大宋帝国征服史-第6章
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福建、泉州所造海船质量居全国之首。吕颐浩《三朝北盟会会编》说:“南方木性与水相宜,故海舟以福建为上,广州次之,温、明船又次之。”
当时中国造的帆船有“沙船”、“乌船”、“福船”和“广船”四种主要船型。泉州造的帆船属“福船”船型。其特点是大且坚,抗风浪,耐远航,向大型化演变。
当时奉使出国的座船,载重量可达2000斛,大商船达5000斛。斛与料、石相同,每斛按容量计约合51。77升,按重量计约合92。5宋斤。2000至5000斛的大船,载重量约在100—250吨,作为木帆船来说,已很巨大了。
造船与航海技术的改进
《宣和奉使高丽图经》载,北宋·宣和时(1111—1125年)遣使往高丽,到泉州雇募“客舟”。
泉州所造海舶,船身巨大,“皆以全木巨枋楔叠而成,上平如衡,下侧如刃,贵其可破浪而行也。”深阔各10丈,全船分为三舱,中舱又分为四室,有水密隔舱,设备齐全,商人分占贮货。
“客舟”船头用矴石作锚,“上绾藤索,其大如椽,长五百尺。”抛碇起碇用滑车。如遇风涛紧急,还须抛“游矴”。
船尾的正舵有“大小二等,随水深浅更易”;另外加设两个“三副舵”,更灵活地控制航向。
船舷两侧“缚大竹为橐以拒浪”,载人与货,“水不过橐”,既作为防船身碰撞之用,又是吃水线的标识。
主桅高10丈,前桅高7—8丈,共装帆110幅。正风用帆,“稍偏则用利蓬”,风有八面,惟当头不行。
用鸟羽悬于桅顶以测风向,以铅锤测水深。如遇风涛紧急,则抛游碇用铅锤底沾上油,以便把海底泥沙粘附上来,以考察是否达到海底;海底泥沙的性质记录下来,为日后航行时对照之用。
根据以上材料,对比隋、唐、五代,泉州的造船与航海技术有较大进步。
(一)船型从平底船改为尖底船。
(二)船体增大。深阔各10丈,如长宽比以4计,则船长达40丈,比唐代海舶的长、阔、深都增加2倍以上,体型大8倍以上。
(三)造船工艺和材料更加讲究,选用整根木材和巨枋楔叠而成。
(四)船舱分隔更多,普遍设置水密隔舱,防漏抗沉,提高安全性。同时客货分贮。
(五)用矴石作碇泊船只工具,用粗大藤索长达500尺来系矴,使用滑车抛碇起碇。
(六)为多桅多帆船,增加受风面积。帆可以调整方向。八个方位的风,只有当头风不行。
(七)舵有大小主副之分,可随水的深浅升降,操纵驾驭控制能力大为提高。
(八)设置吃水线、风向和水深的探测工具,虽很原始,但表明驾驭航行的技术比前更灵活。
朱惑《萍州可谈》称:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”用观测天上星体来定船舶位置的天文定位法,早为航海者所运用。到十二世纪,以指南针来定位,更占主导地位。当时指南针称“浮针”,是在磁针上横贯几条灯芯草,使磁针浮在水碗中以指示方向。
船壳法的制作顺序
宋代造船是先定龙骨,后定水底板,再是隔舱板,在隔舱板与外板相接处遍设肋骨,起加固隔舱板与船壳板相连结的作用。这种制作顺序称“船壳法”,一直沿用至明初,没有改变。
“科民”造舰
宋廷所造战舰的经费“科民”承担。“科民”就是按户口、田亩或区域,责令人民摊派的临时税。地方官采取不同的方法来完成任务。
南宋·绍兴年间(1131———1162年),黄彦辉为晋江知县,适逢朝廷命令滨海诸县造战船,晋江县分配造9条的任务。黄彦辉对属下说:人民的赋税有定额,不要横征暴敛。造船的经费“刷县帑本钱为之”。
南宋·绍兴中另一个晋江县令傅伫,接到造战舰的诏令后,亲自监督建造,所花经费比邻近县少一半而且先完成任务。张浚向朝廷报告,受到减勘验成绩三年的奖励,升为茶司干办公事,后转为南剑州通判。
南宋·淳熙二年(1175年),晋江知县林湜接到大造战舰的诏令,他不忍按常规向百姓摊派,又不能违抗朝廷的诏令,欲投檄辞职。寓居境内的各国商人钦佩他的仁义,慷慨捐助,结果“舰就而民不知”。反映了宋代居住泉州的外国人与泉州人民友好相处,互相帮助。cn。也可以看出,林湜为官清廉,博得外国商人的爱戴,所以会自发集资造战舰,帮助林湜完成朝廷下达的造战舰任务。
南宋·淳佑三年(1243年)八月,宋廷令福建安抚司照沿海例,团结福、泉、漳、兴化民船,以备分番遣戍。
后渚港宋末沉船
1973年7月在泉州湾后渚港发现一艘宋末沉船,古船只剩下甲板以下部分,1974年出土。经研究,他大约沉没在南宋·景炎元年(1276年)前后。1984年,世界著名科学家、英国李约瑟博士参观这艘古船后,赞叹:“这艘古船是中国自然科学史上最重要的发现之一。”
这是一艘中型远洋艚船,是目前世界上最古老的宋代三桅木帆海船,属于我国古代四大船型之一的福船型,载重量约200吨,相当于唐代一支700头骆驼的运输队驮运重量。具有结构坚固,抗风抗浪力强,吃水深,稳定性好的特点。
船型设计
船身尖底造型,扁阔短肥,平面椭圆,方头方艄。
古船残长L=24。2米,残宽B=9。15米,残高D≤2米。外板联结方法为搭接和平接混合使用。底部外板为两层,第三接头以上为三层。总厚度约18厘米。全船用12道隔舱板分割为13个水密隔舱。第一舱保留有头桅座,第六舱保留有主桅底座,可见是艘三桅或多桅的远洋帆船。
从这些基本数字,专家们提出多种复原尺寸方案。其中一种认为,复原后总长L=32。5—37。5米,船宽B=10。5米,型深D=4。15米。则LB=3。09—3。59,BD=2。53,LD=7。83—9。03。
较大的长宽比,可提高稳定性,便于增大风帆面积,加快船速,还可增大甲板面积和舱内容积。船长不过大,有利于用整根木材建造,减少板材接头,保证船体强度。
型线横剖面呈U型,斜剖线平缓,可弥补长宽比较大对快速度的不利影响。平缓的斜剖线,可使弯曲外板的加工工艺得到改善,又改善船身的耐波性。加上尖底与吃水较深相配合,受横向风吹袭时,抗横漂的耐力较强,有较好的适航性。
船宽与型深比值较小,可保证船的横向强度。由于有众多的水密隔舱,须有足够尺度的干舷,以减少海浪涌上甲板的机会;在横风作用下行驶,下风一侧的甲板也不致没入水中。船宽型深比值较小,所要求的干舷较小,且尖底船吃水比平底船深,有利于增大容积和稳定性。
从以上分析,可见其船型设计是综合考虑了稳定性、快速性、耐波性和加工工艺多种性能的要求。
船体结构
该船底部的龙骨,呈尖“V”型,用宽42厘米、厚27厘米的松木三段构成。接位选在弯矩较小的首尾处。榫联的接头形式设计适应可能碰到的各种外力,具有抗惊涛骇浪的能力,保证船的总纵强度。龙骨两端结合处暗凿有1大7小八个圆孔,俗称“保寿孔”,孔内放置铜镜、铜钱、铁钱、五谷种、红布、丝线等物,排列成“七星伴月”状。
“保寿孔”是泉州造船的地方性标志,七星代表危礁密布的“七洲洋”(西沙群岛),铜镜则象征光明,红布象征吉祥,铜钱、铁钱、五谷种、丝线等象征财富,表示祈求舟楫平安通过危险海域,商贸发达。这种工艺习俗一直沿袭至今。
船壳板底部为二重,舷侧板为三重,总厚度为18厘米,可减轻船体的自重,增多载重量,又保证必要的强度。船壳板用平接、搭接结合,可减少加强弯板的困难,又不削弱强度。侧舷板叠成四层阶梯状,可减弱船在风浪颠簸中左右摇摆,提高船身的稳定性。
隔舱板用10—12厘米厚杉木榫接而成,全船共有12道隔舱板,分隔成13个舱。隔舱板与船底板衔接处同扁铁钉(锔钉)相联,隔舱板与船壳板交界处用樟木制成的肋骨加固。船长的中点之前的肋骨装在隔舱板之后,中点后的肋骨装在隔舱板之前。
这种设计颇为合理,近代铆接钢船的水密舱壁及其周边角钢的安排方式,即从它演变而来。
宋船水密隔舱的结构比之唐船更为致密坚固,无论是防渗漏、提高抗沉性、便于维修,还是货物装卸等方面,均起良好作用。这是中国造船技术上一大成就,比其他国家早几百年。
隔舱板下部靠近龙骨处凿有12x12厘米的方形过水眼。当海浪泼入舱内时,可通过过水眼汇集于最低舱,只要在此戽水排干即可。若某舱进水,只要堵住过水眼,可防止扩散到他舱。
造船工艺
船板除了榫接外,并用“钉送”将铁钉打入木板深处。按用处不同,钉有钩钉、宽钉、稟钉、锁钉之分;有三角形、圆形、梭形、带钉帽钉等多种形状。钉眼、锔钉、锔槽及船板间一切缝隙,均用麻丝、竹茹、桐灰等做成的捻料封涂,减少海水对铁钉的锈蚀,并提高船体的水密性。这种工艺,在当时处于世界领先地位。
船桅及蓬
从古船残存的桅座、桅夹板、竹编织物分析,推断该船有头桅、主桅和尾桅。
据专家对后渚港出土古船及其复原尺寸的探讨测算,大约为:头桅桅长20。0—25。6米,桅径0。44—0。5米,蓬面积97。5—120。0平方米;主桅桅长27。3—32。0米,桅径0。6—0。64米,蓬面积187。0—396。0平方米;尾桅桅长11。7—14。5米,桅径0。25—0。3米,蓬面积49。5—57。0平方米。
出土遗存中有一段绞车木,推断船蓬是可以升降的。蓬是用竹篾编织成的。蓬有主索及滑车,以利升降。这种三桅硬蓬船,既能充分利用风力,又能灵活变换受风方向,唯当头风不行。其它七面风都可利用。在茫茫大海中,风云变幻寻常事,不必停船待风,可连续航行。这也是解决动力问题上一大技术成就。
舵的发展
古船尾有舵座。船舵的轴孔直径达38厘米,推断舵轴直径至少35厘米,长8。5米,取材杉、樟、松木。
从出土绞车木残段的形态分析,海船的舵是可以升降的,是灵活自如的升降舵。船行浅海,舵板升与船底平齐,避免触礁;行至深海或遇到较大的风浪,可把大主舵舵板降到船底线以下,因船底下水流不受船尾所产生乱流和旋涡的影响,即可提高舵的效能,又可减弱船身的横向漂流,发挥稳定船身的作用。
外国的船舶,比我国迟了1000多年才有升降舵的装置。
船碇
古船出土遗物中有一大捆粗巨的竹索,挂货木签中有“丘碇水记”字样。
参照宋时文献关于“下垂矴石,石两旁夹以木钩”的记载,推测该海船是用木夹石碇,竹索则为碇缆索。
防腐技术
古船的船底板外表留有刷涂一层石灰水的残迹,因而有“白底船”之称。可见当时已掌握刷石灰水防海生动物附着的技术。
牵星术
在船