风帆战舰的船底

木头风帆船船底是啥？木头呗，胖达我刚开始也是这样想的。可是，如果把一根木头丢到海里，它会怎样呢？阳光下蔚蓝的大海，双手捧起一捧，并没有颜色，但是其中有许多肉眼看得见和看不见的微生物——浮游动植物，比如海草的种子，比如藤壶、茗荷等蔓足小动物的幼虫。。。这些东西会很快贴附在木头表面，快乐地把一节木料的表面变成生机盎然的海底花园，就像精装的展示水族箱一样。这些累赘大大拖慢了风帆战舰的航速，因为如前文所述（http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404014803948583948&mod=zwenzhang），顶多50多米长的风帆战舰，她们在1~10节的缓慢航速下船体的主要阻力是体表不光滑造成的摩擦力。古人虽然还没参悟这些科学原理，但也懂得大型远洋战舰和商船需要定期船体清洁来维持航速。这些海洋附生动植物还只是拖慢战舰的航速，当在热带航行时，温暖的水体里还有一种名为“船蛆”的可怕生物。船蛆长得就像海肠子（沙螠）、又细又长，但是其实是蛤蜊、河蚌一样的双壳软体动物，它的壳很小，只是包住“脑袋”，它就用这壳作为盾，就像今天潜盾机头上的刀盘一样，钻掘进帆船船底的船壳木料里，不用一年船底的船壳板就会变成蜂巢状。为了应对这些附生和钻掘生物的威胁，风帆战舰的船底必须刷涂某种防护涂层，就像今天的船舶一样。

?上图是一艘1745年的70炮英国三等战列舰船体模型，其船底涂装成白色（黑色“微笑”是模型船壳板开裂了）。这种白色防护涂层当时称为“白料”（White Stuff），是用海豹、鲸鱼等海洋哺乳动物厚厚的脂肪与石灰、硫磺等物质调配成的膏状物。白料有不错的防护性能，而且白色显得高雅整洁，那个时代留下的帆船油画和模型几乎都描绘为白色的船底。但是白料也有两个缺点，首先是太贵。脂肪当时是制造蜡烛的主要原料，因此日常照明的市场很大，结果处理船底的大宗原料就相对不足，价格昂贵。其次，由于动物脂肪富含不饱和脂肪酸，熔点低，所以在常温下，白料就是膏状物便于涂刷，只是这样涂好的白料，表面并不光洁，这些几毫米甚至到几厘米的粗糙突起，对于船舶航速就是很大的影响。只是这种粗糙和海洋生物赘生后没法比，当时人也不是很在意。

主要是处于价格方面的考虑，在民船和预算不足小型战舰上，一般用不起白料，而是使用“黑料”（Black Stuff）。也就是松树胶（Tar）和焦油（Pitch）的混合物，这两种东西都来自波罗地海背面的挪威瑞典及海东面的爱沙尼亚、立陶宛等等地方的针叶林。夏天松树、杉树冒树胶的时候像橡胶树割橡胶一样，这样树死不了，可以年年收集，收集到的就是胶状的树胶（Tar）；而把树木砍伐后“闷炉”隔绝氧气埋起来烧掉，得到的粘稠接近固态的物质就是焦油（Pitch）。这些东西是防止海上盐雾和海水侵蚀风帆船木料和缆绳的主要材料。每两块木料的接缝，在封钉死之前都要刷涂树胶；所有支撑桅杆的索具（Shrouds & Stays）都要用浸满树胶的黑帆布片包裹（Parceling）。用树胶（Tar）和焦油（Pitch）混合硫磺、马毛等调配成高温糊状物，趁热刷涂，这就是黑料。与白料相对，它又便宜，而且趁热涂完后又可以得到光滑的表面。但是它不那么赏心悦目，好像是脏乎乎的黑油毡，而且它的防护效果也不如白料。于是也有把黑白勾兑成的褐料（Brown Stuff）的。不论黑白褐，这些油纸和松香的调配物，最多使用一年，表面也就长满海洋生物，被船蛆突破了。这就需要把原来涂层刮除，再抹上新涂层。像英国这样海军基础设施比较完善，它的大型战舰可以进入干船坞，而小船以及法国荷兰等的大船，就没这待遇，只能像下图一样。

?上图是馆藏荷兰阿姆斯特丹国家博物馆的模型，一艘不小的战舰靠在岸壁一边。岸上许多大绞盘缓缓拉动战舰朝左舷倾斜，直到战舰变成题图的样子，右侧龙骨都翻出水面，全靠左舷的缆绳把战舰拉住、起重臂等等支撑战舰的左舷重量。然后就像题图那样，先把前一回的涂层点燃——松油、脂肪一点就着，把里面的附生生物活活烧死。这时候战舰舷侧也要泼水、铺上沾水的席子等等隔绝火势不要烧到水线以上部分。然后再涂覆新一层防护涂料。

防护涂层总是差强人意，到了热带温水更是几个月就不行了，于是当时还有另一种更费事的处理，特别是去往加勒比海富庶的甘蔗群岛，需要上“防护层”（Sheathing）。这是在上面黑料上铺上纸作为垫料，然后在外面砸上一层薄木壳，让海洋生物先蛀蚀破坏这层壳子。这绝不能令人满意，因为船底各处被海洋生物破坏成斑斑驳驳的片片木瓦，更加增加了船底的粗糙。同时钉木瓦到船壳板上，这本身就会把船壳板钉成马蜂窝。

18世纪后期，人们终于算是找到了一劳永逸的办法，从今天的胜利号上还可以看出来。

?胜利号的舰首，裸露的木头船壳，没有防护。

?胜利号的舰艉，裸露的木头船壳，没有防护。

?在今天的胜利号上，只有艉舵上还留着当年整个船底的防护——铜皮（CopperSheathing）。

?国外玩家高端喷涂的自开料、英国潘多拉号巡航舰（Frigate，只有一层炮甲板的风帆战舰）。可见船体水下完全包裹铜皮。

铜皮出现之前，18世纪初的西班牙人曾经试验过铅皮，效果十分恶劣，金属防护就被人们淡忘了。到了18世纪70年代，英国人发现铜皮具有很好的水下抵抗附生、蛀蚀的功能。先是在巡航舰上实验，最后在美国独立战争时期，英国决定终于斥巨资逐渐将整个舰队都包上铜皮。

铜皮的好处主要是得益于铜被海水腐蚀后产生的铜离子很容易催化发生超氧化物，这些物质可以有效杀伤生物体——“超氧化物”、“自由基”，这些是今天生物医学前沿认定的衰老和致病物质，从10多年前的“大宝SOD蜜”商家就不懈炒作的东西。SOD就是消除这些有害物质的“超氧化物歧化酶”，而铜皮则专门能够制造这种活跃化学成分，防止海洋生物的附生。

铜皮包裹的风帆战舰有战术上和战略上两大优势。

战术上机动性更强，比如美国独立战争期间，美国武装商船好人·理查德号虽然击败了英国的44炮战列舰，但是美国人也注意到，英国包裹铜皮的战舰虽然是被沉重火炮迟磊的战列舰，速度也比美国的改装东印度商船快至少一节。

战略上的优势更加诱人，整个殖民地海外部署时间都延长了，本土船坞的压力骤然减轻。

铜皮的缺点在于太贵，但是18世纪后期的英国相对于它的主要对手法国、西班牙还是占据优势，因为英国国内就有丰富的铜矿，虽然一次性投资较大，但是往后整个战舰维护体系的运行成本大大降低。于是在美国独立到法国大革命的10年间，西班牙和法国也咬着牙，把自己舰队全包上了铜皮。

当然，铜皮也不是包一次就完事了，按照前文的描述，铜也是逐渐被海水腐蚀而产生毒性，预防生物附生的，所以每次入坞还需要补充。像胜利号就用去了千百张比电视屏幕大不了太多的铜皮，而且靠近舰首腐蚀严重的铜皮厚度较大，铜皮覆瓦状层层压叠，用特制的钉子固定在船体上。

这钉子是苏格兰铜皮供应商们试验找到的铜锌合金，虽然机械性能不如铁钉，也能凑合用。之前最开始采用铜皮的时候，人们还不懂得电化学腐蚀的道理，结果铁钉钉铜皮，加上含盐海水作为电解质，迅速就连铜皮带铁钉带木头船壳啥都没有了。

直到19世纪80年代，可靠的防海洋生物化学涂料都还没有开发出来，于是19世纪60年代开始出现的蒸汽铁甲舰，如果要在殖民地服役，也需要迫切决绝铸铁船壳比木料更加棘手的腐蚀问题。于是当时英国的全铁战舰，只好在铁船壳上钉木皮，木皮上再包铜——还要注意，固定木皮和铜皮的铁钉、铜合金钉还不能在木皮里相互碰到。

?法国海洋级木体铁甲舰，这样就不用费事了，直接船底包铜即可。

这就是风帆战舰的船底，不管什么涂料都阻止不了海洋生物的生长，最后只好包裹铜皮。

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