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第160章 新風

請牢記域名:黃金屋 1255再鑄鼎

  1259年,1月17日,慶元府,北輪船場。

  陳家船廠的靠海碼頭上停靠著一艘嶄新的木帆船,岸上的眾多力工正忙碌地朝船艙中搬運著一袋袋的糧食。

  旁邊的空地上,鄭林正被一群人圍著,對著這艘新船指指點點。其中一個穿一身淡綠儒衫、在大冷天仍然拿著一把折扇的青年,看著送往船上的糧食越來越多,有些驚訝地問道:“這都……兩千石了,鄭兄,還要繼續裝?”

  這青年看著眼熟,其實他就是之前被張船長搭救過的孫天和商行的少東家孫洪言,和東海人也算是熟人了。他倒不是跟著東海人的商隊過來的,而是之前就帶船南下了,結果在望海鎮閑逛的時候又遇到了鄭林等人,也算有緣,于是一來二去又混熟了,今天跟著過來湊個熱鬧。

  鄭林很豪爽地一揮手:“裝!裝上三千石,我看還有余力!”

  旁邊圍觀的眾人紛紛搖起頭來。

  一個微胖卻皮膚黝黑的中年漢子皺著眉頭說道:“鄭東家,你們這船雖然肚子大了點,但裝上這么多,可別跑不動啊!這得是八百料甚至上千料的大船才能裝的貨,但那可是用了四桅甚至五桅的大船!咱可說好了,這船樣子都是按你們給的圖做的,若是破損、漏水,那是我陳家船坊的過錯,但若是船爬不動或是行不穩,那可不干我們事啊!”

  鄭林仍然很自信地說道:“放心吧,陳東家,只要沒質量問題,不管跑起來如何,尾款都定會付給你!”

  這艘帆船,就是1257年底韓松跟陳家船廠訂購的“順風級”貨船,經過一年的建造順利完工,今天終于到了外出海試的日子。

  為了檢驗載貨能力,鄭林買了大量的糧食作為負重。這倒也不是浪費,海試完了還可以順便運去海對面的舟山島賣掉,不但沒虧還能小小地賺一筆。反正現在舟山島和北輪都屬于昌國縣治下,運輸糧食不用被市舶司出口管制。

  表面上看,順風級比普通的四百料福船大不了多少,也就二十五米長,但是船腹部分卻胖了許多,實際上用了差不多六百料的木材。而且它與星火級一樣設置了一根首斜桅,插在未經調整的艏部上,看上去有些不倫不類。

  除此之外,順風級的設計與傳統福船差距不大,艏艉高翹,有著三根桅桿,算上首斜桅就是四根。

  其中首斜桅和第一根主桅上用的是本地制造的大面積的軟帆。帆布是58年韓松北歸前跟本地商人定制的棉布,涂上了桐油以增加防水性和吃風能力,質量還不錯,只不過比城陽區制造的帆布重了不少,價格也不便宜。

  后兩根桅桿上用的仍然是傳統的硬帆,不過用了廣船的樣式,也就是不對稱的扇形,面積更大,順風時可以向左右如蝴蝶翅膀般展開,獲得更大的吃風面積。

  主桅和首斜桅的軟帆吃風能力很強,但是操縱起來不靈活,用于在順風時提供充沛的動力,一般很少轉動;而后兩根桅桿的硬帆雖然小了些,卻可以很方便地轉動,不但可以提供動力,還可借風調整航行方向。綜合來看,這套帆裝是動力和操縱性比較平衡的方案,說起來,倒是和歐式帆船的巴肯廷式帆裝有些像。

  雖然鄭林說得很滿,但實際上這種帆裝是闊馬造船廠的設計師梁恩提出來的,只在小船上用小比例模型試驗過,真正放在大船上實戰檢驗這還是第一次。他們想的其實是只要能勉強開回東海地區就行了,一邊開著一邊發現問題,等到了東海再……換裝海翼帆,這樣發現的問題就不用解決了。與之類似的是,順風級目前用的舵還是杠桿舵,只是預留了改裝空間,等回東海了再改裝成舵輪。

  等了半天,力工們終于裝完了三千石糧食,也就是216噸,差不多是起點號載貨量的三倍或星火級的兩倍。

  鄭林帶著水手們上了船,開始升錨準備出海。而旁邊的圍觀人群擠到了海邊,準備看熱鬧或者看笑話。也有一些不怕死的,對這種新船有些好奇,想近距離觀察一下,便跟著上了船,其中就有剛才那個儒衫青年和陳家船廠的老板,還有臨近幾家船廠的船匠。

  一艘小劃槳船吃力地將順風級拉到了海上,鄭林測了下風向,指揮水手升起帆來。在海峽中的西風吹動下,主桅的軟帆鼓脹起來,水手們配合風向轉動起后兩桅的硬帆,使它們像蝴蝶一樣,向左右分別展開,最大化利用風力。

  順風級緩緩動了起來,開始加速,向停在海中的冬至號駛去。

  在大面積的風帆推動下,出乎大部分人的預料,肥胖的順風級并沒有笨拙不堪,而是達到了一個不錯的速度。

  順風級上沒有計程裝置,沒法知道準確的航速,不過有變通的方法。冬至號控制速度,與順風級并駕齊驅后,測量了自己的航速,然后用信號板報出了數值。鄭林看見之后,笑著大聲說道:“五節半!”

  東海水手們知道這個數值的意義,打著唿哨歡呼起來。儒衫青年走過來,好奇地問道:“鄭兄,何謂五節半?”

  周邊幾個船匠也湊了過來,想偷師一下東海人的秘術。

  鄭林也不遮掩,在心里換算了一下,說道:“嗯,大約就是,一個時辰四十里吧,接近上更了。”

  船匠們經驗豐富,早已看出了這航速不慢,但見東海人能報出這么精確的數字,都很是驚奇,紛紛向鄭林套起訣竅來。

  陳老板也意識到此船超出常規的設計并不簡單,虛心向鄭林請教起來。

  實際上,南宋的造船業雖然很發達,但船型設計仍然處于很初級的階段。這時候也沒什么流體力學之類的,設計船只主要靠的是仿生學。嗯,沒錯,中式海船的船型,大多是模仿水鳥的腹部做出來的,前部較尖,最寬處在船體后半;與此同時,他們的歐洲同行模仿的是魚類的形體,船體基本是個前大后小的紡錘形。

  后世常為這兩種設計的優劣爭辯,其實半斤八兩,都不咋地。

  前者忽視了水鳥是靠撥動蹼游動的,與帆船靠頂部的帆驅動的情況并不相同。帆會給船一個向前的翻轉力矩,如果前體不夠寬大,儲備浮力不夠,遇大浪就容易埋艏。因此在近海跑跑無所謂,一旦出了遠海就難以通過考驗了。這種形狀倒是適合后世的螺旋槳船,現在這么用是過于超前了。

  而后者忽視了魚是完全浸入水中的,與只有一半在水下的船不同,波浪會對水上部分施加阻力,前圓后尖的形狀并不利于降低這種興波阻力,要是做成潛艇還差不多。

  最后發展到終極的帆船,是這兩種思路的結合產物,船體的最寬處在前半部,但是艏部比較尖以劈開波浪,典型作品就是著名的飛剪船。

  早期海船嚴格按照仿生學,船體會比較瘦削,但慢慢船匠們就會發現,只要把船頭和船尾大致做出尖尖的形狀,腹部就算胖一點,對整體阻力的影響也不大。從宋到明清,福船的設計就越來越胖,同期的歐洲商船也展現出這個趨勢,到了后期的東印度商船,船腹部的截面形狀幾乎完全成一個方形了。

  造船業有個專門的術語描述船體的胖瘦,叫方形系數。假設一艘船的水下部分完全是長方體,那么它的排水量應當等于水線長乘水線寬乘吃水深度,實際上當然不可能這樣,所謂方形系數,就是實際排水量與這個“方型排水量”的比值。

  自然,方形系數越小,船體就越瘦削,反之就越胖。追求高速的戰船,方形系數應當小一些,而追求運輸量的貨船,方形系數則應當大一些。在船只設計比較成熟的后世,一般的戰艦方形系數在0.450.55左右,而貨船則是盡可能往胖了做,大都在0.7以上,大型貨輪甚至能達到0.95,幾乎真的是方的了。

  根據海洋部用模型推算出來的數據,現在的普通福船,包括起點號和星火級這樣的船,方形系數只有大約0.4,算是很瘦了。而順風級的設計則大幅放寬了船腹,只是由于船體大小不能跟后世上百米的貨船比,總得讓船頭和船尾部分保持尖形,方形系數也沒法太過分,最終達到了0.6。

  這樣一來,順風級長度上沒比起點號大太多,但排水量一下子就翻倍了。而且載貨比例更高,一艘船的運載能力差不多等于三艘起點號或兩艘星火級。

  這樣的大裝載量之下,阻力卻并沒有比它們大很多,又配上了大面積的軟帆,所以取得了一個不錯的航速就理所當然了。當然,只是巡航速度不錯,如果論起轉向、加速、減速這些需要加速度的機動性指標,順風級就要比星火級差得遠了,不過作為一款合格的運輸船,也不太需要這些。

  這里面還有一個小小的秘訣。增加了首斜桅、主桅裝上軟帆之后,整艘船的動力中心就移動到了船的前半部分,此時應當微調一下船體,讓它變成前寬后窄的形狀,使得浮力中心也前移,與動力中心匹配,不然行船時就容易前傾,發生危險的埋首現象,風浪大時可是會要命的。

  鄭林給船匠們大致講解了一下測速的原理之后,看著他們恍然大悟的樣子,猶豫了一下,還是沒有把最后這個秘密公布出來……

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