宋代造船技术有多先进(《联合日报》6月2日刊发)
宋代是我国交通运输发展的鼎盛阶段,不管是陆路运输还是水路运输都得到了极大发展。尤其是水上交通运输的发展,助推了宋代的经济发展,也给人们的生活带来了极大的便利。当时,宋朝都城开封的汴河、广济河、惠民河、金水河连接着黄河、运河和长江,内河运输十分发达;指南针已经应用到海船上,使航海技术大大提高;巨型帆船已经成为海上交通的重要工具,从广州、泉州等地可以出航至东南亚、印度洋甚至波斯湾,海上丝路的雏形基本形成。宋代水运之所以如此发达,离不开社会经济的发展、宋朝政府对海外贸易的重视,而科学技术尤其是造船技术的进步也非常重要。
先进的造船技术
为航运提供了载体
“两宋”时期造船业发展很迅速,技术提升很快,尤其是在船舶的载重量和快航性、抗沉性、适航性、稳定性诸种性能方面,在传统造船技术基础上,都有了巨大进步。
宋代的主要海港都有造船工场的设置,以广州所造的“蕃舶”、泉州的“海舶”、明州的“舶船”为最。还在主要河流沿岸设有内河船的造船场。北宋时,各种船舶大都由南方建造,并设有船坊、船务、船场等管理机构,大部分集中在荆、江、淮、浙等地。南宋时,造船基地分设在临安、建康、平江、潭州、衡州、赣州、真州、泗州、洪州、荆南、鄂州、嘉州、叙州、泸州等地。北宋以建造纲(漕)船为主,南宋则名为战船。北宋至道末年(997年),所造官船累计高达3237艘,在泉州、虔州、潭州等处设造船场26处。所造的新型战船增多,有多桨船、马船、铁壁海鸥战船、飞虎战船、无底船等。
在造船工艺上,开始创造使用模型造船技术。《宋会要辑稿》载:“制置司降下船样两本,仰差官买木,于本州有管官钱内,各做海船二十五只。”宋处州知州张觷“尝欲造大舟,幕僚不能计其值,觷教以造一小舟,量其尺寸,而十倍算之”。张觷使用的就是船模放样技术,与现代造船放样原理相同。可见,那时已将造船法式纳入了规范化。不仅如此,在修船上,北宋神宗时的宦官黄怀信还创造了船渠修船法。熙宁年间(1068—1077年),在修金明池中的大龙舟时,黄怀信献计,先据龙舟尺度在池中挖一大渠,内竖木桩,上置横梁;然后凿通金明池,水漂舟于木梁上;再塞闭通道,将渠内水排出,使舟坐于横梁上后,便施工修整船底;工竣放水入渠浮船出渠,一举攻克了大船的维修难题。
为了提高船舶性能,当时在船体设计与设备安装上有了诸多创新。南宋的海船,船底设计成“V”字形,其“上平如衡,下侧如刃,贵其可以破浪而行也”。“V型的横剖面有利于改善船舶的耐波性。尖底和深吃水相配合可有较好的适航性,受到横向风吹袭时,抗横漂能力也较强。”为增强快航性,对风帆的设置是:充分利用风势,以加大船舶的推动力。为此,“大樯高十丈,头樯高八丈,风正则张布帆五十幅,稍偏则用利篷,左右翼张,以便风势。大樯之巅,更加小帆十幅,谓之‘野狐帆’,风息则用之”。宋代造船还坚持制造传统的“短而广,安不倾危也”的船型,并在船底加固定压载物以降低重心,确保航船安全,“任风浪涨天,船无有倾侧”。平衡舵与舭龙骨的出现,为安全航行创造了极为重要的技术条件。北宋还在木船上安装减摇龙骨的装置,就是改善耐波性的重要措施。这种减摇龙骨,显然是对唐代海鹘船上的“浮板”和“梗水木”的发展。
宋代多以车轮战船为江防,因而对其建造技术发展到了顶峰,主要是大型化和系列化。轮数增加,每船达到24轮、32轮不等。1183年,南宋陈镗建造了多达90轮的车船,为此受到宋孝宗的奖赏。宋代对造船木材也极为讲究,多用楠木造船,并以钦州所产的名贵乌婪木做船舵,用徽州所产的橙木做船橹,贵其木质坚硬也。
宋代在传统造船技术的基础上又有了新的发展。在海船方面,“巍如山岳”的神舟与客舟出现;内河出现了载重量大而适于汴水的“歇艎支江船”,长江干流上则有《画墁集》所说的万石船。前述的宋代车轮战船,就其规模堪称世界之最。
巨轮神舟成为
海上客运“老大”
北宋时期,创出了最著名的巨轮海船,叫神舟和客舟,此为当时海上客船的“老大”。神舟最早出现在神宗元丰元年(1078年),当时,朝廷遣安焘出使高丽,于是“造两舰于明州,一曰凌虚致远安济;次曰灵飞顺济,皆名为神舟。自定海绝洋而东”(《宋史·高丽传》)。到了徽宗宣和四年(1122年),朝廷再次遣路允迪及傅墨卿出使高丽,“以二神舟、六客舟兼行”。
据随同出使的徐兢在其《宣和奉使高丽图经》记载:“每因朝廷遣使,先期委福建、两浙监司顾募客舟,复令明州装饰,略如神舟,具体而微。”客舟长10余丈,阔2丈5尺,深3丈,载重量达2000石,约合120吨左右。船板是用整根木材排叠钉合而成,上甲板平整,船底尖削。全船各舱分作3部分。官员居后舱乔屋。此屋高及1丈,四壁开窗,彩绘华丽,装饰堂皇,按等级分住。船上有10丈和8丈的两桅,有布帆50幅,还有驶偏风的利篷,左右伸展以取风势。风势微小时在桅顶加挂小帆10幅。更有测风向的鸟羽风标“五两”。船头有绞盘车,盘有500尺长的藤索,索端垂挂着用木钩缚系的碇石,以便停泊使用。主碇两旁各设游碇一副备用。尾部有大小两舵,随着航道深浅变换使用。乔屋之后,另设两只大梢,备入大洋水深时,用以增加舵效,使船舶能够快速转向。船两侧有竹捆,作为载重水线的标志,以吃水不超过竹捆为度。客舟操驾人员60名,由首领指挥。如上所记,“竹捆”以增加风浪中船舶的稳定性,“游碇”以减缓摇摆。帆樯驶风除增“利篷”(硬帆)外,更有软帆,帆展向舷外以取风力。
这仅仅是客舟,比起神舟来还是小巫见大巫。据徐兢载:“神舟之长宽高大,什物器用、人数,皆三倍于客舟。”宣和五年(1123年),徐兢出使高丽时,一切照旧例,只是又建神舟两艘:鼎新利涉怀远康济神舟、循流安逸通济神舟。徐兢写道:“晖赫皇华,超冠古今”的神舟,“巍如山岳,浮动波上,锦帆鹢首,屈服蛟螭”。换言之,一艘神舟的装载量至少是六千料,换算成今天的说法,载重达360吨,排水量可达1000吨以上,其规模之大可见一斑。难怪船抵岸时,“高丽人迎诏之日,倾国耸观而欢呼嘉叹也”。
至于内河,则船型更多。北宋宫廷画师张择端在其《清明上河图》上绘有客货船24艘,其中客船11艘,货船13艘。客货船的设计制造各具特色。客船尾部有假尾(虚梢),用以增加甲板和舱室的使用面积;货船则无,但有拱形顶棚以代替甲板,如此既能多装货物,又便于装卸。画上各船无帆,所用之人字桅,显系作为逆水拉纤之用,而且过桥时还可以放倒。特别是画上各船已有平衡舵,因其舵叶的部分面积在舵杆(舵之转轴)之前可证。此舵可以自由升降。“舵叶在结构上是用竖向板拼接,纵向用中桁材加固,这与近代舵叶结构无甚区别。”平衡舵使人操作时觉得更加轻便,提高了它对航向的控制能力。
宋代先进的造船技术,推动了这一时期的航运业大发展;航运业的大发展,又促进了经济的进一步繁荣。
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