大航海时代的帆船技术发展史 下快讯

发布时间：2024-04-28 06:44:00 来源：付之一炬网 作者：热点

船上的大航代繁重劳动——竖起中桅、把大炮或者长艇搬上甲板、帆船发展或者起锚——都通过绞盘来完成，技术绞盘是史下一个穿过甲板的竖直心轴，支承在一个或者多个卷筒中心，快讯可通过把绞盘棒推入插口靠人力来转动这些卷筒(图305)。大航代较小船只用的帆船发展则是起锚机，此时心轴被横向装在船头上。技术吊锚杆是史下一个船首之外的突出的木棒，其上备有滑轮孔(图299);起锚的快讯滑轮组被穿孔固定，它的大航代另一端的吊锚滑车带有一个大铁吊钩，可与锚环相连。帆船发展第二根木棒是技术在需要的时候临时安装在艏楼之外的，称为收锚杆，史下用来起锚并保护锚爪，快讯据说当时被称为起锚和吊锚。

木制船容易变形、渗漏，特别是过于陈旧时，雨水会渗入甲板。所以泵非常重要。链泵是用于大型船只上的，而一般的手泵则能够辅助链泵工作。16世纪末的帆布吊床西班牙语称“hamaca”，来自加勒比的一个单词。，首次在巴西被水手发现，从而被引用到了木板船上。船上厨房一般被安排在铺砖的舱面上，因为其工作得依靠蜡烛照明，失火危险很大。所以把厨房(正如以后所称的)安置在吊钟架前方的艏楼之下就越来越常见了(图300)。

船上的作息时间一直利用一只钟来控制，在17世纪期间，重要船只上的钟的位置从一般艉楼的间断处或后甲板处转移到了艏楼的间断处。大船是利用舱面下的舵轮或横舵柄来操纵的，后者是一根插入舵杆头的木杆。舵的控制是由和舷侧相连的滑车来进行的，风平浪静时，就用上绞辘轴，它和横舵柄的一头相连，穿过上方的甲板，一直延伸到齿轮，该齿轮是一个木制单眼滑车，穿过甲板上的孔固定在枢轴上，可使其旋转。站在操作台上的舵手能透过头顶的天窗(“舱口盖”)看到甲板和船帆。舵手来回推动绞辘轴，便可控制下边的横舵柄自然地向各个方向移动。舵手的前方是一个罗经柜，这是盛放指南针和沙漏的盒子，沙漏是用来定时或掌握舵手换班时间的。

图300海军验船师达默(EdmundDummer，1692—1698年任职)画的一艘一流帆船的纵向截面图的前部。显示了火炮甲板、最下层甲板和下面的船舱。在艏楼下有厨房用炉灶和厨房。系有锚链的锚链柱位于厨房下面较下层的火炮甲板上。

不同国家的船的帆装几乎没有多少差别，但是在船型式样以及装饰风格上还是有明显区别的，而且这种区别随着时代进步越来越明显。例如，荷兰船只为了要到达阿姆斯特丹，就得通过须德海危险的浅水面，所以荷兰的大船和英国及法国的船只相比，吃水较浅而且船身较宽。只要看一下荷兰船只的船尾就很清楚了。不同国家的小型商船非常相似。有一种被称为三桅海帆船的普通类型船只，有一个宽宽的苹果状艉部，其艉部外壳板做成圆形而与艉柱相配。上面是一个小的方形平面状带艉窗的艉横材。相对自身狭小尺寸来说，这类船内部已经很宽敞了。

在该世纪初，一些大船仍然是四桅的;如1200吨的“huangjia王子号”(RoyalPrince)，就是1610年由菲尼亚斯·佩特(PhineasPett)在德特福德建造的。不过有一幅画表明，在它的主尾桅和第四根尾桅杆的大三角帆上，都带有一面顶横帆(图版22)。1637年，彼得·佩特(PeterPett)在伍利奇建造了1522吨的“海上君主号”大帆船(SovereignoftheSeas，图版23，并参见边码486)，该船有3根桅杆，3根桅杆均有中桅和上桅，前桅和主桅上都有上桅顶桅、顶桅帆，并且3根桅杆顶上均有旗杆。即使不是诗人们创造的，这些新桅杆的名字肯定也是被赋以诗意的。对上述“君主号”有一首诗歌中这样写道：

谁无畏的顶桅毫无阻拦直顶穹顶，白天触摸太阳，夜晚轻拂繁星。

小型帆船也很快遵循了大型帆船的风格，尽管只有3根而不是4根桅，它们一般用多个活动索具来控制较分散的帆。

横帆由一幅幅帆布缝制而成，接缝是垂直的。它被绳索绑住，而穿绳子的圆孔或锁眼打在帆角处及其他绳子必须与帆布系在一起的部位。借助所谓的束帆细索，帆被绑紧在帆桁上。帆桁则被升降索提起，利用桁桅连接环和索箍固定在桅杆上;它的迎风角由转桁索和升降索来控制。帆朝下的两角被帆脚索固定住，而大横帆既有系帆索，也有帆脚索，当帆脚索导向艉部时，系帆索是一些导向前端的锥形绳(图306)。这些帆由人工卷起，人们爬到帆索的高处，把它们向下紧靠帆桁拴住。但起初，它们是被系在帆较低两侧下角(帆下角)的托帆索扯上帆桁的，可以用起帆索收卷起来，卷向帆之侧缘或平交外缘，再用拢帆索拉起帆的鼓起部分(或称帆腹)。在这个世纪初，名为帆缘索的绳索系在了侧缘上，但是具体操作方法尚不太清楚。当迎风航行的时候，帆迎风的垂直边，也就是帆前缘被张帆索拉紧了。当船顶风航行时横帆并不一定就是没有效率的。

17世纪中期以来，船的帆面积因在桅之间的支索上设置了三角形纵帆而增大。这些帆称为支索帆。顺风时，横帆面积增加，因为附加了辅助帆(或称翼帆)。在17世纪上半叶，辅助帆和下部辅助帆开始被缩帆系统替代。辅助帆被固定在帆底或下缘;缩帆时，帆的顶部或者上缘会收拢起来，而在各缩帆索点把一根绳子系在帆桁上，缩帆索是一段段绳索，按缩帆索的高度穿过帆的上缘。为了系牢缩帆索，人们不得不经常在恶劣的天气中爬上帆桁，而为了方便，踏脚索开始被安置在帆桁下边。弗罗姆(Vroom)在1623年创作的画《停泊于弗拉兴的“huagnjia王子号”》(RoyalPrinceatFlushing，图版22)，显示了带有斜杠帆帆装的艇或者快艇游船中的缩帆索点。虽然船上的帆装越来越复杂，但这一情况显然与同时代的画不一致。画中摒弃了大部分复杂的天幕吊索系统;在这个系统中，可用并联滑车装置的精巧设置，使支索连在桅杆上，或使各支索连在一起。这些笨重的装置在王政复辟时期后的英国船只上消失，这说明，haungjia学会及类似组织的深思熟虑对于地位低下的水手或者造船匠设计新船的思想产生了一定影响。

造船

早期造船厂不过比在一小块硬地上建立的一个仓库稍大一些，它临河而建，或建在高潮位时的水深足以浮起待造船只的隐蔽水域附近。船只一般尽可能在靠近木材供应地并远离公海的地方建造，以便避开大风和敌舰。1512年，在伍利奇建造“大哈里号”(HenryGr?ce?Dieu，图版21A)的准备工作可能是欧洲任何一处建造大型huagnjia船只的典型。房屋、土地和码头都是租借的，造船匠和船员都是从国内的不同地方招募到伍利奇的，面包师、酿酒师及大量备用物资也同样来自全国各地。

多数取自埃塞克斯和肯特郡的1987吨木材是教堂和各郡县的显要们送给国王的，用以建造大船以及它的大划艇、单座艇、小工作艇和3艘中型舢板。造船匠、木匠及锯木匠被派到森林工作。铁匠为了制造钉子、墙头钉、锁链及螺栓而建造了锻造车间。缆索、锚索、绳索、绳梯、双股细缆及填充材料也必须准备好。工作人员被安排好住房和床位，由一名叫布雷冈(RobertBregandyne)的人主持所有工作，他有一间住房兼办公室。卫兵被安排看管储备物资，当时的储备物资包括沥青、焦柏油和松香松脂等。

随着木材到货，桅杆、滑车和索箍纷纷被制备，同时还准备了一些装饰用木珠，让固结在贴近桅杆的帆桁上的缆绳穿过。“斑驳陆离的色彩装饰在‘大哈里号’上的桅楼、船帆和各种雕刻像上”，结果耗费了许多钱财。有的材料用大车运来，有的材料则用驳船运到码头。单桅小船、小型货运帆船一种小型商用船。和其他沿海商船都大老远地从达特茅斯、南安普敦以及拉伊运载着大炮，锚和圆材抵达这里。船长斯珀德(ThomasSpert)监督着船员制船帆、上帆装以及建造3艘中型舢板。这些舢板是用建造大帆船时剩下来的余料制作的，要不然就会浪费掉。

人们相信，“国王之船的秘书”布雷冈确实设计了“大哈里号”帆船，可惜的是，他的设计方案已散失。造船匠只把设计和建造船只的诀窍传授给儿子，通常不传给外人。第一本关于造船的综合教材在17世纪末开始出版。在设计木船时，必须考虑木材——尤其是橡木的性质。厚约6英寸的船壳板得加工弯曲成船首和船尾的形状。笔直的木材得收集起来，而梁后直立肘材、竖梁肘材和梁后水平肘材所需的木材也从树木的不同部位选择。这样一来，根据木材纹理被加工成所要求的形状(图301)。

一旦新船龙骨的伸展长度确定下来，那么艏柱和艉柱的倾斜度(就是艏、艉柱必须倾斜的纵向角度)也就确定了，而船体形状主要取决于所画的船身中截面。为了制作这张图，很多合适的曲线或圆弧从不同的圆心画出，不同的曲线也与连接它们的线条平整地接合(图302，图303)。

图301一艘西班牙大帆船船身中部的剖面图，约1586年。它引自贝克的手稿，表现出吃水线以上的船身宽度在逐渐变窄，即“船舷内收”。图中显示出肋材、甲板梁、水平肘材和撑杆。

16世纪以及后来的造船匠技艺基本上没有彻底偏离世代相传的诀窍以及一些经过考验的、成功可靠的船只的中部设计。这些船由技艺高超的造船匠以及他的工场或他的家族所造。造船匠一般很少做计算，而佩皮斯(SamuelPepys，1633—1703)告诉我们，他的朋友安东尼·迪恩爵士是第一位船舶设计师，他能通过计算知道造一艘船所需材料的重量和船的容积，预言其航行时吃水深度。所以，为了避免灾难，一艘船的建造酷似另外一艘，因而船体设计的改进也非常缓慢。所幸的是，鉴于木材的性状，船体在水下部分势必要设计成流线型。一旦船身中部截面确定下来，船体的光顺的曲线也就可勾勒出来，用木制曲线尺在与龙骨平行的各个高度勾画线型，并在艏柱槽口选定的船中截面和艉柱槽口3个位置之间进行线型调整，从而使船形更和谐流畅。

如果设计者对所划线型满意，那么距船中截面相应距离的其他截面图也能绘制出来。这时便能拟就船的型值表，从而能在放样间地面上全尺寸地画出各个截面，所以船材就可根据图中线型截取(图303)。应该注意，木船的设计线型止于船壳板之内，因为船体的形状取决于肋材的正确加工和成型，它们穿过龙骨而固定起来，形成了船体的基本框架，船壳板则钉在肋骨这个框架上。

从船体型线图和横剖型线图来看(图304，图305)，一个模型可能是一个按比例精心制作的构架，英格兰的比例一般是1/4英寸比1英尺。船模不仅向未来船主展示了他们未来船只的样式，而且还标示出双方达成意向的装饰、炮眼分布、起锚绞盘位置、锚架和其他设备(图299，图版29A和B)。从1700年以前，保存下的船模比草图多;这些模型未经改动，它们是原图的翻版或本身就是船只赖以建造的一种型值表。反过来，型值表根据只有造船匠才能理解的草图而逐个确定，他们希望能严守自己所造船只实际尺寸的秘密。

图302都铎王朝的造船匠在制图室中设计一艘新船。右边的人正用一副很大的圆规进行测量，准备绘制船体外形的长曲线。引自贝克的手稿，约1586年。

图303置于放样间地板上的船体剖面。放样间场地空阔，地面十分光滑、平坦，灯光明亮，有足够大的空间容纳船肋材的各曲线，它们是用一种叫sweep的大圆规画的。图上显示了一艘1000吨的船从船头到船尾的每条肋材，它们是按1/4英寸比1英尺的比例绘制的。这些曲线将在放样间的地板上被转换成实际尺寸。

图304一艘“ye的最大尺寸”的五级舰船。引自1684年的凯尔特里奇(WilliamKeltridge)的设计图集。把海军战舰进行分“级”，是佩皮斯(1633—1703)率先采用的。

图305“鲨鱼号”(Shark)辅助炮艇的草图手稿。1732年建于朴茨茅斯。它显然是一艘双桅帆船，也就是说，是类似于没有尾桅的船。后来的双桅小帆船常会增添尾桅。这个时期，一艘船的设计图通常是画在单张纸上的。这里可以看到船内侧和外侧部件的轮廓图、横剖面型线图、半宽图和居住舱室布置图。

船后部有：(a)大舱房;(b)卧舱;(c)海员办公室;(k)舱房下的面包房;(l)木匠的贮存室;(m)管理员的房间;(n,o,p,q)外科医生、助理官员、炮手和船长的舱房;(r)贮帆间;(s)平台下的贮鱼室;(t)弹药库;(v)抽水机舱房。

船前部有：(1)水手长工作间;(2)木匠工作间;(3)军需官舱房;(4)走廊;(5)壁炉;(6)石头的壁炉地面;(7,8,9)在艏楼和壁炉下的水手长、木匠和炮手的贮存室。

从很早起船模便在岸上用新料制作了。为同一目的制作的模型船在1600年以后常被人提起，而且很多保存了下来，特别是1650年以后的英国战舰模型。考虑到那时造船匠一般缺乏科学知识，所以也许他们非常有必要先看模型再造新船。1668年，伊夫林(JohnEvelyn，1620—1706)目击了“查理号”(Charles)在德特福德的下水过程，“这艘船是老希什(Shish)——一位坦诚可靠的木匠——建造的，他是这个船坞的主要建造者，但是他很少用语言解释他的作品，他几乎不会阅读，然而在他所从事的职业上却表现出非凡的才能。

他的家族成员已先后在这工场当了300多年的造船木匠。”法国海军上将德图维尔(deTourville，1642—1701)对17世纪英格兰造船匠先做帆船模型再造船的习惯颇为赞许。而其他国家的造船师也用制作模型来表现船体结构，而且有时候还制作已造好的著名帆船的模型。幸运的是，很多模型已经保存下来，并能在博物馆中见到。

在16和17世纪，多数帆船看来是在船坞建造的。这些船坞部分是通过挖掘，部分是使用木桩和砌石工程围埝建成的。在潮位很低时，坞门可以关闭，必要时船坞内还可排干水。新建船舶或修好的船可乘涨潮水位高时驶出船坞。建造新船时，龙骨被安放在干船坞的龙骨墩上，艏柱和艉柱被嵌接于龙骨两端，这是一项最繁重的工作。然后将船底肋骨横向安置在龙骨上;内龙骨则沿着龙骨置于底肋骨上;内龙骨、船底肋骨及龙骨相互用螺栓连接在一起。船底肋骨除了两端外都是笔直的，在两端，木材开始弯曲，也就是向上翘起。

复肋材与船底肋骨紧接在一起;这些都是弯曲的或弧形肋材，构成了帆船的曲边。这些肋材被安排得非常紧凑，而且在船的中间部分和靠近桅的地方是双层的，在这里会受到巨大的应变作用。沉重的厚压板水平排列在肋材内侧，支撑住甲板梁的两端。桅孔加固板是很结实的木材，垂直穿插在甲板梁之间，用螺栓紧固，用来支撑桅杆，而桅的根部则竖立在内龙骨之上。这个框架进一步与大量梁后直立肘材、竖梁肘材以及梁后水平肘材夹固在一起，所有船材都用橡木。造船匠总是寻找自然弯曲的木料，进行最仔细的加工，以免造成木材浪费。船首和船尾精心的结构设计是为了抵御舵和锚索的张力以及海浪的冲击力。

在建造过程中，船体被加固，周围搭起脚手架以方便造船匠施工。外壳板使用以橡树芯做成的木钉或木栓固定在船肋材上。为了防止漏水，还铺了一层填絮。根据计算外壳板、肋材、内壳板或舱内衬板厚度，可知舷侧几乎有2英尺厚。外壳板外层的接缝处很仔细地用填絮封严实。这种厚实的结构使得肋材之间的空气不流通，况且船是露天建造的，雨水会渗入船体，所以木头容易腐烂。所幸的是，多数船只造得很结实，有很大的储备强度。建造一艘大型帆船的木材大部分是橡木，其耗用量之巨大难以想像。一艘大型战舰大约需要2000棵橡树，每棵需一百年才能成材;生长快的树木不适合造船，因为这类木材太容易开裂。2000棵橡树至少需要50英亩的林地，树砍光后，林地裸露。

所使用的肋材重量可以解释新船下水时造船匠所遇到的困难。如果潮水没有高到足以让沉重的船体浮起而出坞，就很难用楔块、螺旋起重器和绞车移动它。鉴于此原因，尽管一般都是在船坞里建造大型船舶，但其他船只都是在高出水平面的硬地上建造。当船体造好后，就在它周围做一个托架;下水滑道朝向水面;托架被支在加润滑油的滑道上;龙骨墩被移开后，轮船就可以在高水位时从高于水平面的滑道上下水。

新船得靠在船旁的趸船的人字起重架将桅杆竖起，之后可以制备帆装。易浮的木船体在开始安全航行前必须先加压载。

吨位。过去的船的吨位是用从事波尔多葡萄酒贸易的船只承载能力来表示的一种随意的数字度量。其单位是能装两桶葡萄酒共252加仑的大酒桶，1626年被估计体积为60立方英尺，这个估计考虑到了因桶的形状而浪费了的空间。1626年，一艘长63英尺，宽26英尺的船按老的量度方法被计算出吨位为207吨，测出的是它平均货运装载量或净吨位,而用“新的”测量方法可计算出它静止时的最大载重量或毛吨位是276吨。由于那个时期的科学手段难以精确测量载重量，吨位计算导致了不同的经验性标准和公式的发明(精确测量只有在现代才可能实现)。

很多迹象都已表明人们在17世纪对造船理论和实践的兴趣越来越浓厚，考虑到这一点，因此说到造船业在下一世纪中的发展是如何之慢是多少让人有些吃惊的。究其原因，可能是海员和造船匠们凭经验制造的木帆船已臻完善——面对不变的海上条件自然显得保守——到1700年，其发展几乎已达到当时可能达到的完美顶峰。例如，一艘约2000吨的大型帆船实际上已经达到了纯木制结构帆船的最大尺寸极限。值得注意的是，当19世纪有关船舶建造和船舶推进的新技术风靡西方世界时，帆船仍能长时期地存在，甚至和那些被证明具压倒优势的新型船舶分庭抗礼，大体上保持着自己的传统样式。

商船总体上要比战船小，大部分商船仍是约200至400或500吨。最好的商船是那些英国东印度公司使用的船，为600或700吨。普通的长途航海帆船是桨帆快船，这种小船以速度取胜，在无风时，可以用桨划船。它们没有配备重炮，希望能以超高速度避开海盗和其他敌人。欧洲各国的帆船外形越来越相似，四海为家的海员消除了国家间的差别。

帆装方面的一些典型变化在新世纪初就变得显著起来(图306—309)。尾桅的中横帆及上横帆通常都已装上。现在一般在前桅中帆和主桅中帆上有2或3排缩帆索，并在后桅中帆和前桅主横帆以及主桅主横帆上有一两排缩帆索。中桅帆的头部已经更像方形了，也就是加宽了，而且帆之高度比主横帆更大。关于桅之间的纵向支索帆的运用，前文已述及(边码486);现在斜杠帆中桅因为有了艏斜帆桁而被取消。

艏斜帆桁从艏斜杠伸出，终止于新的最前三角帆的下前角索桁外缘。在英国，艏三角帆在1702年被huangjia海军所采纳，大船帆装也在1715年被正式取消了斜杠帆中桅。这个尴尬的过渡时期难以让人理解，特别是当时的画和模型表明被分段的中桅和艏斜帆桁都已经设置，这似乎是一个不可能的组合。

尽管斜杠帆中桅今天受到了海员的嘲讽，可在当时却维持原状，并在同时代画中可以见到——一般是在荷兰捕鲸船的画面中见到——直到进入17世纪，但可能不会晚于1750年。根据在格林尼治的国家海事博物馆里的英国模型来看，舵轮在大约1705年已被引进。前文提起过的笨重的垂直舵柄只有在天气好的时候才起作用，因为突兀而至的滔天巨浪可能会让舵手脱手。1705年之后，遇到坏天气，舵柄被通向绞车圆筒的滑车组所控制，绞车可通过后甲板上的舵轮来旋转。

相关文章