帆船发展历史
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
帆船发展历史
公元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(fishingvessels),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(FerdinandMagellan)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”,是阿拉伯水手的“三角帆”(triangularsail)。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、红海和波斯湾地区阿拉伯人“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阿拉伯人,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。此前他们从阿拉伯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”(rudder,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”。 帆船
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。这就大大刺激了
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,例如英国移民最早去北美所乘的“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。 帆船
欧洲人从我们这里学去第五件“长技”,时间就更晚了,已经到鸦片战争之后。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。
以下是一些航海技术发明的比较:
技术项目名称 中国采用大致年代 欧洲采用大致年代
摇橹 公元前1世纪 17—18世纪
平衡式梯形斜帆 公元2—3世纪(?) 15世纪末
船尾舵 1—2世纪 12—13世纪
平衡舵 11世纪 18世纪末19世纪
水密隔舱 古代 18世纪
船壳包板 11世纪 16世纪以后
车船(轮船) 8世纪 16世纪(?)
航海指南针 11—12世纪 12世纪末13世纪初
利用八面风 12世纪初 16世纪
关于船舶的由来,在中国、埃及、英国、希腊等地都有不少传说。其中我国民间流传的大禹治水造舟和《圣经》中的诺亚方舟,便是其中两则最为著名、流传最广的神话故事。据专家分析,现代船舶的鼻祖是独木舟。独木舟很可能起源于山洪暴发时,不会游泳的人们抱着树干原木得以逃生。于是,人类就尝试着改造这些树干原木:将其掏空,使之在水中更加平稳,并能装更多的人或物。据考古学家考证,我国在7000年前就已经有了独木舟。
独木舟诞生后,人类根据生产和生活的需要,又学会用更多的木头建造更大的船舶。而当人类进入阶级社会之后,随着战争的出现及战争由陆上蔓延到江河湖海后,专门用于水上战争的船只就从普通船舶中分化出来,并经过不断发展形成了古代战船。
中国和地中海国家是古代战船的发源地。公元前16~11世纪,我国商代就已将舟船用途军队的运载工具。公元前1027年,周武王就率兵车300乘,近卫军3000人,甲士4.5万人,并联合了一些其他部落的军队,大举伐纣。参战部队由47艘大船运送,在孟津渡河,直捣商朝都城朝歌(今河南淇县),灭亡了商朝。这次渡河作战,组织严密,规模空前,派有专人指挥舰只。但这些船只毕竟是临时征集的,没有专门用于水战的兵器和人员
,因此还算不上真正的战船和舟师。
最早的桨帆战船为单层桨,公元前1200多年出现于埃及、腓尼基和希腊。公元前800年,单层桨战船开始装上青铜铸造的船艏冲角,用来进行海上战船间的撞击战。公元前700年,在腓尼基和希腊等国造出了两层桨战船。公元前550年,希腊最先造出三层桨战船。它长40~50米,排水量约200吨,有170枝桨,划桨时航速可达6节,顺风时可以使用风帆。主要武器为舰艏冲角,载有18~50名进行接舷战战士,战士携带矛、剑、弓、标枪和盾牌;无武装桨手170人。此后,三层桨战船成为地中海沿岸各国海军舰队的主力,并持续了十几个世纪。
公元前6世纪中期,我国正值春秋时期。为了适应水网地区作战的需要,南方的吴国、越国、楚国和北方面临东海的齐国,都先后建造和改装战船,并抽调官兵进行水上训练。至此,中国古代海军便应运而生了。当时吴国舟师中的战船有大翼、中翼、小翼、突冒、楼船、桥船等,还出现了专用的水战器具“钩拒”。公元前206~25年的西汉时期,中国战船得到了进一步发展,其性能已逐步赶上和超过了当时的地中海国家,并一直保持到15世纪中期。中国战船是当时世界上最大、最牢固、适航性最好的船舶。公元220~265年我国的三国时期,吴国水军曾拥有5000艘战船,其中大型楼船设楼五层,可运载士兵多达3000名。公元3世纪20年代的西晋初期,王濬为准备伐吴而建造的连舫战舰,长120步,上面有楼橹,开四门,能驰马行车。公元588~589年隋灭陈时,杨素所率最大的战舰“五牙”舰,设楼五层,可容士卒800人,前后左右设有六具“拍竿”。“拍竿”是利用杠杆原理高悬巨石,在接舷战中用来拍击敌船,是一种威力很大的冷兵器。公元618~907年的唐代,造船技术获得进一步的发展,所建“海鹘”号能在较大风浪条件下航行战斗。李皋发明的车船(亦称车轮船、轮桨船),行动便捷,可视作后来机械明轮船的先驱。公元960~1279年的宋代,中国战船已普遍采用了水密舱壁技术,提高了不沉性。公元1000年,神卫水师队长唐福曾向朝廷献火箭、火球、火蒺藜等燃烧性武器。1130年,杨么起义军大量使用的车船中,最大的长约110米,装有24个车轮和六具“拍竿”,载士兵1000余人。1203年,秦世辅造的载重约60吨的“铁壁铧嘴平面海鹘”战船,舱壁装有铁板,是装甲船的祖先。船艏装有形似铧嘴的犀利铁尖,用以在水战中冲击并犁沉敌船,较冲角破坏力更大。
古代战船的发展经历了桨帆战船和风帆战船两个时期。桨帆战舰船体结构为木质,船型较瘦长,吃水较浅,干舷较低,主要靠人力
划桨摇橹推进,顺风时辅以风帆。桨帆船装备冷兵器,作战时多采用撞击战和接舷战,主要局限于内河、湖泊和近海航行作战。古代战船直至后期开始才开始装备燃烧性火器。
14世纪,世界上最早的金属管形火器――火铳在我国问世。据历史学家考证,在明洪武十年(1377年),我国战船已普遍装备火铳,从而开始了战船武器从冷兵器、燃烧和爆炸性火器向火炮的过渡。
世界战船从桨帆战船向风帆战船的过渡,整整持续了数个世纪。风帆战船的船体也为木质,吃水较深,干舷较高,艏艉翘起,竖有多桅帆,以风帆为主要动力,并辅以桨橹。与桨帆战船相比,风帆战船的排水量、航海性能、远洋作战能力均有了较大的提高,主要武器为前装滑膛炮,作战方法主要是双方战船在数十米至千米距离上进行炮战,并辅以一定的接舷战。我国明代航海家郑和率领的庞大船队曾七下西洋。他所乘坐的最大的“宝”船,长约137米、宽约56米,有九桅12帆,装有火铳多门,是当时世界上最大的风帆海船。
北欧国家15世纪初开始出现装有火炮的风帆战船。1488年,英国建成一艘名为“总督”的四桅战船,装有225门小型火炮;1520年,又建成一艘排水量达1000吨的“大哈里”号风帆战船,该船装有口径60~203毫米的火炮21门。1561年,我国明代抗倭明将戚继光曾建造过装有大发贡一门、碗口铳三门、佛郎机六门、鸟嘴统10枝的大型战船――“福船”。1637年,英格兰人建成排水量1700吨的“海上统治者”号风帆战船,该船装有100门火炮。1797年,美国建成排水量1576吨的“宪法”号风帆战船,该船装有44门火炮。
到了19世纪,随着欧洲各国海上战争愈演愈烈,风帆战船得到进一步的发展。最大的风帆战船已达6000吨,装备大中口径火炮100门以上。当时,有的国家将风帆舰船依排水量的大小和火炮的多少分为六级。一至三级称为战列舰,排水量在1000吨以上,在三层或两层甲板上装火炮70~120门。四、五级称作巡洋舰,排水量500~750吨,在两层甲板上装火炮40~64门。第六级被称作轻巡洋舰,排水量约300吨,在单层甲板上装火炮6~30门。
就在风帆战船飞速发展的同时,自19世纪初以来,蒸汽机开始作为新的动力被使用在战船上。1815年,美国建成了第一艘明轮蒸汽舰“德莫洛戈斯”号(后改称“富尔顿”号),其排水量达2745吨,航速不到6节,装有14.5公斤炮32门。早期的蒸汽船都是由明轮推进的。但明轮船在海战中使用却受到很大限制,一是庞大的明轮和部分机器暴露在敌人的火力之下,因而在战斗中极易受到炮火的毁坏;二是明轮布置舰舷两侧
,占据了用于安装火炮的宝贵空间。
1929年,奥地利人约瑟夫·莱塞尔发明了可实用于船舶的螺旋桨,并经由瑞士工程师约翰·埃里克森等人进行了改进,从而克服了明轮的缺点,使得蒸汽机能够装置于舰船吃水以下的舱室。螺旋桨推进器出现后,蒸汽机逐步成为战舰的主动力装置,从而使战舰发生了一系列崭新的、质的变化。由于蒸汽战船改变了对风速、风向和潮流的依赖,风帆战船时代宣告终结。与此同时,舰上火炮也得到迅速发展。一是火炮口径不断加大;二是发明了威力巨大的“爆破弹”;三是出现了线膛炮,火炮射击精度大大提高。性能优越的火炮对木质船舷产生灾难性的打击。为此,大型舰只开始装设舷部和甲板的装甲防护带,以抵挡敌舰炮火的攻击。铁甲战舰由此问世。
1859年,法国建成了“光荣”号铁甲舰。该舰排水量5617吨,装备36门舰炮,装甲厚11厘米,装甲后面用大肋木支撑。1860年,英国铁甲舰“勇士”号下水。该舰满载排水量9210吨,舰速14节,帆机并用时航速可达17节。舰上装有40门炮,其中发射50公斤炮弹、炮尾声装填的线膛炮10门,发射31公斤炮弹、炮口装填的滑膛炮26门;后甲板上还有发射18公斤炮弹、炮尾声装填的线膛4门。舰上装有4台920千瓦的蒸汽机。“勇士”的号下水,标志着木壳战列舰漫长时代的结束。 铁甲战舰被广泛应用地海战后,很快就显示出与众不同的特点与威力。在1862年的美国南北战争中,南军专门改装修造了“梅里马克”号战舰。该舰原来船身吃水线以上部分被全部去掉,在船中部了矮而平的炮台,四面用半米多厚的木板作壁,最外层包有厚铁板。一次海战中,“梅里马克”受到北军2艘战舰及沿岸炮台的疯狂炮击。但令人吃惊的是,炮弹大部分竟被弹了回去,“梅里马克”号未受任何损伤,照样高速前进。轮到“梅里马克”号还击了,它怒吼几声,炮弹随即砸落到北军木质战舰上,顿时火光冲天,炸声四起。正当北军难以招架之时,一艘由北军精心设计的“莫尼多尔”号战舰及时赶到。这种新式装甲战舰的船身在海面上仅露出半米,船舷吃水线以上包着5层2.5毫米的铁板,甲板上也包有铁皮。甲板中央的旋转炮台采用8层2.5毫米的铁板包裹。尽管“莫尼多尔”号比“梅里马克”号小得多,但它凭借厚装甲和灵活性,四处出击、顽强迎战,很快改变了北军被动挨打的局面。这场铁甲舰间的典型战例,表明铁甲战舰具有良好的防弹能力和相当强的作战能力。
而随着铁甲战舰的出现,来复线炮管和爆破弹也被用于各海上强国的战舰上。来复线炮比滑膛炮具有更高的命中概率
,爆破弹也比散弹或实心弹更具威力。为了抵御更加猛烈的炮火,战舰的铁甲也越来越厚。最终,钢铁逐步成为了主要的造船材料,从而使得战舰结构更加坚固耐用,排水量增也至万吨以上。
与此同时,水雷和鱼雷等专门的海战武器陆续发明并被装备于战舰。1877年,英国研制出了第一艘鱼雷艇。1892年,俄国研制成布雷舰。很快,各国海军纷纷仿效,也先后研制出了本国的鱼雷艇和布雷舰。水雷和鱼雷的应用增强了海军的战斗力。各国海军为了对付鱼雷、水雷所带来的新威胁,开始为其大型战舰设置了水下防雷结构。1893年,英国建成了专门对付鱼雷艇的鱼雷炮舰。正是这种鱼雷炮舰,后来逐渐演变成为了今天的驱逐舰。 我国清政府从19世纪60年代开始购买和设厂建造近代舰艇。1889年建成“平远”号巡洋舰,排水量2100吨,航速14节,装备舰炮12门。1902年建成“建威”号鱼雷快船(即驱逐舰),排水量850吨,航速23节,装备舰炮9门和鱼雷发射管数具。