中国古代造船技术的重大发明创造(三.船尾舵)

中国古代造船技术的重大发明创造

三、船尾舵

船尾舵是设在船尾正中改变和稳定船舶航向的装置,古人称舵为“凌波至宝”。

舵是由船尾操纵桨演变而来的。桨不仅可以用来推船前进,还可以用来控制船的航向。设置在船尾用来控航向的桨称为船尾操纵桨或船尾舵桨。将船尾操纵桨的桨柄增长就成了艄;进一步增加桨叶的面积、改变其在船上的安装方式以提高操纵效率,便产生了舵。

在殷商时代至迟在春秋末年,我国船只已经使用船尾舵桨。甲骨文中的“般”字,有手持木桨划船并操纵方向的形象和含义。《说文》解释说:“般,辟也,象舟之旋。”

甲骨文中的“般”有“盘旋”之意

春秋末年,伍子胥所说的大翼战船,有战卒,有划桨手,还有“舳舻三人”。汉代扬雄解释:“后曰舳。今江东呼拖为舳,舳制水也。”表明大翼战船已经在船尾设置专人操纵的舵桨了。

伍子胥大翼战船,船尾设舵桨

1973年在湖北西汉墓中出土过一个木船模型。从这个木船模型可以看出,船上有五支长桨,四支在船前部,做划桨用,另一支在船尾一侧,做舵桨用。这是公元前1世纪中国有舵桨的文物证据。

1973年湖北江陵出土的西汉木船模型,船尾设舵桨

我国出现真正意义上的舵大约在公元2世纪。1955年于广州东郊的东汉墓中出土一只陶质船模,首有碇,尾有舵。这个舵虽然不是沿着竖直的舵杆轴线转动的,仍残留着以桨代舵的痕迹,但它因叶面积的宽展已经不是桨,而是专用于操纵航向的舵。

东汉刘熙《释名·释船》中有关于舵及其作用和操作部位的论述。在《释名》中舵被称为柂,南北朝梁代顾野王著《玉篇》中称称舵为柁,均同音。

广州东汉墓出土的灰陶船模船尾舵

首有碇尾有舵的广州东汉灰陶墓葬船模型图片

具有垂直轴线的舵何时出现尚无确切考证,但唐开元年间郑虔所画的山水画中出现了具有垂直轴系的舵,证明至少在唐代或以前,舵的轴线垂直化。

唐代船舶中有垂直轴系的舵

宋代船舶大多使用长方形门舵。为了转舵省力,宋代造船工匠在舵面上打了许多孔,叫开孔舵。由于水的表面张力作用,舵面开孔不影响性能,却可以减小水的阻力。所以,开孔舵称得上是一件别具匠心的发明,如今还普遍使用。

广船上的开孔舵,舵叶上开有较多小孔

最迟北宋时期还出现了一种平衡舵。这种舵将一小部分舵面移到舵杆前面,这样能够缩小舵面的摆动力矩,使操纵更灵活轻便。北宋名画《清明上河图》就绘有平衡舵;1978年天津静海县出土过北宋平衡舵实物。

清明上河图所绘平衡舵

北宋汴河客船,船尾设平衡舵,

根据张择端《清明上河图》复原模型

静海宋船中的平衡舵复原图

不平衡舵

平衡舵

南宋海船上还出现了可随水深浅而升降的升降舵。为了舵的升降,在舵上开有吊舵孔。吊舵索一端系在吊舵孔上,另一端系于船尾绞关上。舵杆穿过舵承座,舵杆上端装有舵柄。操作舵柄可以操作舵叶转向。

船尾绞关、舵杆与舵柄

舵是保证船舶正常航行必不可少的设备。如果“舵失针迷,如坐积薪而待燃”。

船尾舵是中国造船技术的一个重大发明,公元10世纪,阿拉伯航海者引用中国舵,12世纪末至13世纪初,中国舵经阿拉伯传入欧洲。中国舵成为开创15世纪人类大航海时代的技术条件之一。直到今天,舵仍然是船舶的主要操纵工具。

中国古代造船技术的重大发明创造

三、船尾舵

船尾舵是设在船尾正中改变和稳定船舶航向的装置,古人称舵为“凌波至宝”。

舵是由船尾操纵桨演变而来的。桨不仅可以用来推船前进,还可以用来控制船的航向。设置在船尾用来控航向的桨称为船尾操纵桨或船尾舵桨。将船尾操纵桨的桨柄增长就成了艄;进一步增加桨叶的面积、改变其在船上的安装方式以提高操纵效率,便产生了舵。

在殷商时代至迟在春秋末年,我国船只已经使用船尾舵桨。甲骨文中的“般”字,有手持木桨划船并操纵方向的形象和含义。《说文》解释说:“般,辟也,象舟之旋。”

甲骨文中的“般”有“盘旋”之意

春秋末年,伍子胥所说的大翼战船,有战卒,有划桨手,还有“舳舻三人”。汉代扬雄解释:“后曰舳。今江东呼拖为舳,舳制水也。”表明大翼战船已经在船尾设置专人操纵的舵桨了。

伍子胥大翼战船,船尾设舵桨

1973年在湖北西汉墓中出土过一个木船模型。从这个木船模型可以看出,船上有五支长桨,四支在船前部,做划桨用,另一支在船尾一侧,做舵桨用。这是公元前1世纪中国有舵桨的文物证据。

1973年湖北江陵出土的西汉木船模型,船尾设舵桨

我国出现真正意义上的舵大约在公元2世纪。1955年于广州东郊的东汉墓中出土一只陶质船模,首有碇,尾有舵。这个舵虽然不是沿着竖直的舵杆轴线转动的,仍残留着以桨代舵的痕迹,但它因叶面积的宽展已经不是桨,而是专用于操纵航向的舵。

东汉刘熙《释名·释船》中有关于舵及其作用和操作部位的论述。在《释名》中舵被称为柂,南北朝梁代顾野王著《玉篇》中称称舵为柁,均同音。

广州东汉墓出土的灰陶船模船尾舵

首有碇尾有舵的广州东汉灰陶墓葬船模型图片

具有垂直轴线的舵何时出现尚无确切考证,但唐开元年间郑虔所画的山水画中出现了具有垂直轴系的舵,证明至少在唐代或以前,舵的轴线垂直化。

唐代船舶中有垂直轴系的舵

宋代船舶大多使用长方形门舵。为了转舵省力,宋代造船工匠在舵面上打了许多孔,叫开孔舵。由于水的表面张力作用,舵面开孔不影响性能,却可以减小水的阻力。所以,开孔舵称得上是一件别具匠心的发明,如今还普遍使用。

广船上的开孔舵,舵叶上开有较多小孔

最迟北宋时期还出现了一种平衡舵。这种舵将一小部分舵面移到舵杆前面,这样能够缩小舵面的摆动力矩,使操纵更灵活轻便。北宋名画《清明上河图》就绘有平衡舵;1978年天津静海县出土过北宋平衡舵实物。

清明上河图所绘平衡舵

北宋汴河客船,船尾设平衡舵,

根据张择端《清明上河图》复原模型

静海宋船中的平衡舵复原图

不平衡舵

平衡舵

南宋海船上还出现了可随水深浅而升降的升降舵。为了舵的升降,在舵上开有吊舵孔。吊舵索一端系在吊舵孔上,另一端系于船尾绞关上。舵杆穿过舵承座,舵杆上端装有舵柄。操作舵柄可以操作舵叶转向。

船尾绞关、舵杆与舵柄

舵是保证船舶正常航行必不可少的设备。如果“舵失针迷,如坐积薪而待燃”。

船尾舵是中国造船技术的一个重大发明,公元10世纪,阿拉伯航海者引用中国舵,12世纪末至13世纪初,中国舵经阿拉伯传入欧洲。中国舵成为开创15世纪人类大航海时代的技术条件之一。直到今天,舵仍然是船舶的主要操纵工具。


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