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本帖最后由 小虫宁宁 于 2013-4-11 17:04 编辑
曾经纵横东亚到南亚水域数百年，让欧洲及阿拉伯的旅行家及探险者惊讶的中式帆船，在外型上可以分为平底的沙船系列（适合沙岸地形使用）及尖底福船系列两大类型。从前沙船只在长江沿岸及长江口以北才比较常见。这些不同形式的中式帆船与其他地区的船只相比较，有以下几点特色。 在船体结构方面，从平底到尖底的各种过渡型态都有，可以适合不同的环境使用。例如平底的沙船可以在沙岸上坐底，与筏有异曲同工之妙；而尖底的福船、广船，适合于风浪较在的海域航行。此外，一定有横向隔舱壁，有时也有纵向隔舱壁，可以提高船体结构强度，并防止船壳破损时，大区域进水，提高船难时的存活率。 在推进与操控装置的篷帆系统方面，具有蝠翼状或长方形的纵帆，使用上类华侨扇子，可以开启或卷收起帆面全部或一部分，容易移转方向。而在板舵系统方面，船的两侧安装“披水板”（沙船用）、“中插板”（帆筏用）以抵抗船只受风侧漂，减少横摇运动。船底则有凸出的龙骨（福船与广船），以及船尾装有用绳索升降、用来控制航向的艉舵。 在性能上，以现代的造船理轮与设计工具计算后发现，几种典型中式帆船的性能有所差异。在稳度方面，等长的福船、沙船与明朝水师旗舰“战座船”三者来比，沙船的抗风浪能力最差，除非能善用“披水板”提高稳度，否则不适合于风浪大的海域航行。而战座船在小角度横倾时较稳，易于攻守，适合水上作战用。福船则有极大的稳定范围，较能在天候险恶时航行。在阻力方面，沙船细长，阴力是小，而战座船与福船相近。 中式帆船上的特殊装置中，隔舱壁与舵都是中式帆船首先创用的技术，后来远传至欧洲，直到今日仍然使用在船办上。而披水板也曾传至荷兰，但是没有流行到其他欧洲国家。这些装置是如何大幅增进船舶结构安全与操控性能，并流传到欧洲的呢？
水密隔舱 很多人可能对20世纪初英国客轮铁达尼号的沉船事件印象深刻。以现代科学探测所建立的模型，很清楚地显现出在擦撞冰山、船壳逐渐裂开后，使得水密船间进水，导致沉船的悲剧。当初英国的造船工程利用水蜜舱壁，在纵向方向把船身隔了许多水密舱间后，认为铁达尼号即使发生碰撞，破了一二个洞，顶多下沉倾斜，船仍可以安全地浮在水面上，因此信心满满地号称铁达尼号是不会沉没的。 近10年来的研究发现，铁达尼号沉船是船壳材料的特性所致，当年的工程师对这一点并不十分清楚，可说非战之罪，但是也显现出造船工程界对于水密隔舱壁的设计与使用，是多么地欣赏与自信。而这项设计是来自古老的中国船只，欧洲人到了17、18世纪后才逐渐使用在他们的船只上。 由于东亚及南亚地区盛产竹子，因此大量使用竹筏于水上交通。用久了，中国人就发现即使因为材料老旧或有碰撞受损，受限于竹节的天然构造，竹子只会有一部分进水，不会造成沉船的危险。这项特性被模仿，用到由肋骨与船板所构成的海船设计之后，大幅提高了中式帆船在海上的安全性。这也可说是一种人类早期的“仿生”工程。 此外，中式帆船的隔舱数目常会多达十几个以上，现代的大型商船通常最多也只有你八九个，少的还仅有五、六个而已。因此即便是一艘30公尺左右的典型中式帆船，也会有长度1公尺多纵向水密隔舱的情形出现。若只从船只遭难破损时的稳度和安全性来考虑，这么密的隔舱似乎没有必要，反当是浪费。但是如果想到这些隔舱壁也可以增加横向结构强度，而且若装载的货物是中国古代经常长程运送的米、盐或油之类容易晃动的散装货物，寻么比较密的隔舱壁有助于稳定货物的位置，避免重心乱移，对于提高稳和安全有很大的助益。也因此，除了横向隔舱壁之外，中式帆船的纵向隔舱也很常见。
舵 舵的发明与水密隔舱一样，久远到不知是谁在何时开始采用的。技术史学家的研究发现，在汉朝时代中国的船只上，就已经使用装在船艉的舵来控制船只的方向。而欧洲早期的船只，并无固定于船艉的舵，而是用一只比较长的桨从船艉其中一侧伸向后方来控制船的方向，也就是比较像现在划龙舟的样子。 中式帆船的舵杆并非固定在船艉特定的位置不动的，而是悬挂在船厂艉以绳索来控制升降。平常在深水航行时放低，这时舵的底端甚至还会比龙骨更低，因此遇到浅水域时，需要抬高以避免搁浅。这种升降舵的方式，在深水域时可以增加舵在水下的侧向投影面积之外，也增加了船的操控性能。 披水板的西传 “披水板”类似于现代西方与游艇常用的舷外板（又称下风板，leeboard）或台湾过去常见的竹筏的“中插板”，它的作用有减少帆船行驶时受侧风所引起的侧漂现象，同时也可减少风浪造成的大幅度横摇，以增加船筏的航向稳定性与耐海性能。 插板只见于航海帆筏上，因为内陆水域用的筏不会遇到风浪。另一方面，也只有筏可以在两根竹子中间利用缝隙插入插板。由于这种插板大幅提高航海帆筏的安全性，台湾传统的航海帆筏曾被西方船厂舶史学者认为是世界各地的筏中最成熟先进的一种。 在中式帆船中，分布在长江口附近及长江口以北的沙船是平底船厂型，因而与帆筏有不少类似之处，例如可以靠泊沙岸、大角度的横摇稳度较差等。为了解决这个问题，根据英国著名的中国科技史学家李约瑟（J.Needham）的研究，最迟到西元8世纪时，唐朝的船只上就已经装备了当时称为浮板的舷外板。例如，李荃出版于唐乾元2年（西元759年）的《太白阴经·卷四战具类·水战具篇》中说：“海鹘，头低尾高，前大后小，如鹘之状，舷下左右置浮板形如鹘翅，其船厂虽风浪涨大，列有倾侧，背上左右张生牛皮为城，牙旗、金鼓如战船之制。”另外，清朝陈元龙所编的《海物异名记》的记载，也说越人很早就使用这种名为海鹘的船型。这与台湾到越南一带的航海竹筏上所使用的插板相似，可以推论在这海域的古船，不论船或筏，使用插板或披水板的历史相当悠久。 在明朝万历年34年（西元1606年）何汝宾所著的《兵录》中也有图文并茂的描述，图中的披水板就是舷外板，图中的“披水板”就是舷外板，且与日本人所会制的南就船（来自南京的船，沙船型）中的披水板相似。披水板是如何使用的呢？明朝宋应星的《天工开物》中说得很清楚：“船身太长而风力横劲，舵力不甚应手，则急下一偏披水板，以抵其势。”“中腰大横梁，出头数尺，贯插腰舵，则皆同也，腰舵非与稍舵形同，乃阔板断成刀形，插入水中亦不戾转，盖夹卫扶倾之义，其上仍横柄栓于梁上，而遇浅则提起，有似乎舵，故名腰舵也。”可见这种装置运用的灵活。
披水板又是如何传到欧洲的呢？早在1800年，撰写荷兰造船史的昂格（Richard W.Unger）就认为披水板是由欧洲的旅行家从中国带回欧洲的。后来，20世纪初英国航海史学家查特顿（Chatterton）认为，披水板是16世纪从中国海域传到欧洲的。李约瑟进一步考证之后，也认为披水板在1570年以前还未传到欧洲。不过他们都只提出大略的时间与来源而已。
这个谜题，最后由荷兰葛罗宁根（Groningen）大学的物理学及历史学教授史力思维客（Andre Wegener Sleeswyk）在1993年提出最可能的解释。他考证后推测，一位生于1544年的荷兰人胖普（Dirck Gerritszoon Pomp）是最有可能把披水板及三角帆技术带回欧洲的人。 胖普于1568年前往印度南方的大城果亚（Goa），1584年上了一艘葡萄牙船圣塔克鲁兹号前往中国及日本，并在1588年回到果亚。最后他于1592年回到出生地安克辉城（Enkhuizen），成为第一位曾经到达中国又回国的荷兰人，并且开始把披水板安装在荷兰的小船上使用。 现在可发现1596年到1601年间的的荷兰画作上开始出现使用披水板的小船，此后荷兰船只上安装的披水板屡见不鲜，因此披水板很可能约于1596年开始应用在荷兰船只上。但即使荷兰是欧洲一流的航海国家，国际贸易也颇为繁盛，这普遍使用于荷兰船只上的装置，并没有被其他欧洲国家的船只模仿。 技术永流传 中式帆船外传技术中，水密隔舱已经是一般船舶的标准设计，未来也应该还会用于各种船舶的结构设计上。而舵的使用对于船舶操控的供销更是显著，连文学也受到影响，“舵手”成为掌握方向者的代名词。虽然将来在一些船舶上舵可能会被可以旋转方向的推进器所取代，但是也应该会继续存在一段时间。
比较可惜的是，虽然类似披水板的各式减摇鳍，现在已经普遍利用在各种船上，有的装在底部的两侧，有的安装在船底中央下方，学者与工程师也对这些近代的设计有过一些研究，但是针对最原始的披水板的发明，至今仍无学者研究当中式帆船（特别是沙船）装上了披水板前后，船的稳定性能究竟会相差多少？不论是披水板的性能，还是在欧洲为何只有荷兰人使用披水板，都应该是技术史研究上相当有趣的题目。
陈政宏 台湾成功大学系统及船舶机电工程学系 | 
