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近世西欧北欧横帆战舰发展简明图析

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14世纪以前:北欧海盗的维京长船活动遍及西欧北欧,他们在没有罗盘的情况下靠天文导航发现了格陵兰。

同时,他们的影响所及之处也出现了各种模仿其船体形成的本地船只,称为Cog,比长船短肥,主要用于通商。下图典型的Cog,可以看出是北欧长船短肥版艏艉加了船楼:

到14世纪,大部分Cog还继承了维京帆船单桅杆,一面主横帆的特点,但是舵已经有艉侧舵改为艉后舵,这种结构就此一直延续到后世的几乎一切帆船。
另外,上图中一条条船壳,大约也可以看出它们相互做覆瓦状衔接,这就是北欧典型的搭接式船体,由船壳板条之间相互部分搭叠并固定而成。
并且,由于Cog船作为商船,运载量大,船体肥圆,干舷也较高,因此划桨逐渐弃去不用。
这时的战舰仍然是从古希腊、甚至更早,腓尼基时期就一脉相传的划桨战舰,如下图:

这类船,船体细长,依靠人力短时间内可达到极高速度,因此从古希腊开始,一直是地中海世界,也就是地理大发现出现前,欧洲政治经济军事中心地区的标准战舰,搭配她的战法是接舷跳帮战和冲角撞击战。
自古典时代(古希腊、古罗马)时代开始,地中海和欧洲,类似于Cog这样的肥圆而主要依靠风帆推进的船只,都不是战舰,都是商船,因为他们机动性太差,而且不好控制航进方向。
14世纪开始,作为商船的Cog越来越大,为了增加推力,也更好的控制航向方向,很自然的,就在艏艉楼上增设风帆,平衡帆力:

这个早期帆船虽然加上了首帆这一先进特征,但是还在使用舷侧舵、划桨。可见当时船只发展没有一定的明确主线,各种创新逐渐产生又被不同地区的人逐渐采纳,造成一种多元化的特色。
这个船艏楼下面的小锚是用来跳帮时勾住敌船用的。

这幅图体现了14世纪到15世纪之间,另外的两个重要变化,即虽然这个船体和上面的Cog没有太大变化,但是却增加了地中海式的三角纵帆作为艉帆,同时主帆、前桅帆都出现了两层。
地中海式纵帆,在划桨战舰上作为航渡时节省人力的主帆,对于推动船体肥硕的Cog就力不从心了,于是被该做控制方向用的艉帆,也算是北欧横帆船的一个重要特点,即艉帆总是用于控制方向的纵帆,这一点就此也一直保持到风帆战舰时代结束。


1楼2014-12-03 18:17回复
    接着介绍。
    15世纪的大型商船和战舰,可以算作典型的卡拉克船了。
    上面最后一张图已经是卡拉克的雏形了,三根桅杆,前、主桅杆为横帆,后桅杆为辅助控制航向的纵帆。船体艏艉有明显是独立于船体的楼状结构(开始只有一层),使船体的舯腰部比较低陷。
    一个不太显著的新特点,则是为了更好地迎风张开前桅杆帆,而设置的首斜桅。

    后来卡拉克越造越大

    主桅杆增加了一层帆,新增的首斜桁也挂帆。

    艏艉楼加高了,甚至出现了挂纵帆的第四桅。
    上面这些卡拉克船的帆上,都有一个显著的特点,就是帆底部的加条,可以用于风力不足时增加推力,海况高时则收起。(这里需要注意到上一楼最后一张的雏形卡拉克船,她没有加条,而是用了缩帆带,这是中世纪就有的缩小帆面积的方法,在14~16世纪逐渐被加条取代,17世纪又重出江湖,取代了加条,后来一直用到风帆战舰时代最后。后面会看到。)
    有些卡拉克达到十分夸张的地步:


    上图就是15世纪直到16世纪前半叶的卡拉克战舰,
    除了夸张的、头重脚轻的艏艉楼,火炮的上舰改变了以往的船体结构。
    那就是在舷侧开了炮眼。为了维持船体的强度,于是摒弃了上面延续自北欧海盗时代的搭接式船体建造,即用相互部分重叠的船壳板来承担结构强度的方法,因为一旦把船壳板用炮眼阶段,其就不能再成为一个受力整体,此处船体就容易变形。于是这些开炮眼的战舰,至少在开炮眼的部位,都采用了地中海式的用肋骨承担船体结构强度,将船壳板拼接而非搭接的建造方法。


    2楼2014-12-03 18:44
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      直到16世纪末、17世纪初,火炮受制于冶炼技术的限制,在海上运用效率不高,在16世纪前半叶,卡拉克艏艉楼大部分的舰载火炮是杀伤人员的小炮,只有舷侧炮眼里面是大型重炮,但由于此时船体相对于沉重的火炮来说,仍然不够宽,大炮即使后座了,船体里面依然没有装填火炮的空间,人员要钻出炮眼,骑在炮管上装填,因此一般推测此时的战术,依然是以跳帮决定胜负,只是在接舷前万炮齐鸣,先对敌舰人员进行尽可能大的伤害。因此炮眼里的重炮,意义不大,并不用于远程炮战,基本上只是在接舷之前发射一次而已。由于这时候大炮在作战中演放次数少,同时铁铸造技术不过关,铁炮太笨重,船上多用锻造铁管炮和钢炮。因为重炮使用机会不多,因此锻铁跑气密不严容易炸膛、铜炮使用过于频繁会受热变形的问题就显不出来。
      这就是15世纪到16世纪中期以前,卡拉克战舰的概貌,以高耸的艏艉楼和其中的大量轻型反人员火炮、弓箭、弩机作为主要武器,以舷侧炮眼的重炮作为体现皇家威仪的摆设,以古意盎然的接舷战决定胜负。卡拉克艏艉楼高耸,严重降低了适航性,尤其是艏楼


      3楼2014-12-03 18:55
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        15世纪典型的卡拉克船。


        4楼2014-12-03 18:57
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          取代卡拉克的就是所谓的盖伦船,自16世纪中后期取代了卡拉克,两者并没有明确的界限,主要区别仅仅是艏部,就是盖伦的艏楼几乎整个取消了,变得很矮,只有一层,同时学习地中海的桨帆船增加了前申的鸟嘴。


          艉楼下面露天伸出的小阳台也是此时盖伦船的主要特点。
          可以看出,盖伦船的艉楼依然高耸,因为艉楼传统上是舰长、长官等社会地位较高的舰上管理人员的住所,因此要降低其高度是很困难的。因为降低高度就使他们居住环境更加拥挤了。尽管如此,卡拉克战舰上那种多层、长而高的艉楼已经不见了,艉楼大大向尾部退缩了。但是与之相为补偿的是,尾部舷弧很大,尾部高高翘起,这是为了使尾部的甲板间距离更大,适于长官居住。因为舯部和艏部的甲板舰高度仅仅有1.6到1.8米,非常矮。

          瓦萨号就是17世纪初期的一艘典型的盖伦式战舰了,对于17世纪初的战舰,有人认为她们依然是与17世纪后期到19世纪中期的战舰一样如假包换的“战列舰”了,因为战列舰上的多层炮门,比较低矮的艏艉楼等特点,都已经具备,但是由于此时战列线战术并没有普遍诞生,楼主觉得她们还是盖伦船。
          而且17世纪早期的盖伦战舰的几个主要形态特征,也是和后世的战列舰不同的。


          5楼2014-12-03 19:13
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            1610年的皇储号,算是典型的17世纪盖伦战舰,可见,盖伦船虽然比卡拉克船更加细长了,但是艏部还是一个弧形,这使得艏部的炮门分布呈弧形,使大炮不能指向舷侧,这个特点在瓦萨号和1637年的海上主权号上也比较明显。这个特征显然不利于战列舰式的舷侧炮轰,发扬舷侧火力。这是因为此时还没有线式战术。盖伦船尽管比卡拉克细长,比战舰还是短肥一些,因此转向更加容易,因此当时的战术是后来荷兰人最善于使用的近程炮战和捉对厮杀,最后仍然以跳帮定胜负,但是已经有了炮战的关键先导环节。只不过战舰是接敌后先演放一舷的火炮,另一舷装填,然后迎风调戗,使用艏部两侧弧形布置的火炮,然后再使用另一舷的火炮对敌击发。同时之前使用的一舷趁此时机再装填,周而复始。

            海上主权号,可见其两侧和艏部火力都很强,而且舯腰还有面向舰面的火炮,显然是为了打击跳帮本舰的敌人预备的,可见接舷战仍然是此时的重点决胜战术


            6楼2014-12-03 19:26
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              到了瓦萨和海上主权号这种大型盖伦战舰,风帆战列舰已经基本上演化完毕了。这样,最初是用于运送货物的短胖、风帆驱动的船体,因为适航性远远好于细长的桨帆船,正好能作为搭载大炮的稳定平台而使用,从15世纪就开始成为专用于战舰功能的桨帆船之外的另一种作战舰艇。而舷侧开炮眼这一发明,则使这种风帆驱动的战舰能够搭载远远多于桨帆船的火力,于是终于彻底取代桨帆船,而成为17、18世纪的主流海上力量。
              可以说,从17世纪中早期的舷侧搭载1到多层火炮的大型盖伦战舰,到真正的战列舰,也就是17世纪后期那些逐渐采用线式战术的战舰,并没有明确的界限,有的仅仅是线式战术的运用,和越造越大的船体、越来越重的火炮。


              7楼2014-12-03 19:34
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                但是在17世纪50~70年代,战列线战术正式形成并已教范方式固定下来的同时,战舰的形态恰好也发生了一个在西欧各国共通的变化,那就是艏部前申的鸟嘴由瓦萨和海上主权的平直低伸改为弧形上翘型,这种变化起自尼德兰联合省,由英伦发扬,最终在1780年代被保守的法国和西班牙学习并加以夸张改造。由于这种形态改变与战列线战术的普遍运用、战舰按照火炮门数、火炮甲板层数划分等级等标志战列舰正式形成的时间相互平行,因此楼主可以说,艏部呈弧形上翘的多层炮甲板战舰,一定是用于列成堂皇之阵,与敌军进行战列线对轰的真正“战列舰”

                十七世纪末具有弧形上弯舰首的典型双层炮甲板荷兰战列舰。

                艉部舷弧比盖伦船略略降低,
                但是仍然可以看出艉部向上翘起耳朵舷弧(黑色突起于船体表面的加强筋——“舷外腰板”,代表了舷弧,其它船壳板的走向与之平行),并且由炮门将腰板截断可以看出,火炮甲板的配置并不与舷弧平行,而是与水线平行因为火炮不能布置在倾斜的甲板上。这种上翘的舷弧,所示盖伦船在战列舰上的一点点遗迹吧。


                8楼2014-12-03 19:48
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                  从17世纪后期到19世纪头十年之间的150多年里,战列舰的变化就主要体现在艏艉及舰首舷弧的日益低平、装饰日益朴素,船体越来越大,及内外部栖装品的逐年渐次改变上了。可以说进入了稳定期,固定形成了”战列舰”这一稳定的舰种,并且在其发展过程中衍生出了只有一层主炮甲板的巡航舰这一形制相对稳定的舰种。但是在19世纪初期工业革命开始后,各项新发明层出不穷,战列舰尽管形态上和18世纪没有区别,但是内外栖装、船体结构,以及后来的蒸汽机和螺旋桨,都是18世纪大为不同的。

                  典型的18世纪74门炮三等战列舰。

                  典型的19世纪风帆战列舰


                  9楼2014-12-03 20:01
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                    自挽


                    10楼2014-12-03 20:56
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                      到了18世纪,除了西班牙可能还有一些船只可以算是盖伦船型外,其它国家的大型远洋货船,基本上与等级比较低的小型战舰,如5、6级舰形态相同,且至少配备了巡航舰级别的武备,只是货舱更大,因此水下线型比较丰满,航速比巡航舰慢。
                      而且,这些武装商船基本上是当时巨型垄断企业,即各国东印度公司下属承包商的船只,一般结队而行,火力不差,从远处看像一支海军舰队。
                      请用google搜索East Indianman,就可以看到大量类似战舰的,那就是大型远洋东印度武装商船。
                      特别,搜索Blackwall Frigate,就可以看到19世纪初期的东印度商船,竟然被人们称为Frigate,巡航舰,足见其武备之强
                      19世纪初的东印度商船王储号。
                      再说小型近海货运,所使用的船只,就无法按照什么卡拉克、盖伦那样分别了,西欧那时候早已经是市场经济,船东自己订造船只,船长自己配备桅桁帆索,所以变数极大。而且因为民间的事情不值一提,今天也没有很好的记载。实际上,18世纪初的大型商船既然与大型战舰类似,同样的,许多小型辅助海军舰艇,也不过是近海航运事业中的小船直接拉过去征用的。
                      小型舰船模样各异,下面是一些海军和民间的小船


                      通过百度相册上传12楼2014-12-03 22:50
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                        这些有点太小了。。。再大些的双桅杆小型船,就是海军、近岸航运和海盗都喜爱的常用船只了。
                        我的资料贴里面有一个Ospery的1660~1730的海盗船,基本上就是代表了当时各种可以用于跑买卖的中小型船只。
                        再比如这个奋进号,就更是18世纪典型的近海商船,也可以作为很好的科考船,上面也配备了武器。


                        通过百度相册上传13楼2014-12-03 23:02
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                          奋进号原本作为运煤船时候,是没有第三根桅杆的,只是一艘双桅船。
                          但是因为库克是皇家海军的上尉或少校衔的副舰长,这种级别的人不能统领一艘不是全帆装(三根桅杆)的船只。
                          因为非全帆装的船只,只能由级别更低的军官,甚至是没有国王委任状的军士、军士长等准尉军衔人员来指挥,所以为了库克船长,就加了一根桅杆,以示尊重。


                          14楼2014-12-03 23:08
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                            最后,能比较肯定地回答的问题就是,18世纪初的商船,东印度商船肯定不会太小,鉴于当时的巡航舰一般载重吨位500到700吨就不小了,东印度商船也应该这么大,
                            而一般近海的商船,百吨以下载重的居多,比如北美在独立以前,因为当地资源和人力价格低,一直是英伦民间造船行业的竞争者,英国承担大西洋航运业务的商船,四分之一是北美建造,但是大部分都不超过200吨,许多还是越洋贸易船,可见商船一般很小,多为一根、两根桅杆,所以能有三根桅杆的,一般也只有东印度商船了。


                            15楼2014-12-03 23:19
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                              感谢您的问题让我加深理解。下面逐次回答。
                              远洋贸易的周期是很长的,到东印度(就是印度)的往返航行要2年,但是相对应的利润是惊人的。而且因为该贸易成本过高,所以在17、18世纪,是一个垄断贸易,一般人不敢合伙,而且也只有垄断才能保证那么高投资能有所回报。所以该贸易线路上都是老油条,一代代延续,都懂得靠洋流和贸易风来绕过没有风的地带,主要是非洲西海岸近赤道地区,和印度洋上的无风地带。但是由于风带没有明确边际,而且时时在改变,所以每年的经验只能保证大体差不多,所以风帆船的船期是很不准确的,没有现代船只所谓航线,根本不可能。简而言之,当时的远洋贸易是既长有时间不确定,误了季风就只能等到明年。
                              没有精确的经度计算方法之前,导航确实很不准确,比如1707年英国舰队搁浅,主要原因是经度计算失误。当时通过观测各个天体高度,方位角的变化,通过天文导航。使用的工具是测量角度的四分仪、绘有天空全体天体位置的星盘,你在什么纬度就通过能看到的天体、星座来加以印证。当然了,当时也采用了现在卫星和导弹等通过测量天体位置来定位经纬的天文导航法,比如法国训练军官预备生,这些小屁孩虽然才上初中,就必须学习球面几何。。。这在当时算是高科技了,除了陆地上的大科学家,什么伯努利、欧拉、牛顿什么的,其实海军中会的人很少,比如18世纪后半叶率领奋进号环球航行的库克船长。但是天气不好影响观测就导航不了了。
                              如何找到特定的港口呢?答案是洋流与季风会把你带到那里,因为如果你不跟随它们,你哪里也去不了,只能在原地等死。也许有人会问,“海上没有淡水,至少海里有鱼和海鸟呀?”,其实,大海像沙漠一样贫瘠,洋流就是海里的大河,小时候看过海底总动员就会有印象,所有海洋生物如果不是在近海大陆架生活,就是跟随洋流活动的。既然动物都跟随洋流而动,聪敏的水手们也懂得跟随洋流。
                              比如要从西欧前往好望角,一直沿着非洲西海岸是不可能的,因为那里没有风,所以南下到达非洲西侧不就,就会跟随季风跨越大西洋,然后一般洋流的活动,自然将船只送到里约热内卢附近,这期间通过观测星座(北半球就看北斗星的高度,南半球就看南十字星的高度)来校正纬度即可。
                              帆船很难逆风航行。逆风航进的方法是不停地向风向“之”航,如果计算“之”航中向风向移动的直线距离,那恐怕是很小的,因为这个之字画得很夸张,比如一艘战舰,几乎不能逆风航行,航向能与风向夹的最小角度是接近70°。也就是说,如果风从正北方吹来,战舰想要去往北方,那么只能先向东方偏北20°前进一段距离,再挑头,再向西方偏北20°再前进

                              你说这样会有多慢。。。
                              哪怕是顺风航行,一艘战舰一天不算运气太差,只能走100多公里左右。为啥说运气呢?因为,风帆战舰是靠天靠海吃饭,完全没有一定的准头,全靠风速、风向、海况决定,同样的风速和风向,要是静水,可能能跑到10节,也就是一般大型风帆战舰的极限,可是海况太高时,海上充满浪涌,船从一个浪头跌入另一个浪谷,不走运还会遇到迎头浪,那样不为水流推着后退就很不错了。况且,海况过高时,要收卷风帆,降下高处的桅杆,以自保,速度什么的就不考虑了。
                              一般来说,风速达到50~60公里每小时,而且是在风速渐增,海面还没有被风搅动产生太大波浪时,一般的战列舰,包括恰好设计得还不错的巨型一级舰,都能获得10节的航速(20公里每小时),当然是顺风的条件下,而且,顺风并不是说风就来自正后方,那样后面桅杆的帆挡住了前面桅杆的帆,航速反而上不去,顺风是侧艉风,从后侧吹来。若是逆风,自然就打折扣许多了,因为风力的有效分力由于角度不合适小了很多。
                              风力再大,风速再高,船速也上不去了,反而要收起风帆来躲避过高的海况,必要时进港躲避。为什么航速不能再提高了呢?因为18世纪的船体设计就是首部丰满,切入水中的线型不够锋利,跟今天的港口拖船一样。所以同样是风帆船,19世纪的飞剪船可达17节。


                              17楼2014-12-04 01:31
                              收起回复