哪位大神能给我点17-19实际风帆战列舰的资料

战列舰的构造~

战列舰是一种大型水面战斗舰艇，其主要攻击武器是大口径舰炮，其动力形式早期为风帆推进，19世纪中期后改为蒸汽动力。战列舰的主要特点是：吨位大，是个庞然大物，在海上航行时俨然一座钢铁城堡，战列舰吨位最大的是日本的“大和”号和“武藏”号，标准排水量64000吨，满载排水量72500吨；航速快，一般航速可达30～33节，续航力为10000～15000海里；火力猛，战列舰一般装有8～10门主炮，口径356～460毫米，射程20～25海里，此外，还装有12～20门中口径副炮（口径120～152毫米）和100门左右小口径副炮（口径75毫米以下）；防护力强，战列舰是一种重装甲战舰，在水线以上的舰舷、甲板、炮塔、指挥塔等部位都装有装甲防护，一般为150～400毫米厚，个别部位达400～500毫米。

战列舰是海军舰队的主力战舰和核心兵力，其主要任务是使用舰炮在海上歼灭敌大型战斗舰艇，也可用来压制和摧毁敌岸基目标。在二次大战以前，战列舰曾作为海军之魂称雄于世长达200多年，主宰着世界海洋。当时，谁的军舰吨位大、舰炮多、口径大、火力猛、装甲厚，谁就能取得海上战斗的决定性胜利，因而作为海上堡垒的战列舰曾名噪一时，各海军大国推崇备至，多次掀起军备竞赛高潮。于是，战列舰越造越大、火炮越装越多、装甲越来越厚，“大舰巨炮”制胜论统治着海军的军备发展。

战列舰是装备多门大口径舰炮，具有很强的装甲防护，曾作为舰队主力在远洋作战的一种大型军舰。在海战中，通常列成单纵队战列线进行炮战，所以称为战列舰。在战列舰中，还有一种速度更快，但火炮威力较小，防护较弱的军舰，称为战列巡洋舰。此外，早期的战列舰也曾称作铁甲舰、装甲舰等。

战列舰的发展按技术进步划分，大致可分为两个阶段：风帆战列舰阶段和蒸汽战列舰阶段。17世纪至19世纪中期，为风帆战列舰阶段。当时，战船都是木质船体，最大为三桅帆船，通常设2～3层甲板，两舷侧各开有若干小门，带有轮子的火炮置于甲板之上，通过舷侧门进行射击。17世纪，战列舰最大为1750吨，装有80～100 门火炮，舰员600～700人。18世纪，排水量增至2000吨以上，设三层甲板，装120～140门火炮。19世纪中期，排水量已达4000～5000吨，装有120～130门火炮，成为帆船舰队中最大的战舰。当时战列舰上的火炮多为固定炮塔的滑膛炮，需从炮口装填实心炮弹，19世纪初以后才改装从炮尾装填爆炸弹的火炮。由于炮塔不能旋转，所以作战时必须将战列舰一字排开，用舷侧数门舰炮进行射击。

蒸汽战列舰是19世纪中期以后发展起来的。18世纪60年代，英国开始了产业革命，80年代发明了蒸汽机，以后又逐步发明了船用螺旋桨、旋转炮塔线膛炮和钢铁装甲等，从而取代了装有固定炮塔、采用木质船体和风帆推进的战列舰。1849年，法国建成世界上第一艘蒸汽战列舰“拿破仑”号；1859年，法国又造成世界上第一艘木壳装甲舰“光荣”号；1860年，英国建成世界上第一艘铁壳装甲舰“勇士”号；1873年，英国建成世界上第一艘完全去除风帆、采用蒸汽动力的“蹂躏”号铁壳装甲舰；1892年，英国又建成世界上第一艘钢质装甲舰。至此，战列舰的发展趋于成熟，世界各国开始向大吨位、猛火力、重装甲、高航速方向发展。

1853～1856年克里木战争以后，战列舰开始采用钢质船体，满载排水量从10000吨增至12000吨，主炮改用线膛炮，口径从200毫米增大到300～350毫米，装甲230～450毫米，航速达16～17节，舰炮威力、装甲防护力、航速和排水量被视为战列舰的四大要素。

1904～1905年的日俄战争之后，大口径舰炮成为主要要素。1906年，英国造成当时最好的战列舰“无畏”号，它第一次不装副炮，而全部装10门大口径300毫米主炮，排水量达17900吨，航速第一次突破21节。“无畏”号很快成为各国发展的母型，并掀起了海军军备竞赛的高潮。当时，主炮口径已达380毫米，航速已达23～26.5节，排水量则达22500吨以上，从而导致“大舰巨炮”主义的出现。

1916年第一次世界大战中的日德兰海战中，英德舰队展开了世界上第一次蒸汽战列舰大海战，双方投入主力舰达68艘。这次战斗使战列舰开始重视加强自身的集中防护问题，普遍加厚舰舷侧及甲板的装甲，同时提高航速。

1921年11月华盛顿海军裁军会议签订的《美英法意日五国关于限制海军军备条约》，规定主力舰的标准排水量不得超过3.5万吨，主炮口径不得超过406毫米，美英日法意五国所限定发展的主力舰艘数和总吨位分别为：18艘，525850吨；20艘，558950吨；10艘，301320亿吨；10艘，221170吨；10艘，157500吨。在条约的限制下，战列舰的发展冷落了十几年，英国建造的“纳尔逊”号也只有3.5万吨，配3座三联装400毫米前主炮。

华盛顿条约从1922年1月起生效，至1931年底到期，之后，五国又在伦敦举行会议，续约5年，故推至1936年年底。在该条约终止前，各海军大国提前几年进行了大型战列舰的秘密研制，从而为爆发第二次世界大战埋下了一个伏笔。条约失效后，意大利首先开工建造了3艘41000吨级的“威内托”级，装3座三联装381毫米主炮，航速30节。随即英美分别建造了38000吨级的“英王乔治五世”级和37000吨的“南达科他”级，分别装 2座四联装 356毫米主炮和3座三联装406毫米主炮，航速27节和28节。法国建造了两艘 39000吨级和43000吨级“里舍利厄”号和“让·巴尔”号。德国也建造了两艘42000吨级的“俾斯麦”号和“梯比兹”号。日本的野心最大，它秘密建造了世界上吨位最大的两艘巨舰“大和”号和“武藏”号，排水量高达72500吨，装3座三联装460毫米主炮，航速27节。1943～1941年间，二次大战即将结束之时，美国建成4艘45000吨级“依阿华”级战列舰，因而成为世界上最后一级战列舰，自此之后，战列舰舰种宣告消亡。

二次大战以后，德日意战败，战列舰丧失殆尽；英法国经济危机不再发展；美国大力发展航母，战列舰也停止建造。1949年3月，除“密苏里”号战列舰暂留服役外，其余战列舰均封存起来，朝鲜战争中，由于要进行对岸轰击，又将“依阿华”级全部启封服役，但战后又觉没用，故于1954年又相继退役封存。1968年侵越战争中，“新泽两”号启封参战，但很快又被封存。1979年，里根炮制“600艘海军艇舰艇计划”时，感到除15艘航母外，还缺少核心战舰，遂又将4艘战列舰全部启封服役，并进行了大规模现代化改装，装了8座四联装“战斧”巡航导弹发射装置，4座四联装“鱼叉”导弹发射装置，4座近防武器系统，保留了3座三联装406毫米主炮和6座双联装127毫米副炮，4艘舰仅改装费就花了17亿美元。“依阿华”级舰是世界上装甲最厚的军舰，其舷部装甲307毫米，主甲板153毫米，炮塔184～440毫米，指挥塔近500毫米，而一般现代大中型舰艇装甲只有14～20毫米，护卫舰以下只有10毫米。目前，“依阿华”级战列舰已开始退役，预计到90年代中后期将全部退役。

2.战列舰在一、二次大战中的作用

战列舰是以大口径舰炮为主要武器的大型水面战舰，它是随17世纪火炮在风帆战舰上的广泛应用而诞生的。当时，战列舰参加的规模最大的一次战役是1805年的特拉法尔加角海战，英国舰队和法—西联合舰队共投入战列舰60艘。使用蒸汽战列舰第一次进行大规模海战还是1916年5月31日至6月1日在丹麦日德兰半岛西北海域展开的目德兰海战。当时，英国参战舰艇148艘，计84万吨，德国参战舰艇99艘，计48万吨。战争中，英国有3艘战列舰被击沉，1旗舰遭重创；德国5艘战列舰受伤，2艘沉没。这次战争进一步确立了“大舰巨炮”主义理论，使各国海军更加重视发展以战列舰为核心、以大口径舰炮为主要突击兵器的海上舰队。

1941年5月24日，德国战列舰“俾斯麦”号在北大西洋击沉英国战列巡洋舰“胡德”号，重创了另一艘战列舰“威尔斯亲王”号，于是，招致英国40余艘舰艇和舰载机的海空大围歼。“俾斯麦”号终于在5月26日被英国“皇家方舟”号航空母舰上的攻击机投放的鱼雷命中舵机，次日又遭两艘战列舰围歼，接着又被英巡洋舰分射的3枚鱼雷所击中，沉入海底。“俾斯麦”号的沉没是证明战列舰时代正面临航空母舰挑战的第一个强有力的信号。

1941年12月8日，太平洋战争爆发。日出动6艘航母上的354架舰载机偷袭珍珠港，炸毁美40余艘舰艇，几乎全歼太平洋舰队主力——8艘战列舰（5艘沉没，3艘重创）。这次战斗，充分说明“大舰巨炮”主义已经过时，航空母舰和舰载机已成为战列舰的强劲对手。于是，美国在太平洋战争中大造航母，三年零八个月中就有120艘航母服役。1944年10月24日，日本“武藏”号出航还不到3天，1945年4月7日，日本联合舰队司令山本五十六的旗舰、世界上最大的64000吨级庞大巨舰“大和”号出航还不到1天，就被美军舰载机炸沉，至此，战列舰已彻底丧失了它的霸主地位，失去了昔日的雄风。

1945年太平洋战争末期，美国“密苏里”号战列舰在硫磺岛登陆、冲绳登陆和袭击日本本土作战中，担负过对岸轰击和火力支援任务，并于1945年9月2日在舰上奉行了具有历史意义的受降仪式。当时，美方参加受降仪式的有太平洋战区总司令兼太平洋舰队司令尼米兹上将和盟军最高司令官麦克阿瑟陆军上将，日方参加仪式的有外相重光葵等11人，美、中、英、苏等同盟国代表和其他国家的代表参加了受降仪式。

战后以来，“依阿华”级战列舰在侵朝战争、侵越战争、海湾冲突及海湾战争中都发挥了重要作用，特别是在海湾战争中，以2艘战列舰为核心的水面战斗群部署于波斯湾内，对伊科前沿阵地和岸基设施进行了猛烈轰击，同时，还发射“战斧“巡航导弹对1300公里处的内陆目标进行了纵深攻击。

17世纪至19世纪中期，是风帆战列舰主宰海战的阶段。战船为木质船体，最大为3桅帆船，通常设2~3层甲板，带有轮子的火炮置于甲板之上，通过舷侧门进行射击。17世纪，战列舰最大为1750吨，装有80~100门火炮，舰员600~700人。18世纪，排水量增至2000吨以上设3层甲板，装120~140门火炮。火炮多为固定炮塔的滑膛炮，需从炮口装填实心炮弹。19世纪中期，战列舰排水量已达4000~5000吨，装有120~130门从炮尾装填爆炸弹的火炮。由于炮塔不能旋转，所以作战时必须将战列舰一字排开，用舷侧舰炮进行射击。

削甲板后的战舰吃水减少、下层炮门离水面更高，可以在风浪更高的海况下使用；

  这样的战舰桅杆必须加高，否则战舰摇晃更加剧烈、迅速，轻者令乘员不适，重者折断桅杆，这是前文(http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404014147837805290&mod=zwenzhang )提过的船舶“初稳性”决定的。胖达不是物理学科普，不爱列公式，等今后专门批讲风帆战舰史上的惨痛翻船事件时候再来形象地解释这个基本原理。这个原理19世纪上半叶的船厂工程人员大体了解。

于是，经过削甲板改装的战舰航速更高：首先是因为桅杆更高，帆面积更大、推力就更大；而且越是高处远离海面的气流越规则，不受海面波浪不规则形态的干扰；并且高处风速更快，而风速造成的推力随着风速平方迅速增加，只随帆面积、空气密度线性增加，这样高处风速快，虽然空气密度稍低，但是“呼吸高层的空气”，推力显著增加。其次是因为战舰吃水浅、阻力小；风帆战舰依靠风力只能达到最高十一二节的航速，绝大多数情况下只有1~3节的可怜航速；这种航速下，对于长度最长只有50、60米，但有十几米宽的风帆战舰而言，主要阻力是船壳表面和水体的摩擦力，吃水浅沾水的湿面积就小，阻力小。

风帆战舰航速高就是舵效力的提高。今天的动力船舶在静水里、航速为零的时候，也可以操舵，因为螺旋桨自动制造局部水流吹拂舵叶让它发挥作用。帆船就不行了，必须有天然的水流流经舵叶让它发挥作用。船舶的舵就是飞机的机翼，通过流经舵叶左右侧水流的流速差别产生侧推力。于是航速更快的帆船舵更听话，只要稍稍偏转就能产生调头要的舵力；同时偏角小的舵制造的尾部涡流小，打舵造成的阻力就小，打舵时帆船航速降低得也少。

于是人们意识到，甲板层数越少、越“扁”的战舰，就像大型巡航舰一样，1）底舱大、装载后勤物资多、自持力强；2）炮门距离水面高，在满载时仍然可以达到一米九以上，大风大浪中放心使用；3）快速性和操纵性比过去多层甲板累赘之下的战列舰有令人耳目一新的提升。但是甲板层数越少，火炮数量也越少，就只能通过加长船体稍稍弥补，于是19世纪初开始，战舰越造越长，战舰足够长、足够宽大，即使是三层甲板的战舰，在比例上也就更接近性能优秀的大型巡航舰。

但是过长的木制结构会遇到什么问题？当时人们怎样克服呢？且看下三回：19世纪初造船工程技术的新发展。

 

上图，18世纪末、19世纪初一艘“科幻战舰”，就像今天美国朱诺沃尔特一样。纤瘦的高速舰体，每侧16个主炮炮门，堪比120炮一级战列舰。低矮到几乎没有的艏艉楼，最大限度降低艏艉楼对侧风时操纵性能的干扰。这个形态的船在整个名录里也没查到，虽然图注注明是1795年的48炮巡航舰模型。整个装饰风格确实是18世纪末没有经历战时改装时的模样，但是船体造型太先进了，有可能是当时的“概念”设计。这种形态就指向未来最合理的船体比例。

 

 

19世纪初，战舰向大型化发展。同样数量的火炮，放在越长、层数越少的甲板上，战舰综合性能越高。18世纪末三层甲板的90炮二等战列舰，最高一层炮只能是12磅炮；19世纪中期两层甲板的90炮二等战列舰，相当于把最高第三层甲板的12磅轻炮全换成了两层甲板上的32磅主炮（炮管长度不同）；这更大更长的战舰快速性、适航性更是18世纪末战舰不能比拟的，当然造价也不能同日而语。发展到极致就是类似下图。

 

上图是法兰西蒸汽辅助动力战列舰拿破仑号，舷侧炮门20个，也就是两层甲板的100+炮战列舰。这是蒸汽动力首次运用于海军主力舰，在此之前只有图中右侧中景的明轮蒸汽巡航舰，带有试验性质。这就是19世纪50年代法国占得技术先机并希望以此挑战乃至颠覆英国海上霸权的一次尝试，此后10年1860年代的铁甲舰、1870到1880年代的撞击舰与鱼雷艇等等，都是法国最先提倡，希望以新技术优势挑战英国完备工业技术体系整体效率的例子，当然最后都不幸归于失败。

为了能将木头战舰造到上图拿破仑号那样60多米的“极限”程度，19世纪英法两国发展出新的造船技术，以最大限度利用木材的特性，几乎将木材这种材料的能力发挥到极致。

那么木头用于建造船舶，有哪些缺点限制了舰体的加长，必须克服呢？

和钢铁比起来木材自然是差劲得多的结构材料，1）强度低，2）构件之间不容易连接。这两个因素合起来让木头战舰不能造得太长。

 

上图是1665年英国斯图尔特复辟时期的一等战列舰全肋骨“海军部”模型，短粗的三层舰体与前面纤瘦的拿破仑号形成对比。

木头强度远不如钢铁，这似乎是日常经验，筷子可以撅断，不锈钢勺子只能通过不停快速摩挲勺子的把来让它升温变软后再反复弯折、金属疲劳而弯曲（这种魔术甚至“气功”表演比比皆是）。

首先，在受力的时候，譬如船舶摇摆、升沉、大浪拍击船体侧，木造船舶的木头结构更容易发生形变。任何材料，受力不大，就只是暂时形变，外力撤去后还能弹回去，这就是弹性形变，比如大雪压弯松枝；如果突然很大的受力，或者长期不撤去的“荷载”，材料变形回不去了，甚至材料抵抗不住外力而产生裂痕。前者就是”塑性形变”，比如交通事故汽车外壳变形，后者材料就算完全废了，比如泰坦尼克号最后断成两截。和钢筋铁骨的现代船舶相比，帆船船体受力形变的程度明显得多。举个例子，比如在大浪中使船，舰面大舱口的舱口盖都必须用木楔子甚至钉子固定好，否则，当大浪拍击船体，特别是拍击舷侧的时候，船就像被一只大手捏紧的气球，里面的空气只能循着大舱口往外冲，能够把没有固定的舱盖冲飞。

 

上图是19世纪30年代末代英国东印度商船（英国东印度公司这个垄断企业在1835年终于解散），舰面可见三个舱口盖，在大浪里遭受拍击的时候，就像刚装了开水的暖壶，盖子必须盖严，否则被空气冲开。（本图感谢一位香港网友拍摄当地某博物馆照片）

木头强度低还意味着，承载越大的载重，木料就需要越粗大。然而，首先，到19世纪初，英法已经造了150多年的大型帆船，天然大型木料很难找到；其次，粗大的木料自重也更大，于是越粗大的木头承重效率也越低，最后单纯自己的重量恐怕就把自己压弯了。比如1860年到1870年间的英国铁甲舰，有全新打造的铸铁铁甲舰（钢要等到1880年代），和旧木头战列舰改装的木体铁甲舰。后者木头结构的船体自重和载重几乎一样，而前者铁船体的自重比载重轻数百吨，这差值就能更好地分配在装甲防护和蒸汽动力系统中。

胖达我喜爱的旧帆船改造木体铁甲舰，1862年的皇家橡树号。

木头构件之间彼此不易连接，所谓“连接”就是需要一个木头构件的受力能够传递到另一个上面，这样船体结构才能成为真正连贯的一个整体，所有应力都能尽量平均，不至于让局部某些结构快速疲劳、断裂。直到二战前，人类主要的钢铁造船技术都还是用铆钉，如下图。铁甲舰上的铁船壳的铆接（刘煊赫先生的图，甲图是铆接铁板的捻缝防水。）这样虽然不能完全水密，比不了焊接，但是两张船壳板就像变成一个结构一样，能够传递应力，在钢材的脆变温度以下，甚至裂痕都能跨过铆接部位传递到相邻钢板上去——泰坦尼克号断成两截就是因为水温太低，船体脆变的裂痕又能够能过铆接的界面长距离传递。钢铁的船体风浪中受力形变又小、各个构件又能连贯成受力的整体。这两点上木头都做不到。木头根本没法像钢铁那样彼此连接。

 

 

 

钢铁是金属碳合金物质的一种结晶样的状态，它里面在宏观上是完全连贯的，只有显微视野下才能看到各种不同形态的生长结构，这些结构决定钢铁的宏观机械、传导性能等等。比如形成“奥氏体”这种胖达根本不知道是啥玩意的微观结构的钢材就不会像泰坦尼克号的钢板一样低温下突然变脆，产生宏观裂痕。木头就不同了，肉眼可见贯通材料的纹理——“年轮”。木头就像牛肉一样，是许多木质部纤维平行排列成的，这些纤维彼此之间的连接强度，远远赶不上一根纤维内部，所以说“劈柴不照着纹，累死劈柴人”。这样钉子钉进木料里，原本就是破坏了木材结构的连贯性，而钉子对木料的紧固压力，也只能波及钉子附近小范围内的木质纤维，更远处的只好旁观，因为它们彼此之间没有钢铁显微结构那样的紧密连接。

钉子如何固定木料呢？

 

固定办法就像这张让人瞧着头皮发麻的图片一样。这是一幅战舰舰首结构纵剖图。各种拼接在一起的木料都用实线勾勒出轮廓，许多大通条，从大致垂直于木料走向的方向，把好几层木料打穿，这就是木料的固定。所用的就是锻铁打造的铆钉。跟今天一提“铆钉”想到的螺纹钉不同，当时虽然也能手工攻丝，但是成本太高，所以铆钉就是大通条。具体木材铆接工艺不久之后介绍。总之两个木构件、甚至数个木构件被一根铆钉紧固在一起。这时如果战舰是在风浪中航行，那么船体就会承受应力，各个构件受力就会发生弹性扭转、弯曲。比如像下图，战舰在风浪中横倾，右侧那边的大炮和上层结构件全部都要压到水线下的船体上去，左侧迎风一边的大炮和上层船体构件却有相互间拉散开的趋势。

 

这样，受力形变的木头构件之间，就把紧固它们的铆钉来回拉扯、错动。木料很粗大，铆钉为了不破坏木料整体结构只能细很多，这样整个木料拉扯铆钉产生的压力，全部集中在铆钉附近的木料中，很快这些木质纤维就被铆钉压迫变形，铆钉的钉子孔就疏松、扩大了。这样木料之间就能够相互错动。这种海上波涛中承受应力、木材形变、钉子活动导致的木料松动和相互错动，英语里学名“working”。胖达我就叫错动吧，很好理解。

这错动有多大呢？一个19世纪后期累积资历官至上将的英国老头回忆，他年轻的时候当海军侍应生，那还是在帆船上。船在海里摇晃，比如左舷摇到上图迎风的位置、高高扬起，甲板横梁和甲板下支撑肘之间“张开大嘴”，他们趁机塞进去许多榛子，等到摇晃到上图背风位置，甲板横梁和支撑肘“闭嘴”就能磕碎坚果。下图是胜利号上的甲板下结构，都漆成白色增加室内亮度。黑色大炮左手边就是甲板过梁下面支撑肘，头顶可见各种纵横梁。

 

可以说，木料构造的整个战舰（如下图），就是数百个结构件在有限的上千个点上做了局部固定。

 

这样看起来不太牢靠的结构，首先会在风浪中各种松动；其次整体上存在一个很大的问题，也就是整个船体变形的问题，这是始终困扰风帆时代工匠与设计师的问题，限制了风帆战舰的最大长度。下回结合风帆战舰的总体结构布局，追忆下风帆战舰船体结构会受到的种种磨难。

 

木头结构在风浪中受力变形、钉子松动，最后船体的木头构件相互错动（Working）。这种现象再加上战舰总体结构的特点，最后导致了船体整个的变形。这就成了始终困扰工匠、让战舰无法造得长度很长的原因。

首先，战舰的总体结构是什么样的？

战舰肋骨结构（右舷），为了显示肋骨排列，每隔一副肋骨就锯掉一副肋骨。

如上图，战舰就是一根笔直的龙骨上横向固定很多很多副肋骨，肋骨内外再纵向固定很多很多条内外壳，如下图。

 

上图，战舰肋骨-船壳结构（左舷），上层可见还没包裹船壳的密距肋骨，下方是一条条粗细不一的各色船壳。

没有铺设甲板条的中层炮甲板，可见粗细甲板横梁之间，逐段拼接的纵向甲板梁。

除了外壳，战舰内部还有1到3层搭载火炮的甲板，战列舰和大型巡航舰的炮甲板以下还有一层堆码物资的最下甲板（Orlop）。这些甲板由纵横甲板梁搭建而成，上面铺设甲板条供人员通行、布置火炮和舱室。上图的模型胜利号就有四层甲板，这些甲板的纵梁、甲板与船体侧壁相接处的纵向支撑材、甲板梁上铺设的甲板条，都是加强战舰纵向强度的构件。

 

17世纪80年代的一等战列舰布里塔尼亚号上下分体模型，所有甲板都没有铺设甲板条，露出下面的支撑结构。取下上半部，可见下半部分展示出炮甲板上粗大的纵横梁材。

所以风帆战舰的船体就像一个木桶，桶底是龙骨，肋骨是拼成侧壁的一根根竖条，船壳则是箍紧竖条的环箍。这样的一个整体结构，龙骨是许多片拼成、每一副肋骨也是，船壳更是砌砖一样的一片片，而且所有构件之间只是在有限的点上相互连接。这数百构件在数千个有限点上相互固定的结构在大风大浪中能坚持几年？坚持不了几年。

一艘战列舰，如果服役期间一多半时间在港内撤去大炮、帆装而定泊封存（Laid up），一小半时间在海上服役，每次任务几个月到一年，然后入干船坞“小修”（Minor Repair），即更换局部疲劳磨损以及发霉腐坏的构件，那么整个船体结构大约可以维持10~15年，英国有很多服役数十年甚至上百年的战舰，那其实是前文（http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404017384330544098&mod=zwenzhang）所说的、执政党的花名册手脚，以“重建”（Re-built RB）的明义建造新战舰，规避在野党的攻击。比如1737年的第三代胜利号，她名义上是第二代胜利号的重建，可是“重建”之前10年，第二代胜利号已经拆毁，尚堪使用的木料保存在库房里了。下图，带有高大四层尾游廊的第三代胜利号。这四层尾游廊是她的辨识特征，她最后在风暴中失事，跟高大的尾游廊不无干系——尾部过于沉重影响侧风位时的操纵性。根本原因则在于该舰舰体的各个构件已经疲劳松动，最后舰体风暴中解体了。造成这一惨祸的根源则是：一方面，传统英式造船习惯已经不适应18世纪上半叶这样大型化的战舰，需要引入更新的造舰技术，比如当时法国的造舰工艺（当时法国罗切斯特一位总工程师化妆侦察，深深体会英国拘泥传统，许多设计和工艺并不合理。）；另一方面，这样考验英国造船工艺极限的船体还要承担28门42磅炮每尊三吨多的重量，在詹金斯耳朵战争中频繁穿行风波里，实在不堪重负。根据这位法国间谍的记述，胜利号刚造好时在船台上船体结构就显出疲劳磨损以及发霉腐坏的迹象。此后几次大修都不解决问题，该舰搭载的倒数第二任舰队司令更是坚信该舰不久后就会不堪重负，愣是讨要到退休令逃过一死。（17世纪传统英国造船技术和18世纪以来法国较为更加合理的造船技术，不是一朝一夕、在这里可以详细描绘的，待到遥远的将来。。。）

 

 

如果战舰因为战事紧急，去往美洲加勒比殖民地长期连续服役一年以上，因为那里干船坞基础设施缺乏，热带水域多海洋生物破坏船底船壳、多飓风天气，这些船回航西欧后就像从小踏上奥运征途多年的退役老运动员，浑身伤病。此时只好入坞大修“Major Repair”，许多地方需要扒掉内外船壳和甲板条，露出下面的结构材料，大段大段地更换材料。这样如果还能算是原来那艘战舰的话，船体寿命也是十来年。

如果是战时应急建造的战舰，使用了采伐后不久，尚没有充分干燥的木料，木料含水量在20%至50%之间，当战舰内部层层甲板封闭起来不见太阳光，木头战舰又并不水密，那么船壳木料缝隙里积存水分、造成潮湿环境，就开始让霉菌阴滋暗长，真菌一方面分泌消化酶降解木制纤维的木质素高聚糖，一方面真菌菌丝积存盐分形成高渗透压而吸干木料水分，最后木料就化作齑粉，这种腐朽当时人称为“Dry rot”，因为不是木料泡在水里朽坏的——实际上泡在水里隔绝氧气，真菌无法滋生，再加上海水，就可以杀死其它陆上寄生生物，所以英法船厂都有大水池用海水浸泡保存船体的橡木材料。未干透的新木料造的船体寿命超不过5年，带有部分腐朽的木料更抵抗不住风浪的拍击，迅速松动。

风浪中错动（Working）与甲板下阴暗处的霉腐（Dry rot），最后整个船变得不堪使用。曾经有记载一艘长期海上服役的轻型巡航舰回到港内后进入干船坞，水排掉后船体就解体了！因为失去了水体对水下船体的侧面支撑，肋骨就像环箍不管用的木桶一样散开了。同样，17世纪70年代也有一个记录，维修时已经拆除了一部分水线以上的船壳、甲板条。这个时候放掉干船坞里的水，因为船体结构件之间已然松动，少了水线以上船壳、甲板条提供的纵向连结，肋骨也开始散了。只好把船底凿穿放水进来挽救船底结构的整体变形。同样，风暴中船底开裂进水的例子也很多，也留下了一路保持水泵人力排水而免于沉没、逃回港口的记录。当大风大浪中，风鼓起帆，帆就拉扯着桅杆，于是桅杆就成了一根撬杠，如上图，可以撬开船底的船壳造成漏水——其实风吹帆，帆带动桅杆，桅杆撬动船底，这就是帆船推进的原理，只不过日常没有这么明显的撬开船底船壳。比如当年五月花号预备带着清教徒开往北美，其实这帮来自英国内陆的乡巴佬清教徒之前出航过一次，可是因为他们寓居地荷兰的商人心眼坏，就借着他们乡巴佬不懂航海的机会，骗他们买更高的桅杆，推力大说不定去得快，结果桅杆过高，漏水太多根本没法横渡大西洋就只好回来了。

 

胜利号纵剖视图，可见三根桅杆都是直插到龙骨的。

以上多是各个局部的问题，只要小修、局部替换损害的构件即可。还有一类严重的、除非大修或重建不能解决的整体问题，这就是战舰整体变形，也就是龙骨变形。龙骨上弯、下弯、侧弯，就好比人的脊椎畸形，无论是鸡胸驼背还是脊柱侧弯都严重影响内脏等的正常定位和功能。比如美国的宪法号重型巡航舰，该舰于18世纪末计划、建造，19世纪初造好入役。到了1812年英美之间爆发冲突的时候该舰已经服役了快10年（以上数字都是胖达的记忆，应该不准确，请看帖的朋友指正），这时候宪法号来了一次“大修”，其实这样不一定比每年如无小修省钱。这时候宪法号的龙骨已经变形，这种变形有多大呢？不到50米长的龙骨的中腰部分，可以比首位部分拱起来数十厘米，也就是形变达到总长度的百分之一以上。这样原本密集排列的肋骨之间就开了缝、张了嘴；原本留下来的、比较小的肋骨间距也拉大了。各个甲板条、内外船壳之间的缝隙也错动、张开了，里面为了防止漏水而填埋的松树胶油裹着麻絮也跑出来了。 

 

上图，美国纪念1812年战争200年，于2012年发行的宪法号邮票。油画来自某个博物馆藏的某位画家系列作品。

就是这个龙骨变形问题限制了帆船船体的长度。而且设计师和工匠们分析，这是因为木料强度有限，战舰纵向强度不足。所以只有三层炮甲板的一等战列舰，因为甲板层数多，纵向加强件多，所以才能造得最长；像宪法号这样一层炮甲板却比英国74炮战列舰还长（胖达我的记忆，数据未现场核实），是一定要龙骨变形的。

要解决这个问题，打开通向大型化的大道，就要先分析这个问题的具体原因，当然了当时18世纪末、19世纪初的造船老司机可不是爱丁堡大学帮助瓦特改进蒸汽机的教授，他们只会按照自己的经验与感受提出解决方案。

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