第55章 自造舰与新型帆
一前一后，两艘挂着辣土豆旗的船只相继驶过。
“快快，把帆往左转！”
后面那艘船上，王广金一边掌着舵，一边对前面大喊大叫着。
甲板上的赵虎子赶紧带着水手转动起了桅杆底部的一个棘轮。棘轮发出咔咔的声响，通过绳缆间接牵动与帆骨连接的数根帆索，使整个竹篾织成的帆面围绕桅杆逆时针转动，以一个略有偏斜的角度对准了变化后的风向。
帆吃满了风，帆面微微鼓起，推动船只达到了极速。船板发出吱嘎吱嘎的声响，不时有浪溅到甲板上。但即使这样，这艘船也没赶上前面那艘。
一前一后两艘都是新船。赵虎子上午在储蓄所办完业务后，就急急忙忙赶到阔马区，为的就是参加这艘船的海试。
它们是阔马造船厂前不久下水的两艘三百料木船，仍然是传统的福船结构，大约有16米长，标准排水量约一百吨。
这两艘船从55年开工，到前不久第一舰队回来之后才正式下水。下水的时候，海洋部好是兴奋了一番，毕竟这是东海商社自造的第一批船啊。他们把两艘船分别命名为“金牛”“白羊”，王广金和赵虎子这些原纵横号的船组现在就在白羊号上。
其实这两艘船在去年末就基本完工了。阔马造船厂一直在招募工匠，现在工匠加工人已经过百人了，所以进度比预计提前了一些。只是由于第一舰队南下贸易，海洋部人手不足，船造出来也没人开，所以只分配了一小部分人力进行收尾工作，再让一部分新手造些小船练手，大部分人力分配到了新型船的制造上。
是的，随着海洋部对本时代航海船只的逐渐熟悉，他们也对木帆船有了了自己的理解，决定在仿制起点号的基础上进行多项改进，制造一艘吨位相当的新型船。
新型船的下水还不知道要多少个月，不过研发过程中产生的一些成果可以先在现在的船上试验一下。今天金牛号和白羊号要试验的，就是新型的船用风帆。嗯，准确地说，试验者是金牛号，而白羊号装备的仍然是旧式的硬帆，是作为对照的。现在这个试验的结果已经很明显了。
在介绍新型风帆之前，有必要对历史上出现过的帆装梳理一下。
风帆按材质可分为硬帆、软帆两种，按固定方式又可分横帆、纵帆两种，此外还有一些辅助帆太杂暂且不谈。历史上排列组合，出现过很多各种类型的帆装，但最终大浪淘沙，比较成功的有三种：软纵帆、中式硬纵帆、欧式软横帆。
先说软纵帆。软纵帆是欧洲和中东都经常采用的一种帆装形式，大多是采用三角或者四角梯形形状的一整块帆布，沿桅杆纵向布置，可以绕桅杆转动，所以能够利用七面来风，可以制造一些快速灵活的小帆船。但是由于需要一整块帆布，在古代技术条件下难以做大，所以很难用在大船上。
然后是中式硬纵帆，这是中国独立发展出来的一种帆装形式。这种帆是用竹篾、草茎等编制而成，再用竹木为骨撑起来，材质较硬、不易变形，故称硬帆。大多数硬帆都可以绕桅杆转动，所以算是纵帆的一种。中式帆具有纵帆的优点，可以凭借七面来风航行，同时又易于操作，非常适合东亚沿海多变的风向，材料又容易取得可以随时修补，所以被东亚各国广泛采用。16世纪葡萄牙人到达中国后，也把部分西式帆船改装成中式硬帆，以适应东亚的海况。
中式硬帆突破了帆布面积的限制，可以做出比纵帆船大得多的船，但做大之后，帆重也急剧增大，仍然不能用在太大的船上，这时候就需要横软帆登场了。
欧式横软帆，就是用两根“二”字型横向排列的木棍拉起一面帆布，再把很多组这样的帆布装在桅杆上，形成大面积的帆装。若是论同等面积下的用风效率，那横帆肯定是比不过纵帆和中式帆的，要论起灵活性，更是被吊打。但横帆的强大之处就在于不跟你们玩同等面积，我就要堆面积碾压你们。
由于横帆是多块帆布的组合，所以既不用受纵帆单块帆布面积的限制，又不用受中式帆重量的限制，可以把总面积做得很大，能够驱动一些超级别的大船。也许近海航行时跟纵帆半斤八两，或许还不如，但在能利用常年风带航行的大洋上，横帆则具有了绝对的优势。所以随着大航海时代的到来，船越造越大，跨洋航行越来越多，欧式横软帆也成为了主流的帆装形式。
不过横软帆同样也是有缺点的。采用横帆的船通常具有超高的桅杆和巨大的帆面积，为了保证桅杆强度和操控多组横帆，就必须在桅杆上装上密密麻麻的支索和帆绳。这些绳子就限制了横帆的转动，使得横帆船只能利用顺风和侧风，难以利用逆风。
为解决这一问题，西式帆船又加装了艏斜桅帆和艉纵帆乃至支索帆。这些帆与船体轴向平行布置，在逆风时会被吹鼓起来，而风流过鼓起的帆面时会产生升力，这些升力便可以带动整艘船戗风而行。如此虽然效率不如纵帆船，但总归是能动了。
但这一套复杂的帆装又进一步加大了操纵的难度。一艘纵帆船或许只要十个水手就能操作，而一艘横帆船却可能需要几十上百个水手。不过，在危险的大航海时代，这倒未必是缺点。人多力量大，水手多了，战斗力也就更强，不管是抵抗海盗还是自己做海盗，都是人越多越好。
东海商社没那么多水手可以折腾，所以不想用横帆，再说现在他们的船也没大到硬帆用不了的时候。但他们对目前的硬帆形式不满意，于是就参考后世现代帆的理念，设计了一种新形式的帆。
那么现代帆是由这三种帆装中的哪一种发展来的呢？很遗憾，都不是。
现代根据流体力学设计出来的帆，与其说是从古典帆演化而来的，不如说是从飞机机翼变过来的。
古典帆主要靠风吹扇面的作用力推动，而现代帆则主要靠风流过帆面时由于两侧空气流速不同而产生的压力差来推动，和飞机机翼同样利用的是伯努利效应。
硬要说的话，现代帆大多采用不能形变的骨架结构，又能绕桅杆自由转动，和中式帆倒是有些像，但帆布采用的是轻薄而强度高的现代纤维材料，比最软的帆还要软，所以算是集大成者了。
海洋部就是参照这个理念，用轻薄的帆布替代竹篾作为帆面材料，同时用弯曲帆骨将帆布撑起形成能够高效利用升力的弧面，软硬帆结合，设计出了一种历史上罕见的奇异帆，也就是今天放在金牛号上试验的这种了。
金牛号上，韩松见大局已定，便放心地将舵交给旁边的郑林掌着，自己去前面细细观察起主桅上的新式帆来。
“嗯，这个帆骨，倒有些像肋骨……”
可不是嘛，主桅上的三面小帆是通过四根横向帆骨连接并支撑起来，这四根帆骨又自下而上通过一套帆索系统固定在了一根竖向的“脊骨”之上。收帆时，放下帆索，整个帆就像遮阳棚一样折叠起来了；升帆时，拉紧帆绳，整面帆就完全展开，中部向前凸起，形成桶状的巨大弧面。
而这根脊骨则通过三个短支柱与桅杆连在了一起，连接处是轴承可以相对滑动，以此实现了帆面的转向。如此一来，便可调整角度以适应风向。不过与旧式帆不同，新式帆不是以背面迎风，而是以侧后面迎风。此时风一面从前方的弧面快速流过，气压降低，一面堆积在后方的凹面中，气压升高。帆在两个气压差之下产生巨大的推力，推动船向前行驶。
因此，同样的船体同样的风，金牛号能跑得比白羊号快，也就不奇怪了。
为了制造这款新型帆，海洋部和工业部又整合了不少新技术，比如说用钢骨代替了竹木骨架。东海商社能自产优质廉价的钢材，钢虽然密度比木材大，但是刚度要高得多，算下来比刚度（模量比密度）更高，在风中不易变形，所以可以用很细的钢骨替代木骨。但那根固定承力的“脊骨”仍然是木质的，因为木材的比强度要比钢高，也更容易加工成大型构件。
此外，帆和桅杆之间的连接使用了东海商社的王牌产品石墨轴承，保证了转动顺畅。又有一套新设计的滑轮和索具系统，以完成升降帆、转动、固定等操作。
这时郑林把舵交给了水手，自己也跑了过来凑热闹。他先是攀上了桅杆，试了试猎猎作响的帆布的手感，又跳了下来，说道：“方迎波给的这批帆布不错，我看比南方的都不差了。”
韩松点点头：“岂止不差，他们折腾这么久，也就出了这么一个好东西。我看城阳也干脆别产什么破商品布了，专产帆布得了。”
嗯，这帆面用的是新型棉麻混纺帆布。之前城阳工业区曾经做过一批纯棉帆布给海洋部试用，重量相比麻布减轻了不少，但是棉的强度不如麻，城阳工坊的纺织技术也不怎么样，结果大风时产生了撕裂现象。为此，他们又改进了配方，使用棉麻混纺，经线交替使用一根麻线一根棉线，纬线用两根棉线一根麻线。这看起来复杂，其实在手工织布时代和普通布织起来没多大区别。
但这也是基本操作，没什么特别的，这种帆布的真正秘诀在于提前数百年使用了上蜡工艺，也就是事先把线浸过防水油料再织布，可以增加布料的气密性和防水性。帆布如果不经过防水处理，风就会从纤维间稀疏的空洞中穿出去，降低推进效率。为此，传统的做法是织造完成之后再涂蜡或桐油，但这样用量不好控制，达到同样的气密性重量要大上不少，而且成本高昂。因此历史上有的船为了省钱，就用普通布料做帆布，行船时泼上水浸湿防漏风。东方硬帆之所以用竹篾编制而不用布，也是有出于漏风率低的考虑。相比之下，城阳出产的这种帆布真的是上好的防风布了。
说到这里，郑林又心痒了，回头对艉楼喊了一声：“计一下航速！”然后在十几根帆索里找出自己想要的那根，从固定处解开，用手拉着慢慢放下去，又提起来。
最顶层的帆骨随着他的动作先是下降，又升起来，牵拉起来并不费力——由于一系列新技术，最终造出的帆面不但用风能力更强，重量也比同面积的硬帆少了三分之二，整面帆都可以由一个水手收放，更别说这顶层的三分之一了。
他把帆索绑了个绳结固定回去，拍着手说道：“这么轻省，你说当时造的时候为啥不干脆把桅杆造高点，好挂面更大的帆？”
韩松道：“造的时候都定型了，哪那么好改，完全体还是得看新船。而且，”他在甲板上用脚点了点，“听，这还没多大风呢，就吱嘎吱嘎了，帆力再大，说不定哪里的结构就得出问题。毕竟是练手的船，不能要求太高啊。”
郑林点头道：“也是。而且这帆只是有个雏形，还没优化完全。回头给其他几艘船也换上试试……对了，头儿，你说，这帆软帆硬帆都不完全是，得起个特有的名号吧？”
韩松一愣，然后说道：“既然是类似机翼的原理，那就叫东海式翼型帆吧……唔，太长了，干脆叫海翼帆得了。”
郑林一拍掌：“好，就叫海翼帆！”
这时，后面的水手拿着表和记录纸来报告了：“报告舰长，之前五海里平均速度8节，最高速度8.6节！”
韩松一听就笑了：“很好，今天还是没什么大风，不然说不定能上九节。也不错了，这应该都甩出白羊号有一节了。行了，今天就到这吧，打信号通知他们返航！”
其实他们今天一共比了三轮。第一轮，由于海翼帆的用风方法和硬帆有很大区别，金牛号上的班组对海翼帆还不是很熟悉，没发挥出效果，甚至比白羊号还落后了一点。等到第二轮渐渐熟悉了，才持平甚至反超。而这是第三轮，完全上手之后终于表现出了显著的优势来。
两艘船逐渐调头回航，而此时海翼帆又展现出了一个优势——由于是利用侧风升力，所以可以调整帆面角度使得升力垂直于船体，从而获得较大的力矩辅助转向。因此金牛号比白羊号更快地完成了调头动作，等到后者也转向南行驶的时候，两者都差不多并驾齐驱了。
郑林命人降了顶层帆，与白羊号保持速度一致，又走上艉楼喊来了王广金他们，笑呵呵地吼道：“王兄，承让了！”
王广金嘴角抽搐，回道：“新式帆果然厉害，郑兄在上面都跑得这么快，回头我就给白羊号也换上！”
韩松也走上来，喊道：“对，还有起点、纵横，还有以后的新船，都换！”