第四章 中国传统科学技术的发展 第十三节 造船技术成就
历史上,中国的造船技术取得过一系列重大的成就,曾经在一个很长的历史时期内居于世界领先的地位,并对近现代的造船技术产生了深刻的影响。
在商代,我国已经开始制造木板船。但是初期的船很小,为了增加载重量,扩大甲板以上的上层建筑,于是发明了并船为舫,即把两只或两只以上的船体并连在一起。用两只船构成的舫,在秦汉时代是重要的水上交通运输工具,直至南北朝时还是常用的船只,它可视为现代双体客货船的远祖。舫在必要时还可分解成单体船,以适应于狭窄河道或提高行驶速度。
橹是我国的一项独特发明。传说鲁班看到鱼儿在水中摇动尾巴前进,因而削木为橹,反映了这项发明可能是受到鱼儿摇尾的启示而创造的。摇橹可连续划水,故提高了功效,而划桨是间断性的,离开水面时做的是无用功。而且橹巧妙地利用杠杆原理,摇动省力,连妇女和儿童都能操纵。在古代世界中,橹可算是最先进的推进工具。18世纪末,欧洲就是在橹的启迪下,开始研制螺旋推进器的。
舵是中国古代在造船技术方面的又一项重大发明。它出现于汉代,唐宋时期有了重大的改进,出现了垂直舵和平衡舵。平衡舵在欧洲直到18世纪末、19世纪初才开始采用,至今仍是船舶设计中降低转舵力矩的一个重要措施。
图15 东汉陶船模的尾舵
唐宋时期,中国的造船技术更进入了一个新的阶段。这时期的中国船舶以结构坚固、稳定性高、抗沉性强而著称于世。不但中国商人出海乘的是中国船,连阿拉伯商人也都乘坐中国船,进行中国、印度、阿拉伯之间的海上贸易。这个时期中国船的一个重要特点,是在船舱中用隔舱板分隔成一个个的舱区,在福建泉州湾出土的宋代海船就有13个舱区。这一结构,不但便于货物的装卸和管理,而且由于船舱被分隔开,一两个船舱破损进水,并不太影响船体的整体浮力,大大提高了抗沉性和安全性。同时,由于隔舱板与船壳板紧密钉合,增加了船体的横向强度,起到了加固船体的作用。18世纪末,欧洲引进了中国的这一造船设计工艺。至今,各国的船舶制造都采用着这种结构。
车船是唐宋时期的另一重要发明,是现代轮船的始祖。它最初出现于唐代,是由李皋设计制造的。它有两个轮桨,每侧一个,用脚踩踏,带动轮桨转动,使船行驶,速度很快,史书称其“翔风鼓浪,疾若挂帆席”(《旧唐书·李皋传》)。宋代车船得到很大的发展,轮桨增多,有四轮、六轮、八轮、20轮以至32轮之多。1161年宋金“采石矶之战”中,宋军就是使用车船战胜金兵的。当时车船在长江上回转如飞,令金兵惊骇不已。