風帆戰艦的帆,背後的學問還真多
作者:核動力愛胖達
題圖:一艘17世紀60炮風帆戰列艦三向圖,帆隨著風向不同而調整到不同姿態。
前面已介紹過靜支索,今天來介紹一下帆。
風帆戰艦有哪些帆呢?首先,這些帆分成兩類:
風帆戰艦跟這艘現代的「全帆裝」帆船一樣,掛紅色標註的橫帆、藍色標註的縱帆這兩類帆。橫帆(Square sail)顯然就是掛在桅杆上的橫杆「帆桁」下面的方形帆;縱帆(Fore-and-aft sail)就是像掛窗帘一樣掛在各個桅杆之間的前支索下面、三角形的帆。此外風帆戰艦的後桅杆「主帆」,如綠色標註,像橫帆一樣帶有「帆桁」,但帆桁也是縱向沿著前-後方向的,所以這面後桅主帆也是縱帆。
帆的名字
以後胖達深入講述風帆時代的帆船與戰艦該如何操縱的時候,就免不了不停地提到船上各面帆該如何調教和配合,所以帆的名字是繼續了解風帆戰艦的必須知識。好在帆的名字跟桅杆各個分段的名字一樣是很規則的。
首先,橫帆的名字就是按照桅杆來,桅杆有四段:底桅、上桅、頂桅、極頂桅,於是帆也與之對應:
一根桅杆上的四層橫帆。感謝沈毅敏老師,沈老師翻譯的這本《索具圖鑑》是目前國內唯一一本索引式的圖冊。四層帆的名字基本上跟桅杆分段的名字對應,只有最下面一面叫「Course」,取這個詞「主體」的意思,英語中日常俗語「Of course!」(「廢話!當然了」)就是來自這個帆的名字「Course」——英國是一個海洋民族,所以來自航海的俗語很多。胖達我的翻譯命名跟沈老師略有不同,主要是為了尊重英語原文,如course、top,而沈老師的翻譯是為了不言自明,頂、上、中、下,不用看圖也一望而知。
其次,縱帆的命名,依照掛帆的前支索:
縱帆中除了後桅主帆是帶斜桁的特殊形態外,其它都如前面說的,是掛窗帘一樣掛在前支索上的「支索帆」(Stay sail),於是按照掛帆前支索的不同,有上圖的命名。
只有艦首的「三角帆、三角飛帆」命名不規則,因為如前面幾節貼圖中可以看到的,風帆戰艦自17世紀後期定型,到18世紀初期基本固定下來,她的艦首索具帆裝是變化最大的,這不規則命名體現了曲折的變化過程。(下文的「首內三角帆、首外三角帆」也是這個原因,可不是胖達翻譯的隨意性,和這裡的「三角帆、三角飛帆」對照,乍看類似,實則不同,體現出胖達我的嚴謹)
同樣,船尾的後桅主帆,胖達叫它「後桅主帆」(Mizzen course),但是這《索具圖鑑》一書的原著作者卻簡單寫作「Spanker」。也是因為這個圖裡作為「模特」的這艘船是典型的18世紀末的戰艦,這面帆在當時就叫做「Spanker」,但它的形態也是有一個複雜演變的過程:從17到18世紀,有4種形態,各有不同的名字,如18世紀末就叫「Spanker」。所以遵照19世紀的文獻,統稱為「後桅主帆」(Mizzen course)。
除了艦首、艦艉帆裝命名不太規則之外,各個桅杆上的橫帆、桅杆之間的支索帆命名都很規則。下面分典型的17世紀和18世紀兩種代表,分別標註這些帆的名字。
17世紀:
英國17世紀60年代的決斷號(HMS Resolution)70炮三等戰列艦,可見這時候,剛剛「定型」的風帆戰列艦上,支索帆還很少,主要是橫帆,很規律、很乾凈。
荷蘭17世紀末的大比例模型「威廉大帝」(William Rex)號。
18世紀:主要是桅杆之間充滿了支索帆,顯得很凌亂。
法國的海洋級120炮戰列艦馬賽商人號,這是18世紀80年代到18世紀末「典型」的帆裝。除了前桅杆和主桅杆之間的一面「中支索帆」位置比較特殊外,其它都符合前面的命名規則。
實物對照,這個是18世紀上半葉的法國計劃建造的120炮戰列艦的模型,和前面對比,可見大同小異。
以上所有標註的紅、藍、綠、絳四色都是標誌出4層高度,跟桅杆分成四層一一對應。
這些就是風帆戰艦「全帆裝」(Ship-rig)中所有帆的名字,這些圖注和實物照片應該足以體現出命名的規律了;同時每面帆的形狀、帆與帆之間的大小比例關係,卻又隨著時代的發展在慢慢改變。
當所有這些帆都掛出來的時候,就稱為「滿帆」(Full sail):
1860年代的英國鐵甲艦海格力斯號(HMS Hercules),滿帆航行。顯然只有前文記述的側風、迎風的時候,帆才不會相互遮擋,才能滿帆,當然了也必須是風速不大、海面平靜的時候。
桅杆之間的支索帆從17世紀後期率先由荷蘭開始採用,但是在「全帆裝」中的地位卻很尷尬,比如不管張不張開它們,只要三根桅杆上、高低各層橫帆全部掛出,首尾縱帆也大多掛出,就可以號稱「滿帆」(Full sail);再掛上這些桅杆間的支索帆,也還是「滿帆」。
在上面「全帆裝」的「編外」還有「翼帆」(Studding sail),如上圖這艘Calliope級三等小巡洋艦。在各層橫帆兩側,像翅膀,專門用於風勢特別低的時候。名字就不贅述了,專門談到翼帆的時候再說;能存活到本文這個位置的勇士,肯定數量已經無多。
風帆戰艦在海上體驗到的大部分情況,都是上圖19世紀的小戰艦這樣的,風速30到40節,浪高最少一米,這時候戰艦隻要靠前、主、後三根桅杆的上帆推進,前桅杆主帆和艦首的縱帆主要起到抬升艦首、減少埋首的作用,可以保持航速。前、主桅杆的頂帆只升「半帆」,也不張緊——一旦風速增加就立刻把它們降下來;而風力式微,也可以立刻把它們完全升起來,增加推力,這樣航速就不會有明顯波動了。
風暴(Storm,風速50~70節)中的帆裝,其它帆桁都是光桿(「Bear poles」)。但是在這種大風中,光桿也能起到帆的作用。這幾面帆主要是為了抬升艦首、不讓戰艦埋首;否則戰艦很容易失控、轉向舷側迎風,結果大浪從側面拍擊船體,很容易導致傾覆沉沒。
作戰的時候,尤其是艦隊決戰的時候,戰艦隻掛上帆(Topsail),因為人手不足,沒有那麼多人能夠操縱風帆,大部分人都躲在甲板下忙碌於操縱火炮了。而且以那個時代的簡易炮術,航速過高的時候根本沒有命中率。
這就是不同情況的帆裝,之前的博文也從整體上根據天候海況和風向差異貼圖舉了很多例子,可以對照那些圖熟悉各個帆。
於是問題來了,為啥要有高中低這麼多層帆呢?都弄成一整面不好么?
胖達我當然可以從歷史發展的角度,再絮叨一遍,前文桅杆怎麼從一根到4跟、一截到4截逐漸發展的,所以人們因循「歷史傳統」,就有了對應每層桅杆的層層帆;而且這多層帆還能按照天候、風向、海況而靈活調節。。。但是那個時代的帆材料確實做不到整個幾十米高的桅杆就一整面帆:
織成帆的是粗麻布,簡稱帆布(Canvas),這東西本身就很沉重,再加上風吹日晒雨淋,不久,帆布的經緯纖維之間就疏鬆了,整個帆就松垮、變形了。帆越大,那麼總的變形量也就越大,這樣帆就不好使了,太「垮」、兜不住風。
現代大展弦比縱帆用的化纖材料,即使30米高一整面,也沒問題,不可同日而語;這美洲杯賽艇還採用了帶有許多支撐的硬帆。
風帆時代的帆布就是各種粗細的麻纖維紡織成的,由上圖1~5纖維越來越細。自然,比較粗壯結實的粗麻紡帆布是用於下層的帆,越往上約輕巧。
古今任何的國家都一樣,織布都會織成固定的寬度,長度越來越長。帆布也是一樣,成品的寬度都是有限的,比如半米寬一條。要製作帆,就是把很多條並排縫在一起:
這是18世紀80年代三等戰列艦的主桅主帆,右上有比例尺,可見這個帆的巨大,帆桁上能夠肩並肩站30多人還有富餘。這面帆重數百公斤也就不稀奇了。可以看到橫帆都是豎立的布條並排縫起來的,針腳都在帆背面:
最左邊,把布條縫起來的針腳;然後帆的邊緣還要撾回來砸邊;接著在帆的四邊都用細繩子縫上一道粗纜繩(帆邊繩、帆緣繩,「Bolt rope」),目的是為了固定收放和操縱帆的各種纜繩,如上面主帆的圖所示。這些纜繩如果直接固定到帆上,它們的張力集中於帆面局部的一點,就會把帆撕破,所以要用帆緣繩平均張力。上圖最右,帆的下角還要在帆緣繩外面再固定一根「帆腳繩」(Clew rope),因為橫帆的下角是承受拉力最多最大的位置。
回到上面主帆圖,右邊是從前面看的樣子,左邊是背面。帆是梯形的,自然有上下和兩側邊,還有上下四個角,名字做了標註。帆緣繩也自然沿著四個邊,各有它們的稱呼。
帆布上有很多纜繩、邊緣有很多繩環(Cringle),這些都是操縱帆用的,後面慢慢介紹。
這是同樣的18世紀後期三等戰列艦的上帆,高近20米,目前需要標註的名詞還是跟主帆一樣,不再贅述,只有一個特色就是那三排穗穗。這些東西的目的是把帆的上半部分綁到帆桁上收捲起來,這樣就「縮小」了帆的面積:
隨著海況,看上去上帆就「越來越矮」,實際上是上半部分一階一階被綁到帆桁上收起來了。
18世紀的上帆如上麵線圖,有三排「縮帆穗」,也就是許多小辮子(Sennit),扁扁的不會勒進帆布里把它勒破,用這些小辮子兜住帆布並把它們攏到帆桁上「結紮」起來。固定每一排縮帆穗的布條就是縮帆帶,小辮子從上面的小孔中穿過去,一半耷拉在帆正面,另一半耷拉在帆背面。
頂帆就是主帆、上帆的簡化版,也沒有縮帆的配套設備,不再贅述。
這些是縱帆(從右面看),高一般也有幾層樓高,左邊是後桅主帆,右邊是支索帆。所有不規則四角形的縱帆都按照左邊後桅主帆那樣命名各個部位,三角帆都按照右側的支索帆。
可見縱帆也是豎條帆布縫成的,至於針腳朝左面還是右面,胖達一時也記不住了。跟橫帆一樣,縱帆四邊或者三邊也都圍著一圈帆緣繩用於固定索具纜繩。
不論上圖的橫帆還是縱帆,總之都有很多的索具和帆面細節,這些的用處留待整個帆裝索具全部「瀏覽」完後,才能再細細觀賞,現在能跟胖達一起繼續挺進的少數勇士,只要把帆的命名規則大體能夠熟悉,以後不停回來這裡回看,就能繼續與胖達一道探索西歐帆船的索具迷宮了。
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