赵昺自然知道有可以逆风行驶的船只,在现代无论是核动力,还是以燃油和蒸汽动机为动力的船只都可以做到,但是在这个年代都没有,而他当下也不可能造出来。现下只有人力和风力催动的船只,也难怪郑永两人一脸不相信的样子。
当然赵昺也并没有胡说八道,现实世界上还真出现过以风为动力,却可以真正实现逆风航行的帆船。那就是十九世纪为了满足海战特别是海上贸易的需要,在航海历史上应运而生的快速帆船——飞剪船,其航速可达十七节左右,载重量在千吨上下。
为了证实自己的说法,赵昺让王德从自己的工作室中取来了一架船模,放在他们面前。可他们除了觉得这艘船样子奇特外,并看不出其中有什么奥妙,更说不出其中的道理,他只能给两人做了个科普,讲讲飞剪船的妙处。
这艘船有小的干舷,较少的上层建筑,不仅改善了船舶稳性,而且可以充分挥帆的作用。船几乎贴着水面航行,长宽比一般大于六比一。其水下形状设计成最小阻力值,以提高航速,但又保持了一定的横向阻力剖面,导致水线特别优美,甚至在部水线面有内凹,长而尖削的曲线剪刀型柱呈一种适合于赛跑的态势,在海上能劈浪前进以减小波浪阻力,也因此获得了‘飞剪’的名声。
为了获得高性能,飞剪船还做了许多创新型的设计。飞剪船的柱也延伸了船体的长度,沿柱外伸一斜杠,就可在部多悬一些支索三角帆,有利于扩大撑帆的容量;空心船使船在浪中便于抬,提高了它在浪中的航向稳定性。后体逐渐变廋的有倾度的水线十分协调地过渡到狭窄的圆尾,与优美的船型式和谐地混成一体。
这类飞剪船更明显的是帆面积很大,一般使用三至四桅全装备帆装,往往用高桅,其高度达船长之3/4,在顶桅帆上还挂有月亮帆和支索帆,有时在船之两侧还有外伸帆桁,称翼帆杠,可挂翼帆,更加大了帆的横向外伸面积,甚至超过了船体的宽度。
飞剪船船型瘦长,前端尖锐突出,后体逐渐变廋的有倾度的水线十分协调地过渡到狭窄的圆尾,与优美的船型式和谐地混成一体。而桅杆的高度更是超过十余丈,船帆的面积达到数千平方米,这些都让飞剪船获得了较高的航速,并通过调整风帆,获得逆风行驶的性能。
“陛下,这桅杆如此高,又是四桅,布满船帆,速度定然很快!”郑永看着足有三尺多长的模型,指点着道。
“当然,日行三百里总是有的!”赵昺摸摸下巴道,其实这还是保守的说,因为尚未造出实物,他觉得还是不要将话说得太满,免得落下吹牛的把柄。
其实按照赵昺所知,飞剪船应运而生后,有关这类快船的航行速度竞赛非常频繁,比较有名的是1866年从中国到英国的茶叶运输竞赛,这种竞赛除了争强斗胜外,当然也有抢季节的目的。快速帆船“羚羊”号与“塔平”号同时离开中国的福州码头,用九十九天的时间航行两万五千六百公里到达英格兰目的地,“塔平”号仅以早到二十分钟而赢得胜利,日平均航行两百五十公里,约合当下的五百多里!
“陛下,这船能装下多少货物?”上官禧更关心的是载重量,抬头满脸期待地问道。
“若是按照标准造成,船长二十余丈,满载的话应该能装载一万八千石!”赵昺大约估算了下道,他是仿造当年最有名的一艘美国飞剪船‘短衬衫’号制作的模型,其是由在美国飞剪帆船展史上最著名的人物是唐纳·麦凯设计,其是波士顿的船舶设计师和制造家,先后研制了三十余艘具有高性能的飞剪船,载重量在千吨。
“陛下,这艘船居然能装的下如此多的货物,岂不是一艘可以顶我们当下三艘大型海舶的装载量,可看着并不大啊!”万石海舶在当下大宋只有寥寥几艘,还都是用于军用,货船五千石已经是属于大型船只了,可上官禧看船的长度并不大,还是有些不大相信。
“上官主事,不要只看船的长度,你看船的吃水线在哪里,若是建成足有两丈多深,可以装多少货物!”没等小皇帝回答,郑永拉着其,指着船底说道。
“哦,原来如此,是吾不懂了!”上官禧讪笑着道。
“这种船专司四海漫游,因此要求自带一年以上的各类补给物资,则需要庞大的底舱装进尽可能多的物资,因此这种船吃水很深,与我们现在用的福船结构多有不同,底舱不比这二层的楼阁低多少!”赵昺笑笑言道。因为当下大宋的船只多采用水密结构,进而影响到了载货量,而船身采用的是多层叠加机构,并采用斜肋板设计,以增强安全性,所以东、西方玩儿的路数是不一样的,也难怪其不理解。
“唉,还自称乘船遍游东、西洋,却连这些也不懂。”郑永又揶揄其道,“因为为了船舶稳定性和大风大浪中的航行舒适程度,桅杆的高度决定于船舶的宽度和吃水深度,这船的桅杆高大,船体狭长,底舱自然要深的多了。”
“呵呵,吾孤陋寡闻,不若郑都统在陛下身边见多识广,以后还要多多赐教!”上官禧两人在海上漂泊年余,自然早就混熟了,对其的嘲讽之言并不为杵,反而拱手笑道。
“吾也是从陛下那里听了些皮毛,怎敢言教!”有皇帝在旁,郑永哪里敢托大,回礼后又转向小皇帝问道,“陛下,这船所用的帆索众多,从未见过,且这里为何不用一面大帆,而要分成两截呢?”
“嗯……如此说吧!”赵昺沉吟片刻道,“当下的船只所用的船帆多为竹、苇,杂以麻布为主,权做硬帆,这种帆升降方便,便于操作,仅需要少数的水手就可操作。但是高速性能较差,极限速度上不去;而这种船帆多用棉麻织造,可称为软帆,其吃风面积大,可以以极高速度航行。缺点是软式风帆操作麻烦,需要大量熟练水手,在面对风向变化较快的海况时比较吃力!”
“哦,原来还有此说!”郑永点点头道,可这时听到了上官禧的呲笑声,他知道其是在笑话自己,扭脸翻了个白眼。
“由于软帆收取时水手们要爬上桅杆去,扒在帆桁上拉住帆布往上拽,把帆一点一点拽起来,有配合、有层次的捆绑到帆桁上,这种横帆的收帆法十分耗费人力,则需要诸多的水手来相互配合操作。”厘清两种帆的优劣后,赵昺继续讲道,他十分愿意将自己的知识传授给身边人,毕竟自己的身份不同,不可能事事亲力亲为,他们懂了才能传授给更多的人。