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大航海时代【帆船技术发展史-见风使“舵”】

2018-12-30 14:22 · 大杂烩
来自: 北京宣武

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今天是2018年最后一个工作日,
对于2019年的前进方向是否已经明晰?
人生就像汪洋里的一条船,
看似毫无目的但从未偏离心中的方向,
方能到达目的地!
今天小编就来与大家聊一聊掌控方向的舵,
是如何在历史长河中演化中如今的模样,
或许能为未来的前进方向提供启示。
15世纪的欧洲大航海时代创造了有利条件的产物--舵。
WechatIMG40.jpeg
  中国成语里有一句--“见风使舵(rudder)”(或作“看风使舵”),出自宋代(960—1279年)释普济《五灯会元》:"看风使舵,正是随波逐流,江湖行船,不能看风使舵,不肯随波逐流,舟必将会倾覆。"讲的正是按照风向操纵舵来调整航向。其实它本无贬义,不过现在被比喻看势头或看别人的眼色行事,根据形势的变化而改变方向或态度。
屏幕快照2018-12-30下午1.52.23.png
舵是由桨慢慢演化而来的
  随着船体的增大,古人把桨按职能分为两种:一种负责划行,推动船舶前进;另一种则负责控制方向,被称为“舵桨”。后来,桨的位置又从船舷移至船尾,成为尾桨,因经常设在船舶尾部,所以被称为“船尾舵”。
  世界上最早的舵于1995年在广州的东汉墓中出土了一个陶制船模,船尾上就设有一支舵,已经和舵桨区别较大,已有近2000年的历史。由此证实了“舵”起源于中国。
WechatIMG41.jpeg
↑中国国家博物馆馆藏东汉陶制船模船尾舵
中国古代船舵按功能划分,分为垂直舵、升降舵、平衡舵、开孔舵等类型。
垂直舵
  早期的舵柱是由舵尾斜伸而出的,还保留有舵的痕迹。在舵的实际应用中,人们对其不断加以改进,把舵柱改为垂直伸进水中,舵面跟舵柱的联接位置,也由舵面中部移至边上,于是变成了“垂直舵”。具有“垂直舵”何时出现尚无确切考证,但唐开元年间郑虔所画的山水画中出现了具有垂直轴系的舵,证明至少在唐代(公元618年—907年)或以前,舵的轴线垂直化。
WechatIMG42.jpeg
↑唐代船舶中有垂直舵
升降舵
  由于内河航道常常深浅不一,为了方便行驶,便产生了“升降舵”。在舵上开有吊舵孔,吊舵索一端系在吊舵孔上,另一端系于船尾绞关上。舵杆穿过舵承座,舵杆上端装有舵柄。操作舵柄可以操作舵叶转向。其实在宋代(960—1279年)《清明上河图》里就具有综合功能的可升降的平衡舵。
WechatIMG43.jpeg
↑《清明上河图》所绘的“升降平衡舵”
  当船进入浅水区域,舵就升上来,以免受损;当船行进中不需要改变方向时,舵升上来能减少阻力;当需要改变航向时,舵降到最低,这样舵效最高;有风浪时,舵叶降至最低,可以减轻船体的摇晃和随风漂泊。
WechatIMG44.jpeg
↑船尾绞车、舵杆与舵柄
平衡舵
  唐宋时期还发明了“平衡舵”,即把舵的一部分面积分布在舵柱的前方,缩短了舵压中心与舵轴的距离,从而减少了转舵的力矩,使得操纵更为轻便。直到1843年才首先被英国采用。是当时世界上最先进的舵。可以从《清明上河图》可以看出升降平衡舵已经被普遍使用。至今在全世界应用最多的正是平衡舵。
WechatIMG45.jpeg
屏幕快照2018-12-30下午1.56.51.png

开孔舵
  为了转舵变得更省力,人们在舵上穿了许多孔,以此来减少水的阻力,就有了中国的另一个发明”开孔舵”。13世纪时已普遍在中国船只上采用,直到公元1901年“开孔舵”才传到西方。在那以前,西方用煤作燃料的鱼雷艇虽然每小时可航行30海里,但在全速航行时却无法转动舵。“开孔舵”正好解决了这一难题。
WechatIMG47.jpeg
大航海时代的有利条件
中国舵
屏幕快照2018-12-30下午1.58.18.png
  欧洲人在采用中国舵之前,都是用桨来控制方向,这样是无法进行远洋航行的。大约到10世纪,阿拉伯航海者已使用中国舵,直到12世纪末至13世纪初,中国船尾舵技术经阿拉伯传入欧洲,北欧船首先改进该装置。在此之前,用来操船的是船尾两侧悬挂的舵橹,现在被连接在舵柱上的单片船舵所取代,并作为开创15世纪的欧洲大航海时代创造了有利科学条件之一。
WechatIMG48.jpeg
↑左为十四世纪早期的橹舵,右为十四世纪晚期的船尾舵
舵柄/舵轮
  18世纪以前是舵手操作附在舵杆上之横舵柄,也是一根杠杆。在恶劣天气下,有时需4人才能顶住舵的压力。当船只尺寸加大时,舵手观测船上风帆,视线会被上面的一层尾楼甲板挡住了。舵手必须呆在甲板下面,靠听上面的大声叫喊指挥操舵,这就使其难以有效地操舵。
WechatIMG49.jpeg
  后来,这一缺陷已经在一定程度上被垂直的、附加在舵上并可使舵转动的垂直舵柄所克服,但垂直舵柄的机构只能使舵转动不超过5°左右,远远不能适应海上船舶操纵的需要。
  在18世纪初舵轮的出现,在设计上是一个极大的改进,因为舵轮被置于后甲板船楼端之前部,用舵轮带动滑轮操纵船舵,故舵手可连续观察船上的风帆,便于操船,而且在操舵时,比垂直舵柄要省力得多。
WechatIMG50.jpeg
↑十八世纪前后最早的舵轮
福利赠送!现代帆船的常用舵!
按功能分:
一种是固定舵,具有钢性舵柄的固定式舵叶。固定舵主要用于龙骨船。
WechatIMG52.jpeg
另一种是提升式舵,具有分离式的舵柄。稳向板船和平底船通常用提升式舵。
WechatIMG51.jpeg
按数量分:单舵
屏幕快照2018-12-30下午2.01.43.png
按数量分:双舵
屏幕快照2018-12-30下午2.02.50.png
按位置分:前进舵
通常安装在船尾螺旋桨后面,可以利用螺旋桨尾流提高舵的效率。
屏幕快照2018-12-30下午2.03.46.png
倒车舵
装在螺旋桨前面的舵,称倒车舵。
WechatIMG54.jpeg
船首舵
装在船首部的舵,用以改善船舶倒航时的操纵性。
中舵
多舵船上,位于船体中纵剖面的舵称中舵。
程边舵
位于船尾两侧的舵。
空气舵
气垫船、水翼船等离开水面航行的船,船体上部设空气舵操纵船舶。
水平舵
水下航行的船设水平舵控制船舶升降。
按舵的固定方式分为支撑舵、半悬挂舵和悬挂舵;
按舵叶剖面的形状可分为流线型舵和平板舵;
......
帆友,您的船舵是以上哪一款?!

回顾往期精彩内容,欢迎点击阅读原文。
WechatIMG53.jpeg
屏幕快照2018-12-30下午2.05.57.png
转载自:海尚帆友



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对于2019年的前进方向是否已经明晰?
人生就像汪洋里的一条船,
看似毫无目的但从未偏离心中的方向,
方能到达目的地!
今天小编就来与大家聊一聊掌控方向的舵,
是如何在历史长河中演化中如今的模样,
或许能为未来的前进方向提供启示。
15世纪的欧洲大航海时代创造了有利条件的产物--舵。
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  中国成语里有一句--“见风使舵(rudder)”(或作“看风使舵”),出自宋代(960—1279年)释普济《五灯会元》:"看风使舵,正是随波逐流,江湖行船,不能看风使舵,不肯随波逐流,舟必将会倾覆。"讲的正是按照风向操纵舵来调整航向。其实它本无贬义,不过现在被比喻看势头或看别人的眼色行事,根据形势的变化而改变方向或态度。
屏幕快照2018-12-30下午1.52.23.png
舵是由桨慢慢演化而来的
  随着船体的增大,古人把桨按职能分为两种:一种负责划行,推动船舶前进;另一种则负责控制方向,被称为“舵桨”。后来,桨的位置又从船舷移至船尾,成为尾桨,因经常设在船舶尾部,所以被称为“船尾舵”。
  世界上最早的舵于1995年在广州的东汉墓中出土了一个陶制船模,船尾上就设有一支舵,已经和舵桨区别较大,已有近2000年的历史。由此证实了“舵”起源于中国。
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↑中国国家博物馆馆藏东汉陶制船模船尾舵
中国古代船舵按功能划分,分为垂直舵、升降舵、平衡舵、开孔舵等类型。
垂直舵
  早期的舵柱是由舵尾斜伸而出的,还保留有舵的痕迹。在舵的实际应用中,人们对其不断加以改进,把舵柱改为垂直伸进水中,舵面跟舵柱的联接位置,也由舵面中部移至边上,于是变成了“垂直舵”。具有“垂直舵”何时出现尚无确切考证,但唐开元年间郑虔所画的山水画中出现了具有垂直轴系的舵,证明至少在唐代(公元618年—907年)或以前,舵的轴线垂直化。
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↑唐代船舶中有垂直舵
升降舵
  由于内河航道常常深浅不一,为了方便行驶,便产生了“升降舵”。在舵上开有吊舵孔,吊舵索一端系在吊舵孔上,另一端系于船尾绞关上。舵杆穿过舵承座,舵杆上端装有舵柄。操作舵柄可以操作舵叶转向。其实在宋代(960—1279年)《清明上河图》里就具有综合功能的可升降的平衡舵。
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↑《清明上河图》所绘的“升降平衡舵”
  当船进入浅水区域,舵就升上来,以免受损;当船行进中不需要改变方向时,舵升上来能减少阻力;当需要改变航向时,舵降到最低,这样舵效最高;有风浪时,舵叶降至最低,可以减轻船体的摇晃和随风漂泊。
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↑船尾绞车、舵杆与舵柄
平衡舵
  唐宋时期还发明了“平衡舵”,即把舵的一部分面积分布在舵柱的前方,缩短了舵压中心与舵轴的距离,从而减少了转舵的力矩,使得操纵更为轻便。直到1843年才首先被英国采用。是当时世界上最先进的舵。可以从《清明上河图》可以看出升降平衡舵已经被普遍使用。至今在全世界应用最多的正是平衡舵。
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屏幕快照2018-12-30下午1.56.51.png

开孔舵
  为了转舵变得更省力,人们在舵上穿了许多孔,以此来减少水的阻力,就有了中国的另一个发明”开孔舵”。13世纪时已普遍在中国船只上采用,直到公元1901年“开孔舵”才传到西方。在那以前,西方用煤作燃料的鱼雷艇虽然每小时可航行30海里,但在全速航行时却无法转动舵。“开孔舵”正好解决了这一难题。
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大航海时代的有利条件
中国舵
屏幕快照2018-12-30下午1.58.18.png
  欧洲人在采用中国舵之前,都是用桨来控制方向,这样是无法进行远洋航行的。大约到10世纪,阿拉伯航海者已使用中国舵,直到12世纪末至13世纪初,中国船尾舵技术经阿拉伯传入欧洲,北欧船首先改进该装置。在此之前,用来操船的是船尾两侧悬挂的舵橹,现在被连接在舵柱上的单片船舵所取代,并作为开创15世纪的欧洲大航海时代创造了有利科学条件之一。
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↑左为十四世纪早期的橹舵,右为十四世纪晚期的船尾舵
舵柄/舵轮
  18世纪以前是舵手操作附在舵杆上之横舵柄,也是一根杠杆。在恶劣天气下,有时需4人才能顶住舵的压力。当船只尺寸加大时,舵手观测船上风帆,视线会被上面的一层尾楼甲板挡住了。舵手必须呆在甲板下面,靠听上面的大声叫喊指挥操舵,这就使其难以有效地操舵。
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  后来,这一缺陷已经在一定程度上被垂直的、附加在舵上并可使舵转动的垂直舵柄所克服,但垂直舵柄的机构只能使舵转动不超过5°左右,远远不能适应海上船舶操纵的需要。
  在18世纪初舵轮的出现,在设计上是一个极大的改进,因为舵轮被置于后甲板船楼端之前部,用舵轮带动滑轮操纵船舵,故舵手可连续观察船上的风帆,便于操船,而且在操舵时,比垂直舵柄要省力得多。
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↑十八世纪前后最早的舵轮
福利赠送!现代帆船的常用舵!
按功能分:
一种是固定舵,具有钢性舵柄的固定式舵叶。固定舵主要用于龙骨船。
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另一种是提升式舵,具有分离式的舵柄。稳向板船和平底船通常用提升式舵。
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按数量分:单舵
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按数量分:双舵
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按位置分:前进舵
通常安装在船尾螺旋桨后面,可以利用螺旋桨尾流提高舵的效率。
屏幕快照2018-12-30下午2.03.46.png
倒车舵
装在螺旋桨前面的舵,称倒车舵。
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船首舵
装在船首部的舵,用以改善船舶倒航时的操纵性。
中舵
多舵船上,位于船体中纵剖面的舵称中舵。
程边舵
位于船尾两侧的舵。
空气舵
气垫船、水翼船等离开水面航行的船,船体上部设空气舵操纵船舶。
水平舵
水下航行的船设水平舵控制船舶升降。
按舵的固定方式分为支撑舵、半悬挂舵和悬挂舵;
按舵叶剖面的形状可分为流线型舵和平板舵;
......
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