直到15世紀,方形帆船都只有一張帆,同歐洲北部一樣。這些船是有船樓的。在船頭和船尾分別建造了兩個船樓(前樓和后樓)。在海戰(zhàn)中,這些船樓被用來進行進攻或者防御。船樓同樣增加了船的容量。船尾的部分也成為了船長室的所在地。
巨大的主桅系在帆桁上以便于升降。使用吊帶和拴在桁末端的繩子,通過直接轉動底梁和滑環(huán)可以使帆繞著桅桿旋轉。雖然方帆在順分時能提供很好的動力,在逆風時,方帆不但沒用,反而會制造麻煩。
為了帆的操作性,帆緣――帆的側面――有帆腳索鏈接到從前船樓向外伸出的船首斜桅上。
桅桿頂端,或者叫“烏鴉窩”,是地中海船只的古老特點。但是在之后的幾個世紀,作為了望臺或者戰(zhàn)斗中弓箭手和狙擊手的平臺,這個位置得到了充分的利用。
這是一艘可以上溯到14世紀晚期的雙桅船示意圖。
這艘船上,一根額外的桅桿從后船樓上伸出。但是,這種設計直到15世紀才得到普及。第二個桅桿掛的三角帆,就是后桅,直接用傳統(tǒng)地中海工藝制造。新的桅桿方便了駕駛,至少使得船只更加便于迎風行駛。此時,這種船的外表已經比較類似克拉克帆船(carrack)了。地中海帆船的另一個改進是尾柱上舵的安裝(在歐洲北部,13世紀早期就開始用舵了)。在這之前,船只使用的是兩個單獨的,掛在船側面的兩個像櫓一樣的舵,舵手只能在甲板下操作,在船只已經增大的情況下同舵手交流十分困難?,F在,只用一個舵連著舵軸,用一個控制桿就可以操作了。無論如何,操作帆船需要舵手和其他海員系統(tǒng)的配合。這一點一直持續(xù)到最后一只帆船。
帆船史上最迅速的發(fā)展時代始于14世紀中期,橫向的方帆再次出現在地中海的時候。一千年前,地中海的橫帆就被三角形,從船頭向船尾衍生(縱向)的斜帆取代了。在歐洲北部的諸如齒輪之類的工藝傳入之后,十字軍將方形帆船帶到了地中海。這促使地中海開始制造相似的船。
北部歐洲和地中海的船之間,主要的區(qū)別是他們船身的制作方法。歐洲北部的船是鱗狀搭造的。船體的外殼一層搭這一層,船體的表面是鋸齒狀的。而地中海的船身是以平鋪法制造的,使用的是齊平的,光華的襯板。當15世紀,船只的體形增大的時候,鱗狀搭造法就不再適用了,因為用這種方法制造的船不夠結實。――最大的用鱗狀搭造法制造的船,英國的Grace Dieu (1418)的失敗宣告了這種方法的終結和平鋪法的最終勝利。
克拉克帆船(CARRACK)
15世紀中期
我們對完善帆船出現以前的帆船發(fā)展的小小研究,到了克拉克帆船(CARRACK),才真正邁出了第一步。它不僅僅第一次把船樓結構并入船體,它同樣擁有了所有的基本帆船要素。這些要素在接下來的幾個世紀里一直得到沿用。
克拉克帆船的特點在于它的船身結構。它的船尾是圓形的,用厚木板彎成,使得船的側面到舵軸成為一個弧線。前船樓直接位于船首上方,船首斜桅位于其上――這種布置自從人們第一次在戰(zhàn)船的船頭上安上船樓,就從來沒改變過。后船樓成為了船身的一個組成部分。
克拉克帆船(CARRACK)(在葡萄牙語中稱為“nao”,意思是船),是在探險時代中定型的運輸船只。例如,麥哲倫,在1519年進行環(huán)球航行時所有的船都是克拉克帆船(CARRACK)。這種大型船舶為大量海員和物資提供了空間――可以帶很多貨物回家。
另一種在探險中被廣泛使用的船是斜帆的卡拉維爾帆船(caravel,意譯為小噸位輕快帆船),或者稱作斜帆卡拉維爾。也有不少卡拉維爾帆船安裝了橫帆,即橫帆卡拉維爾??死锼苟喔?哥倫布1942年駕駛的兩艘船都是橫帆卡拉維爾。與克拉克帆船(CARRACK)相比,卡拉維爾帆船(caravel)船身更矮,吃水更淺。由于克拉克帆船(CARRACK)龐大而容易搖晃,卡拉維爾帆船(CARAVEL)顯然更適合遠洋航行,雖然它容量會小一點。
帆船正在經歷一次巨大的發(fā)展。主帆增大了。為了強化帆的下角,在帆腳的中部增加了一排帆腳索。進一步的,一到兩張可以拆卸的輔助帆被加到了主帆的底部,當風速太高,這些部分可以拆掉。
人們?yōu)榇由狭说谌U――前桅。前桅最初的主要設計目的,并不是提高船的操縱性,而是增加新的動力。后來人們增大了前桅了前帆,在完善的帆船中,他們同主帆很相似。人們在船首斜帆只下又增加了斜杠帆。這個帆在德語中稱為“blinda”,因為它有效的遮住了人們向前的視線。
在15世紀晚期,主帆上方出現了上帆。最初,只是在頂端的旗桿上加一個帆桁,后來,人們在主桅頂部安裝了專門的桅桿和完整的帆,最后,前桅也裝上了上帆。
在克拉克帆船(carrack)的時代末期,有些船在上帆之上又加裝了單獨的桅桿和帆――頂桅和頂桅帆。
在有些大船上,后桅之后加裝了第四個桅桿(bonaventure,金山詞霸對這個詞的解釋是中世紀帆船上的第四根桅桿……【汗水】),掛斜帆。之后,后桅還上安裝過上帆甚至頂帆。后桅上的上帆和頂帆都是斜帆。這些帆的實用價值很值得懷疑,他們的使用恐怕也很少見。
地中海的船增加了繩梯橫索。這些橫向的“梯子”系在從側面支持主桅的船的橫桅索上。雖然繩梯橫索已經在歐洲北部的船上用了超過兩個世紀,在地中海,它們剛剛代替了繩梯。
在船帆船桅發(fā)生重大發(fā)展的同時,克拉克帆船(carrack)的噸位也增加了。16世紀的巨大戰(zhàn)船如葡萄牙的Santa Catarina do Monte Sinai,用亨利八世(皇家海軍的創(chuàng)立人)命名的Henry Grace à Dieu(1514)(通常被人們稱為“大亨利號”)和Mary Rose(1510,1536年改裝),(Mary Rose的網站:**://**.maryrose.org/)都映... 型帆船(galleon)的原型。
在艦炮上,鑄鐵取代了焊接的煅鐵??梢怨潭ㄔ诩茏由系暮筇排谌〈搜b在有輪子的小車上的前裝炮。這些都強化了艦炮的性能。16世紀出現的帶鉸鏈的炮門使得較低的,接近水線的甲板上也可以安置大炮,這增加了船上炮的數量。這些創(chuàng)新使得重炮戰(zhàn)艦的概念得以實現。(關于艦炮,可以參考《加農炮和大口徑短炮》:**://**.cronab.demon.co.uk/gen1.htm)
克拉克帆船(carrack)巨大的上層建筑影響了船帆的操作,使得他們的航行相當有特點:高聳的船樓限制了帆可以使用的區(qū)域,同時使得船頭很重,在強風中很容易前傾――1545年,Mary Rose號超重行駛時發(fā)生過這種事故。在船航行過程中,船樓過高使得風拖著船走,使得下層的帆――主帆和前帆――受風面積減小。
無論如何,哥倫布的小旗艦Santa Maria毫無疑問的是世界上最有名的克拉克帆船(carrack)。
16世紀中期
克拉克帆船(carrack)船身的形狀導致了它性能不佳,以至于,到了16世紀晚期,大型帆船(galleon)逐漸取代它成為了航海的主力。新的船身更長,長、寬、高之比由克拉克(carrack)帆船的3:2:1變?yōu)?:3:1。這種形態(tài)降低了水流的阻力,給了船更大的可操縱性和適航性??死朔╟arrack)的圓形船尾也改成了更窄的,平坦的尾部。這樣,可以提供更多的浮力,更好的支撐后船樓的重量。
在后期克拉克帆船(carrack)上,過大的前后船樓影響了他們的航海性能。這也是最初的大型帆船(galleon)的特點。但是這些大型帆船把前船樓從船首稍稍后移,連帶著船首斜桅也后移了。克拉克帆船(carrack)前船樓比較招風而使船容易被吹翻的缺點,當大型帆船(galleon)后移船樓以后,已經不是那么嚴重嚴重了。這樣,在航行過程中,大型帆船(galleon)就能更好的利用風力了。
大型帆船中,出現了船首。船首從前船樓前方伸出,在船頭以上,但是低于船首斜桅。船首的尖端一般較細,人們在上邊雕出了純裝飾性的船首像。遺憾的是,這個地方總被水手當作方便的地方,直到今天,海軍中把廁所仍然稱為“船首(head)”……
改進的大型帆船(galleon),1575年的Revenge的出現使得軍用帆船的靈活性達到了一個新的水平。英國的大型帆船,減少了體積,降低了上層建筑(人們把一些舊船多于的部分削減了,這被稱為“razed”,把這種船稱為“race-built”),使用更細長的船身,改進了帆,還增加了艦炮的射程。此時,西班牙還是維持著舊的戰(zhàn)術――接近敵人,進行接舷戰(zhàn)――這是從古羅馬海軍就開始使用的戰(zhàn)術。使用這種戰(zhàn)術的船攜帶著大量的水手,體形龐大;在艦上造了很高的船樓,這樣便于居高臨下,向對方的甲板射擊。當英國船遇上西班牙對手時,他們可以在對手射程之外打擊敵人,使對手甚至沒有機會登船。英國人用這種船和這種戰(zhàn)術于1588年擊敗了西班牙無敵艦隊。(關于這場戰(zhàn)爭的更多描述,請參見**://**.historybuff.**/library/refspain.html)
由于艦炮越來越重,船也需要增加容量,船身的結構發(fā)生了改變。船在水線附近很寬,但是上部逐漸縮小。這種設計可以使船上的重炮更接近中線,增加船的穩(wěn)定性。當敵船靠近的時候,想進行登船作戰(zhàn)也更困難。荷蘭的船只還特別設計了十分平坦的底部,這樣船只可以在荷蘭海岸的淺水中行駛。
在船尾方面,特別是在較大的大型帆船(galleon)上,人們安裝了露天的回廊,從船尾一直延伸到側面主桅的索具(橫桅索連接到船身的地方)。后來,從荷蘭的船開始,為回廊,或者是回廊的一段,加裝了屋頂。因為由了屋頂,他們變成了船長的廁所,后來成為了船長室的一部分。船尾回廊,作為帆船尾部非常有特色的部分,一直沿用到19世紀。
人們?yōu)槎媾渖狭舜怪钡目刂茥U,并給舵手開了一個窗口,這樣他們可以看見帆。這些改進使得掌舵更為便利。逐漸的,操縱桿被移到了甲板上,并配上了一個輪盤以方便操作。這種設置一直沿用至今。
在這段時間的帆具發(fā)展上,英國海軍最先使用了一個重要的改進。他們把帆切小,使得鼓起的大帆變成了比較平坦的小塊。這提高了船只的航行性能也使得頂風航行更為方便。帆下方的輔助帆被應用在了前帆和下方的后帆上。
荷蘭人于1570年發(fā)明了可以降下的上桅,可以把它沿較低的桅桿降下,這樣兩根桅桿可以在甲板上并排安置。這個改革迅速擴散到其他國家,最后導致了上帆的增大而下部的帆變得更低更小。
17世紀初,人們把前桅后移,從前船樓上部的甲板上伸出,而在這之前,前桅是位于前船樓之前的。
在1620年左右,后桅的斜帆上方增加了一個方形帆――后桅上帆,取代了沒有實用價值的后桅上斜帆。采用這種布局的船稱為護衛(wèi)艦(frigate),但這種帆船還不是之后出現的同名的戰(zhàn)艦。
同時,大型船仍然高聳的后船樓使得船首必須設置更多的帆。在船首斜桅的上方,人們把原先的旗桿演化為斜撐桅桿,加裝了一個橫帆。雖然使用起來很笨拙,這種帆直到延伸到前桅的船首三角帆出現才被取代。船首斜桅也被加裝了一個頂。事實上所有桅桿都有頂了,在每截桅桿的上部。
同輝煌的克拉克帆船(carrack)一樣,大型帆船(galleon)中也有不少有名的船。例如法國的Saint Louis(1626年建于荷蘭,作為法國海軍新發(fā)展的范例);瑞典的Vasan(1627)都采用了荷蘭的造船工藝(俄國、德國和丹麥同樣也使用了荷蘭的技術)。而1610年,著名的造船家Phineas Pett為英國建造了Prince Royal。三艘船都裝備了大量的艦炮,富麗的裝飾和雕刻。重炮的數量顯然超過了Vasan的負荷能力:1628年它進行首航時,由于上部過重,不久就沉沒了。333年之后,人們又把它打撈了起來,發(fā)現它保存的還相對完好。在維修過后,Vasan被一家專門的博物館收藏。(Vasan博物館的網址:**://**.vasamuseet.se/indexeng.html)
在大型帆船(galleon)之后的幾個世紀內,方形帆船的形式或者大致的外表,都或多或少直接由大型帆船(galleon)演變而來。當然,在總體布局,結構和帆上,后來者都有改進,但是它船樓的形狀,它尖尖的船頭,它桅桿的布局以及功能一直沿用到了最后一只快速帆船(full-rigger)。
從世紀中期,擁有三層火炮甲板的戰(zhàn)艦(有三層甲板都滿載火炮)在歐洲海軍中出現。這種布局,軍艦的兩舷增加了更大的重量。因為較小的船很難進行這種布局,在1653年英國海軍部的《戰(zhàn)斗指示》(線型編隊也是它提出的)中,把戰(zhàn)艦按照噸位和用途明確分為了六級:
戰(zhàn)列艦:
1級-有90門以上的炮,三層火炮甲板,主力艦隊旗艦
2級-80門炮以上,三層火炮甲板
3級-54門炮以上,兩層火炮甲板,是艦隊的主力
下面的級別被認為太弱,不能加入線型編隊:
4級-38門炮以上
主要是單層火炮甲板的護衛(wèi)艦(frigate),用來完成艦隊的雜務。例如偵察,運送船員,領航,巡 邏,俘獲商船等等。
5級-18門炮以上
例如可以使用槳的輕巡洋艦(corvette)。
6級-6門炮以上
艦隊小型的輔助或者傳遞信息的艦只。
伴隨著戰(zhàn)術的發(fā)展,船也得到了發(fā)展。在船尾的結構上,一百年前被放棄的圓形結構被重新采用。在較早的船上,因為外部的襯板和船緣是彎曲的,甲板也彎成了同樣的曲線?,F在艦只采用了直的甲板,而襯板和船緣的曲線被炮門所打斷
英國人建造的軍艦能帶很多炮,比法國船吃水深。這樣的船在較高的海浪中仍然能提供較好的設計平臺。事實上,法國奪取英國的軍艦來擴充自己的艦隊時,他們把很多炮拆掉,以提高船的航行性能和靈活性。另一方面,法國軍艦過多的巴洛克風格的裝飾很大程度的削弱了船只的適航性。為了應付地中??赡艿臒o風天氣,法國船還加上了重型的船頭和船尾武器。荷蘭的軍艦現對較輕,吃水較淺(由于荷蘭的地形),這使得他們的軍艦非常靈活,但是在戰(zhàn)斗中比較脆弱。
船腰(后甲板和前船樓之間凹下的部分,為了保護網,在16世紀這里用橫梁覆蓋,后來改成了木柵欄)連接了船的兩舷,留下的空間搭上了橫梁放置小船。
在世紀末,原來高高聳起,覆蓋了華麗的浮雕的船尾變得較低了,這樣在停船時船更穩(wěn)定,航行中的操縱性能也更好。
在這個世紀初,帆具的改革就發(fā)生了。上帆繼續(xù)增大,最終超過了主帆。重新引入了可以收起的帆(最早在13世紀出現,16世紀早期曾經消失),這樣就可以根據不同的天氣條件,使帆的使用更有彈性。在部分情況下,特別是商業(yè)艦隊中,更少的水手就意味著更多的利潤,船放棄了頂帆,而只使用主帆和已經增大了的上帆。
還有一個重要變化是,上帆和頂帆的不合理(同桅桿相比,帆桁的大小差異),逐漸減小了,所以在16世紀相對較小的頂帆迅速增大。這個改變一直持續(xù)到下個世紀。
人們引入了帆骨(雖然相似的設計至少一個世紀以前就開始使用了)。帆骨彎向從主帆桁和上帆桁伸出的特殊帆桁,使得人們可以展開更多的帆來推動船只。
在軍用船上,人們開始使用支帆索。支帆索連到了從前方支撐桅桿的支柱上。他們最初連接在桅桿間的支柱上,后來,例如船首三角帆,連在船首斜桅上方的支柱上。由于吊帶和帆腳索已經使得支柱擁擠不堪,斜杠帆的出現更加劇了增加支帆索的難度,但是,在下個世紀末,支帆索已經占據了船上所有可能的支柱。
Phineas Pett于1637年制造的的偉大作品Sovereign of the Seas(在復辟后更名為Royal Sovereign)安裝了目前最完善的帆,甚至超過了新建的royal sail。在它的三層火炮甲板上安裝了100門炮,甚至在一個半世紀后的革命戰(zhàn)爭中都能在戰(zhàn)斗編隊中占據一席之地。
Sovereign是英國的第一艘擁有圓形的較低船尾的大型帆船(galleon),而法國和荷蘭一直到下個世紀才不再使用平的船尾,將船尾改成了圓形。
在這段時間,商船也有了重大的改進。荷蘭發(fā)明了弗魯特商船(fluyt),船身在水線附近很寬,越高越窄。這種布局在最大程度上增加了船的貨運量。但是腳窄的頂端同樣意味著只用教較少的船稅(船稅是由船的寬度決定的)……
商船通常攜帶著正常的帆,有上帆,在大船上甚至有頂帆。帶著各種各樣的炮。但是這些炮很少使用,缺乏設計練習經常給他們帶來更多的損失。
當然也有例外。同巨大的重武裝的商船隊一起,經常備有護航艦。護航艦通常有足夠的水手,火力也很充足。就像傳說中的西班牙寶藏艦隊,把財富從加勒比海殖民地和菲律賓帶回西班牙本土,國王的保險箱。
荷蘭東印度公司同樣也會派出重武裝商隊,從東印度(印度尼西亞)將無價的香料運回歐洲。因為航程遙遠,兩次靠岸之間可能要持續(xù)一個月,船上生病或死亡的水手可能很多,船上會配備大量的水手。抵御海盜和敵對勢力的攻擊也需要有足夠的人力。在戰(zhàn)爭時期,這些船會攜帶兩倍的戰(zhàn)艦。
快速帆船(full-rigged)
18世紀
在17 世紀巨大的發(fā)展之后,18世紀帆船的發(fā)展僅限于各種創(chuàng)新的更普遍的應用,和諸如在船的水下部分加上銅罩,防止水下生物的附著使得船只減速。在較早的世紀,水線以下的船身被涂上了,例如,混合了牛油、硫磺、白鉛和碎玻璃來防治生蟲。經常在北部的海水中航行的船只在船底涂了瀝青和焦油以防止污垢。
建造船身框架的技術得到了發(fā)展。之前的方法是把自然彎曲的樹頭對頭連接起來。到了18世紀,為了使框架更牢固,人們在連接處加入了重疊的接頭。這種方法一直沿用至今。
在頂桅帆越來越普及的同時,這個時代的船帆家族也增加了幾個新成員。
在這個世紀早期,人們在船首斜桅上增加了一個下桁,在上面加裝了船首三角帆,取代了斜撐桅桿和船首斜桅下方的斜杠帆。但是斜杠帆的帆桁得以保留,用來固定纜繩。在這個世紀末,人們在船首三角帆的桅桿上再增加了一個下桁,加掛了一個三角帆。
掛斜帆的后桅,從14世紀以來一直幸免于改革,現在桅桿之前的部分被去掉,變成了非常有效的斜桁帆。雖然在較大的船上,多于的后桅桁得以暫時保留,在世紀中期以后,它們也被去掉了,代以一根斜桿直接連接到后桅的后部。產生于17世紀的荷蘭游艇的水平的下桁被用來固定斜桁帆的底部。長長的下桁伸出了船尾,帆也跟著增大了。在一些船上,那根斜桿上方還加裝了斜桿頂帆。
在這個世紀末期,頂帆也出現在了后桅上(前桅和主桅都安裝了頂帆)。主要在快速帆船(firgate,這次既指護衛(wèi)艦,也包括了快速帆船)上,安裝了大量的帆,快速帆船(full-rigged)誕生了??焖俜╢ull- rigged)指的是擁有至少三個桅桿,所有的桅桿都有至少三張帆的船。通常的,在帆船術語中,為了區(qū)別起見,戰(zhàn)艦被稱為護衛(wèi)艦(frigate)而商船被稱為快速帆船(full-rigged)。
早期的旗語相當簡單,只是把幾面旗幟按照預定的順序掛上特定的桅桿頂部(參見1775皇家海軍航海和戰(zhàn)斗指南**://pc-78-120.udac.se:8001/**/Nautica/Signalling/SFI(1775).html)。在1800年,皇家海軍建立了一套由11張旗幟組成的信號系統(tǒng)。當把這些旗幟按照固定的順序升起,他們可以拼出單詞或者很多預先設定的命令。
海軍艦炮的效果繼續(xù)提高,英國提高了火炮技術,增加了設計速度,為近距離的戰(zhàn)斗發(fā)明了重型大口徑短炮。
隨著炮數的增加,戰(zhàn)艦分級標準也進行了相應的調整:
戰(zhàn)列艦(ship-of-the-line;S.O.L.):
1級-有100到130門炮
三層火炮甲板,高級艦隊司令旗艦
2級-90到98門炮
三層火炮甲板,低級艦隊司令或者駐海外艦隊旗艦。
3級-80門炮;強大的雙層火炮甲板軍艦
74門炮;雙層火炮甲板,艦隊的中堅力量,戰(zhàn)列艦(S.O.L.)中數量最多的戰(zhàn)艦。
64門炮;雙層火炮甲板,在這個時代晚期被劃出了戰(zhàn)列艦(S.O.L)的行列,在戰(zhàn)列艦(S.O.L.) 中是最小,也是最少的一種。
非戰(zhàn)列艦:
4級-44~50門炮
單層或雙層火炮甲板,改裝(將過去的戰(zhàn)列艦上層甲板去掉,以換取更堅固的外殼和更好的射擊環(huán)境,但是靈活性仍然很差)船或者重武裝護衛(wèi)艦。
5級-32~40門炮
單層火炮甲板的標準護衛(wèi)艦。
6級-不到32門炮的軍艦
更小的船被用來送信或者護航:加裝了斜桁帆,在主桅上增加了帆的單桅帆船(sloop)或者雙桅船(brig),炮艇,等等。
英國一級戰(zhàn)列艦(S.O.L.)Victory在1765年下水,一直服役到1812年。在1805年的Trafalgar戰(zhàn)役中,Victory是 Admiral Nelson的旗艦。美國護衛(wèi)艦(firgate)Constitution(1794)是美國海軍的“超級護衛(wèi)艦”,雖然被訂為38到44門炮這一級,但是它實際上有兩層火炮甲板,更多的火炮。由于它有使用相當堅固的橡樹在側面加襯,它獲得了綽號“Old Ironsides”。事實上,1813年英國海軍部命令皇家海軍的護衛(wèi)艦,除非和敵人數量比達到2:1以上,否則不要進行戰(zhàn)斗……
(英國政府Victory網站:**://**.stvincent.ac.uk/1797/Victory/index.html[/url]) 勝利號模型
(美國Constitution官方網站:
**://**.ussconstitution.navy.mil/)
在Trafalgar戰(zhàn)役之后只過了17年,皇家海軍裝備了蒸汽明輪戰(zhàn)艦**et。這標志著海上作戰(zhàn)即將發(fā)生新的變化。戰(zhàn)役的50年后,軍帆船從海上徹底消失了。
與此同時,商用帆船的數量仍然被人們繼續(xù)使用到了20世紀,但是數量在逐漸減少。