由于李憬策劃的遼東之戰(zhàn)和四川移民的事情,都涉及到內(nèi)河航船。李憬就不得不考慮,制造一種適合整個大明內(nèi)陸地區(qū)的內(nèi)河航船。羊皮筏子只能順著水漂流,到了下游一般要拆了,用馬車或者人背馬馱運回上游的,因為這種沒有整流罩外形的航行器,雜亂的外形阻力極大。實際上只能單程使用。
羊皮筏子遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足李憬的需求。所以必須設(shè)計專用的適合整個大明絕大部分內(nèi)河的內(nèi)河船型。李憬?jīng)Q定先設(shè)計一款基本型,把主要結(jié)構(gòu)確定下來,然后在發(fā)展出戰(zhàn)船和貨船。再之后,根據(jù)基型放大和縮小,改進(jìn)出不同的規(guī)格。
內(nèi)河和大海不同,主要是水淺,必須要有淺的吃水,這樣就要把船設(shè)計的非常寬大,不能像海船那樣用尖底。只能用擴(kuò)大平面體積來加大排水量。長寬比必須在2.5到5之間,太長也不行,內(nèi)河里沒法轉(zhuǎn)彎。
第二就是推進(jìn)的問題,內(nèi)河航船用帆的不多,如果風(fēng)不好,大海寬廣可以走之字形,但是內(nèi)河狹窄,沒法走之字形。很多都是劃槳或者搖櫓,有的甚至是撐桿,最慘的航線干脆用人拉纖。
就拿川江來說,上次李憬去,就看到好多拉纖的,男女都有,都是最赤貧的無業(yè)者,部都不穿衣服,因為衣服會被磨損。男女混雜在一起,一邊喊著號子,一邊把沉重的貨船,拉過三峽。嚇得李憬的姐姐和四婢都躲到船艙里不敢出來。
李憬的兩條光幕上買的船,船小,材料輕,使用最高技術(shù)的帆和控制系統(tǒng),可以通過小范圍的機(jī)動來最大程度利用風(fēng)力。這個年代的船不可能實現(xiàn)。
一般來說,從驅(qū)動效率上看,劃槳最低。因為,手臂每做一次劃槳的圓周運動,船槳有一半在空氣中,一半在水里,在空氣中的運動是白白耗費能量的。而搖櫓就不同,船櫓一般位于船尾,櫓始終都在水里,作用力部能用在推進(jìn)上,所以船櫓的效率是劃槳的三倍。
但是船槳也有優(yōu)勢,就是可以多個數(shù)量的布置在兩舷,一條船卻只能布置一根櫓(大江大河和海船除外,可以在兩舷布置密集的櫓)。即使多人一塊搖櫓,也沒有劃槳方便。搖櫓推進(jìn)的缺點也很明顯,一來搖櫓時多半采用站姿,長期操作更耗費體力。二來搖櫓更占用船內(nèi)空間,不利于部署多層搖櫓。
還有的選擇就是明輪,在中國很早就發(fā)明了明輪推進(jìn)的船舶,內(nèi)河和海洋的航船都有用明輪推進(jìn)的。而且造的非常的巨大,速度也很快。這種船型就是車船。
早在南北朝,史書上就已有車船的記載。
在唐代,李皋對車船的發(fā)展起了承前啟后的作用。他制造的車船用人力踏動快速前進(jìn)。結(jié)構(gòu)就是一根木軸橫穿兩舷,兩舷外各有一個帶著很多槳葉個木輪,木輪一半在水里,一半在水上。
木軸在船內(nèi)有踏板,就像人力踩踏的水車一樣,一排人扶著橫木桿用腳踩,來使兩舷外的木輪轉(zhuǎn)動,劃水前進(jìn)。一條船從前到后又很多排木輪,多的有幾十排,所以速度還是挺快的。缺點是占用內(nèi)河航船最寶貴的艙內(nèi)空間,因為吃水淺,內(nèi)河船往往只有一層船艙。
宋代的車船盛極一時,紹興二年(1132)王彥恢制的戰(zhàn)艦,旁設(shè)4輪,每輪8楫(槳片)。木匠高宣也是造車船的名匠,曾創(chuàng)造大小車船10余種,大型車船長20~30丈,吃水1丈左右,可容納700~人;中型車船一般承載200~300人。車船有2車、4車、5車、8車、9車以及23、24車等多種。這個數(shù)字就是明輪軸的軸數(shù)。宋朝最大車船長36丈,寬4丈1尺。
明初陳友諒也曾使用車船在鄱陽湖進(jìn)行水戰(zhàn)。
明中葉以后,盧崇俊作多種型式的車船稱為“靜江龍船”。
直到20世紀(jì)初,中國南方還有少量車船。車船雖然未能在各水系普遍使用,但它的歷史悠久,對中國船舶的發(fā)展起過很大的作用。
但是,盡管車船的優(yōu)勢很大,但李憬還是不想選擇明輪推進(jìn)的車船。一個原因是早晚要上蒸汽機(jī),不如早點開始使用螺旋槳。另外明輪的推進(jìn)效率雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過槳和櫓。畢竟槳和櫓是用胳膊劃水的,車船是用腳踏的,胳膊沒有腰腿的力量大,所謂胳膊擰不過大腿,就像弓箭射不過腳踏怒和腰張弩是一個道理。
但是,明輪有很大的問題。明輪的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,受風(fēng)浪的影響大,水上的最大阻力不是來源于水和船體的摩擦力。而是興波阻力。就是波浪造成的阻力。如果船遇到風(fēng)浪的話,會像鴨子一樣左搖右擺。
空氣和水密度相差倍,龐大的明輪在其中進(jìn)進(jìn)出出,受力不均勻,長期形變,很容易損壞。露在外面的明輪也是敵人的好目標(biāo),1854年克里米亞戰(zhàn)爭期間,當(dāng)時還有不少明輪戰(zhàn)艦,海岸的炮臺重點攻擊這些明輪,損失慘重。
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