中国航海史话
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第一节
悠久的船舶历史

一、从古舟到车船

(一)石器时代的古舟和独木舟

在古代中国,人们观察到,树木倒入河中后木叶不沉入河底。《世本》《世本》是先秦史官记录和保存的部分历史档案资料,经过秦汉编辑整理成书,著作年代约在公前234年至公元前228年间,作者不详。记载:“古者观落叶因以为舟”,意思是说中国先人看见落叶掉在水面上漂浮不沉而悟到了船的原理。这跟鲁班悟出锯子的原理有点类似。

甲骨文中已有“舟”在,从殷商废墟的甲骨文中发现“舟”字写成,像船形,两边像船帮,中间三条线代表船头、船舱和船尾,由于此造船方法未使用铁器和铁钉等器具,因此可以断定该方法是旧石器时代中国船舶建造的最古老方法[1],也可以据此推断古舟是中国船舶的祖先,其最早应该产生在旧石器时代。古人用石斧、石锛、锸等工具将圆木凿空,人们将树干上不需要挖掉的地方都涂上厚厚的湿泥巴,然后用火烧掉要挖去的部分,这样被烧的部分就被烧成一层炭,再用石斧砍就比较容易了,独木舟就是这样制成的。

《易经·系辞》中有“刳木为舟,剡木为楫”的记载。“刳(kū)”是动词,即“破开、挖空”的意思;“剡(yǎn)”也是动词,即“削尖”的意思;“舟”为船,“楫”为桨。东汉刘熙在《释名》《释名》是东汉末年刘熙的作品,是一部专门探求事物名源的佳作。中对“楫(jí)”解释为“楫,捷也,泼水使舟捷疾也”,也就是使船在水中快速行驶的工具。元朝黄公绍在《韵会》《韵会》亦称《古今韵会》,是黄公绍以《说文解字》为本,参考宋、元以前的字书、韵书,于至元二十九年(1292年)之前完成,成为字书训诂集大成的著作。中解释,长的桨叫作棹,短的桨叫作楫[2]。“桨”和“楫”均属于“木”部,从文字本身可以说明均是由木材制造而成。从该记载中可以推测当时造船的方法为伐木后挖空圆木体为船,削薄木头为桨。图2-1所示为古人刳木为舟的图片记载[3]

图2-1 刳木为舟

浙江萧山城区跨湖桥新石器时代的遗址中,发现一艘距今8 000多年的独木舟(见图2-2),这是中国乃至亚洲发现的最为古老的舟船遗存,被称为华夏第一舟[3]。浙江余姚河姆渡新石器时代遗址中也有木桨出土,推算大约7 000年前已有独木舟。在距今5 000年左右的杭州水田畈和吴兴钱山漾的新石器时代的遗址中都有木桨出土,说明当时独木舟已成为浙江地区水上重要的交通工具。独木舟已有了船底、船舷、船舱,可以乘人载物,涉水过河,故可视为船舶的“始祖鸟”[4]

图2-2 独木舟

独木舟大致分为三种,即平底独木舟、尖头方尾独木舟、尖头尖尾独木舟,现在的船舶是从这三种类型的独木舟演变过来的。平底独木舟的底是平的,或接近平底,头尾呈方形,没有起翘。尖头方尾独木舟的头部尖尖的,向上翘起,尾部是方的,底也是平的。如1965年在江苏武进淹城内城河出土的独木舟,尖头敞尾,尖头微上翘,舟尾敞开宽而平,属于尖头方尾独木舟这一类,其中一条独木舟长4.22米,船舱上口宽0.32米,深0.45米,尾舱宽0.69米,整个独木舟用楠木制成。尖头尖尾独木舟的舟头翘起,尾部也起翘。如1958年在江苏武进淹城出土的一条独木舟,舟形如梭,两端小而失,尖角上翘,属于尖头尖尾独木舟这一类。舟舱中间宽,全长11米,船舱上口宽0.9米,深0.45米,系用整段楠木挖空制成。外壁光滑木纹依旧,内壁布满焦炭和斧凿斑斑痕迹,这是古代先民经过数十次用火烤焦后不断用斧凿制加工成的。

(二)夏商周时期的舢板帆船

夏朝已有铸铜和冶炼作坊,也有铜锛、铜凿等金属工具,且当时已有规、矩、准绳等木工生产工具,建造木板船的各种条件已具备,人们普遍使用金属工具建造木板船。最早的木板船叫舢板,原名“三板”,顾名思义,最初是用三块木板构成的,即由一块底板和两块舷板组成。

殷商与西周时期,人们除了会制造船舶之外,已能制成利用风力航行的帆。甲骨文用“凡”通假“帆”字,说明殷人行船已经使用帆。关于帆的发明,传说是大禹受到鲎(hòu)鱼的启发,鲎鱼的形状很奇特,身体扁平而宽阔,眼睛长在背上,嘴长在腹下,背上还生有高七八尺的鳍,每当风吹来时,鳍就收拢起来[4]

图2-3 羽人竞渡纹铜钺纹饰线图

图2-3为羽人竞渡纹铜钺(yuè)纹饰线图,铜钺上刻四人头戴羽冠,坐于舟上,双手持桨作奋力划桨状,也有学者认为,四人头顶上方是船帆,说明2 000多年前的越人古时中原人泛称南方民族为“越”“蛮”,北方民族为“胡”“狄”,东方民族为“夷”,西方民族为“戎”。越族是我国一个古老的民族,最早称为“于越”。公元前11世纪(周成王二十四年),战国时的古籍《竹书纪年》中出现了“于越来宾”四个字的记载,这是越族第一次进入历史记载。已经使用船帆航行。

唐朝欧阳询等人著的《艺文类聚》《艺文类聚》是唐朝欧阳询与令狐德棻、陈叔达、裴矩、赵弘智、袁朗等十余人于武德七年(624年)编纂而成的一部综合性类书,是中国现存最早的一部完整的官修类书,保存了中国唐朝以前丰富的文献资料,尤其是许多诗文歌赋等文学作品。中记载,西周成王时,“于越献舟”,即以舟为贡品,献与成王,那时越人的船就已造得比较好了。越人在古汉语里就是一个涉水的代名词,《越绝书》《越绝书》是记载古代吴越地方史的杂史,又名《越绝记》,全书一共十五卷。该书以春秋末年至战国初期吴越争霸的历史事实为主干,上溯夏禹,下迄两汉,旁及诸侯列国,对这一历史时期吴越地区的政治、经济、军事、天文、地理、历法、语言等多有所涉及,被誉为“地方志鼻祖”。作者不详。中记载:水行而山处,以船为车,以楫为马,往若飘风,去则难从。春秋战国时,大国争霸,造船业及航海业迅速发展。《越绝书》称:越迁都由会稽(今绍兴)至琅琊(今临沂、青岛等地),以水兵2 800人伐松柏以为桴(fú),沿海北上,气势磅礴。

(三)秦汉至元朝的楼船

楼船是秦汉时期的著名船型,楼船的出现是我国古代造船技术初步成熟的标志。秦朝徐福及童男童女各3 000人,乘楼船入海,寻找不老之药。那楼船之巨,也已不难想象。楼船外形的标志是船体高大似楼,如同船舶上建筑的楼台,水上移动的楼阁。广州发掘的秦时期巨大规模船厂遗址证实了相关文字记载,其楼船宽度大约为8米,长度在30米以上,负载超60吨。楼船根据尺度决定层数,已知最高可达5层,高数十米,其楼阁直接层起于甲板之上[5]。汉武帝在长安昆明池建造楼船,训练水师,船“高10余丈,旗帜加其上,甚壮”[6]

汉代楼船甲板上布置多层建筑,甲板下设置有舱室,供棹卒(划桨的士兵)划桨之用。在舱内的棹卒具有良好的保护,可以免受敌人攻击。楼船甲板上的战卒手持刀剑,与敌人短兵相接,进行接舷战。楼船的舷边设有半身高的女墙,以防敌方的矢石。在甲板上女墙之内,设置第二层建筑,称为庐,庐周边也设有女墙,庐上的战卒手持长矛,有居高临下之势。在庐上面有第三层建筑,称为飞庐,弓弩手就藏于飞庐内。弓弩手发射箭矢,是远距离进攻力量。最高一层为“雀室”或“爵室”,相当于现代舰船的驾驶室和指挥室。楼船成为舟师的主力战舰,从而亦成为舟师的代称,故汉代舟师通称为楼船军,简称楼船,或船军;士卒称为楼船士,领率官称为楼船将军,督造楼船的称为楼船官。公元42年,伏波将军马援南征,曾率有大小楼船两千艘,战士两万余人,可见汉代楼船军规模之大。图2-4为《武经总要》中记载的汉朝楼船[7]

图2-4 《武经总要》中记载的汉朝楼船

三国时东吴建成五层战船,可载兵3 000人,此后,历代水军都以楼船为主力战舰。据《三国志·吴书·周瑜传》《三国志》,二十四史之一,是由西晋史学家陈寿所著,记载中国三国时期的曹魏、蜀汉、东吴纪传体国别史,是二十四史中评价最高的“前四史”之一。记载,赤壁之战中的斗舰采用楼船形式,其上层建筑风格为飞檐、斗拱与雕栏相结合。

吴黄龙二年(公元230年),孙权“遣将军卫温、诸葛直将甲士万人浮海,求夷洲及澶(chán)洲”。夷洲,今台湾;澶洲,今河南濮(pú)阳。吴国造的战船,最大的有上下五层,可载3 000名战士。由于需要远航,木船开始依赖人工划桨,既而有风帆及橹。橹是由长桨演变而来的,是另一种用人力推进船只的工具,也是控制船舶航向的工具。

帆与舵是造船史上最重大的发明。舵设在船尾部,有使舵掌控航向不偏航的功能,而西方直到1242年才在船上使用舵。帆和舵的发明与使用表明秦汉时期我国的造船技术已达到很高水平。楼船的出现与建造可以说是汉朝造船、航海技术的集大成者。

《隋书·杨素列传》《隋书》,“二十四史”之一,是唐朝魏征主编的纪传体史书,全书共八十五卷,其中帝纪五卷,列传五十卷,志三十卷。记载,隋代五牙舰,层起五楼,长约54.6米,高约25米,甲板宽约16米,可载八百士兵。作为隋朝结束南北朝分裂统一的主力战船,一至四层楼设有类似斗舰的防御城墙,各层舱门辅以传统官门和飞檐瓦顶装饰,楼船甲板建筑特别巨大,船高首宽,可远攻近战。由于古代水战多以弓箭对射以及船只对撞和跳帮肉搏为主,舰船的大小直接决定单舰所能容纳的水手和战士的数量以及舰船的撞击力,所以楼船在古代很大程度上担任了水战主力舰。至汉代,楼船进入大发展阶段。

楼船重心高,抗风暴能力差,因而多用于江湖水域,主要是长江,也用于近海水域,古代楼船参与的著名战役也几乎都在长江之上,比如赤壁之战、西晋灭吴之战、隋灭陈之战、元灭南宋之战等。楼船用于远海是相当危险的,如三国时期吴国的孙权命董袭“督五楼船往濡须口”,不料风暴骤起,五楼船全部沉没。

西晋,楼船上装设有拍竿(见图2-5)[8]。宋朝,车船建造技术运用于建造楼船,发展出装有多达24车船的楼船,船上装设拍竿6座。自宋元以后楼船的使用及记载渐无。

图2-5 装有拍竿的楼船

(四)南北朝至明朝的车船

车船仍是一种以人力为动力的木船,但不用帆及篙桨之类设备,而是安置轮子,船边上附有短桨,由人踏动,激水行驶。车船的构造、设计原理与近代轮船已无甚差异,是我国古代劳动人民独特的创造。

车船的发明应在两晋南北朝以前[9]。晋朝葛洪葛洪,283—363年,字稚川,自号抱朴子,丹阳郡句容(今江苏句容市)人,东晋道教理论家、著名炼丹家和医药学家,世称小仙翁。的《抱朴子》《抱朴子》,东晋葛洪所撰,道教典籍。《抱朴子》继承和发展了东汉以来的炼丹法术,对之后道教炼丹术的发展具有很大影响,为研究中国炼丹史以及古代化学史提供了宝贵的史料。葛洪还撰有医学著作《玉函方》一百卷(已佚)、《肘后备急方》三卷,内容包括各科医学,其中有世界上最早治天花等病的记载。中记载:“屈原投汨罗之日,人并命舟楫以迎之,至今以为竞渡。或以‘水车’,谓之‘飞凫(fú)’,亦曰‘水马’。一州士庶,咸观临之。”唐朝李延寿的《南史》《南史》,“二十四史”之一。纪传体,共八十卷,含本纪十卷,列传七十卷,上起宋武帝刘裕永初元年(420年),下迄陈后主陈叔宝祯明三年(589年)。《南史》与《北史》为姊妹篇,是由李大师及其子李延寿两代人编撰完成的。卷67《徐世谱传》也有“水车”记载。这里所说的“水车”即指“车船”。各种车辆以有轮子为特征,故在古代文献中亦称轮子为“车”。“水车”应指某种有轮子的船,正是由于靠水轮行驶,速度非常快,才能称为“飞凫”或“水马”。

到南朝时,江南已能建造1 000吨的大船。南齐科学家祖冲之造千里船,于新亭江(今南京市西南)试之,日行百余里。它是装有桨轮的船舶,称为车船。《南史·王镇恶列传》记载宋武帝刘裕的部将王镇恶由黄河乘船“溯渭(水)而进,舰外不见有行船人。北土素无舟楫,莫不惊以为神”。

航海拾遗:祖冲之与“千里船”

公元479年,权臣萧道成废掉了刘宋王朝最后一个皇帝刘准,改国名为齐(史称南齐),他就是齐高帝。开国皇帝一般都比较注重休养生息,齐高帝也不例外。很快,社会出现了一个相对稳定的局面:重视发展生产,重视对外交流和贸易往来。目光敏锐的祖冲之发现,船是南齐王朝最重要的交通工具。因为南北朝是以区域划分的,长江、珠江等大水系都在南齐王朝境内;此外,南齐王朝还拥有许多湖泊和漫长的河岸线。地理环境决定了这里要想发达起来,就必须有便利的交通工具,特别是船,而当时流行的帆船一直受人力和自然的约束,有诸多问题。怎样克服帆船的弊病呢?祖冲之开始动脑筋了。他认为,既然船帆有问题,能不能不用帆,因为帆毕竟是助力而非动力;不借风力,那就只有考虑用水力了。最后他便转而思考怎样利用水力。光想没有用。为此,祖冲之决定租船进行深入研究。

祖冲之通过仔细研究秦淮河的泊船,凭着以前造水碓磨的经验,他决定在船舷两边每边做两个大轮子,通过加大轮子和水的接触面积,从而增加排水量,即增加推动力,最终实现提高船速的目的。祖冲之结合日常生活中船桨的使用原理,在每个大轮子上装了数口小桨形状的木板。

轮子的问题解决了,可是怎么使它们转动起来呢?为此,祖冲之又颇费了一番心思,因为当时的科技水平十分有限,还不能制造任何一种发动机,唯一的办法,只能靠人了。祖冲之把自己关在房里,整天摆弄着船模型,一日三餐也让仆人送进来。几个月后,经过苦思冥想,他终于有了办法,就是在船舱内设计一个以人为动力的装置,即利用踏板原理以人力驱动踏板,从而让桨在水中划起来,船也就航行起来。

船造好了,起个什么名字呢?经过思考,祖冲之为它取名为“桨轮船”。为了扩大影响力,他决定在新亭江上试航。新亭江即今天长江经过南京的那一段水域。据说,三国时在经过南京的长江水域建有一座名叫“新亭”的城垒,故这段水域得名叫新亭江。

试航的结果,正如祖冲之事先预料的那样,相当成功:“桨轮船”不用风帆,一天居然航行了百多里水路。观看试航的人们对这项新发明交口称赞,认为如果稍加改进,潜力会更大。出于对这种船的喜爱,人们纷纷以“千里船”相称,一传十,十传百,慢慢地,“桨轮船”反而倒被人们淡忘了。

“千里船”当时引起轰动的主要原因是,人们惊奇地发现,原来船的前进将不再依赖风力,而是可采用人力划桨或脚踏车轮的方式。这种发明,为后来船舶动力的改进提供了新的思路。从世界范围来看,欧洲直到16世纪左右才出现桨轮船。而“轮船之父”美国机械工程师罗伯特·富尔顿1807年设计出世界上第一艘汽轮船,已经是更晚的事。算起来,祖冲之的“千里船”早于西方的桨轮船1 000年左右。

更让人惊奇的是,时至今日,桨轮船仍然是当代船舶的一大类型。如果说今天的轮船与祖冲之苦心研制的“千里船”有什么不同,那就是,现在的船不再用人脚踏,而改用发动机启动了。从这种意义上说,祖冲之研制的“千里船”,也为世界航海史书写了重要一笔。

到了唐朝,车船明确记载于《旧唐书·李皋传》《旧唐书》,“二十四史”之一,成书于后晋开运二年(945年),后晋刘昫等撰,实为后晋赵莹主持编修,原名《唐书》,宋祁、欧阳修等所编著《新唐书》问世后,才改称《旧唐书》。:“挟二轮蹈之,掀风鼓浪,疾若挂帆席。”记载所说车船构造中“鼓水疾进”的轮就是轮桨。李皋和徐世谱一样,只不过是这种船的推广者或改进者,而不是发明者。李皋于贞元三年(787年)以后才造此种“挟二轮”之“战舰”,而在此前三四百年的洞庭湖地区人们已用此船竞渡了。但那时车船只有两轮,应是两舷各设置一轮,还不是很发达。唐代及以前可以说是车船的滥觞时期。

宋朝是车船大发展时期,其大力推广者是南宋初年洞庭湖地区以钟相、杨幺为首的农民起义军钟相、杨幺起义指的是南宋建炎四年至绍兴五年(1130—1135年),在南宋农民起义战争中,湖南义军首领钟相、杨幺等率众于洞庭湖区连年抗击南宋官军围剿的战争。。起义者用计夺得官军车船并大量制造车船,从而壮大了自己的力量。当时掌握制造车船技术者是出身水手和木匠的高宣,当他被起义军俘虏后,便转而为起义军制造车船了。农民起义军对车船又加以改进,最多者达“二十四车”,并出现十余种不同的车船,船上不仅有进攻性武器“撞(拍)竿”等,还有防御性的护车板以保护轮子。

到了南宋末年,车船还曾一度出现于杭州西湖之上,但这里的车船只是一种游览船。宋代以后,车船很少见于记载。明朝茅元仪的《武备志》《武备志》,明代重要的军事著作,属于中国古代字数最多的一部综合性兵书。明朝茅元仪辑,240卷,文200余万字,图738幅,清乾隆年间曾被列为禁书。(卷117车轮舸条)有关于车船的唯一图像资料,显示车船有锚以供停泊,有舵以掌握方向,船舱还有盖板作为防御用,与一般船无异。但此图画所绘“车船”只有四轮,每边两轮,较宋代多达“三十二车”之“大德山”号车船等,其规模不可同日而语,以所载尺寸来说,也比宋代车船要小很多。明末著名科学家宋应星著《天工开物》《天工开物》,作者是明朝科学家宋应星,是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作,是中国古代一部综合性的科学技术著作,被外国学者称为“中国17世纪的工艺百科全书”。,记载当时各种生产技术和工具,对各种船只的制造尤有详尽说明,却已不再提及车船,应是当时车船已经失传或至少已不再广泛使用。

二、从鸟船到福船

(一)南宋至清朝的鸟船

鸟船源于人们对水鸟文化的崇拜,期盼自己驾驶的舟船能够像飞鸟一样,自由搏击大海。鸟船始于南宋,是明清时期浙江、福建、广东沿海的一种小型快速海船,其特点是船首形似鸟嘴,故得名“鸟船”。鸟船又称浙船,古代浙江人认为是鸟衔来稻谷种子,才造就了浙江的鱼米之乡,所以把船头做成鸟嘴状,表达了对自然界的崇拜[1]。通过宁波宋朝古船,山东蓬莱元朝古船、明朝古船,浙江象山明朝古船等实物的出土,可以看出鸟船头小身肥,尖圆底,船首和船尾两头微翘,船首部尖瘦呈鸟嘴状,船尾出艄,恰容可升降舵板,长宽比小于沙船而大于福船,其船型被国内学者称为船首V字形至船底U字形。

图2-6 “绿眉毛·朱家尖”号鸟船

鸟船有纵通龙骨,多道横向水密隔舱,多道纵向大㯿(liè)等构成坚固船体结构。船长约10米,船宽3~4米,一般采用三桅、扇形布帆或矩形竹篷,当主篷和头篷各向两舷张开,其正面和航行姿态极似鸟的双翼。一般还配橹,有风扬帆,无风荡橹,行驶灵活。船首和船尾都有民俗彩绘,舷前部雕饰有龙目或者鸟目、鱼眼,其上加饰绿色漆带,俗称“绿眉毛”(见图2-6)[10]

据研究,鸟船在郑成功水师船队中比较普遍,是一种快速进攻船型,属于一种桨帆两用船,无风时驶桨,有风时驶帆,适于作沿海航行,不宜作远洋航行。鸟船在民间主要用于海上的干鲜产品和盐、米等货物的运输,也兼带客商。后经改装,成为清末民初最早的海岛航船的船型之一[11]

(二)产于崇明的唐朝沙船

据清康熙《崇明县志》载,“崇明县乃唐(高祖李渊)武德间(公元618—626年)涌沙而成”,又载“沙船以出崇明沙而得名”,太仓、松江、通州、海门皆有。可以说沙船产生于唐代崇明一带,在宋代称为“防沙平底船”,明代中期才统称沙船。沙船平底、方头、方艄,它的产生与崇明一带海域环境有关。由于崇明一带海域的底部多沙丘和沙山,吃水深的尖底船过此海域容易搁沙覆舟,而平底的船却可平稳前进,且在退潮时可以平稳搁滩,沙船由此得名并盛行。沙船适航性强,江河湖海皆可航行,适合在长江口以北的浅水海域应用。沙船使用范围极广,有用作官船、军船、漕船、盐船以及明朝车轮船等。沙船在我国航运史上占有重要地位。清代道光年间,全国沙船总数在万艘以上,而上海就有沙船五千艘以上[11]

图2-7为沙船,其中(a)为沙船的升降舵系统,(b)显示沙船在船舷两侧挂有披水板[11][12]。升降舵的舵面积大,且舵能升降,在浅水海域须将披水板和舵提起,船依靠橹、桨操纵推进;到了深水区域,驶帆航行时,船舵和下风一侧的披水板要放到船底以下,以提高操舵性能并减少船的横漂,提高船在横风和偏逆风航行时的航行效率。沙船上还有“太平篮”,当风浪大时,从船上适当位置放下用竹编的装有石块的竹篮,悬于水中,使船减少摇摆。沙船上还设梗水木,也就是在船底增设两个梗水木,类似于今天的舭龙骨,其作用是增加阻力,防船横摇,保持稳定。沙船使用大楋(là),加强纵向强度,也就是在沙船的两舷用巨大的杉木加固,大楋坚固且突出,多到5~6根,用来加强船的纵向强度。

图2-7 沙船

(a)沙船的升降舵系统;(b)沙船模型

沙船载重量一般是500~800吨。但沙船也有其缺点:一是由于船头为平板,受水面积大,导致航行速度较慢;二是破浪能力差,这在远洋航行时是一个很大的弱点。

沙船航行区域很广,从北方海域到长江,以及福建、广东和东南亚等地区,都是其航行区域。目前,太湖水域仍有“五扇子”等沙船在使用[6]

(三)成熟于唐宋时期的广船

广船起源于春秋时期,唐宋时期是发展成熟期,定型于元明,是广东省各地大型木帆船的统称。广船船型与福船相近,上宽下窄,适合作为战船用。明代抗寇时也调用了广东东莞的“乌艚”和新会的“横江”两种广船。广船大小也与福船相当,远洋船长30多米,宽近10米,船上有夹舱。广船艏尖体长,吃水较深,梁拱小,甲板背弧不高,有较好的适航性能和较大的续航力。船体结构的横向是用密距肋骨与隔舱板构成,纵强度依靠龙骨和大㯿(liè),用材多采用热带硬木,如铁力木、荔枝木、樟木和乌婪木等,多航行于南方港口和南海航线。广船另一显著特点为其帆面积是当时世界上最大的,比船舶宽度更宽,表明其更适合于远航。广船形制下窄上宽状若两翼,船底特别尖,在里海则稳,在海上摇摆较快,但不易翻沉,其舵材用铁力木,在海浪中强度大,不易折断,这在海上航行时至关重要。广船适应我国南方海阔水深多岛屿的地理环境,且容易转舵改变航向,便于在狭窄的航道和多礁石的航道中航行。

图2-8 红头船

广船一般采用三桅,其中前桅、中桅略向前倾,提高适航性。帆形如张开的折扇,上悬布质硬帆,篷杆较疏而粗。在中小型广船上都备有橹和桨。晚期广船采用西洋带牵索式桅杆,并在主帆间或船首桅杆前插用三角帆,以提高船速。广船的船首和船尾通常绘有富有岭南民俗特色的彩绘,部分漆成红色,俗称“红头船”(见图2-8),属于广船特有的标志[13]

广船使用首插板和底插板,即在侧前方装有能垂直升降、伸出船底之下的首插板,起减摇和稳定航向的作用。底插板是一种船舶辅助操纵装置。为了减缓摇摆,广船采用了在中线面处深过龙骨的插板,需防止横向漂移或摇摆时,将插板降至船底线以下,因此底插板也有抗横漂的作用。广船使用多孔舵,面积大,舵向好,舵叶上的孔为菱形,在帆船遇到急流时,通过舵孔排水,菱形的小孔可把水流通过舵叶小孔时的涡流对船舶引起的阻力减到最小,从而使船舶回转性好,操纵方便灵活。这种广式多孔舵原理,在17世纪引起了欧洲工程师的惊叹和模仿[11]。而广船最大的进步则是从基本的方形帆发展成使用斜桁四角帆的纵向帆装。我国在2世纪时就开始普及这种帆装,而船桅的数量也不是单一的,是3~4桅的多桅船式。多桅帆加上四角帆可以令船在航行时不避强风激浪,这样就可以获得更高的航速。广船使用优质铁力木建造,比福船更加庞大、坚固和耐用,寿命可长达60年之久。这是因为在海外贸易中,中国带出去的是丝绸,而换回来的是许多珍贵的木材,这些木材普遍用于造船、建祠堂、筑宫殿等。

(四)盛行于明朝的福船

福船是福建、浙江一带沿海尖底海船的统称,因在福建沿海建造而得名。福船起源于战国时代,以行驶于南海海域和远洋航行著称。福船首尖尾宽两头翘起,尾封板结构呈马蹄形,船尾部宽大、首尾舷弧大。两舷边向外拱有护板,船侧用对开原木厚板加固,强度较大,船舱是水密隔舱结构,船体底尖上宽,船底龙骨突出,船型呈V形,吃水深,稳定性好,也利于破浪航行。福船高昂的首部具有坚强的冲击装置,加上四米左右的吃水深度,乘风下压能犁沉敌船,是古代深海里的优良战船[14]

福船首部舷墙外侧安有一对大眼睛,亦称龙目,其大小形状都颇有讲究,龙骨每长一丈配龙目长四寸,渔船的眼睛往下看,意在寻找鱼群,商船的眼睛朝前看,意在识途。船的眼睛一般选用上好的樟木,由造船工匠精制而成。船尾马蹄形通常用色彩艳丽的颜色进行彩绘,俗称“花屁股”。福船龙目与“花屁股”如图2-9所示[11][15]

图2-9 福船龙目与“花屁股”

福船的帆不像沙船仅使用头巾顶,而是在前桅或主桅的顶部使用头巾顶外,还将帆增加于主桅两侧,称为“插花”。主桅底部加帆,称为“篷裙”。福船的造船用材主要是福建产的松木、杉木、樟木、楠木等。

有的福船的船首或尾部有活水舱,也叫浮力舱或防摇舱。活水舱在满载水线附近,有孔,当在风浪中下降时,水流入活水舱,再当船首或尾部上升时,水又缓缓流出,使船的上升速度降低,以此来达到减少纵摇的目的。这种活水舱在韩国新安古船上就有发现,只不过活水舱是设在船体两侧。泉州宋朝古船和韩国新安古船,其船板为鱼鳞式搭接,外板有两层板和三层板结构。此外,著名的“南海Ⅰ号”沉船、“华光礁Ⅰ号”沉船等均是福船,这说明福船是中国古代开展海外贸易的主要船型之一,在国际上产生了较大影响[6]

福船适合作为远洋运输船和战船在海上航行。一是福船有龙骨,吃水较深,适航性优良。宋元时期中国出现了单龙骨的尖底船,根据宋徐兢徐兢,1091—1153年,字明叔,号自信居士,建州瓯宁(今福建)人。宋宣和六年(1124年),以国信使提辖官,奉使高丽,就其见闻著成《宣和奉使高丽图经》四十卷,详细记载了高丽建国立政之体,风俗事物之宜及典章制度、礼仪风范、交通、海道等。尤其关于海道的记述,达六卷之多,甚为详尽。著的《宣和奉使高丽图经》所记载,宋朝的海船“上平如衡,下侧如刀,贵其可以破浪而行”,这种船型多为福船。二是甲板宽大,适合作为战船之用。明嘉靖年间戚继光所著的《纪效新书》《纪效新书》,明代戚继光创作的军事著作,是戚继光在东南沿海平倭战争期间练兵和治军经验的总结。描述福船“高大如城,吃水一丈一二尺”“福船乘风下压,如车辗螳螂,斗船力而不斗人力,是以每每取胜”“惟利大洋,不然多胶于浅”“非人力可驱,全仗风势”“无风不可使”“若贼舟沿浅而行则福舟惟无用矣等”优缺点。戚继光在闽浙沿海组建了一支对抗倭寇的舰队,此舰队主要采用福船。船上装备大发贡、碗口铳、鸟嘴铳、喷筒等大小火器。福建船可分六号:一号、二号俱名福船,势力雄大,便于冲犁;三号哨船,又称草撇船;四号冬船,又称海沧船,哨船与冬船比福船小,便于攻战追击,海沧船吃水七八尺,风小亦可动;五号鸟船,六号快船,鸟船与快船又称开浪船,开浪船更小,吃水三四尺,容纳三五十人,便于哨探。三是福船特有双舵设计,在船尾有正舵和副舵,正舵又分成大小两种,深浅可以分别使用,用于控制航向。双舵设计使福船在浅海和深海都能进退自如,操纵性好。福船的缺点是机动性差,由于福船吃水较深,因而不能进入浅水狭窄航道。在一些港口停泊,人员上下船和登离岸需小船摆渡[11]

宝船是商人和海盗们对超大型福船的通称,这种船适合近海贸易,载人和载货量均是一流,船体宽大结实,百叶窗一样的木质船帆可以使用很多年不换。明朝初期,出现了世界上最大的木帆船——郑和宝船。明朝顾起元所著《客座赘(zhuì)语》《客座赘语》,史料笔记,成书于明神宗万历四十五年(1617年),全书共10卷,计文467篇,记述明朝南都金陵(今南京)地区的地理形势、水陆交通、户籍赋役、街道坊厢、山川河流、名胜古迹、方言俗语、名物称谓、天文历法、科举制度、风土人情、习俗变化、僧尼寺庙、历史掌故、名人傅略、名人轶事、文学美术、论著方志、书画金石历代碑刻、经义注疏、考据辩论、传说故事、酒茶果品、花鸟虫鱼、衣冠服饰等,内容丰富多彩,无所不有。中记载:“官校、旗军、勇士、士民、买办、水手共二万七千八百七十余员名。宝船共六十三号,大船长四十四丈四尺,阔一十八丈;中船长三十七丈,阔一十五丈。”

郑和大宝船长44.4丈,宽18丈(均为明制,折合米制为长约151.8米,宽约61.5米),船设9桅12帆,其上使用的帆或锚需二三百人同时操作,是当时世界上最大的木帆船,吨位估算为1 500吨。郑和宝船是郑和船队中的主体,也是郑和率领的海上舰队的旗舰。郑和宝船由南京的龙江和江苏太仓造船厂制造[1]

三、从黄鹄号到万吨轮

(一)晚清时期的蒸汽轮船

由于闭关锁国,16世纪后的中国科技逐渐与西方拉开了距离。咸丰十一年(1861年)十二月,曾国藩设立安庆内军械所,制造枪炮。翌年,委任中国近代科学家徐寿、华衡芳和徐建寅等人设计和制造轮船。他们首先着手试制蒸汽机,由于缺乏制造近代机械的实际经验和必需的技术资料,困难很大。他们仅靠当时能见到的蒸汽机的零星材料,手工制成蒸汽机的每一个零件,经过反复试制和多次挫折,终于试造出中国第一台以煤炭为燃料的蒸汽机[16]。该机缸径43毫米,转速为240转/分钟,结构与当时处于世界先进水平的往复式蒸汽机类似。同治三年(1864年),曾国藩的湘军攻占南京,徐寿等人的轮船试制工作也迁到南京进行。1865年4月,中国自行设计的第一艘蒸汽机轮船终于建成。该船排水量约45吨,船长约18米,航速6.9节,命名为“黄鹄(hú)”号[17]。“黄鹄”号的成功制造不仅拉开了中国近代造船工业的序幕,同时也标志着中国的造船工业开始朝着自立、自主的方向迈进。

而后,经过几次努力和改进,1868年以徐寿为主的技术人员,为江南制造局造成了第一艘木壳明轮兵船,即“惠吉”号。这艘船长185尺,宽27.2尺,吃水8尺,功率392马力(1马力=735瓦),排水量600吨,船上并装有大炮8门,其主机购自国外的旧机器。

由于往复式蒸汽机体积庞大,而功率、效率低,燃料利用率低,在汽轮机和内燃机出现以后,已逐渐被淘汰。

(二)现代的汽轮机船

新中国成立以前,我国船舶动力推进以往复蒸汽机为主,极少数汽轮机动力装置船舶也是从国外订购的。我国船用汽轮机的研制起步较晚,从新中国成立初期至20世纪50年代中期,我国的船舶基本是从苏联购买的,其次是日本战败后留下的“杰子”号,蒸汽动力的科研处于刚刚起步阶段。20世纪50年代中期至60年代初,我国从苏联购置了一批蒸汽动力装置,由沪东造船厂安装在某舰船上,排水量为1 150吨,航速为28节,双轴功率为2×17 650千瓦。同时,从捷克进口了6 000千瓦的电站汽轮机,由上海汽轮机厂进行仿制,在1956年试制成功。20世纪60年代中期至今,我国的船舶蒸汽动力装置快速发展,并出现了一系列成功的研究成果。20世纪60年代,在商船建造中,相继建造了“跃进”号和“红旗”号,其采用自行设计制造的3 676千瓦的汽轮机——锅炉动力装置,汽轮机分高压缸和低压缸,通过两级齿轮传动机构,将功率输出到螺旋桨。1972年,由上海汽轮机厂设计的汽轮机,蒸汽参数为2.95 MPa、400℃,安装于万吨轮“天津”号上,运行良好。

另外,自20世纪60年代初,我国译制了苏联的汽轮机TB-8图纸,按照该图纸制造的汽轮机安装在我国第一代导弹驱逐舰上。此汽轮机由两个汽缸构成,即高压缸和低压缸,高压缸转速为6 900 r/min,低压缸转速为5 100 r/min,汽轮机组功率为26 460 kW,汽轮机调节方式为旁通调节。该汽轮机在哈尔滨汽轮机厂制造,在1970年试制成功,安装于国内某型导弹驱逐舰上,性能良好。这一机型很快通过定型并转入批量生产,为加强我国海上作战力量做出了贡献。

同时,完全由我国国内科研人员研制的压水堆核动力装置应用于我国核动力潜艇上。其汽轮机单机组功率为14 706~25 736 kW,参数为23 MPa的饱和蒸汽。1972年,我国开始进行保障船“远望”号的研制,用于配合发射洲际导弹。“远望”号汽轮机组的设计制造工作由上海汽轮机厂完成,功率为11 800 kW,蒸汽初参数为5 MPa、470℃。每台汽轮发电机容量为1 200 kW,两台锅炉并联为汽轮机组供汽[18]

(三)新中国的柴油机船

20世纪50年代前期遗留下来的各型中小舰船柴油机备件消耗殆尽,舰船面临停航,而我国当时几乎没有船用柴油机研发生产能力。1951年底我国成立了海军配件试造委员会,该委员会主要在上海组织了一些中小型私营企业,采取承包加工形式与各船厂协作完成了各中小型舰用柴油机配件的供应任务,其生产能力仅限于仿制250 kW以下高中速小型船用柴油机。

20世纪50年代后期到20世纪70年代后期,此阶段主要引进苏联舰用柴油机。在这一时期,我国的船用柴油机研发生产能力十分弱,仅能满足一些小型舰船的供应;同时,由于受到国际关系的制约和西方国家的技术封锁,我国在大型商船和军用舰艇的发展上受到了很大限制。随着各国对海上利益的争夺越演越烈,大型舰船和军用舰艇的发展关系着国家命脉,必须寻找新的途径发展船舶事业。

直至1965年,江南造船厂的“东风”号万吨货船采用国产8 820马力低速柴油机完工交船,标志着我国造船工业进入了建造万吨大型船舶的时期[19]

自1978年起,国内船用低速机制造业先后从国外多家公司引进了先进的大功率船用柴油机专利生产制造技术。40多年来,通过实践和努力,我国在引进、吸收、消化专利生产制造技术方面取得了长足进步。我国是船用柴油机许可证技术引进比较多的国家。

在柴油机之后,燃气轮机经齿轮减速箱和轴系驱动螺旋桨也常用于驱动船舶。一些新型船舶也采用电力推进作为主动力装置。因此,现代民用运输船舶的动力装置主要包括了柴油机、汽轮机、燃气轮机、电力推进等类型。