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回复:近世西欧北欧横帆战舰发展简明图析

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上已述及,横桁可以绕桅杆转动,既可以保持与船体纵中线“正交”位置,如这张图(船首索具比较奇葩,与船体形制时代不不符合。。。基本上是18世纪初期1720年代左右的战舰),又可以做大角度偏转:

控制这种横桁在大致水平方向的转动,就使用一对从横桁两端,向后方设置的滑车索具:


可见,转桁索需要利用简单的滑轮组来设置,因为要在克服海上剧烈摇晃的同时有效转动沉重的横桁,单凭人力很难维系。所以,转桁索总是用一根滑动绳,绕过悬挂在桁端的一个滑轮上,构成一个简单的滑车组来方便操作。必要时,还会设置更加复杂的滑车组。


41楼2014-12-05 21:41
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    竖立了桅杆,吊装了横桁,就可以张挂横帆了。
    如上面所述,最初,横帆是在将横桁降至甲板上后,再系到桁上的,系绕的方法就是用横帆上边缘的一排小绳。

    系好了帆,让它顺风势展开,然后只要把两个下脚向下、向后拉住,就可以兜住风了:



    44楼2014-12-06 19:32
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      但是上面两个小船的横帆,两个帆脚除了向后有一对帆脚索外,也有向前拉的一对索具,称为帆脚前索,显然其作用是把帆脚往前拉。同时,很明显,帆的两侧缘也有一对索具,把侧缘也往前拉,而且这对索具,为了将其拉力尽量平均地分配在帆侧缘,不至于应力集中而将帆撕裂,还采用了多级嵌环与短绳套叠的形式固定于帆侧缘的多点上:

      这两种索具的用处,前面已经有暗示,即横桁是可以绕桅杆作较大角度偏转的,此时帆船就可以作横风、甚至是稍稍迎风的航行。但是此时,风就会从帆的侧边,而不是从帆后方吹来:

      此时,必须将迎风那一舷的帆脚和帆侧缘,都向前拉,这一侧的帆才能迎风张开,不然这一侧的帆会被风吹得翻卷、抖动,造成湍流,丧失推力。这时候就需要使用帆脚前索和张帆索,将迎风的帆缘和帆脚,迎风紧紧张开。(背风一侧的索具则自然悬垂着)


      下风侧帆脚前索和张帆索自然松弛:



      45楼2014-12-06 20:29
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        上面通过标注各种图片的方式,介绍了固定桅杆、升降与操纵横桁、张开横帆所用的索具。这些都是古已有之,然后在风帆战舰上一脉相传。但是风帆战舰还有一类索具,是上面两艘可爱的早期帆船所不具备的,那就是辅助收卷风帆的几副索具。
        前已述及,最初,小型帆船上是将横桁降至甲板上,再处理风帆的,因此不需要任何索具来辅助收帆。
        可是后来,桅杆越来越高,风帆的层数越来越多。如果将高处的帆,不加收卷,就与其帆桁一同下降,途中帆就会纠缠到下层帆的索具,造成混乱。
        但即使是最底层的帆,随着战舰的日益增大,其收卷操作也面临困难,因为这最底层的帆面积很大(宽度超过船体舷宽许多,譬如船体宽15米,主帆桁可达近30米,因此主帆的宽度也可达25米以上),仅仅通过人力从横桁上收帆已经很困难,必须通过一套索具,辅助收卷风帆。
        这些收帆索具的设置原理也很简单,就是一头连接在帆脚,或帆侧缘,或帆底边,另一头则像横桁升降索一样通过桅杆顶端附近的某个滑车再引到向甲板。这样从甲板上不断拉紧这些索具,就可以把帆脚、帆侧缘、帆底边拉到横桁附近,便于横桁上作业的海员去收拢风帆。
        很自然,收帆索分三种,即分别收拢帆脚、帆侧缘和帆底边的收帆索。


        46楼2014-12-06 20:56
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          帆脚收帆索(clewline):下图的前桅杆的主帆、中帆可见。


          其走向一目了然,固定端位于横桁中点向外1/3处,然后绕向帆脚处一个滑轮,然后返回到固定端附近的一个位于横桁上的滑轮,然后引向甲板(高处的可能仅仅引向圆形的桅盘里面)。
          所有的帆脚收帆索,都位于帆的后面。


          48楼2014-12-06 21:19
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            除了帆脚收帆索,就是收拢帆底边和侧缘的收帆索了,上图中之所以看不见,很显然,是因为这两副收帆索是位于帆的前面的。


            这两幅图突出表现了15~17世纪常用的帆侧缘收帆索(Leechline)的模样。


            这些早期的帆侧缘收帆索,与低处的张帆索一样,用多个分支固定,这种分支,形象地称为“鸦足索”(Crow’ feet),这种用多分支固定的侧缘收帆索,有其特殊的名称,“Marnet”,
            后来17世纪后期,进入风帆战列舰时代,这种繁琐的分支被省略:

            1670年服役的王子号。

            从17世纪后期以后,这种只有一根的侧缘收帆索,就叫做"Leechline",但是功能与早先的没有区别,设置上也类似


            49楼2014-12-06 22:02
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              可见,最早在15世纪开始伴随船只大型化而发展出的收帆辅助索具是侧缘收帆索和帆脚收帆索。而进入到17世纪,帆底边的收帆索似乎还不是很广泛。但是随着战舰进一步的大型化,有添加了帆底边收帆索(bunt line)

              似乎底边收帆索出现的很晚,其出现的具体时间,楼主再查下资料。


              50楼2014-12-06 22:10
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                以上分为四个部分,介绍了操纵战舰横帆的基本索具:
                1.固定桅杆(mast)的定索(standing rigging):侧支索(Shroud)、前支索(Stay)、后支索(Backstay)。
                2.操纵横桁(yard)的索具(running rigging to yards):升降索(halyard)、吊索(lift)、转桁索(brace)。
                3.张开横帆(square-sail)的索具:帆脚索(sheet)、帆脚前索(tack)、张帆索(Bowline)。
                4.收卷横帆的索具:帆脚收帆索(Clewline)、帆侧缘收帆索(Leechline)、帆底边收帆索(Buntline)。
                后三样显然是时时要来去滑动的索具,因此成为动索(running rigging),第一样是固定桅杆的,不用绕过滑轮而滑动,顶多松了的时候张紧一下,一般保持固定状态,所以成为定索(standing rigging)。
                下面将用许许多多图示和油画,展示这些索具在全帆装战舰上的具体绕线方式。具体绕线方式,不会改变该索具原始的设计初衷和最基本的绕线范式。这种基本模式,已经从上文中对每种索具一一介绍了。比如转桁索,可以一直绕到后面一根桅杆处,也可以只绕到两桅杆之间的支索上,但是都是要向后牵引,才能使横桁有效转动,这就是所谓基本模式不变,具体的绕线细节千变万化了。


                51楼2014-12-06 22:23
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                  上文从设计的基本初衷出发,简单描述了各种横帆操纵的索具,共分四类,用于桅杆、横桁、张帆、收帆。这些索具,一一考察,发现前工业时代的东西,原理自然是及其简易的,不过是滑轮组简单机械,加以图片标注,应当是容易理解的。抽象地了解了各种索具的功能,就可以开始具体地考察它们在全帆装里面的具体安排了。因为楼上已经说明,这种具体安排,当然必须遵循索具的设计初衷。
                  下面,为清晰地从全局观览,楼主将使用《索具图鉴》一书的图示来进行标注,同时像上文一样伴随油画标注,最后,在全帆装的所有索具描述完毕后,则将直接祭出博物馆模型的大图,对其中复杂的绕线进行鉴别。
                  就是这本书,索具图鉴。这本书是测绘了一条18世纪末的英国巡航舰的模型而绘制成的。18世纪末的索具与17世纪是有些区别的,但就像楼主反复申述的一样,辨认索具的关键是明白其原理,这样不论具体设置方式千奇百怪,万变不离其宗,就能够辨认出来。


                  通过百度相册上传55楼2014-12-07 14:26
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                    关于名词的翻译:主要是楼主本着一目了然的原则自己补充了目前已有但不怎么完备的通行翻译,同时参考目前坊间流传的几个本方面的老专家们的翻译。


                    56楼2014-12-07 14:30
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                      全帆装,前已述及,基本上是操纵一根桅杆、一面横帆的索具在四根桅杆、三层帆装上重复多次所得。因此楼主首先用图片注明,是哪四根桅杆,哪三个层次。
                      下图貌似是瑞典18世纪前期的一艘64门炮战列舰了,属于比较小型的三等战列舰。
                      这种绘制方式,即让所有横帆偏转到根本不可能的纵向位置上,是西欧当时绘制全帆装设计图的标准方法。
                      下面标注桅杆的名称:
                      这就是全帆装的所有桅杆和旗杆,这些部件,在当时相关行业人士脑中,都是默认“竖立”方向上的构件。
                      比如虽然首斜桅是斜的,但是还是算作桅杆,因为它上面再挂上横桁,然后横桁才能再挂帆;而艉三角帆的斜桁,虽然也是斜的,却算作桁,因为它是挂在后底桅上,而不是独立的斜撑。
                      由上图,可见共有包括首斜桅在内的四根桅杆。显然,起主要推进作用的,是高大的主桅杆和前桅杆。它们连旗杆在内共分成四段,为啥要分段,都搞成一整根不是更好?答案显然是材料的限制:
                      战舰的桅杆高度是相当可观的。比如18世纪后期最为普遍的74门炮三等战列舰(在英国,造了200艘,与之对比,一等舰在18世纪后半叶只造好了5艘),船体长50余米,船体宽12米多。以主桅杆为例,其四段桅杆,从龙骨而直插云霄,总共长达60余米,而仅仅甲板以上的高度,从上图也可以看出,就有近50米,接近船体长度。这样的巨木,恐怕只有北美的巨杉树,“世界爷”了,若真是用来造船,其采伐与运输的成本,基本上是没有一国政府可承担。所以很自然,战舰的桅杆必须分段。
                      前桅杆、主桅杆,分为四段,名字如图注,显然,最高处的旗杆也可以挂帆,用于天气晴好无风时增加推力,挂帆时,旗杆就成了桅杆,这时该段桅杆就成为了“顶桅”,它下半部分挂帆,上半部分则继续作为旗杆使用。
                      首斜桅和其外端延伸出的三角帆杆,构成首部飞伸的桅杆,用于张挂如图上的首帆(headsails);
                      与之相应,后桅杆比主桅杆、前桅杆低矮(相应的每个部件本身更加纤细、矮小;同时还少一层分段),主要作用不是推进,而是平衡首斜桅和首帆。
                      显而易见,前桅杆、主桅杆负责推进,首尾附加的桅杆用于与舵一起,控制行进方向。用首尾帆作为空气舵来控制方向,这是风帆战舰的一大特色。
                      图上可以明显看出,前、主底桅和首斜桅,都有许多黑色环箍。这说明这三根最粗壮的桅杆分段,由于直径太大,找不到合适的木料,只能用多根(一般7根)细木料拼接而成。到了18世纪后期,不仅直径不足,甚至是长度也不足,只好在长度上也由两根拼接,导致有些大船的主桅杆,由多达19根细木料拼接而成。至于具体拼接的方式和环箍加固的方式,楼主在遥远的将来,将会述及。但是这里必要简介下制作桅杆的木材:
                      制作桅杆所用的木材,只能是富含树脂的裸子植物,在西欧,基本上是俄国里加湾附近的针叶树,属于冷杉这一类的植物。因为前面已经讲过,桅杆总是会受风而弯曲,所以必须使用韧性高的材料,而且这样的木料还比较轻盈,适于减轻上部重量,提高稳定性。
                      而且,针叶树的主要特点就是不太分支,一般的针叶树,都是一根明显的主干长得特别高,所以容易达到很大的高度,可是直径往往不大,因此对于粗壮的底桅,只好拼接。(当然了,不是整个木料都可用,外层的边材基本都刨掉,只用里面比较均匀的芯材,这让木料的可用尺寸更加纤细了。)
                      那么底桅到底有多粗壮呢?这里给出一个一般尺寸,仍然是3等战列舰,主底桅可长达30米,其中约10米位于露天甲板以下(底舱深7米,下甲板、上甲板、露天后甲板之间总共是两层空间,每层不太到2米高);近20米位于露天甲板以上。其直径接近一米,如果看看身边的行道树,就会发现直径可达一米的实在见不到,40厘米以上的行道树就很可观了。
                      既然底桅有环箍是因为它用多根木料拼接,显然其它高处的桅杆分段,由于比底部桅杆分段细很多,自然可以从一根比较粗壮的木料获得了。这就体现出分段的好处,可以把高处的分段做得比低处的细很多。这一点从上面的图可以很好地显现出来:中桅虽然有大约18米长,可是直径似乎还不到底桅的一半,只有40厘米左右,达到这个指标的针叶树,就有不少了,所以原料价格也就能不算太高昂。
                      最后,对于桅杆在船体内部的那部分,给出图片特别展示下:
                      可见,四根桅杆都深深地插入船体里面,三根垂直的桅杆是固定于龙骨上面(具体地说是“内龙骨”上面,这将在遥远的未来,楼主讲解船体建造时详细描述。),而一根首斜桅也是斜插入到下甲板高度的(通过如上图的倾斜底座与甲板刚性连接住。)。所以四根桅杆都是极其牢固的与船体结合在一起
                      以上就是全帆装的桅杆,桅杆的突出特点,是受制于材料,不得不分段建造,分段从下而上,尺寸逐渐变得更加纤细。这个尺寸渐变的特点很重要,因为桅杆上所挂横桁,桁下所挂横帆,桅、桁、帆所需索具的尺寸,也因此而从低到高,渐次地,对应地,变得更加纤细。


                      通过百度相册上传57楼2014-12-07 16:07
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                        与之前的顺序一样,有了桅杆之后自然就是横桁和其它挂帆桁了,由于这个瑞典战舰的图片比较清晰,楼主选择在这个图片上先简介各个桅、桁、帆,然后在分这三部分,进入索具图鉴的具体绕线描述中去。


                        通过百度相册上传58楼2014-12-07 16:28
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                          以上注明了全帆装中的挂帆桁,可以看出,前桅杆和主桅杆是比较规律的。首斜桅和三角帆杆上挂的两面横帆,命名是很不规则的。后桅杆的“主帆”,是那面拉丁大三角帆,其斜桁的命名方式与前桅杆、主桅杆的主帆桁一样,而特别要注意的是,后底桅上那个实际相当于前桅杆、主桅杆主帆桁的“横桁”,并不挂帆,其作用只是张开后中帆的帆脚,因此应该视为从属于后中帆的,所以翻译成后中帆的底桁。而其英文名字的直接字面意思是一根交叉的杆子,为什么叫交叉的杆子呢?下面讲到底桁转桁索时就可以一目了然了。


                          59楼2014-12-07 16:40
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                            另外,上面关于桅杆尺寸、拼接、木料的道理,适用于帆桁。18世纪后期大型战列舰,随着同时期木材资源的日益枯竭,其主帆桁也不得不开始拼接,所以可以看到带环箍的主帆桁了:
                            19世纪的桅盘和主帆桁,可见其刀刀环箍,和桁后面的加固条


                            通过百度相册上传60楼2014-12-07 16:49
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                              接下来是各面帆的名字。这里只介绍了横帆和后主帆,它们都是有挂帆桁的帆,所以是全帆装的基础组成部件,而其它位于桅杆之间的纵帆,则是像挂窗帘一样,挂在前支索上的,没有帆桁,属于17世纪末补充的辅助帆,虽然从那以后也是全帆装的一部分,但一直处于从属地位,所以在这里先不一一介绍。并且这些帆,是在主要部件的索具设置完毕后,再见缝插针添加上去的,所以必须先介绍上述主要部件的索具设置。


                              通过百度相册上传61楼2014-12-07 17:06
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