风帆战列舰的结构及建造工艺
(一)风帆战列舰的结构
剖面图
下面用西班牙1794年建造的“蒙塔”号74炮舰来剖析战列舰的结构
74炮舰属于三级舰,有两层连续火炮甲板
下层火炮甲板,长宽比小
上层火炮甲板,长宽比较下层甲板大。2层连续火炮甲板战列舰分上层、下层火炮甲板;3层连续火炮甲板战列舰分上层、中层和下层火炮甲板
露天甲板,注意火炮不是连续布置的,不算连续火炮甲板;左上方是船尾甲板
左侧蓝色区域是军官舱室,底层是压载物,储备一些粮食和材料。桅杆插到龙骨上
另一艘74炮舰的模型,各个甲板被拆分了,共6层甲板
这张图中的战列舰上层从左至右分别是前甲板、露天甲板、四分之一甲板和船尾甲板。3层连续火炮甲板战列舰的上层火炮甲板即露天甲板,和2层连续火炮甲板战列舰的露天甲板不同,它是连续布置火炮的,同时拥有比后者更大的四分之一甲板和船尾甲板。
(二)制造风帆战列舰
制造一艘风帆战列舰需要砍伐上千棵树,这些树干还需要带有一定弧度;砍伐后的木材加工后不能立即使用,需要长时间彻底干燥,否则新木材含水量高,制成的船几年内就会腐蚀漏水。战舰的龙骨要求坚固且耐腐蚀,由橡木或柚木制成。龙骨由几节粗壮的弯木拼接而成,与龙骨垂直的肋骨穿插在龙骨上,蒸制后弯曲成弧形,然后在冷却前固定好;垂直的肋骨也是拼接而成,分外层和内层,外层肋骨和内层肋骨交错拼接。西班牙人使用铁螺栓连接龙骨和垂直的肋骨,而英国人则用木楔子。所以西班牙人的船更坚固,而英国的则更轻更具机动性。在舯部船体的最厚部位,船壳和肋骨、内部衬里加起来厚达60厘米,往船艏船尾方向逐渐变薄。桅杆是2-3段木材用绳子捆扎、螺栓拼接而成的,穿透甲板直至龙骨,固定底端在龙骨上。
垂直的肋骨
下图的74炮舰的64根水平和垂直的肋骨构成船体框架
建好船体框架后需要静止不动几个月,让木材在重力作用下衔接更紧密
船底弯曲的纵向肋骨
支撑甲板的构件是横梁,在承受最重磅火炮的下层火炮甲板,横梁间距为0.69-1.5米;而承重较轻的上层火炮甲板横梁间距为1.7-1.76米。下层火炮甲板的横梁厚1.78米左右,上层火炮甲板则更薄。因为甲板横向跨度大,只有横梁还是不够的,还需设置两端的枕梁和支撑柱,梁中间也设有柱子。19世纪前的战列舰多使用木制承重构件,后来逐渐变成铁制。
安装船壳木板需要用锤子钉上木钉,然后用锯子锯掉木钉多余部分。木板由柚木制成,涂上树脂油防腐和防白蚁啃食。
19世纪铁构件(黑色)逐渐代替木制构件,船体更坚固了,也能造得更大,承载更重的火炮。19世纪后船内铁构件逐渐增多,最后形成了纯铁框架木制外壳的铁肋木壳船。
铁肋木壳
用橡木制成的甲板需要进行填缝处理,先用焦油浸泡大麻丝堵上缝隙,再灌入热焦油到木板的缝隙中,凝固后可堵漏。
木壳船底覆铜皮工艺
部分资料来自
http://www.ycseaman.com/bencandy.php?
fid-67-id-137123-page-1.htm
船出海一段时间后,船底会附着各种海洋生物,造成船底粗糙,阻力大增。所以入坞刮船底是很多海船都要经历的。
木制船舶时代,船蛆更是腐蚀船体,大大减少船舶寿命。英国人找到了船底覆铜皮的方法,铜催化发生的芬顿反应产生超氧化物等活性氧化物质,杀死附着的海洋生物,去除难降解有机污染物。覆铜皮不能使用铁钉钉在船底,会形成铜-铁原电池迅速消耗二者,要使用铜-锌合金钉。“铜”皮的材料实际是铜和锌的合金,铜锌比例为3:2(铜锌原电池)。覆铜皮工艺造价高昂,可达全舰造价的十分之一,该工艺至19世纪末仍有使用。
胜利号船底覆铜皮