秦汉时期是中国造船史上第一个高峰,秦始皇在统一中国南方的战争中,组织的船队能运输高达50万石粮食。秦始皇还使用楼船攻打楚国。唐宋时期是中国第二个造船高峰,船尾舵、风帆等技术已经成熟使用,钉接榫合的连接工艺让船身更加坚固。密封水舱的推广,大大提高了船的抗沉能力。明朝时期是中国造船业的第三个高峰。明朝的造船工厂规模之大历史空前。甚至船只的修造、验收、交付都有严格的标准流程。最著名的就是郑和下西洋的无敌战舰“宝船”。可以说明船代表我国古代造船史的最高水平。
我介绍一下古代中国最具代表性的四种船。
沙船
始于唐代崇明海区,也就是长江口一带。因为水深较浅,水底遍布流沙,吃水较深的尖底船搁滩就会倾覆。而平底海船吃水浅,船底为平面,防流沙特性好,退潮时可以通过宽的平底稳稳地搁付在沙滩上,“沙船”之名由此而来。
沙船为方头方尾,船底宽,船舷低,多桅,多帆,船帆采用蓬帆。船身横向为扁龙骨,纵向为防水密封舱设计,纵横一体,非常坚固。船舷两侧装有披水板和升降舵,在浅水区,使用船桨移动。在深水区,需要扬帆航行时,把披水板与升降舵降到船底,用舵来控制沙船航行。
沙船在浅水海域优势很大,不怕搁浅,可以平稳坐滩。但远洋能力不足,因为平底吃水浅,遇到大风大浪容易倾覆,船头破浪能力差。
福船
起源于战国年代,因在福建建造而得名。这是一种尖底海船,以远洋能力而著称,可以说是巨型战船。福船的船首尖,尾部宽,底尖上阔,首尾高扬,船身高大,船身加装护板。因为吃水深,船身坚固,船首扬起,乘风破浪时,可以犁沉敌舰,非常霸道。作为战船,全船为四层,上层为作战区域,居高临下发射火箭火炮,下三层为生活区域。戚继光揍倭寇就是用的这种船。福船的代表船只,郑和下西洋的“宝船”。
广船
起源于春秋,发展于唐宋,成熟在元朝。广船盛产于广东,其形状为头尖体长,上宽下窄。船体横向结构用肋骨与密封舱结合,纵向结构使用龙骨。结构也是非常坚固。古人在广船上使用了多孔舵。简单说就是在船舵的舵叶上开有数排菱形的小孔。通过舵孔的排水,减少转向时产生涡流的阻力,使船移动更加灵活。广船的用材也特别考究,使用热带硬木“铁梨木”,强度大,可以使用60年之久。
鸟船
鸟船头小身肥,船首形似鸟嘴,船长10米宽三米,采用三桅帆,船速快,体积小,可在大船中穿梭航行。
再说说中国古代造船技术的两个重要发明。
水密封舱
唐朝末年,水密封舱问世了,因为水密封舱技术的推广,造的船也就越来越大,航行的范围越来越广。水密封舱的原理是用舱板把船体分割成一个个互不相同的舱区。船底用木板隔开,舱板与侧面船舷采用板材拼接,铁钉加固。拼接的缝隙使用桐油石灰混合物填充,这样舱板就作为肋骨将船壳紧密连接起来。远洋航行中,如果触礁撞坏一个隔舱,其它隔舱不受影响,依旧具有浮力,抗沉能力大大提高。如今,水密舱技术依然是现代船舶的重要结构形式。
中线舵
用来改变航向的关键设备,被称为凌波之宝。有了中线舵,帆船才能具备远洋航行的能力,可以走Z字路线(逆风航行)。古代欧洲、东南亚这种沿海国家,使用两只桨来控制船的航行方向,效率极低,非常简陋,以至于他们只能在附近海域航行。中国的中线舵传入欧洲后,欧洲的航海技术才得以迅速发展。
当船移动时,转动船舵,舵面与船尾的水流产生一个水压(舵压),通俗的讲就是产生一个垂直于流体方向的力,这个作用力距离船的重心较远,根据杠杆原理,会产生一个很大的力矩,这个力矩为船提供了转向的动力。
当然,中国古代的厉害发明不止于此,比如车轮船,以机械动力代替人力。橹,使划船效率极大提高,被称作一橹三桨,轻橹赛于马。篇幅有限,恕不能一一阐述,谢谢各位的阅读。
题目中所说的,秦汉时期是我国古代造船史的第一个高峰期,这个认识是精当的。因为秦代的文献比较少,所以我们以汉代为例。
到目前为止,出土了多艘汉代船舶的模型,其中比较有代表性的四艘分别是:
1、一九五零年长沙出土西汉木船模型
2、一九五六年广州出土西汉木船模型
3、一九五五年广州东汉墓出土陶制船模型
4、一九七三年荆州凤凰山西汉墓出土木制船模型
从这些船只模型中,我们不难知道,从秦汉时代开始,我国的船只都有加班和上层建筑。有些船只的上层建筑长度几乎达到了全船的四分之三。和世界上十世纪各国如古希腊、维京、罗马等国尚没有或者基本没有甲板和上层建筑的模型比起来,我国的造船起点很有特色。
其次,大部分船只都带有舷伸甲板,这是作为船员在两侧的通道使用的装置,同时还可以起到在船舶横向倾斜的时候增加稳定性减缓摇摆的作用。船只都带有前出艄和后出艄,使得船只具有改装扩大长度和容积的作用。
从船舱看,甲板下设了八道横梁,为船只支撑两舷并形成封闭环形框架起了作用,有利增强船体强度和刚度。而且上层建筑均在横梁上,很有科学性。
同时,还可以发现从秦汉时代开始就有后来的隔舱、舱壁的雏形(实际记载在晋代)。
从出土的模型中还可以看出,铁钉在秦汉时代已经被广泛使用在船舶制造中,这想比战国时代的铁圐联拼船板造船法前进了一大步,而且还必然带来了填缝技术的一系列发展。
从以上论述不难看出,秦汉时代中国的造船业的第一次大发展,给之后的造船业和造船技术发展,留下了丰富的遗产。