过一组轧辊加工来确保其平整度，并消除热轧和冷轧过程中遗留的任何残余应力。通过火焰处理或喷丸处理去除磨屑（铁锈），然后在钢板上涂上底漆以防止生锈。邮轮的各个分段在安装之前就已经预装了水管、电缆和通风口。2002年，法国大西洋造船厂（Chantiers de I'Atlantique）首次使用这种技术为英国的丘纳德公司（Cunard Line's）制造了玛丽皇后2号邮轮。2．为了最有效地利用钢材，所需的形状由计算机设计出来，这就是所谓的“套料图”。然后用计算机控制的方法切割钢板，这种方法可以是机械剪切、氧乙炔切割，甚至是强力激光切割方法。这些钢板可达30米见方，厚度可超过3厘米。许多造船厂有个传统，那就是把切割的第一块钢板做成船舶的微型轮廓。3．为了满足船体设计形状的要求，分切下的板块有些必须做成一定的弯曲弧度或角度的板材。造船厂有多种工艺方法弯曲这些板材。板材可采用液压机冷加工弯曲，或在一组轧辊之间冷加工辗轧卷曲。板材也可以采取热加工弯曲，沿直线加热，然后沿着加热区域折弯。4．接下来首先完成部件焊接，然后将部件与部件焊接成“段”，直至构成船体。大量的焊接工作是由机器人自动完成的，但有些焊接仍然是手工完成的。在部件焊装和分段焊装时，管道、泵和其他设备也安装到位。装配可能需要龙门起重机翻转，这样管道安装工和其他工人就不需要在高处工作了。完工的分段焊装件可能重达181吨，下一步是运到造船船坞装配。龙骨仪式传统的造船过程是从铺设龙骨开始的，这仍然被认为是建造大型船舶的一个重要里程碑。在龙骨铺设的过程中，通常会为邮轮举办一个仪式，即在船体第一部分的里面或下面放置硬币，仪式场面非常隆重。造船船坞5．段与段之间按照设计图纸布置，利用液压式千斤顶吊起来精确对齐后分段焊接。因为段与段之间是焊接式连接，因此装配工可以在每段焊接之前预先在每段内部安装好管道。6．有一些设备如本章前面描述的方位推进器和船首推进器，在造船船坞安装，因为它们位于吃水线以下。其他设备可在船舶出水的下一建造阶段进行装备。下水或漂浮7．对于巨型邮轮来说，有的时候造船船坞不够大，容纳不下整艘船只。因此，巨型邮轮是在多个船坞分段建造，然后将分段建造的部分浮出并连接起来。要做到这一点，需要将段与段仔细对齐，增加一个临时沉箱（水密室），以便吃水线以下的区域可以焊接操作（见图3）。图3 当造船和修理工作在吃水线以下作业时，必须使用的水密舱称为沉箱。8．根据造船厂设施的不同，造船船坞可能会被淹没，完工的船体用拖船拖出，或者从一个叫作“滑道”的斜坡滑到水中。至此，船便驻停在码头上，以便完成其余的舾装工作。舾装9．现代造船工业中大部分设备的装配是在船体建造时进行的。分段船体上预装设备后与其他分船体段焊接，也可以段与段焊接之后再安装设备。舾装泛指各个制造阶段的安装工程，涵盖船上的锅炉、管道、电缆、通风管道、座椅等所有部件。10．客舱和其他套间通常是在场外预先组装好运到造船厂的。在这儿它们通过船体侧面的临时孔用吊车装载到船上，一旦装载完毕即被安装固定到船体模块上，同时与其相关的电气线路和水管管路进行铺设。11．还有更多的细节有待完成，从装载电子系统到抛光甲板。成千上万的工人在船上四处走动完成他们特定的任务。一旦完成所有的这些工作，这艘船就可以进行海上试航，以确保所有的工作都按照规范进行。质量控制海上试航
与任何大型、复杂的制造系统一样，邮轮建造过程中也有许多质量控制措施。船体结构所用的钢材是工厂根据规定标准生产的。每个子系统从客舱到舰桥，都必须符合他们的设计规范，只有这样才能保证所有的设备协同工作正常运转。
然而对于游船或大型船舶来说，最受关注的质量控制也许是海上试航。海上试航是在开阔水域进行的一系列试验，目的是校验船舶在风浪中航行情况，并确保其结构和机械正常工作。这是建造邮轮的最后阶段。海上试航合格后，这艘船将从造船公司移交给新船东。
对大型船舶来说，海上试验是相当全面的。“玛丽女王2号”（QM2）进行了大约40种不同的测试，检查轮船的机动性、速度和发动机性能，以及测试锚、救援艇、通讯系统、系统警报，还有许多其他项目的测试。危机一刻“玛丽女王2号”邮轮在2003年的海上试航中，船首推进器的一扇门在推进器工作时意外关闭，并且被吹离了船只。如果从制造这扇门的公司订购一扇新门，则要花太长的时间。因此，在时间紧迫的情况下，造船厂在进行速度测试试航前，不得不设法就地重造一扇新门。幸运的是新的门工作得很好，“玛丽女王2号”度过了此次“坠门危机”，如期通过了海上试航。
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