1255再鑄鼎 第55章 自造艦與新型帆

1257年，二月廿五，闊馬區(qū)外海。

一前一后，兩艘掛著辣土豆旗的船只相繼駛過。

“快快，把帆往左轉(zhuǎn)！”

后面那艘船上，王廣金一邊掌著舵，一邊對前面大喊大叫著。

甲板上的趙虎子趕緊帶著水手轉(zhuǎn)動起了桅桿底部的一個棘輪。棘輪發(fā)出咔咔的聲響，通過繩纜間接牽動與帆骨連接的數(shù)根帆索，使整個竹篾織成的帆面圍繞桅桿逆時針轉(zhuǎn)動，以一個略有偏斜的角度對準(zhǔn)了變化后的風(fēng)向。

帆吃滿了風(fēng)，帆面微微鼓起，推動船只達(dá)到了極速。船板發(fā)出吱嘎吱嘎的聲響，不時有浪濺到甲板上。但即使這樣，這艘船也沒趕上前面那艘。

一前一后兩艘都是新船。趙虎子上午在儲蓄所辦完業(yè)務(wù)后，就急急忙忙趕到闊馬區(qū)，為的就是參加這艘船的海試。

它們是闊馬造船廠前不久下水的兩艘三百料木船，仍然是傳統(tǒng)的福船結(jié)構(gòu)，大約有16米長，標(biāo)準(zhǔn)排水量約一百噸。

這兩艘船從55年開工，到前不久第一艦隊(duì)回來之后才正式下水。下水的時候，海洋部好是興奮了一番，畢竟這是東海商社自造的第一批船啊。他們把兩艘船分別命名為“金牛”“白羊”，王廣金和趙虎子這些原縱橫號的船組現(xiàn)在就在白羊號上。

其實(shí)這兩艘船在去年末就基本完工了。闊馬造船廠一直在招募工匠，現(xiàn)在工匠加工人已經(jīng)過百人了，所以進(jìn)度比預(yù)計(jì)提前了一些。只是由于第一艦隊(duì)南下貿(mào)易，海洋部人手不足，船造出來也沒人開，所以只分配了一小部分人力進(jìn)行收尾工作，再讓一部分新手造些小船練手，大部分人力分配到了新型船的制造上。

是的，隨著海洋部對本時代航海船只的逐漸熟悉，他們也對木帆船有了了自己的理解，決定在仿制起點(diǎn)號的基礎(chǔ)上進(jìn)行多項(xiàng)改進(jìn)，制造一艘噸位相當(dāng)?shù)男滦痛?p/> 新型船的下水還不知道要多少個月，不過研發(fā)過程中產(chǎn)生的一些成果可以先在現(xiàn)在的船上試驗(yàn)一下。今天金牛號和白羊號要試驗(yàn)的，就是新型的船用風(fēng)帆。嗯，準(zhǔn)確地說，試驗(yàn)者是金牛號，而白羊號裝備的仍然是舊式的硬帆，是作為對照的。現(xiàn)在這個試驗(yàn)的結(jié)果已經(jīng)很明顯了。

在介紹新型風(fēng)帆之前，有必要對歷史上出現(xiàn)過的帆裝梳理一下。

風(fēng)帆按材質(zhì)可分為硬帆、軟帆兩種，按固定方式又可分橫帆、縱帆兩種，此外還有一些輔助帆太雜暫且不談。歷史上排列組合，出現(xiàn)過很多各種類型的帆裝，但最終大浪淘沙，比較成功的有三種：軟縱帆、中式硬縱帆、歐式軟橫帆。

先說軟縱帆。軟縱帆是歐洲和中東都經(jīng)常采用的一種帆裝形式，大多是采用三角或者四角梯形形狀的一整塊帆布，沿桅桿縱向布置，可以繞桅桿轉(zhuǎn)動，所以能夠利用七面來風(fēng)，可以制造一些快速靈活的小帆船。但是由于需要一整塊帆布，在古代技術(shù)條件下難以做大，所以很難用在大船上。

然后是中式硬縱帆，這是中國獨(dú)立發(fā)展出來的一種帆裝形式。這種帆是用竹篾、草莖等編制而成，再用竹木為骨撐起來，材質(zhì)較硬、不易變形，故稱硬帆。大多數(shù)硬帆都可以繞桅桿轉(zhuǎn)動，所以算是縱帆的一種。中式帆具有縱帆的優(yōu)點(diǎn)，可以憑借七面來風(fēng)航行，同時又易于操作，非常適合東亞沿海多變的風(fēng)向，材料又容易取得可以隨時修補(bǔ)，所以被東亞各國廣泛采用。16世紀(jì)葡萄牙人到達(dá)中國后，也把部分西式帆船改裝成中式硬帆，以適應(yīng)東亞的海況。

中式硬帆突破了帆布面積的限制，可以做出比縱帆船大得多的船，但做大之后，帆重也急劇增大，仍然不能用在太大的船上，這時候就需要橫軟帆登場了。

歐式橫軟帆，就是用兩根“二”字型橫向排列的木棍拉起一面帆布，再把很多組這樣的帆布裝在桅桿上，形成大面積的帆裝。若是論同等面積下的用風(fēng)效率，那橫帆肯定是比不過縱帆和中式帆的，要論起靈活性，更是被吊打。但橫帆的強(qiáng)大之處就在于不跟你們玩同等面積，我就要堆面積碾壓你們。

由于橫帆是多塊帆布的組合，所以既不用受縱帆單塊帆布面積的限制，又不用受中式帆重量的限制，可以把總面積做得很大，能夠驅(qū)動一些超級別的大船。也許近海航行時跟縱帆半斤八兩，或許還不如，但在能利用常年風(fēng)帶航行的大洋上，橫帆則具有了絕對的優(yōu)勢。所以隨著大航海時代的到來，船越造越大，跨洋航行越來越多，歐式橫軟帆也成為了主流的帆裝形式。

不過橫軟帆同樣也是有缺點(diǎn)的。采用橫帆的船通常具有超高的桅桿和巨大的帆面積，為了保證桅桿強(qiáng)度和操控多組橫帆，就必須在桅桿上裝上密密麻麻的支索和帆繩。這些繩子就限制了橫帆的轉(zhuǎn)動，使得橫帆船只能利用順風(fēng)和側(cè)風(fēng)，難以利用逆風(fēng)。

為解決這一問題，西式帆船又加裝了艏斜桅帆和艉縱帆乃至支索帆。這些帆與船體軸向平行布置，在逆風(fēng)時會被吹鼓起來，而風(fēng)流過鼓起的帆面時會產(chǎn)生升力，這些升力便可以帶動整艘船戧風(fēng)而行。如此雖然效率不如縱帆船，但總歸是能動了。

但這一套復(fù)雜的帆裝又進(jìn)一步加大了操縱的難度。一艘縱帆船或許只要十個水手就能操作，而一艘橫帆船卻可能需要幾十上百個水手。不過，在危險(xiǎn)的大航海時代，這倒未必是缺點(diǎn)。人多力量大，水手多了，戰(zhàn)斗力也就更強(qiáng)，不管是抵抗海盜還是自己做海盜，都是人越多越好。

東海商社沒那么多水手可以折騰，所以不想用橫帆，再說現(xiàn)在他們的船也沒大到硬帆用不了的時候。但他們對目前的硬帆形式不滿意，于是就參考后世現(xiàn)代帆的理念，設(shè)計(jì)了一種新形式的帆。

那么現(xiàn)代帆是由這三種帆裝中的哪一種發(fā)展來的呢？很遺憾，都不是。

現(xiàn)代根據(jù)流體力學(xué)設(shè)計(jì)出來的帆，與其說是從古典帆演化而來的，不如說是從飛機(jī)機(jī)翼變過來的。

古典帆主要靠風(fēng)吹扇面的作用力推動，而現(xiàn)代帆則主要靠風(fēng)流過帆面時由于兩側(cè)空氣流速不同而產(chǎn)生的壓力差來推動，和飛機(jī)機(jī)翼同樣利用的是伯努利效應(yīng)。

硬要說的話，現(xiàn)代帆大多采用不能形變的骨架結(jié)構(gòu)，又能繞桅桿自由轉(zhuǎn)動，和中式帆倒是有些像，但帆布采用的是輕薄而強(qiáng)度高的現(xiàn)代纖維材料，比最軟的帆還要軟，所以算是集大成者了。

海洋部就是參照這個理念，用輕薄的帆布替代竹篾作為帆面材料，同時用彎曲帆骨將帆布撐起形成能夠高效利用升力的弧面，軟硬帆結(jié)合，設(shè)計(jì)出了一種歷史上罕見的奇異帆，也就是今天放在金牛號上試驗(yàn)的這種了。

金牛號上，韓松見大局已定，便放心地將舵交給旁邊的鄭林掌著，自己去前面細(xì)細(xì)觀察起主桅上的新式帆來。

“嗯，這個帆骨，倒有些像肋骨……”

可不是嘛，主桅上的三面小帆是通過四根橫向帆骨連接并支撐起來，這四根帆骨又自下而上通過一套帆索系統(tǒng)固定在了一根豎向的“脊骨”之上。收帆時，放下帆索，整個帆就像遮陽棚一樣折疊起來了；升帆時，拉緊帆繩，整面帆就完全展開，中部向前凸起，形成桶狀的巨大弧面。

而這根脊骨則通過三個短支柱與桅桿連在了一起，連接處是軸承可以相對滑動，以此實(shí)現(xiàn)了帆面的轉(zhuǎn)向。如此一來，便可調(diào)整角度以適應(yīng)風(fēng)向。不過與舊式帆不同，新式帆不是以背面迎風(fēng)，而是以側(cè)后面迎風(fēng)。此時風(fēng)一面從前方的弧面快速流過，氣壓降低，一面堆積在后方的凹面中，氣壓升高。帆在兩個氣壓差之下產(chǎn)生巨大的推力，推動船向前行駛。

因此，同樣的船體同樣的風(fēng)，金牛號能跑得比白羊號快，也就不奇怪了。

為了制造這款新型帆，海洋部和工業(yè)部又整合了不少新技術(shù)，比如說用鋼骨代替了竹木骨架。東海商社能自產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的鋼材，鋼雖然密度比木材大，但是剛度要高得多，算下來比剛度（模量比密度）更高，在風(fēng)中不易變形，所以可以用很細(xì)的鋼骨替代木骨。但那根固定承力的“脊骨”仍然是木質(zhì)的，因?yàn)槟静牡谋葟?qiáng)度要比鋼高，也更容易加工成大型構(gòu)件。

此外，帆和桅桿之間的連接使用了東海商社的王牌產(chǎn)品石墨軸承，保證了轉(zhuǎn)動順暢。又有一套新設(shè)計(jì)的滑輪和索具系統(tǒng)，以完成升降帆、轉(zhuǎn)動、固定等操作。

這時鄭林把舵交給了水手，自己也跑了過來湊熱鬧。他先是攀上了桅桿，試了試獵獵作響的帆布的手感，又跳了下來，說道：“方迎波給的這批帆布不錯，我看比南方的都不差了。”

韓松點(diǎn)點(diǎn)頭：“豈止不差，他們折騰這么久，也就出了這么一個好東西。我看城陽也干脆別產(chǎn)什么破商品布了，專產(chǎn)帆布得了。”

嗯，這帆面用的是新型棉麻混紡帆布。之前城陽工業(yè)區(qū)曾經(jīng)做過一批純棉帆布給海洋部試用，重量相比麻布減輕了不少，但是棉的強(qiáng)度不如麻，城陽工坊的紡織技術(shù)也不怎么樣，結(jié)果大風(fēng)時產(chǎn)生了撕裂現(xiàn)象。為此，他們又改進(jìn)了配方，使用棉麻混紡，經(jīng)線交替使用一根麻線一根棉線，緯線用兩根棉線一根麻線。這看起來復(fù)雜，其實(shí)在手工織布時代和普通布織起來沒多大區(qū)別。

但這也是基本操作，沒什么特別的，這種帆布的真正秘訣在于提前數(shù)百年使用了上蠟工藝，也就是事先把線浸過防水油料再織布，可以增加布料的氣密性和防水性。帆布如果不經(jīng)過防水處理，風(fēng)就會從纖維間稀疏的空洞中穿出去，降低推進(jìn)效率。為此，傳統(tǒng)的做法是織造完成之后再涂蠟或桐油，但這樣用量不好控制，達(dá)到同樣的氣密性重量要大上不少，而且成本高昂。因此歷史上有的船為了省錢，就用普通布料做帆布，行船時潑上水浸濕防漏風(fēng)。東方硬帆之所以用竹篾編制而不用布，也是有出于漏風(fēng)率低的考慮。相比之下，城陽出產(chǎn)的這種帆布真的是上好的防風(fēng)布了。

說到這里，鄭林又心癢了，回頭對艉樓喊了一聲：“計(jì)一下航速！”然后在十幾根帆索里找出自己想要的那根，從固定處解開，用手拉著慢慢放下去，又提起來。

最頂層的帆骨隨著他的動作先是下降，又升起來，牽拉起來并不費(fèi)力——由于一系列新技術(shù)，最終造出的帆面不但用風(fēng)能力更強(qiáng)，重量也比同面積的硬帆少了三分之二，整面帆都可以由一個水手收放，更別說這頂層的三分之一了。

他把帆索綁了個繩結(jié)固定回去，拍著手說道：“這么輕省，你說當(dāng)時造的時候?yàn)樯恫桓纱喟盐U造高點(diǎn)，好掛面更大的帆？”

韓松道：“造的時候都定型了，哪那么好改，完全體還是得看新船。而且，”他在甲板上用腳點(diǎn)了點(diǎn)，“聽，這還沒多大風(fēng)呢，就吱嘎吱嘎了，帆力再大，說不定哪里的結(jié)構(gòu)就得出問題。畢竟是練手的船，不能要求太高啊。”

鄭林點(diǎn)頭道：“也是。而且這帆只是有個雛形，還沒優(yōu)化完全。回頭給其他幾艘船也換上試試……對了，頭兒，你說，這帆軟帆硬帆都不完全是，得起個特有的名號吧？”

韓松一愣，然后說道：“既然是類似機(jī)翼的原理，那就叫東海式翼型帆吧……唔，太長了，干脆叫海翼帆得了。”

鄭林一拍掌：“好，就叫海翼帆！”

這時，后面的水手拿著表和記錄紙來報(bào)告了：“報(bào)告艦長，之前五海里平均速度8節(jié)，最高速度8.6節(jié)！”

韓松一聽就笑了：“很好，今天還是沒什么大風(fēng)，不然說不定能上九節(jié)。也不錯了，這應(yīng)該都甩出白羊號有一節(jié)了。行了，今天就到這吧，打信號通知他們返航！”

其實(shí)他們今天一共比了三輪。第一輪，由于海翼帆的用風(fēng)方法和硬帆有很大區(qū)別，金牛號上的班組對海翼帆還不是很熟悉，沒發(fā)揮出效果，甚至比白羊號還落后了一點(diǎn)。等到第二輪漸漸熟悉了，才持平甚至反超。而這是第三輪，完全上手之后終于表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢來。

兩艘船逐漸調(diào)頭回航，而此時海翼帆又展現(xiàn)出了一個優(yōu)勢——由于是利用側(cè)風(fēng)升力，所以可以調(diào)整帆面角度使得升力垂直于船體，從而獲得較大的力矩輔助轉(zhuǎn)向。因此金牛號比白羊號更快地完成了調(diào)頭動作，等到后者也轉(zhuǎn)向南行駛的時候，兩者都差不多并駕齊驅(qū)了。

鄭林命人降了頂層帆，與白羊號保持速度一致，又走上艉樓喊來了王廣金他們，笑呵呵地吼道：“王兄，承讓了！”

王廣金嘴角抽搐，回道：“新式帆果然厲害，鄭兄在上面都跑得這么快，回頭我就給白羊號也換上！”

韓松也走上來，喊道：“對，還有起點(diǎn)、縱橫，還有以后的新船，都換！”