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。