风帆战舰舰首索具(一)
此文转载自核动力爱胖达老师的微博,近期我们会推出一系列核动力爱胖达老师微博里关于帆船的系列文章,在此特别感谢胖达老师的无私奉献!!
舰首帆装演变小史
题图:华丽的全帆装风帆游轮“皇家飞剪”(Royal Clipper)。飞剪首与首斜桁划出飘逸的舰首曲线。
接前文:http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404052145719608334
前面讲了风帆战舰后桅杆各色桅桁帆索的大体演变过程与形态、设置布局。今天到了更加复杂繁琐的舰首索具。题图的飞剪大帆船“皇家飞剪”号,舰首就是一根斜斜伸出的首斜桁,首斜桁与前桅杆之间扯着四面首三角帆(Jib):
这种姿态也是风帆战舰从17世纪到19世纪历经200年发展后达到的最终形态,简约、轻盈并且易于操作:
就像这艘法国的“压力山大”号“快速战列舰”,属于19世纪50年代登峰造极的末代风帆战舰(http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404019551896504193 )。舰首伸出长长的首斜桁,两面飘逸的三角型首纵帆似乎有把舰首抬出水面的感觉。靠它们就可以减少埋首、辅助战舰转向调头。(图上90炮大型双层甲板战列舰,排水量4500吨,似乎是蒸汽螺旋桨动力风帆战舰,主机800马力——肯定是英国造的主机,当时法国根本造不了。看不见烟囱可能是因为采用了升降式烟囱,风帆航行时可以降下、减小风阻。)
这19世纪的明快简洁是经过了两个世纪的演变才达成的。期间,传统习惯的迂阔与航海实践越来越追求的简单、便捷相互角力,各种样式五花八门的舰首帆装索具登场了又谢幕,混乱复杂繁琐程度不亚于后桅杆帆装的演变历程(http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404042466180364426)。
【1】17世纪——首斜桁上帆时代(Era of Spritsail Topsail)
十七世纪典型的风帆战列舰,英国一等战列舰一百炮的皇家詹姆斯号。到了1655年后,英荷争霸英吉利海峡,渐渐采用了“战列线”战术,就进入所谓的“风帆战列舰”时代;但这时候帆装还是古风盎然,沿袭17世纪以来的“首斜桁上帆”布局,如上图所示:
首斜桁(Bowsprit)外端竖立一根小小的桅杆,即首斜桁上桅(Sprit Topmast),上桅以上往往还接着第三节,也就是旗杆。这三节也是为了与前、主桅杆的底、上、顶桅三节对应。
首斜桁下面挂一面横帆,叫做首斜桁帆(Spritsail),首斜桁上桅上也挂一面横帆,叫首斜桁上帆(Spritsail topsail)。这就是大约1610年以来,直到1730年100多年的“首斜桁上帆时代”里战舰舰首帆装的形态。
圣·米歇尔二等战列舰(1669)
皇储号(HMS Royal Prince)一等战列舰(1670)。
加冕号(HMS Coronation)二等战列舰(17世纪80年代)
可见,首斜桁上帆时代的这种舰首帆装,就是上下两面横帆,背后复杂的索具支撑着首斜桁和首斜桁上桅。这种布局是大约1610年左右开始出现在战列舰的前身“盖伦”(Galleon)武装商船上的,但从今天来看,是非常不科学的。首斜桁斜斜伸出到舰首前面,主要作用是帮助战舰转向。但是横帆主要用于顺风、横风时候提供推力;纵帆才是辅助战舰转向更有效的工具——所以19世纪中叶的终极战舰上,就像前文那样,取消了舰首横帆,只有三角形的大纵帆了。所以首斜桁帆和上帆是比较鸡肋的一种布局,尤其是那面弱小的首斜桁上帆,看上去很难顺风好好地张开,似乎只有这面帆逆风的时候糊在桅杆上,才能提供辅助转向的能力。
所以大部分17世纪留下来的油画里,描绘航行中的战舰,这面首斜桁上帆也永远是如上图那样收起来的,瑞典一位参与瓦萨号发掘和复原工作的古帆船专家则干脆说,他印象里这面帆在当时的绘画作品中,从来都是收卷起来的——谁也不知道这面帆该如何使用、怎样设置:因为首斜桁是斜的,在上面再竖立一面横帆,很难张线和控制。这是造成“首斜桁上帆”时代舰首索具复杂,好像功能也比较鸡肋的原因。
【2】17世纪后期到18世纪30年代——过渡时期
进入17世纪后半叶以来,战舰排成战列舰进行海上决战,逐渐成了英荷法西四国争夺海上霸权的标准模式。于是战列舰相对于其前身盖伦船,变得更加瘦长,好拥有更长的炮甲板,架设更多的火炮,也就成了“战列舰”。更长的战舰虽然火力更猛了,但是越长越不容易转向,这给战舰的战术机动造成了困难。于是如何增强战舰的转弯调头能力在17世纪后期成了战列舰帆装新的发展方向。首先从荷兰开始,战舰舰首添设了三角形的纵帆:
17世纪末的荷兰大比例模型威廉大帝号,舰首的“前上桅前支索帆”(Fore Topmast Staysail)可以辅助转向,但是原本的首斜桁帆、上帆全部不变。
到了18世纪初的某个时代(英国推测是1703年),舵轮发明了出来:
左,一直以来的垂直舵杆(Whipstaff),用在大船上显然已经很不合适了,不仅操作很费事,而且关键是整个操舵系统响应非常慢,转舵不灵。右侧,18世纪初年出现的舵轮(刚开始也没这么精密完善)大大提高了战舰转舵灵敏性。为了配合战舰新获得的快速转向能力,一方面后桅杆主帆变了样(http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404042466180364426 ),一方面战舰舰首的三角型纵帆开始流行。为了挂更多的这种纵帆,首斜桁就被延长出一节,称为“首三角帆杆”(Jib boom),因为上面加挂的三角形纵帆被称为“首三角帆”(Jib):
1719年的一等战列舰皇家威廉。可见首三角帆杆,作为首斜桁的延长。但是还能看到首斜桁上帆与这新玩意并存,因为——
海军部的老爷爷们都是死脑筋,官方对于首三角帆一直不情愿承认。直到大约1730年,实际上大部分战舰都已经在实际服役时抛弃了首斜桁上帆,但她们“登记在册”还保留着这一特征。
1737年的胜利号,其官方模型还保留着这一抱残守缺的首斜桁上帆,与首三角帆杆并存。
【3】1730到18世纪末,首三角帆
不管官方认可不认可,从1730年开始,大大小小的战舰都舍弃了鸡肋般的首斜桁上帆,将首斜桁延长出首三角帆杆,舰首挂“前上桅前支索帆”和首三角帆两面舰首三角形纵帆:
如图,英国18世纪40年代的60炮小型三等战列舰梅德韦号(HMS Medway)。可见到前桅杆与首斜桁-首三角帆杆之间许多条斜拉的缆绳。后面会一一明确介绍,其中有的是前文已经介绍过的前桅杆横帆的索具,相信读者应该看不出来吧~。舰首两面三角帆的支索,全是从前上桅头部挂下来的,前顶桅上只有张线,不挂三角帆。从前上桅头扯到首斜桁末端的这条支索上挂着“前上桅前支索帆”,扯到首三角帆杆末端的支索则挂着首三角帆。
同时,虽然竖立的首斜桁上桅消失了,它的位置仍然被那根旗杆占据着,在英国挂国旗,即米字旗(大不列颠联合王国旗);同样,首斜桁上帆也没有一下立刻消失,而是像首斜桁帆一样,挂在下面了——挂在首三角帆杆的下面。18世纪中叶以来的许多模型(如下图)上都可以看到类似的舰首帆装索具布局,两根吊在首斜桁-首三角帆杆下面的横帆桁,不过实际作用依然鸡肋,特别是首斜桁上帆桁。
于是如上图,18世纪后期鸡肋的首斜桁上帆终于完全消失了,首斜桁-首三角帆杆,首斜桁下面仍然挂着一根首斜桁帆桁,主要作用在胖达我看来,就是提供支撑:
战舰侧风行驶的时候首纵帆呈现上图的模样,这时候把首斜桁帆桁朝对侧、斜前方偏出去,就可以对抗首纵帆上的张力。
【4】18世纪末到19世纪,专注首三角帆
因此到了18世纪末,舰首横帆的作用实质上已经被舰首纵帆完全取代了。单纯首斜桁帆桁,如上图,主要提供侧面、横向的支撑;而三角帆,以及前桅杆与首斜桁之间众多的拉线,主要造成朝后上方的张力,为了对抗它们,如前文介绍(http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404036621333851569 ),在首斜桁末端出现了朝向下方的首竖撑(Dophin Striker):
有两种布局,一是上图这样和水平面垂直,一是下图法国复原船赫敏号这样沿着前支索的方向伸出:
有了首竖撑之后,舰首索具体系得到了更好的支撑,在首斜桁-首三角帆杆之外就可以再来第三节——“首三角飞帆杆”(Flying Jibboom)
一艘法国海洋级战列舰大比例模型,红-蓝-绿三段的“首斜桁-首三角帆杆-首三角飞帆杆”,上面有从前上桅头扯出来的“前上桅前支索帆”和首三角帆,跟18世纪中叶以来的战舰一样;在它们更外面,还有从前顶桅头扯出来的首三角飞帆(Flying Jib)。
到了1830年以后,一整根的首斜桁帆桁改成了如上图这样的、左右一对八字形的横撑(Spreader),因为舰首纵帆和支索只要产生朝上拉的张力,稍稍指向下方的横撑,比一根首斜桁帆桁支撑效果更好(上图,19世纪50年代船坞中的惠灵顿公爵号)。于是下图这样就是风帆战舰舰首帆装的最后形态:
19世纪50年代专门设计的蒸汽螺旋桨风帆战列舰维多利亚号,红色的首斜桁,带一对略略朝下方的侧撑;蓝色的首三角帆杆,带竖撑;绿色的首三角飞帆杆。有首三角帆、首三角飞帆、前上桅前支索帆三面首纵帆。
这就是1655~1860年风帆战舰舰首帆装发展小史:
下面分典型的17世纪和典型的18世纪两个形态分别介绍下索具。