第五十一节船队
作者:法拉第      更新:2017-12-19 12:26      字数:6178

十天中完成三项“发明”的同时,姜海涛还让工匠们造了一批工具准备带走,小工场的人员也进行了分配。小理少数工匠留下来,由轸老头带领着继续试验造纸术,协助归重他们改进骑兵马具。抛石车、螺旋桨的改进工作都只能暂停了。大部分工匠要随同前往霍,因为真空式抽水机、鼓风机需要在那里完善和现场制造,而且矿井下没准还会有其它问题需要解决。负责造船的工匠们也在其中,因为前往霍的过程也是对船的试验过程,发现的问题、改进的措施,都要在霍那里解决和落实。

归豹在2月1日来送行时,也明显感觉到了这次出行中的试验味道。

整个船队一共八艘船,六大两小,其中只有一条是完全传统样式的,其它的都有改动。大船的长度都在20来米,宽3米多点,吃水将近1米。姜海涛告诉归豹,为了便于一路上指挥,他们给这些船都编了号。

一号船就是完全没有改动的那艘,将作为指挥船,养敖、薳申和一些重要物资,比如框锯等工具、青铜材料等,就在那艘船上。它将依靠传统的固定帆和长桨航行。竹篾编织的船帆拉起后垂直于船身,宽约5米,高约6米,可以让船顺风航行。如果风力不够或顶风,就在两舷架起12支长桨,划水前进。

二号船的改动非常小,只是在船尾挂桨舵的支架旁增加了一个小支柱,用来架一支大橹。它需要三个人摇动。船上还装有另外三支橹,尺寸形状都有区别,将在一路上轮流试验。一些重要物资也装载到这艘船上。

三号船则在船尾开了一个孔,装了一个新式舵。其它地方没有改动,仍旧靠固定帆和长桨航行。

四、五号船,是改动了船帆的两艘,但它们和十天前试验的小帆船有了不少区别。

首先是船帆不再是对称地悬挂在桅杆上,而是往后偏了一些。也就是说,大半面积的船帆将在桅杆的后侧。小帆船试验后,姜海涛带着井在水槽里又对船模进行了一系列吹风试验,结果发现风斜吹向船帆时,帆的受力中心不在中间,而是靠前一些。小理因此小帆船上左右对称的帆在风力作用下,会有一种横过来的倾向;侧风、迎风航行时,井他们就需要花点力气固定船帆。发现这个现象后,姜海涛和井就调整船模上帆和桅杆的位置,最后终于发现把帆三七分,少部分放到桅杆前部,那么在侧风、逆风航行时转动起来最省力。不过在顺风情况下,还是对称分最好。于是他们在最后改动船帆时,四号船采用了三七分,五号船采用四六分。两艘船都在桅杆前后分别布置了两个滑轮,通过四根分别系在船帆四角的绳索来控制船帆旋转。姜海涛曾设想了另一种控制船帆旋转的机构,那就是在桅杆底部套了一个大滑轮,和上面的船帆固定住,通过另一个小滑轮和绳索转动它们。他原以为这种方法旋转船帆的速度更快一些,但很快就发现这个结构只能控制船帆的底部,顶部还是会扭转,因此只好放弃。姜海涛还曾想在船上增加两根桅杆,改成三桅船,可是那样改的工作量很大,时间太紧,只好暂时放下。

这两艘新式帆船也加了开孔舵,将主要以风力航行。如果一路顺利,姜海涛准备到蓼城上岸后就让部分工匠留下,把其它船上的帆都改过来。

这两艘船和最初的小帆船相比,另一项明显区别在船舷两侧。小帆船试验时,大家已经发现它在侧风航行时会横向漂移。姜海涛很容易就通过分析船帆上的力知道,风作用在船帆上的力是斜的,可以分成两个力,一个让船前进,一个让船向一侧运动。只不过船的侧面积比船首面积大,所以侧移的速度慢点。利用舵转一点船身,虽然可以弥补这个问题,但姜海涛凭记忆感觉到这不是最好的方法,因为它会增加前进的阻力。他想起了看过的一些帆船比赛:那些船似乎在底部有一块大板,像鱼鳍那样,好像就是对付这问题的。姜海涛随后又想起某些战斗机上会安装什么腹鳍,增加什么“垂直安定性”。飞机垂尾也有这功能。于是他在船模的底部加了一块小木板,发现横漂问题得到明显改善。可是要在真船上安这种东西,有点太困难,很容易触到水底。在井和几名工匠的提议下,他们改在侧面加一块板,发现也能达到同样效果。于是在改动大船时,工匠们在两舷外挂了两块木板,前端固定在一个轴上,后面可以放下垂入水中。这样在河里航行时,船工可以根据水深把板放下,靠近河岸时则用绳索提起来[注025101]。姜海涛把它称为“稳定鳍”。

六、七号船,是整个船队中最怪的。小理它们除了保留的老式船帆,还采用了其他人完全没有见过的推进方式。

六号是全新制造的,最怪异的地方是船艉有两个大大的螺旋桨。刚看到它时,归豹等人就都被吓了一跳。姜海涛告诉他们,这对螺旋桨直径2米,分别由船舱里的五个人蹬动旋转。那两根螺旋桨大轴上,都固定了一套踩踏装置。它其实就是在轴上套了三个车轮,车轮外沿固定了12根横木,看起来像个可以滚动的笼子。轴上有一根平行的长杆,五个人用胳膊趴在上面后,就可以踩着横木旋转大轴,就像踩翻车提水那样。姜海涛最初是想在大轴上直接装踏板,像自行车那样可以连续转动的,不用挪脚。但那就得把大轴造成弯曲的,工匠们听后觉得难度很高,而且几天时间远远不够。姜海涛又想在大轴上套五个小滑轮,旁边布置五个类似自行车座的东西,人坐在上面踏车,通过绳索传动到大轴上。这个结构简单一些,但有工匠觉得还是不保险,万一出点故障,整个螺旋桨就无法转动了。姜海涛一想也是,现在还是应该把创新重点放在螺旋浆上,其它地方应该少冒点风险。后来有人根据正在批量生产的翻车,提出了这种踏笼结构,大家一致觉得它很保险。不过在这种踏笼的前面,工匠们也布置了一套坐式踏车进行试验。

两个螺旋桨轴间距1.3米,旋转方向相反,最后的螺旋桨也前后错开。每个螺旋桨上有八片桨叶,有点像加厚的橹,轮流划入水中,像橹那样推动船前进。螺旋桨的轴在水线上10厘米处,因为姜海涛现在暂时还不想面对麻烦的密封问题,而且这么大的螺旋桨也只能有一小部分入水,否则就比船底还低了。在船艉最后一个舱室,布置了一个人监控船轴,发现有水渗入后马上报告,并把水舀出去。

这条船另一个怪异的地方是,它的船头下面比普通船更斜。姜海涛告诉归豹:那里安了一个开孔舵,因为船尾无法装舵了。整条船从上面看是长方形,从侧面看则是前后都翘出水面。这个船体就是工匠们利用框锯等新工具新造的,上面用的船板明显更薄更宽一些。船体中间也不像过去的船那样,2米多就有一道隔板,而是改成了框形的船肋,只在前中后有三道隔板,分成四个隔舱。其中倒数第二个船舱就安排着踏笼,可以算是动力舱了。

七号船是用一条稍小一些的船改装的,12米长,2米宽。它的两侧被加装了一对直径2米多的大水轮,是姜海涛仿照记忆中的明轮船设计的。船体中间会有两人蹬动它们。归豹询问时,姜海涛告诉他这叫车船,他们已经在河里试验过了,船速不比划桨慢。他本想在船上安排两对大水轮,但后来想到如果这明轮出现问题,两侧想改成划桨都没多少地方了,于是先装上一对明轮试验。

这七艘船上都加装了一个新式的碇,或者说应该叫锚。它还是有一块和碇一样的大石头,但石头上被凿了三四个眼,或者在侧面凿了三四道槽,三四根顶部削尖的竹竿或硬木插在眼里,或绑在槽内。一路上的大部分夜晚,他们都将把船停在河里,那是就可以检验一下这新式锚好不好用。

大部分人员和粮食等生活物资都在三、四、五号船上,六、七号船上只有必要的船工和少量试验人员。因为这两艘船增加的东西最多,自重最大,而且在结构上的风险也最大。姜海涛也作好了万一出现重大问题,放弃六、七号船的最坏打算。

八号船也是新造的,但应该称为小艇。它长10米,宽度却只有半米,中间一串坐下四名桨手加一名舵手。和奥运会上的划艇相比,它的船舷高了很多,达到半米多,而且两侧各增加了一截用竹筒、木料制成的浮体,保持平衡。姜海涛将在路上检验它的快速性,还用于送人和联络。不过在很多时候,它将会拖曳在其它船的后面。

现在,八号船就被拖在三号船的后面,整个船队在简短的告别后就起航了。

此时正有西北风顺着河道吹下去,整个船队可以借助风力顺流而下。姜海涛和井在四号船上,现在转动帆被当作了固定帆使用,没什么特别的。于是他们按照事先的约定,马上让二、六、七号船开始对橹、螺旋桨、明轮展开试验,其它船则航行到两侧进行观察。

开孔舵立刻就显示出优势,让三、四、五号船马上完成了转向,开往船队两侧。一号船则明显地慢了一些。

每条船上都配有一个工匠们刚刚发明的航速仪:一段系着丝绳的竹筒扔到水上,船工跟着它从船头走到船尾,再除以时间就可以算出速度。丝绳很长,有100米,因此他也可以等丝绳拉直后用这个长度除以时间,就可以算出航速。为此船上都放置了一个单摆计时器。虽然这样测量出的距离、时间都不是很准,误差最高能有航速的十分之一,但也算不错了。姜海涛乘坐的三号船上还有一个更复杂的航速仪。它就是用当初在池塘里测量螺旋桨喷水速度的那个流速仪改装的:长长的竹竿一头固定了四个能够旋转的竹片,一头固定着一个木滑轮;把竹片那头垂到水下后,水流推动竹片旋转,再通过丝绳带动上面的滑轮。数一数滑轮旋转的圈数,就可以算出航速了。这东西要比竹筒准确一些,但显然太复杂,不适合装到每艘船上。

姜海涛他们在三号船上用这两种装置分别进行了两三次测量后,得知自己的航速大概为1米/秒。船工告诉姜海涛,今天风力不大,不然他们的速度还能再提高一半左右。加上水流速度,井估计他们的航速在每小时5公里左右。

河道中间留下了进行试验的三艘船。

二号船原本排在前面,但大橹在现有速度下显然使不上太大劲,船尾的三个人即使快速摇动,船速也没提高多少。后面两艘船则很快就靠近二号船,航速有明显的提高。七号船侧面地明轮啪啪啪地打入水中,最后带着水花挑出水面,看起来非常热闹。它速度也明显比只用船帆时快多了。它前面的六号船则没有那么大动静,对转的螺旋桨划入水中时声响不大,转出时的水花也不大,但航速很快。这时六、七号上的船帆被降低了一些,二号船的帆也降了一点。姜海涛已经事先告诉过他们,如果船的航速加快,就降低船帆,把航速恢复到与一号船相同。那两艘船上还将试验不同的人数踩踏螺旋桨或明轮,看他们能在多大程度上代替船帆。二号船上则换了一支大橹,再次开始摇动。

就这样,三艘船的船帆一会高一会低,螺旋桨、明轮也一会快一会慢,大橹换来换去,派上不同的人摇动。整个船队都还是以一号船为标准,顺流向颖河下游驶去。航行到中午时,姜海涛觉得六、七号船已经证明螺旋桨和明轮能有效推进木船。船只靠近后传来的口信说,他们曾分别派上12人蹬踏螺旋桨,4人蹬踏明轮,在用力较大时,完全可以不借助船帆就达到同样的速度。不过这些人过一个钟头就得换下来歇息了。井按照他们原先的试验数据估计,此时每个人提供的功率大概有200瓦,12个人就是2400瓦,看样子和船帆的推进效率相当。

姜海涛这时觉得,他们可以借助顺风情况试一试螺旋桨、明轮究竟能把船推多快。按照船工的说法,他们明天还可以借助风力顺流而下,后天就得沿淮河迎风逆流而上了。因此今明两天的高速试验机会后面不会再有。

姜海涛本想站在船头,和一号船上的养敖、薳申商量一下,但一想那样太费嗓门了,而八号快艇还没试一试。于是他亲自带人来到船尾,沿着绳梯下到八号快艇上。四人八桨,加上一名舵手,快艇很快就追上一号船,把姜海涛送了上去。

养敖等他顺着绳梯爬上船后立刻说:“海涛,这小艇很快呀!我看只要距离不远,别的船不可能追上它。”“那当然了。”姜海涛心说这玩意可是奥运比赛级的,嘴上喘了口气,然后说:“以后如果要打水战,可以派它去侦察。”“侦察?”养敖却皱起了眉头。“怎么,那么快,还不适合侦察吗?”“快当然快,不过船上的人那么低,能看见什么?”“嗯?”姜海涛愣了一下,随后明白自己想得太简单了点:“对啊,坐那么矮,只能看见敌人最外边的情况。”养敖看他皱起眉头,于是说:“不要紧,这快艇用来送信可非常好。对了,你来这里干什么?”一旁站的薳申也看着姜海涛。

姜海涛回过神,和他们商量起后面的试验工作。他想试一试螺旋桨、明轮的高速性能,就需要整个船队都加快速度,因此打算让其他船都在顺风航行的同时划动长桨。这一方面会让大家辛苦些,另一方面会影响他们今天的行程。船队原计划当晚在颖城过夜。养敖稍微计算了一下后,同意加快航速,不过就是提前达到颖城。薳申也同意这样,因为他很想看看那奇怪的六、七号船到底能跑多快。

姜海涛正准备坐快艇回去,突然又想起了一件事,于是回头对养敖说:“将军,如果我们这些船之间要传一些简单的命令,还派人坐快艇过来是不是有点麻烦吗?”养敖一听:“是啊。你有什么办法。”

[注025101]:这在中国古船上叫“披水板”。

....