帆船是利用风帆并以风为动力的船舶,它是继舟和筏之后的一种古老的水上交通工具,已有5000多年的历史。中国宋、元、明、清时代使用过的帆船有平底沙船、尖底福船、广船和快速小船鸟船,还有大型战船楼船和运粮的漕船。帆船通常为单体,也有抗风浪较强的双体船,它主要靠帆具借助风力航行,靠桨、橹和篙作为无风时推进和靠泊与启航的手段。
依靠自然风力作用于帆,以此达到行进目的的船就是帆船。早期的帆船十分简单,只用小棍在船上撑起兽皮或编织物招风。随着科学技术的发展,帆船也在飞速地变革。古代的帆船是木质的,现代的帆船则使用其他轻质材料,结构多采用横骨架,隔舱板起分隔舱室和骨架的作用。按桅数的多少,帆船可分为单桅帆船、双桅帆船和多桅帆船;按首型的不同,帆船可分为宽头帆船、窄头帆船和尖头帆船;按船型的不同,帆船可分有平底帆船和尖底帆船。平底帆船有一道或数道龙骨,尖底帆船在纵向中线设一道突出于船底的方龙骨,除提高船体纵向强度外,偏风航行时还可阻止船体横向漂移。
利用风帆以风为动力的帆船
帆船使用的帆具包括三种,即帆、挂帆的桅杆、操帆用的绳索。桅杆通常沿船的纵中线布置,最大的主桅位于中部,长度与船的长度相同,头桅长度次之,尾桅最小。主帆长与桅长相适应,宽大于船宽,头帆和尾帆依次减小。帆的形状多种多样,但大多数是四角形和三角形。进入20世纪,船只开始使用内燃机,机帆船得以出现。随着科技的发展,帆船的很多方面得到了改进,柯克船和盖伦船是近代西方帆船的典型代表。
葡萄牙盖伦船模型
柯克船具有短、宽、坚固三个特点,它起源于北欧挪威和其他低地德语国家,开始是毫不起眼的货船。作为大船的供货船,柯克船曾是维京船队中区别于维京桨帆长船的圆船。13世纪,通往北海和比斯开湾的航运量大大增加,该船的尺寸也相应加大,但从未超过200吨。1340年,英国和法国之间发生了海战,英国领悟到帆船航行的优越性,从而把柯克船选为主要船种,柯克船的尺寸得以快速增长。14世纪,在政府的重视下,柯克船变成了英国的主要船种。
著名的威尼斯柯克船
英法百年战争早期,英国普遍使用了柯克船。出于战争的需要,柯克船的尾楼加高了许多,以补其侧面乾舷的不足,其重量由此高达400~500吨。当时柯克船在许多国家大量制造,1386年,柯克船的生产总量在吕贝克是846艘,汉堡是598艘。汉萨同盟柯克船是柯克船重要的类型,其航程较长,主要用于护航,警戒海上武力袭击。13世纪末,汉萨同盟柯克船经常悬挂三角旗,以此指示它们属什么城邦,如贝吕克是红色与白色;汉堡是红色;罗斯托克是灰色、白色和红色;里加是黑底色加白十字架。1360年,柯克船的桥楼上已经开始使用轻型炮,其作战能力大大加强。
英国不来梅柯克船模型
柯克船的长度为15~16米,宽度为4米,载重量为200吨。13世纪后期,柯克船的尺度加大了许多。当时某些汉萨同盟柯克船的船长达到了30米,宽8米,吃水3米,载重量为280吨。1400年以后,柯克船的尺度虽有增加,但是受到造船工艺的限制,船只的发展空间缩小了许多。柯克船达到搭接结构船的极限,再加大船的尺度必须用平接法。由于布列塔尼、西班牙和南法兰西之间的航海联系,1412年,北欧人学会了利用平接法建造船舶,但是他们并没有很快采用平接法结构,直到15世纪后半期才开始采用,这可能与北欧人不会用锯有关。使用了新的连接法之后,柯克船又进入了新的发展高峰期,并且得到更广泛的应用。
伊丽莎白时期创制的盖伦船
盖伦船又有西班牙宝船之称,在大西洋中,到处可以看到它装载黄金穿梭的身影。自从在美洲建立殖民地后,西班牙发现拿屋船和卡拉维尔船有严重缺陷,它们已经不能胜任横渡大西洋,进行运输大量货物或士兵的繁重任务,于是设计师们把这两类船型的优点汇集起来,建造了新型的船只,它就是西班牙盖伦船。盖伦船的标准长度为46~55米,排水量300~1000吨,尾楼很高,有几层统长甲板。该船有4桅,前面两桅挂栏帆,后面两桅挂三角帆。大型盖伦船尾甲板有7层,排水量2000吨,吃水达8米,适合运载货物通过很长的海道,续航力很长。在很长的时间之内,盖伦船都是当时世界最大的船,它在世界航运事业事发挥了重要作用。
荷兰是一个美丽的国家,现代帆船运动就起源于这里。1660年,荷兰阿姆斯特丹市的市长将“玛丽”号帆船送给英国国王查理二世。1662年,查理二世举办了英国与荷兰之间的帆船比赛。1851年,英国举行环怀特岛国际帆船赛。1870年,美国和英国首次举行横渡大西洋的“美洲杯”帆船赛。1900年,第二届奥运会开始将帆船列入比赛项目。1988年,第二十四届奥运会增设女子帆船比赛项目。
帆船运动与其他运动有很大不同,各个年龄层的人都会对它产生兴趣。帆船运动尊重自然与环境,具有健康、惬意、活力等优点,更加符合现代消费者的价值观。帆船比赛全部在海上举行,大多数观众都不能到现场观看,只能通过电视转播领略帆船运动的风采。观看电视转播的时候,主要应该看速度,看人船与自然的配合情况。帆船是海上壮丽的风景线,驾驶帆船出海需要充足的体力,它对船员在艰苦环境中的意志力要求很高,因此看运动员的耐力和意志力也是观看比赛的重要方面。
1楼昵称:醉卧沙场
帆船是一种独特的船只,它总是逆风行驶,为什么?
2楼昵称:停留片刻
帆船逆风而行所靠的最主要动力是吸力。根据空气动力学原理,流体速度增加,压力就会减低。空气要绕过向外弯曲的帆面必须加快速度,于是压力减小产生了吸力。船帆背风一面因压力降低而产生相当大的吸力,风在帆两侧产生的吸力和推力使船侧向行驶,但是插板阻止船侧向行驶,于是风力分解为两个分力,它们促使船只快速前进。
3楼昵称:异样烟火
帆船不能完全正面顶着风航行,一艘长12米的帆船可与风向成12°~15°的夹角逆风行驶。如果要正面迎着风的方向前进,必须以“之”字形路线航行。舵手若以角度较大的“之”字形路线航行,船速会加快,不过这样行驶的话,航程会有所加长。
4楼昵称:红尘蝶衣
帆船逆风行使的条件是:船头指向与风向的夹角必须小于135度,而船帆与风向的夹角则必须大于船头指向与风向的夹角,并且不能大于180度。
我国古代的木帆船依靠季候风行驶,它在我国已有2000多年的历史。根据考证,“金华兴”号三桅木制帆船是我国现存的唯一一艘三桅古式风帆海船,也是迄今发现的造型最大、保存最完整的木制帆船,据说它已经有100多年的历史。“金华兴”号船完全依照古代制船方法制作,已不符合当今渔业船舶航行作业安全规定,这给史学界和考古界提出了新的研究课题,即如何处理古船保护和安全生产的矛盾。
“金华兴”号船宽7米,长24.6米,主桅杆高21.5米,排水量约200吨,其制作材料大都为盐木、樟木等热带硬木。船上有水舱、睡舱、厨房、厕所等,目前还保留8个舱房共14个铺位。船只采用水密隔舱结构,隔舱壁把全船分成了9个独立的船舱,隔舱板与船壳板连成整体,两者的交接处是肋骨和垫梁。船的中部左右各设1个水舱,每个水舱可以储存30担淡水,饮用水和日用水分开使用,可供目前配备6名船员的渔船整整用1个月。船底板十分坚固,有8厘米厚,制作材料是用热带自然生长的厚力硬木。
“金华兴”号船看起来如同“海上华屋”,船首置有5个铁锚,甲板上共有9个操控帆、锚、舵和网的木制车筒。船尾高船首低,尾部操控舵时的视线良好。该船的航行完全依靠风力的推动,要行驶时,只要把三叶风帆扬起来就可以。4~5个人在经过半个小时的努力下,三叶帆得以扬起,起锚后船可以行驶,船的速度和方向依是靠风力和舵的掌握。