三角帆
人类对海洋的探索从独木舟和木筏开始。随着造船技术的发展,船越来越大,直至出现了平底单层甲板的大船。
在大多数历史中,这些古老的船都使用桨作为主要动力。
随着远航贸易的出现,以力量更加巨大的风帆代替肌力划桨、以封闭的巨大船舱代替狭小的单层甲板,逐渐成为一种大趋势,一个风帆时代就这样不可避免地来临了。
在铁路出现以前,人类在陆路旅行和运输的唯一动力是人畜的体力。同样,人类在水路航行中,也是从人体的肌肉力量开始的。
在古老的巴比伦传说中,英雄吉尔加麦西在企图漂洋过海时,摆渡的人要他制作一根长篙。他将120根长篙接起来,也撑不到海底,于是吉尔加麦西便脱掉身上的衣服,举起双臂当桅杆,用衣服做帆,站在船上,随风而去。
实际上,早在文明时代开始之前,人们在水面挥舞船桨竹篙驶船时,就已懂得利用风力鼓动风帆,以解放他们的体力。
在蒸汽机出现之前,水力和风力是人类所能利用的最古老的自然力。
以代表最高造船技术的古代战船为例,可以大致划分为桨帆时代和风帆时代。
桨帆时代的船型较瘦长,吃水较浅,干舷较低,主要靠人力划桨,或摇橹推进;顺风时辅以风帆,风力仅仅起着辅助作用。
桨帆时代基本与冷兵器时代重合。桨帆战船的武器装备为冷兵器,海战战术多采用撞击战和接舷战。
因为船桨限制了船舷的高度,这种低舷船只能局限于风浪较小的内河、湖泊和近海水域内航行作战。
从公元前2世纪的克里特时代开始,地中海的单桅帆船一直没有多大改变。希腊—罗马时代,地中海帆船在埃及人和腓尼基人造船技术的基础上发展出“长船”和“圆船”两种船式。长船为桨帆战船;圆船为风帆商船,长宽比为5∶2,吃水比长船深。
圆船虽然笨拙,但却主要靠风帆来推动,从早期的一桅一帆发展到后来的多桅多帆,顺风和45°角以内的侧风都可以推动船航行。
高大的圆船具有宽而深的船舱,为装载货物提供了充裕的空间,这使它有极大的承载能力。罗马运送大宗谷物的贸易商船长27米,宽9米,可运载250吨货物,或者300名乘客。这种被称为柯克船的圆船应该算是较早的帆船。
其实圆船也有桨,但与桨帆船不同的是,划桨对圆船仅仅起辅助作用。与一般划桨船相比,风帆船的船体更大,速度更快,操纵更灵敏,同时也更经济,因为它减少了100到200个划手及其食物和装备,大大增加了存放货物的空间。
当地中海人在桨帆时代裹足不前时,维京人从8世纪开始,就已经驾着帆船驶向海洋深处。
这是个优秀的航海民族,风帆带着他们到远海去冒险。他们向南穿过英吉利海峡和直布罗陀海峡,到达地中海,向东到达俄罗斯,往西到达了冰岛、格陵兰岛,甚至北美大陆。
作为维京人的后代,诺曼人的尖底船给欧洲航海技术带来了一场革命—
他们的船是一种稳定的、坚固的海船,龙骨凸起,两端尖削;他们在这种船上大都只使用帆,并且不怕在波涛汹涌的北海上受到风暴的突然袭击。……而诺曼人则乘这种船进行了海盗式的探险,东面到达了君士坦丁堡,西面到达了美洲。这种敢于横渡大西洋的船只的建成,在航海业中引起了全面的革命,因此还在中世纪结束以前,在欧洲所有沿海地区就都采用新式尖底海船了。
世界战船从桨帆战船向风帆战船的过渡,整整持续了数个世纪。
对标准的风帆战船来说,其船体也为木质,吃水较深,干舷较高,艏艉翘起,竖有多个桅帆,以风帆为主要动力,并辅以桨橹。与桨帆战船相比,风帆战船的排水量、航海性能、远洋作战能力均有了较大的提高。
886年,地中海出现了可逆风行驶的三角帆船。
与维京人的横帆不同,阿拉伯人的三角帆可以在船的横位上做大幅度的转向,逆风时可以像盘山公路一样沿“之”字形蜿蜒向上。三角帆的出现,使船桨迅速成为多余。装备三角帆的船可以充分利用不断变换方向的海风,既能高速航行,又能操控自如。
三角帆是一场革命,对船帆结构和桅杆结构的改进,极大地提高了船只的航行速度和性能。与此同时,中国人发明的新式船尾舵完全取代了过去的舵桨,新的缆索系统也相伴而生。
装备了三角帆和船尾舵的柯克船,其装载能力和续航力都要比桨帆船强得多,逐渐成为地中海的主角。