世界操帆功能简化的结晶(公元18世纪-19世纪)

  操帆功能简化的结晶--北美纵帆船 自16世纪荷兰人采用上缘斜桁帆(Gaff Sail)以来,由于其极易操作,故不仅悬挂在全装备帆船的尾桅下,还以其为主帆装悬挂在当时一般的两桅船上,就成了一艘纵帆船。此类船起源于1700年。1760年始在这类纵帆船桅杆的中桅与上桅上再悬横帆,首斜杠与前桅间悬挂3-4幅支索帆,采用这类帆装的船称之为顶帆纵帆船。这类纵帆船开始在荷兰(如图345),后来在北美获得发展。由图345中可见船上使用舷侧披水板,这是由于荷兰境内江河水浅,为补浅水帆船抗横漂力不足而设。中国早在数百年前在专走多浅滩的北洋浅水航线的沙船上已经使用,后来才有荷兰人向西欧传播。由于荷兰及北美大湖区江河水浅,汽候瞬息万变,帆船航行时帆装起落频繁,原来这些地区的帆船上一般用三角纵帆操作,劳动强度特别大,操帆人员众多。而改用上缘斜桁帆后,操作特别方便和简单,于是这类纵帆船在北美西海岸得以迅速推广和发展。她在美国独立战争中充当武装商船的角色,常以灵活的操纵性和超常的快速性成功地袭击英国的商船队。
  1830年代,美国切萨皮克湾(Chesapeake Bay)的船舶制造者把纵帆船的简易帆装与最早采用的流线型V型横剖面船体两者结合起来,设计建造了更为新型的"巴尔的摩纵帆船"(Baltiomore Schooner)。图二示以1851年建造的美国式纵帆船,长长的凸出的首、尾柱,增加了甲板的有效长度,龙骨有向尾部下倾的趋势以获得较大的尾吃水,既提高了船之纵稳性和航速,而且使其水下船体的横向水动力中心大大后移,从而能更好地与风帆压力中心相平衡,利于抢风航行和减小横漂。其横剖面在船中均为V型,这与以往商船采用U形横剖面大不相同,该船亦比一般商用帆船细长,长宽比约5:1,该船使用平甲板,船上没有上层建筑,其行船时外观又低又长,艏艉线型优美,这些都有利于减小阻力,便于操帆抢风,提高船速。后来这类船设计得更为细长,并在其顶桅上悬挂斜桁三角帆,进一步改善了驶帆性能,于是这类船特称上缘斜桁帆装纵帆船(Gaff-rigged Schooner)。最后还出现了更新型的支索帆纵帆船(Stagsail Schooner)。
  北美纵帆船的这些船型设计特点较之以往有所突破,使之成为19世纪以来最优秀的快速帆船之一,代表了当时先进的船舶设计思想,并对嗣后的造船技术产生了革命性影响,为为嗣后设计更为高级的飞剪式帆船打下良好的基础,实际上前者的船型特色就是北美快速纵帆船的进一步发展。由航行实践可知,这类帆船可适于在高海情况下航行,足以对付海上瞬息万变的气象变化。船体甲板上无高耸桥楼,这不仅改善了船舶稳性,而且可以充分发挥帆的作用。船上操帆人员少,成为一种经济的远洋运输船型,可用作跨海班轮、深海海船及大型货船,一时使这类快速帆船遍及全球。19世纪以来,这类帆船在美国逐渐由双桅一直发展到7桅,其排水量亦不断增加。双桅船之前桅一般高于后桅,多桅船的桅高均一样。1902年建造的一艘大型钢质7桅上缘斜桁帆装纵帆船"泰晤士·W·拉森"号(图347),长117米,宽12.25米,排水量大5218吨,成为当时最大的海洋帆船之一,但全船仅有船员16人,其操帆效率的提高实属惊人。当时美国纵帆船在与中国和日本贸易中发挥了重要作用。由于此类纵帆后来常在其它型式的帆船上部分使用而产生了众多纵帆船混合分支。而有纵帆(后二桅)和横帆(前桅的)三桅帆船(Schooner Barque)、纵帆(后桅)和横帆(前桅)的双桅帆船(Schooner Brig)以及纵帆装游艇(Schooner Yacht)等。1907年在美国巴斯建造了一艘6桅上缘斜桁帆装纵帆船"怀俄明"号,总长107米,据称是世界上最大的木船。

图一 荷兰的顶桅帆纵帆船
图二 1851年美国建造的上缘斜桁帆纵帆船
图三 1902年美国建造的大型7桅钢壳纵帆船"泰晤士·W·拉森"号