2010年9月27日 星期一

西洋船舶演進簡史(非動力船)

本篇主題,是十九世紀工業革命以前的西洋舟船演進簡史。
人類在很久以前,便使用單根樹幹所挖成的小舟,藉著槳的驅動,渡過水域。這可說是最早的水域交通工具之一。目前發現最早的獨木舟,是荷蘭格羅寧根所出土的獨木舟,碳測年代為公元前6300年前後。

人類使用船舶的最早記載出現於利比亞墓葬中出土的陶瓶,如圖,當時的船十分大,兩邊各有58隻槳,尾部則有3隻長槳以控制走向,中央有兩座船艙,船艙間以橋樓連接。

而人類何時開始把帆掛上船的呢?
最早的記載在埃及出土的陶瓶上(公元前3100年)。



一直到西元前1400年為止,埃及一直是世界上先進的造船中心,在孟斐斯古城附近的浮雕中,我們發現了繪有當時船的尺度及型式,也發現船舶的各種建造場面。在埃及與美索不達
米亞衝突中,亦使用了船舶做為戰爭工具。

一開始,船的動力輸出主要仍以槳力為主,在順風時揚帆以讓槳手們休息,帆的地位只是輔助(就跟左手一樣XD)。
西元前11世紀,做為當時最活躍的海上商人腓尼基人,同樣大力發展下面兩種商用槳帆並用船,一種是用於東部地中海當地貿易用的小型划槳帆船"高拉斯"(gaulus);另一種是可以作更遠距離航行的較大的商帆船"希波"〈hippo〉。
這兩種的初始型均為單桅帆的划槳船。隨著遠洋事業的發展,希波帆船有所改進,演變成雙桅帆船,帆取代了槳成為船舶前進的主要動力,領導腓尼基人穩固在地中海貿易領主地位
達幾世紀之久。
希波帆船剖面圖

面對希臘等新興勢力,腓尼基人亦同時瞭解到要保持他們的優勢,必須要有夠大的海上艦
隊,以掃清海上的希臘劫掠艦隊,他們運用建造商船的全部技藝並借鑒埃及戰船的型制,又創制出船首裝備有青銅或木制撞角的雙層槳"加萊"(galley)戰船。


西元前480年,波希戰爭中希臘使用了改良過的三層槳戰船在薩拉米灣之戰中大敗波斯,是役,希臘利用自己船舶小機動力強的優勢,靈活地對波斯戰船做斜線衝擊,並使用鑲有銅套的船艏,撞斷對方船槳後,再轉向撞擊敵艦船腹,撞沉了多數波斯戰船。
海戰失利,在考量到陸軍後勤供給可能將出問題,波斯王薛西斯不得不下令撤退,只留下部份兵力在希臘繼續作戰。此役奠定了希臘海軍地位。直到1571年勒班陀之役為止,三層槳戰船都是地中海沿岸各國海軍主力。



西元前五世紀,羅馬人崛起,但西地中海一帶的海上霸權仍操之在腓尼基後裔迦太基人手中,在第二次布匿戰爭(Punic Wars)後,羅馬迫使迦太基交出其所有海軍,甚至在第三次布匿戰爭(146B.C.)一舉毀滅了這個海權大國。
商業貿易方面,由於海權確保,羅馬人在海上貿易得以安穩發展,歷經許多改良,亦完善了船舶設計,此時期的商船稱為考貝塔型貨船(Corbita)。此船型一般長30米,長寬比3:1,尾柱上常雕有天鵝的頭跟頸面向船尾,故又稱天鵝船。


接下來要談談三角帆(縱帆)的使用,最早的記載是在西元886年希臘的手抄本上,出現了單桅大三角帆船的描繪。三角帆最早由阿拉伯人所使用,在紅海波斯
灣一帶隨處可見懸掛三角帆的阿拉伯船,傳入地中海時,這種較橫帆更能適應各種風向的帆種很快取得了船主的喜愛,拜占庭時期,地中海的商船很多都改採用三角帆了,而在土耳其勢力擴展至地中海時,橫帆船甚至一度在地中海絕跡,直至十字軍東征時才又出現了橫帆船的身影。


再說說「船舵」這項發明,在廣州出土約西元前後一世紀的中國船隻模型,即帶有平板舵,然而在歐洲,無論是帆船或是帆槳船在轉向上均是藉著操縱槳進行,歐洲最早出舵這樣的記載,出自1180年比利時某藝術家之手,當時阿拉伯人已在船上廣泛使用。
故舵的使用應該是由中國經阿拉伯人所傳入。


正式使用船舵的船種,是柯克帆船(Cog),再大一點的柯克帆船稱為福克帆船(Hulk)。
柯克帆船的初始型本為維京船隊中,有別於維京帆槳長船,以風做為主要動力的補給圓船。出現時間約在13世紀初,為漢薩同盟的商人所愛用,活躍在北海航運上,後來亦隨十字軍一同傳入了地中海,因此又稱漢薩-科克船,限制於建造的方式與貿易的規模,北海的柯克帆船從未超過200噸。
西元1340年英軍在斯勒伊斯海戰中大勝法軍,當時軍艦主力與地中海國家一樣均是以槳戰船為主,要養的人很多,龐大的軍費開支令當時的英王愛德華三世無力負擔,因此他下令從此英海軍艦隊除非個別情況否則停止建造新的槳戰船,改以相對便宜的柯克帆船為海軍主力,自此,柯克帆船的噸位才開始大了起來,同時也活躍於百年戰爭的海戰戰場。


然而搭接法(鱗狀船板)所建造的船舶,強度始終不夠,大型一點的船隻常有漏水的問題,西元1418年使用搭接法所建造最大的船Grace Dieu(恩典上帝號),其失敗更是明確昭示了搭接法的終結。
此類船種在12世紀傳入地中海時,被改以地中海所使用的建造方式(平接法)重建並更進一步的設計完善。約在14世紀初期,更大型的卡瑞克帆船(Carrack)出現了,一般相信卡瑞克船種是由熱那亞柯克船所改良而來。在哥倫布發現新大陸時,其船隊旗艦「Santa Maria(聖瑪莉亞號)」即為卡瑞克帆船。麥哲倫船隊旗艦「Victoria(維多利亞號)」,也是屬於這個船種。
同期間,一種較小,適合航行於較淺海域的卡拉維爾帆船亦廣為歐洲航海者所使用。
題外話,西班牙語Nao、葡萄牙語Nau均是指卡瑞克船型。
聖馬莉亞的復原版
聖馬莉亞的船圖

另外要提的是槳戰船,自羅馬時期的三層槳戰船演變至今,也有了許多改變。
西元15世紀,威尼斯進入盛期,為保護並壟斷其海上貿易,擁有大小加萊槳船3000餘艘,16世紀威尼斯造船家Bressam創製出了新型的槳戰船(Galleasse,譯為加萊塞),與加萊戰船不同的是,加萊賽的槳手明顯增多,多人划一槳(這樣的設計倒是更早之前就有了,目的是為了減少槳手的勞動強度),船舶重量極重,故裝備了帆做為其主要動力,同時也從原本的低舷、淺吃水,變成了高舷、深吃水
改善了槳戰船航行能力的加萊塞戰船一時之間成為地中海的優勢船種,不過之前提過,西元1571年勒班陀之戰後,大家發現了火砲在海戰中的新定位,傳統的海上陸戰漸漸演變成砲擊戰,這樣的例子尤以西元1588年西英戰爭中表現的最為明顯。


綜合改良了卡瑞克及卡拉維爾型帆船,蓋倫帆船(Galleon)問世了,與卡瑞克型的不同點為,它降低了船艏樓的高度,延長船身,方型船尾取代了弧型船尾,更重要的是,蓋倫比卡瑞克更快更省錢,一艘卡瑞克有1000噸,蓋倫只有500噸,重量輕了,速度更快;建造三艘卡瑞克的成本,可以建造五艘蓋倫!!
如果玩過大航海時代二,遊戲中的西班牙大帆船指的就是蓋倫帆船,這是因為其作為大西洋航線上往返歐美的西班牙運銀船而得享盛名。不過事實上,無論英國、荷蘭、丹麥各國均指稱自己才是最初的發明者,且也都有其獨特設計的蓋倫帆船。最著名的代表船隻為弗蘭西斯‧德雷克提督的旗艦、曾伴隨著他成功環繞世界一周的金鹿號(Golden Hind)。
蓋倫帆船的出現亦模糊了商船與戰船的界限,可戰可商的結構讓他廣受歡迎。
金鹿號

下面要說一下單桅縱帆船(Sloop史路普)及多桅縱帆船(Schooner斯庫納),縱帆船的出現可謂操帆技術簡化的結晶。
此類帆最早在西元1700年左右,由荷蘭人採用了上緣斜椼帆(Gaffsail,譯為噶弗帆),將之安裝在尾桅之下,這個位置在之前一般是安裝一面三角帆,不過由於其操作十分簡易方便,於是也有人將之當成主帆,此類船一開始在荷蘭出現,後來在五大湖區獲得發展。
在美國獨立戰爭中亦扮演了武裝商船的角色,常以其快速性及靈活性成功地襲擊英國商船。為能更有效地搶風航行同時亦保持其穩定性,此類船的船身長寬比為5:1,船體縱剖面採V字形,同時使用平甲板船體去除了所有上層建築以降低風阻。
此種船型中最大者為1902年所建造的泰晤士·W·拉森號,該船長117米,寬12.25米,排水量5218噸,為當時最大的海洋帆船之一,但全船僅有船員16人,其操帆效率驚人。

最大的縱帆船


最後要講的是飛剪式高速帆船,1832年在美國建造了一艘飛剪式帆船Ann Mckim(安‧麥金號),使用橫帆裝,不過她並沒有空心船艏,所以公認第一艘飛剪式帆船為1849年於紐約下水的Rainbow(彩虹號),該船的出現在航運界引起轟動,後來其設計特色為各國船舶設計家所仿效。
在當時,英國的船主仍堅持建造驅逐艦型貿易船,不過她們的表現在美國飛剪式貿易船面前相形見絀。而這是這一年,英國廢除了Navigation Act(航海法令),該法令規定所有進口英國(或其殖民地)的貨物需用英國船隻運輸。此一法令的廢除,意味著所有人都可加入此一運送市場,1850年,美國在與英國的茶葉貿易中獲勝,就是因為飛剪式帆船的快速,由於每年運抵倫敦的第一批茶葉,賣價要比一般價高出一倍,而速度較慢的英國驅逐艦型貿易船只能看著人家的船尾燈消失在遠方的海平面。
在其後的五年,美國船隻壟斷了這類的運輸利潤。飛剪式帆船有著較小的乾舷,較少的上層建築,航行時船隻幾乎是貼著海面航行,空心船艏使船便於在浪中抬首,增加了其穩定度,採
用高桅,桅杆長度達船長的四分之三,帆面極大。
輕騎號
飛雲號

十九世紀工業革命之後蒸汽動力船問世,帆船在應用上越來越少,然而在綠能意識高漲的今天,利用風帆輔助推進的船舶設計,或將再次成為明日顯學~

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