19世纪的风帆战舰
前文（http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404019190863399846）胖达回忆起了19世纪初，开始日益大型化的风帆战列舰，一等战列舰都是120炮，军备竞赛不会停下来，有120炮那么后来就会有130、140炮战舰，这些巍峨的海上堡垒。。。等等~
胖达我接触帆船之前，只知道黑珍珠号啦、飞翔的荷兰人号啦。。。19世纪的战舰，似乎就是从1860年的勇士号铁甲舰，到了80、90年代的定远、镇远铁甲舰，下一步1905年的日俄前无畏舰，同时就进入了大舰巨炮多炮塔神殿般的“战列舰”时代。说起19世纪的风帆战舰，总有一种时代的倒错感，19世纪？那可是蒸汽工业化的时代，巨大的蒸汽机械、沉重的大炮周围装满各种意义不明的零件、齿轮。。。
某种克虏伯野战炮装在炮口回旋炮座（Muzzle Pivoting Mount）上，这种蒸汽朋克的视觉冲击是胖达品味19世纪时的主要精神背景。
然而从1815年拿破仑战败到1860年勇士号铁甲舰下水的半个世纪里，当时欧美大大小小保有海军的国家，以英国为首，都仍然以风帆战列舰作为国家海权的支柱。
19世纪中叶的俄国黑海舰队，右下角观舰的是当时沙皇亚历山大（多少世记不住）。
这是因为技术的进步都是渐进的，直到许多相关技术成熟、凑在一起促成一种划时代式的新产品诞生，比如1860年代英法大造铁甲舰。其实这“划时代”只是我们后人站在历史的末端回望产生的错觉，任何技术都是渐进的。实际上初代铁甲舰更像她们的前辈风帆战舰，如下图，1860年代的“第一代铁甲舰”，皇家橡树号，就是风帆战列舰改装而来的。当时英国全铸铁打造的铁甲舰也仍然是模拟风帆战舰的形态，直到60年代末才在装甲炮塔这一全新舰载武器搭载方式的促动下开始尝试截然不同的设计。
对于铁甲舰来说，她们需要1）初步可靠的铸铁制备、加工技术来建造船体和装甲；2）初步可靠的蒸汽-螺旋桨推进系统，保证事故率和煤耗不高得令人咋舌；3）大炮锻造技术，建造越来越大的巨炮与战舰的厚重装甲相对抗。这三者在19世纪60年代才逐渐走向初步成熟，但作为国之重器的战舰，不能拿来作为试验品，所以直到19世纪50年代后期，人们才开始严肃地考虑铁甲舰的问题。于是直到1860年，海军主力舰还完全是风帆战列舰，但她们在这半个世纪里，乘工业革命的顺风，在已有的、成熟的帆船总体设计框架之内，向更加大型化的极端发展，挑战人类木构舰船的结构极限——英法两国在和平状态下依然继续着军备竞赛。
1862年，法兰西巨舰巴黎城号在演习中。可见这是一艘炮门有140多个，带蒸汽辅助动力的风帆战列舰，实际搭载的舷侧火炮恐怕有130多门，火炮可能都是统一口径、炮管倍径不一的36磅加农炮，其中搭配布置少量佩克桑海军加农炮——俄国黑海舰队用这种武器发射的爆破弹将土耳其小战舰轰杀至渣。这种巨舰的火力，即一次齐射发射的弹丸总重量，至少是1805年英国胜利号的2倍以上，还能在风势不济的时候依靠蒸汽机动，更是如虎添翼。这种主力舰就是1815~1860年间英法两国海军战舰的典型代表。同时图中主力舰左舷，还有一艘铁甲护卫舰（Armored Corvette）——法国实际上在1848年拿破仑III上台后才逐渐大规模工业化，1860年刚刚工业化的法国和英国工业实力差距很明显，此时法国小型铁甲舰和木制帆船改装木体铁甲舰占了大多数。所以在英吉利海峡两岸，从1815年直到1860年后铁甲舰时代的最初几年里，风帆战列舰一直担负主力舰的角色。
上图，1853年沙俄黑海舰队用发射爆破弹的佩克桑加农炮对奥斯曼舰队取得压倒性胜利。
下面胖达开始追寻1815年法国战败以来英法美三国在铁甲舰到来之前的半个世纪里，书写的风帆战舰最后荣光。
今天首先看看，19世纪初以来，更加科学高效的船体比例。
19世纪，科学的世纪、工业技术的世纪。在造船领域，逐渐形成经验导向的科学设计。
当拿破仑战争结束、英法结束了17世纪末以来“第二次”百年争霸后，首先面临的问题就是过剩的战力必须裁汰，以更加高效地方式应对和平时期战略战术要求。用于决战的主力舰要精简并大型化，隔着英吉利海峡的双方努力挑战技术极限，建造经费允许的最大战列舰来确保威慑；用于殖民地警察和远地低烈度冲突的驻外巡洋舰也需要更大才能维持火力、自持力两方面不输给对手的类似力量；当然还要考虑正在蓬勃发展的美国对自己的潜在挑战。这幅新形势下的海军发展前景图中，首当其冲是裁汰旧军。如下图，英国大师透纳（Turner）笔下壮士迟暮的74炮战列舰，一种秋风宝剑孤臣泪、“船生”马上就要走到终点的不甘与悲凉感。
上图，1830年代，代表新时代的明轮港务拖船牵着老旧的18世纪74炮战列舰走向拆船厂。
但是和平年代愈发锱铢必较的英国议会是必须物尽其用的，前文（http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404019190863399846）已经介绍了18世纪90年代，将废旧64炮战列舰削甲板改造成重型巡航舰的事情。现在这命运轮到了拿破仑战争中多达200艘的74炮战列舰的身上，一朝为国效死，经历风波浑身磨损不敷使用的大部分就以上图的方式逐渐退役，少数尚新的战舰则用于削甲板改造，变成统一搭载康格里夫24磅火炮的重型巡航舰。
这种改造一直是英国人从16世纪以来一贯采用的缩减成本手段，其中的经验规律，也大体被一般船厂技术人员总结、掌握：
1） 削甲板后的战舰吃水减少、下层炮门离水面更高，可以在风浪更高的海况下使用；
2） 这样的战舰桅杆必须加高，否则战舰摇晃更加剧烈、迅速，轻者令乘员不适，重者折断桅杆，这是前文(http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404014147837805290&mod=zwenzhang)提过的船舶“初稳性”决定的。胖达不是物理学科普，不爱列公式，等今后专门批讲风帆战舰史上的惨痛翻船事件时候再来形象地解释这个基本原理。这个原理19世纪上半叶的船厂工程人员大体了解。
于是，经过削甲板改装的战舰航速更高：首先是因为桅杆更高，帆面积更大、推力就更大；而且越是高处远离海面的气流越规则，不受海面波浪不规则形态的干扰；并且高处风速更快，而风速造成的推力随着风速平方迅速增加，只随帆面积、空气密度线性增加，这样高处风速快，虽然空气密度稍低，但是“呼吸高层的空气”，推力显著增加。其次是因为战舰吃水浅、阻力小；风帆战舰依靠风力只能达到最高十一二节的航速，绝大多数情况下只有1~3节的可怜航速；这种航速下，对于长度最长只有50、60米，但有十几米宽的风帆战舰而言，主要阻力是船壳表面和水体的摩擦力，吃水浅沾水的湿面积就小，阻力小。
风帆战舰航速高就是舵效力的提高。今天的动力船舶在静水里、航速为零的时候，也可以操舵，因为螺旋桨自动制造局部水流吹拂舵叶让它发挥作用。帆船就不行了，必须有天然的水流流经舵叶让它发挥作用。船舶的舵就是飞机的机翼，通过流经舵叶左右侧水流的流速差别产生侧推力。于是航速更快的帆船舵更听话，只要稍稍偏转就能产生调头要的舵力；同时偏角小的舵制造的尾部涡流小，打舵造成的阻力就小，打舵时帆船航速降低得也少。
于是人们意识到，甲板层数越少、越“扁”的战舰，就像大型巡航舰一样，1）底舱大、装载后勤物资多、自持力强；2）炮门距离水面高，在满载时仍然可以达到一米九以上，大风大浪中放心使用；3）快速性和操纵性比过去多层甲板累赘之下的战列舰有令人耳目一新的提升。但是甲板层数越少，火炮数量也越少，就只能通过加长船体稍稍弥补，于是19世纪初开始，战舰越造越长，战舰足够长、足够宽大，即使是三层甲板的战舰，在比例上也就更接近性能优秀的大型巡航舰。
但是过长的木制结构会遇到什么问题？当时人们怎样克服呢？且看下三回：19世纪初造船工程技术的新发展。
上图，18世纪末、19世纪初一艘“科幻战舰”，就像今天美国朱诺沃尔特一样。纤瘦的高速舰体，每侧16个主炮炮门，堪比120炮一级战列舰。低矮到几乎没有的艏艉楼，最大限度降低艏艉楼对侧风时操纵性能的干扰。这个形态的船在整个名录里也没查到，虽然图注注明是1795年的48炮巡航舰模型。整个装饰风格确实是18世纪末没有经历战时改装时的模样，但是船体造型太先进了，有可能是当时的“概念”设计。这种形态就指向未来最合理的船体比例。
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