风帆战舰的“动索”(四)
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!!
转桁索
题图:一幅当代油画(年代错乱的首索具和含糊其辞的舰艉艉楼形态搭配18世纪的船体涂装。。。),转桁索清晰可见。
接前文:
前文介绍了风帆战舰上升降和平衡帆桁所用的升降索、吊索。而帆桁操纵的主要方式,如前文(http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404037690256395086 )在于使用“转桁索”来随时根据风向变化,偏转横帆、增大帆的迎风角,获得最大推力。现在看一看多桅多帆的风帆战舰上转桁索要怎样布置:
左边英国前卫号,右边一艘法国战列舰。分别用红、蓝、绿标注了前桅杆和主桅杆的主帆、上帆、顶帆的转桁索,这是18世纪典型的转桁索布局。左边模型没挂帆,也就是帆桁都落下来、处于收帆的位置;右边模型“满帆”。可见转桁索两个基本特点:
【1】跟升降索、吊索不同,是穿插在两根桅杆之间的索具,前桅杆帆桁的转桁索占据了前、主桅杆之间的空间;主桅杆帆桁的转桁索则位于主桅杆、后桅杆之间。
【2】转桁索也跟升降索、吊索一样,随着帆桁升降,“来龙去脉”有些相应的调整变化。
首先看前桅杆从低到高,主帆、上帆、顶帆的转桁索如何布局,然后再看主桅杆的这些转桁索。
【1.1】前主帆桁转桁索
如上图所示,胖达并标注了0到6的数字,应该很清楚了。0就是一个“长尾滑车”(Longtail blockhttp://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404037690256395086)从帆桁端拉出来。1到6是这根转桁索的系绕过程,很繁琐。
前桅杆主帆转桁索模型实物,至于4以后怎么拉到甲板上的,图上是看不清楚了。左边是收帆的时候,右边是挂帆的时候,因为主帆不升降,位置固定,所以两种状态转桁索走向也没什么区别。图中可见,右边法国的转桁索“0”号长尾巴滑车的“尾巴”没有英国那么长、那么突出,这就是西欧各国的国别差异了——胖达举例的只是一种“模式”,缆绳滑轮的具体细节随着国家、年代不同各不相同。这些细节不论,18世纪的标准模式如模型和线图所示——其它时候,17世纪、19世纪、卡拉克、盖伦的年代,满都不同,但作为一艘“风帆战舰”,例如耳熟能详的胜利号,可以先拿18世纪的标准模式当作“样板”。
【1.2】前上帆桁转桁索
前桅上帆转桁索是18世纪转桁索最啰嗦的一个,到甲板上挽缆,需要8步。注意图上是没有挂帆、呈落帆落桁状态的上帆。上帆升起来后自然显得有些不同,如下图模型实物:
左边落帆的情况可以跟线图完全对比;右边升帆后,可见这个转桁索就明显朝后下方了,也就是说,此时的上帆转桁索,在转动帆桁的时候了,除了水平转动的效果之外,还施加很大的、朝下的拉力。另外黑乎乎的剪影,2号以后的步骤就分辨不出来了。
【1.3】前顶帆桁转桁索
分8步,也比较复杂,但情有可原,跨越了顶、上、低三段桅杆,上图之所以觉得好像只有两段桅杆、并不高也是因为这是落下的顶帆桁。
模型实物,可见左图落帆的跟线图一样,转桁索基本水平;右图升帆后,转桁索还是朝后下方拉,但是比上帆的情况好很多。右边法国的船还显示了极顶帆的转桁索。而且顶帆、极顶帆都是“简化版”,直接一根缆绳从帆桁端拉出,而不像英国的那样先从主桅杆前支索拉到桁端的长尾巴滑车那里(左图标注1那样)、再回来——【“分级”一样的战舰,法国版都比英国的整整大一圈,装的人也多。比如同样是74炮三等战列舰,英国300多人,法国则有小500人,人多自然索具就可以简单些,操作索具缆绳全靠人多拉力大:虽然不省人力但是简单的索具坏了容易修理,法国远洋海洋事业发展水平远不如英国,高素质的水手紧缺,能够在战斗中冒着炮火快速接好打断的绳索的水手实在是太少。】
【2.1】主桅主帆桁转桁索
比前桅杆就简单多了,从船尾舷侧一个固定处,拉向(1)桁端长尾巴滑车(2),然后回来(3),最后顺着舷侧开孔掏到舷内(4),在一个舷内的挽缆木角上挽缆固定。这张线图不容易看出来,主桅主帆桁的转桁索也是明显朝后下方拉的:
主帆不下降,所以收帆和挂帆的时候都一样,显然,主桅主帆桁的转桁索总是在转动的同时又有朝下拉帆桁的效果。
【2.2】主上帆桁转桁索
比前桅杆上帆就简化多了,后桅杆上这个丁香结(4)也很可爱。图中还是上帆落下的姿态。这幅图严格来说有点失真,后桅杆太高了,感觉不出这个转桁索是朝后下方的:
左边英国收帆状态,由于1、后桅杆比主桅杆矮很多,2、两个桅杆之间距离比前、主桅杆之间距离小很多,于是主桅上帆桁转桁索在落帆状态时就是朝下去的,右边法国战舰挂帆的姿态,就更明显了:主桅上帆桁转桁索主要产生朝下拉帆桁的效果,转桁反而在其次了。另外法国战舰4号步骤也没有英国特色的丁香结,跟前桅杆上帆桁布置方式一致。
【2.3】主顶帆桁转桁索
还是落帆的状态。俯视图还是看不出来朝后下方拉的感觉:
模型实物,还是有主桅杆和后桅杆的位置、高矮对比,不论落帆还是挂帆的时候,主顶帆桁转桁索都明显是朝下拉的效果。法国的主顶帆与前顶帆一样,使用简化的转桁索。
这就是前、主桅杆上三层横帆帆桁的转桁索,18世纪典型的系绕方式。转桁索跨越两根桅杆之间的空间、随着帆桁升降而调整,又有上面这些具体的系绕方式。总结起来,这种18世纪的转桁索布局有一个非常很大的缺点:朝下拉。
这在主桅杆上很明显,主、上、顶三道帆桁全是朝下拉帆,特别是帆桁完全升起来、帆完全张开、正要兜住风、乘风航行的时候,转桁索却要将帆桁拉下来,产生落帆的效果。所以解决的办法就如下图:还是这一节一直当模特的英国前卫号战列舰模型上:
前卫号主桅主帆的“辅助”转桁索(Preventer brace),前桅主帆也有。这在18世纪就是为了作战时防止转桁索被打断后,帆失控。
法国赫敏号复原船上的前、主桅主帆辅助转桁索(红色标注了右舷的)。
如果主桅杆各层帆的转桁索全朝前布置,都跟这个“辅助”转桁索一样,就避免了走向不科学、主要产生下拉力的问题:
一艘只有前、主桅杆的横帆双桅船(Brig),因为没有后桅杆,主桅杆的转桁索只能朝前桅杆领,方向就比较合适了。
美国宪法号的“19世纪”转桁索,主要区别就是上帆转桁索的位置,可以和前文18世纪的线图对照,可见“升高了一层”、避免了拉力过于朝下的缺点。
升降索、吊索、转桁索,这样控制帆桁运动的索具就讲述完了。下面轮到控制帆本身的帆脚索、帆脚前索和张帆索了。