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关于帆船的知识

游艇中国2019-09-17 14:23:02
游艇百科


     帆船起源于居住在海河区域的古代人的水上交通运输工具。15世纪初期,中国明代郑和率领庞大船队7次出海,到达亚洲和非洲三十多个国家。现代帆船始于荷兰。1660年荷兰的阿姆斯特丹市长将一条名为"玛丽"的帆船送给英国国王查理二世。1662年查理二世举办了英国与荷兰之间的帆船比赛。1720年爱尔兰成立皇家科克帆船俱乐部。1851年英国举行环怀特岛国际帆船赛。1870年美国和英国首次举行横渡大西洋的美洲杯帆船赛

    

     元13世纪西班牙人和葡萄牙人开始建造一种名叫“caravel”轻帆船,起初主要用作渔船(fishingves鄄sels),由于性能良好,不久就广泛应用于其他方面。迪亚斯(BartholomeuDias)1488年发现好望角(CapeofGoodHope),哥伦布(ChristopherColumbus)1492年发现新大陆,达·伽马(VascodaGama)1498年穿过印度洋到达亚洲,麦哲伦(FerdinandMag鄄ellan)1519-1522年间完成第一次环球航行,用的都是这种船。不应该忘记的是,欧洲人能够造出这样的船,与他们学了许多源于东方、尤其是中国的“长技”有关。


     欧洲人从东方学去的第一件“长技”,是*水手的“三角帆”(trian鄄gularsail)。欧洲人原来使用的一直都是“横帆”(squaresail),即横向安置的方形帆。一千多年以后(公元6世纪),由于受到印度洋、红海和波斯湾地区*人“独桅三角帆船”(dhows)的影响,地中海地区的水手逐渐改用这种比较容易操纵的三角帆来代替横帆。到公元9世纪,这一地区已经几乎见不到横帆的身影。附带说说,尽管这种帆的发明权理应属于*人,但在欧洲它却被叫做“Latinsail”(拉丁帆)或者“lateensail”(大三角帆)。

  欧洲人学去的第二件“长技”是“纵帆”(fore and aftsail),中国人早在战国时代(公元前3世纪)就已经使用这种帆了,但直到13世纪才被欧洲人学去。此前他们从*水手那里学去的三角帆虽然比较容易操纵,但仍然是横向安置的,只能利用顺风,在刮定向季节风(monsoon)的印度洋北部好用,在风向不定的地中海和其他欧洲海域就不大适用。纵帆利用分力、合力原理,可以“船驶八面风”,只有“当头风”不可行驶。不过到16世纪,由于想出了“调戗使斗风”的办法,逆风也能行船了。所谓“调戗”,指的是调整船头方向,把当头逆风转变成侧斜风,这样它就也能推动船只呈之字形前进。


      利用纵帆有一个必要条件,就是要能灵活调整船头方向。在中国,那是通过使用安置在船尾的“舵”(rud鄄der,全称sternrudder,尾舵)来实现的。现在成语词典收有“见风使舵”(或作“看风使舵”),那是一条来自“俗语”(vulgartongue)而非来自“典故”(literaryquotation)的成语,讲的正是按照风向操纵舵来调整航向。它本无贬义,不幸的是现在往往被用指不讲原则,随风倒的圆滑、世故做法。古时舵字也作柂、柁、杕,东汉刘熙《释名》解释“船”字说:“其尾曰柂。”南北朝《玉篇》(公元543年)说:“舵,正船木也。”,又说:“杕,船尾小梢也。”这些文字记载都说明中国人很早就发明了舵,而考古发掘得到的用舵证据就更早了,广东、湖北等地的西汉墓都出土过木船模型,其船尾都安置有舵。但是舵传到欧洲却相当晚,大约是公元12世纪的事。此前欧洲人一直用侧桨来控制方向,那远不如使用舵。舵可以说是欧洲人学去的第三件“长技”。

  学会使用三角帆、纵帆和舵以后,水手就能更加放手地利用风力了,这就导致桅与帆数目的增加,尤其是风帆数目的增加,因为使用多个比较小的帆,比使用单个大帆操作起来容易。“caravel”正是一种轻型多桅帆船,它通常有三根桅杆,前桅(fore鄄mast)和主桅(main)挂横帆,后桅(mizzen)挂三角纵帆。有的还立了第四根桅杆,也挂三角帆。还有一些船从船头向前伸出一根斜桅(bowsprit),上面挂一张小帆,并在主帆和前帆之上各加一面顶帆(top鄄sails)。这样就既能充分利用风力,有速度,又比较灵活,便于操纵,可以在各种风向条件下行驶。应该注意,吹在风帆上部的风,除产生水平方向的推力以外,还产生向上的升力。升力比较小的时候有利于船只航行,但如果升力过大,就有可能使船只倾覆。使用三角帆和顶帆,可以减小升力,有助于船只稳定航行。

  欧洲人开始建造比较大的船,是在哥伦布发现新大陆,并在那里掠夺大量财富之后。大约从16世纪中叶开始,西班牙组织了庞大的船队,每年两次往返于大西洋东西海岸之间,从美洲殖民地运回掠夺的财宝。根据官方统计,在1600年以前的大约一个半世纪里,上了税运回西班牙的白银超过18,600吨,黄金200吨;走私的数额有多少,就不大好估计了。除此以外,还有不少船只在中途或因风暴、或因海盗袭击而沉没,随之葬身海底的金银当也不在少数。直到今天,它们仍然是世界各国寻宝人与打捞公司搜寻的重要目标。后来,随着新大陆甘蔗、棉花、烟草种植园经济的建立与发展,货物运输量大增,大西洋上的船队运输就更繁忙了,这里面当然还不应该忘记与之相关的黑奴贩运。根据一些学者的研究,从15世纪开始有这项罪恶贸易到19世纪欧美各国正式宣布废除,在西非海岸被装上贩奴船的黑人总数达1200万,途中死亡了大约六分之一,登上新大陆的约有1000万,由此不难看出其运输量是相当大的。

  为了保护运输船队免受海盗及其他国家船只的袭扰,西班牙人建造了一种名叫“galleon”的战船,它实际上是在“caravel”的基础上发展起来的大型多桅帆船。从1650年起,大西洋进入一个海战频繁的时代,西班牙、葡萄牙、荷兰、法国、英国等欧洲殖民国家以及“占岛为王”的海盗(最著名的也许就是“加勒比海盗”),把大西洋变成了一个大战场。这就大大*了战船的发展,起初最大的战船吃水量约为1500吨,但到1750年,2000吨的船只已很普通,而到1800年更有超过2500吨的。船壳通常选用坚实的橡木板(oakplanks)制造,而且是双层,总厚度可以达到46厘米,这就使造船成为一件非常耗费木料的事。例如,建造特拉法尔加海战中纳尔逊(HoratioNelson,1758 1805)所乘旗舰“(皇家海军)胜利号”(HMSVictory),所耗费的木材就需砍伐2,500株成年橡树才能得到。后来同样的技术也用于建造民用船,例如英国*最早去北美所乘的“五月花号”(Mayflower),就属于这种类型。在以蒸汽机为动力、螺旋桨为推进器的轮船出现以前,大型多桅帆船一直是欧洲商船和战船的主要船型。

  值得注意的是,学会用帆(三角帆、纵帆)和舵都属于集体行为,很难确定是在什么时候、具体是谁从东方学到的,只有第四件“长技”(水密隔舱,watertightbulkheads)才能确定具体的引进者,那就是1795年受命为英国皇家海军造船的萨缪尔·边沁(SamuelBentham,1757-1831)。使用水密隔舱不但大大增加了船体强度,更重要的是不至一处破损就水漫全船,难以封堵。有了水密隔舱,欧洲船舶可以说已经达到帆船时代的最高水平。

  欧洲人从我们这里学去第五件“长技”,时间就更晚了,已经到*战争之后。原来,在船型设计上虽然他们和我们一样都利用了仿生学(bionics)原理,把船体设计成流线型,但模仿的对象不同;欧洲人模仿的是鱼,而中国人模仿的是水鸟。这样他们船体的最宽处就在中部靠前的地方,而中国船体的最宽处却在中部靠后。后来的流体力学研究证明,中国人的做法更科学,因为一般船舶都不是像鱼那样在水里游,而是像水鸟(例如鸭和鹅)那样在水与空气两种介质之间划行的。认识到这一点以后,西方的船舶也像中国的船那样,把最宽处放在中部靠后的位置了。

  在中国古代造船技术里,欧洲人没有学去的大概只有橹(scull)。中国早在西汉(约公元前1世纪)就开始用橹了,划桨需要把桨提出水面,既做虚功又浪费时间,而橹是连续划水的,用的是鱼摇动尾巴前进的原理,所以有“一橹三桨”之说。欧洲人很晚才开始考虑以中国的橹来代替他们的桨,但由于不久后发明了推进效能更好的轮桨(paddlewheel),就没再考虑用橹的事。不过要指出,轮桨的真正发明者也是中国人,时间比富尔顿早了一千多年。《旧唐书·李皋传》载:“挟二轮蹈之,翔风鼓浪,疾若挂帆席。”可见唐代(公元8世纪)已经知道用以足踩踏的轮桨来代替用手划动的桨。轮船在中国古代叫“车船”,根据现有记载,宋代岳飞与杨幺的水战(12世纪),便是一次车船大战。

  总之,除在中国古代“四大发明”之一的罗盘之外,我们对造船与航海技术还有许多重要贡献。欧洲人从东方学去的五项技术里,四项都源于中国,而这些技术对他们帆船时代的造船与航海都起了非常重要的作用。现在已经是“后帆船时代”,除体育运动外,已经基本上见不到帆船的身影,但舵、水密隔舱、船体形状这三项技术仍在继续应用,而且毫无疑问还将一直应用下去。