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风帆战舰的静支索
2016-12-27 · 王岳木有伦
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题图:朴茨茅斯古代船坞里胜利号复杂的索具,大多数都是本节将要记述的“静支索”(Standing Rigging)。
想到我国因为海禁的战略大方向,导致远洋航海事业自郑三宝之后戛然而止,不禁令人唏嘘——这让风帆时代我国的海船没有机会大型化,因此胖达我的观点是中西方的古典帆船无法比较,因为不是一个发展阶段的东西,就像刚开始玩航母,跟航母使用经验半个世纪以上,是无法比较的一样。而同时胖达也有一个假设:假如东方帆船有机会大型化,也作为风帆时代争夺制海权的工具的话,那么解决方案也会跟西欧帆船类似,并根据东亚海上气候特点而有自己的特点,但用火炮决定胜负的大帆船一定是一艘宽体的重型货船。这种船能够远航,除了类似西欧那样高大的桅杆系统,还有一个不可或缺的配套系统,就是抵抗风压、稳定桅杆用的静支索(Standing Rigging)。
这几乎是一种必然,首先露天甲板有限,能插的桅杆数量有限,更多更密集的桅杆,上面挂的帆(http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404032050297496306&mod=zwenzhang)必然相互遮挡,所以要获得更大的有效推力,必须向高空发展;可惜我国帆船一直没能走到这步,也就(http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404035138857118498&mod=zwenzhang)停留在欧洲地理大发现之前的时代了。而高大的桅杆为了提高抗风性能,必然需要斜拉缆绳的稳定,静支索(Standing Rigging)就成为必须。
这个干净的CG模型,是一艘典型的18世纪末到19世纪初法国大革命和拿破仑战争时期的英国战列舰、纳尔逊在上校舰长时期的“爱舰”、64炮小型三等战列舰“阿伽门农号”(HMS Agamemnon)。上图还没挂帆,所有索具都是固定桅杆、对抗风力的“静支索(Standing Rigging)”,有了这套复杂的装备,就能保证战舰在40节的大风中,桅杆仍然巍然屹立,只有50节以上、接近风暴的大风,才需要降下顶桅、上桅,如前一节所提到的:(http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404035504352934937)。40节风速已经十分了得,要知道旧日本联合舰队“第四舰队”事件中,特型驱逐舰被大浪中拱、折断舰首,也不过是遇到了40节的风速给卷起来的大浪。可见西欧风帆战舰这套“静支索(Standing Rigging)”的抗风性能。
这些密密麻麻的“静支索(Standing Rigging)”虽然看着很吓人,但实际上只是一种模式的不停重复。因为前三节也介绍了,前、主、后三根竖立的桅杆,都是分成三段,所以“静支索(Standing Rigging)”就是固定一根桅杆所需要的几种缆绳,重复9次就成了。
所以“静支索(Standing Rigging)”的“基本模式”就可以从中世纪只有一根桅杆、一面帆的“柯克”(Cog)船上明确地看出来,前文讲述的发展史,复杂的风帆战舰就是从这种(http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404035138857118498&mod=zwenzhang)简单的船一步步大型化、演变来的(文中讹误,写成了卡拉维尔。。。)。
这是考古发掘出的一艘14世纪的德国“柯克”(Cog)商船,当时德国各种脱离封建领主控制的“自由市”以带头大哥吕贝克为核心组成商业上攻守同盟,史称“汉萨同盟”。这艘小船船体保存完整,又结合当时汉萨同盟铸币上的帆装,制作了复原船(Replica)。中间一幅图就是复原船侧风航行时的景象,可见这个时候桅杆整个朝下风倾倒,为了抵抗这种趋势,就要用斜拉的缆绳(红色箭头标注)朝上风方向把桅杆拉住。这种索具就是从侧面稳定桅杆的“侧支索”,如最右这艘柯克船(感谢世海模型)上蓝色标注,两舷侧共有2到3对侧支索,对这样的小船就够了。
除了侧支索这种专门让船能够侧风甚至迎风航行、稳定桅杆的索具之外,更基本的“静支索”还有两类,从古埃及的小船上就有了,那就是上图这种北欧小船上面红色标注的,朝前后方向斜拉的“前支索(Stay)”、“后支索(Back stay)”。对于这些一根桅杆、一面帆的小船(从古埃及直到14世纪大多数船都是这样形态),这一对前后支索也是理所当然的、古人自然会想到的玩意——跨度最大的三角形,稳定桅杆的效果最好,所以有这朝首尾斜拉的“前、后支索”。
侧支索+前、后支索,就是“静支索”的全部四个要素,风帆战舰只是把它们重复多次。
首先需要固定前、主、后三根桅杆粗壮的底桅(Lower mast)。分别需要左右很多对侧支索(Shroud),一般18世纪的战列舰主桅杆都需要8~10对,前桅杆少1、2对,后桅杆则对数减半。图上红色标注了右舷的。可以看到这些侧支索都是从桅杆侧面开始,一对对逐渐朝后方斜拉的,所以也起到了“后支索”的功能,于是风帆战舰的底桅不需要后支索。
显然,还是依据简单的几何道理与生活经验,“”,所以侧支索都是斜拉到船舷两侧,尽量达到“最大跨度”的。因为主桅杆那里船体最宽大,所以主桅杆底桅的侧支索跨度最大、支撑稳固桅杆的效果最好,所以主桅杆最高大,所以前桅杆要矮一些,所以后桅杆最矮小。
除了侧支索,那就剩下蓝色标注的前支索了,都是尽可能朝前方远远斜拉开。前桅杆底桅的前支索拉到首斜桁上,主桅杆底桅的前支索拉到首斜桁基部,后桅杆底桅的前支索拉到主桅杆基部。
仔细观察上图,前桅杆、主桅杆的这粗大的前支索还分粗细两根,细的那根叫“Spring”,就是弹簧的意思,是较粗那根的“备份”,习惯翻译成“辅助前支索”。任何粗缆绳并行的细缆绳,作为备份,并能够辅助调节粗缆绳的张紧度,都叫做“Spring”,即“弹簧”,这是现代弹簧出现以前,Spring这个词的原本指代的东西。
底桅上再添加一层就是上桅(Top mast),固定前、中、后上桅,就需要如上图标注的侧、前、后三种支索了。其中红色标注的侧支索只是把上桅固定在底桅顶上的“桅盘”(Top)里,明显不够味,所以还需要橘色标注的后支索从上桅顶端一直斜拉到甲板上进一步稳定。前支索类同底桅,一目了然:前桅杆上桅前支索拉到首斜桁末端。主上桅前支索,拉到前上桅基部。后上桅前支索,拉到主上桅基部。很有规律。
最后是顶桅的侧支索、前支索、后支索以及更高的极顶桅(在这时候船上仅仅是旗杆)的前、后支索。
从低到高,底桅、上桅、顶桅、旗杆,越来越细、越来越短、越来越轻盈,于是侧支索的对数也越来越少,侧支索、前支索、后支索缆绳的直径也越来越细,都能从上图精密的模型中看出来。
此外,还有把上桅侧支索(红色)与底桅侧支索连成一气的“桅盘侧支索”。
除了三根竖立的桅杆,战舰首斜桁也是不可缺少的,因为战舰所有的前支索实际上全部、最终都把张力传递到首斜桁上。战斗中如果能打断首斜桁或者它的支索,就有几率造成敌舰桅杆倒塌,机动能力完全或者大半丧失。上面左图,首斜桁有从下方和两侧固定住它的索具,即下支索和侧支索,来对抗前桅杆前支索对首斜桁的、朝上、朝后的张力。首斜桁还延伸出首三角帆杆,如右图,这个杆子下方伸出一根竖撑,靠着它拉起一根下支索,也是为了对抗前桅杆前支索的张力。
这许多的前支索不免要把首斜桁往上拉飞起来,就算有这些下支索对抗也还是不行。所以首斜桁基部有两套拧麻花的粗大缆绳把首斜桁牢牢捆在船头上:
红圈中就是来回拧麻花的绕法。
这些就是一艘18世纪典型的风帆战舰的静支索(Standing Rigging),能够让高耸的桅杆面对大风巍然屹立,从而战舰能在大风大浪中奋勇前进:
这样桅杆就稳稳地竖立起来了,然后就要挂帆了,战舰都有哪些帆?下回一一辨认。
总结一下,18世纪一艘风帆战舰的静支索,如下图标注:
与此对照,一艘17世纪后期,刚刚“定型”的风帆战舰,静支索如下图标注:
可见大同小异,主要是三点区别:
【1】17世纪战舰后桅杆矮,比前、主桅杆少一截“顶桅”,相应的支索也就没有;
【2】17世纪战舰首斜桁上是竖立的“首斜桁上桅”,18世纪则是首斜桁的延伸、“三角帆杆”,相应的支索很不同。首斜桁本身的支索17世纪末期之前,几乎没有,18世纪有“下支索”、“侧支索”;
【3】18世纪前、主桅杆的前支索与上桅前支索都成了一对,主、次两根。
这两张标注图都很大,可以单独点击打开细细玩赏,就会发现这许多缆绳并不是简简单单一根缆绳从一个点扯到另一个点,而是缆绳、细绳通过滑轮滑车形成的组合体,能够随着海况、天气及使用中的磨损随时调整、松弛或张紧。
目前,这些缆绳在船舶整体上如何纵向,应该已经足够复杂了,而这每根缆绳如何缠绕、如何使用的细节,就要等到整个战舰全部索具、缆绳的总体布置,像今天这样“浏览”过一遍之后,再看了。
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