但是,四角帆的缺点也很明显。
那就是船帆并不能直接迎风,只可以进行一点点微调来借力。
当逆风、侧风、乱风的时候,不仅航速缓慢,而且非常危险。
对比东西方在这个时期四角帆的发明和使用,双方方并没有什么明显的分野和差异。
差别,主要出现在三角帆的发明和使用上面。
三角帆,又称拉丁帆,最早由阿拉伯人所发明。
三角帆架在三根桅杆上面,根据不同的风向,可以随时转换船帆的迎风角度和方向。
同时,还可以根据风力的大小,随时机动升降厚薄不同的船帆。
三角帆,并不像四角帆一样是固定在桅杆之上的。
因而,更换船帆、变换迎风角度,都需要根据船航行的实时动态变化进行。
这使得三角帆船的操帆工作,变成一件异常考验体力、耐力、经验的事。
但是,三角帆的出现,为船只在不同的风象条件下快速、安全航行,提供了有力的保障!
这是一种大进步!
顺风情况下,四角帆能利用其面积大、结构坚实的特点,给航船提供充足的动力。
但是,常在水上漂,哪能皆顺风?
逆风、侧风、回旋风……都是大多数!
所以,在有了三角帆后,就能通过对迎风角、软硬、大小……的灵活调整,从容应对复杂海况!
三角帆逆风行驶的原理,和飞机的机翼使用原理大致相似。
按照阿布前世关于空气动力学的知识可知,这都是利用了物理学中的伯努利定律。
即当风吹过时,三角帆因为两侧风力大小不同,而向一侧张开。
此时,上方的空气流速较快,下方的空气流速较慢,因此引起的气压差便会对船只产生一个侧向的合力。
当这股合力和船舵方向、以及当时的水流方向相互作用,便能让船沿“z”字形比较平稳地蜿蜒前行。
在这个时期,大食人已经开始广泛使用独桅三角帆船,航行在印度洋、红海和波斯湾地区的海面、内河之上了。
据说,来自欧洲大陆的横帆船舶见到这种更为先进的用帆技术,很快就将其搬上自家的轻型多桅帆船。
有三桅的便将后桅挂三角纵帆,有四桅的将第三第四桅都挂三角帆。
这种四角帆和三角帆混合使用的用帆技术,极大地促进了世界航行史的进步。
阿布的粟末地远洋和内河军,其船上使用的用帆技术,就是学习于此。
是的,这就是通过搜影在满世界搜集各种智慧遗产、新兴技术、人才的时候,获得的科技成果之一。
其实,在蓝色的大海上航行,最关键的东西,还是导航技术。
首先,是季风导航术。
最早的大中华先民,航海时使用的导航技术,是季风航海术。
对季风的认识,华夏人早在夏朝就开始了。
那时候,华夏古人早就掌握了西太平洋与北印度洋的季风规律,利用季风和帆船,开始探索蔚蓝的大海。
东汉应勋的《风俗通义》中说:
“五月有落梅风,江淮以为信风”。
落梅风,即梅雨季节以后出现的东南季风。
这一时段,人们对季风的利用还比较被动,只有利用季风,才能做远洋航行。
晋代高僧法显访问天竺(身毒、印度),是乘着海船从海路回国的,到爪哇岛(印尼、诃陵国)停留等待季风,时间长达五个多月。
远洋军的技术部门,已经搜集积累了大量的东部、南部海洋的信风数据和资料。
他们还邀请沿海的老船户口述经验,并持续的开展关于这方面的记录和测量。
这时候,对风的研究,华夏已经是世界领先国家。
传说中的炎黄时代,已设有“风后”一职,专门负责测风工作。
王嘉《拾遗记》中,就有“帝使风后负书”的记载。
首先,是风向的研究成果。
战国末年,已有八风之别;到了大隋,风向概念已经发展到了二十四个方位风。
伣,是一种在商代就开始使用的简单的风向仪。
在风杆上系布帛或长羽作为示风器,即可判断风向。
五两,是开始在秦汉时期被广泛使用的测风仪。
用五两或八两重的羽毛制成侯风旗,灵敏度相当高。不仅可以观测风向,还可以判断风力大小。
相风乌,是汉代用木和铜两种材料分别制成的测风仪。铜质的相风乌,也叫铜凤凰、铜雀。
经过科学家张衡的持续改进,能够“遇风乃动,察其所自,云乌动百里,凤鸣千里”的优异性能。
到了隋朝,虽然相风铜乌性能更加高超,但常用的测风仪器还是伣的改良版——五两和相风旌。
其次,是风速的研究成果。
华夏先民常用的测量分速的方法,就是“羽葆测风”。
不仅能观测风的方向,还能根据羽毛被举的程度大体判断风速,算是最早的风速计。
1500年,意大利科学家达芬奇才发明了这种测风速的方法,比华夏将近晚了一千年。
观风向,测风速,历代王朝一直在用。
地方官署布有占风旗,行军打仗有羽葆测风,水利方面有相风乌。
在风的分类上,古人不仅会观测水平方向的风,还会观测非水平方向的风,如旋风、颓风、飙风和扶摇风。
有风向,有风速,自然就会有风力。
但这个,从古到今只能靠观察,且不可参考,最终只能用风速来表示力量强弱。
但不管如何,华夏人还是在这方面不断地进行着探索和记录。
《尚书》有记,“天大风,禾尽偃”。
殷商甲骨文记载中,有商周时关于风力等级的最初分类,如大风、小风、周峰、狂风等。
在阿布穿越到的这个时代,马上将会有一个猛人横空出世,并会成为世界史上第一个给风定级的人。
他的名字,叫李淳风。
其着作《乙巳占侯云法》中,将可观察的风分为八级,不可观察的风为两级。
一级叶动、二级鸣条、三级摇枝、四级落叶、五级折小枝、六级折大枝、七级走石千里、八级拔大根。
不可观察风,为上无风、温和尘埃不起风两种。
风力等级,已达十级。
就测量方法,李淳风在《观象玩占》中说:
“凡侯风必于高平远畅之地,立五丈竿,以鸡羽八两为葆,属竿上。侯风吹葆平直,则占。”
再说另外一种航海导航技术,它就是地文航海术。
地文航海,就是根据陆地、海面的事物标志,来确定航船的位置并引航航行的方法。
按照阿布后世航海学的定义,地文航海术的主要内容,包括航海基础知识,航线设计,航迹推算,陆标定位以及航行方法等。
在没有雷达、卫星、罗经等技术手段的时代,古代人只能用裸眼可视条件的地文航海术。
所以,也只能将航程保持在大陆海岸和相近的孤岛之间。
亚洲大陆东南海岸的特定自然条件,决定了古代东亚航海主要采用地文导航。
这个时代航海的动力,主要是风力和洋流,人力和畜力只起到很小的作用,所以其航速和航线主要受季风、天气等海况决定。
所以,随时掌握航船的方位,成了安全航行、保持正确航向、乃至到达目的地的最重要保障。
大中华古海船的地文导航术,主要采用的是陆标导航。
水手必须牢记航线上所有的标志物。
如岛屿、陆岸上的地标方位和地貌,并且要具有从各个方向、各种气候条件下快速准确的辨识出来的能力。
此外,用于确定航船方位的辅助手段,还包括海底地貌识别法。
例如,用绳尺测量水探、察看海水水色、观察特定区域水生物、感知海面水温、用涂蜡油或黄油的铅坠粘海底泥沙以核查海床土质,等等。
无数水手、舵师、海商,会将航线上的所有参照事物及参数,绘成秘图,写成密文,传承给子孙后代。
更有甚者,往往既无图、也无文,全部像陆地上古老说唱史、诗歌,都是用嘴巴和脑袋来进行传承。
他们,就是有生命的移动的导航设备、导航师。
在茫茫大海上,整条船的命运都掌握在他们的脑袋中!
秘图、秘文、密语这东西,实可谓不传之秘,千金难求。
一张航海图、一本海路经,往往受制作者的文化水平、个体利益等的影响,变得五花八门、晦涩难懂。
但不管怎样说,这些资料后来发展成为更路簿、针经和海图等宝贵资料。
在这上面,粟末地搜影团队,可是花费了大量的金钱和精力,还有一些见不得光的手段。
这一点上,真有点厚黑和野蛮,甚至有点无耻。
不过好处是,许多原本要湮灭在历史烟尘中的宝贵资料,总算得以流传下来!
再说说第三种导航术,天文定位导航。
天文定位导航,就是利用对天空中的星座、日、月测量来确定航船位置和航向的导航技术。
春秋战国时期,利用天文学知识进行海上航行导航,就已经开始了。
那个年代的人们,早已经对天相二十八宿、其他一些恒星,进行了精确的定量观测,并取得了引领全世界的成果。
人们在海上航行,即利用北极星、阳、月亮为海上基本导航星标。
到了秦汉时期,导航技术全面提高。
《汉书·艺文志》中记载,西汉海航的占星书册,已经已有《海中星占验》十二卷,《海中五星经杂事》二十二卷等,总计达一百三十六卷之多。
这可是华夏、乃至全世界最早最全面的天文导航科技成果,也是华夏古代航海人用血泪和汗水总结出来的天文经验和规律。
其内容,就是各条航线对应的星宿、日、月位置,并用具体方法判定其航线和位置。
搜影的汇总情报显示,现在已经有海商在利用某些技术和工具,通过测量北极星距离地面的高度,进行海上航行定位。
这消息,既让阿布感到震惊,又让他分外高兴。
如果这一消息是真的,那么测量地球子午线、测量地球大小、测量地月高度……
天啦,这个时代,难道真的要跨越僧人一行的高度,全面起飞?
那么,是不是说,享誉前世航海史的牵星术,会不会提前被发明和创造出来?
牵星板?牵星图?星光导航?
……
现在,粟末地远洋海军需要重新补齐的短板,主要是对海洋潮汐、航路海图,以及船舶操纵的综合技术如操帆、操舵、测深、用锚等技术,需要持续补强和学习。
这个没办法,只能通过反复的通过远航勘测、亲手绘制、实地航行才能完成。
需要的,也不仅仅是时间。
还有汗水,甚至是血泪!
至于航行中的重要工具,由于粟末地工业科技的发展,已经获得了很多创新性成果。
利用墨家在《墨经》关于凹面镜技术发现,进而利用光学玻璃大进步,又倒腾出凸面镜、锡汞齐的水银玻璃镜……
于是乎,各种规格的单孔、双孔光学望远镜,散光、聚光眼镜、多规格显微镜、探照灯……被陆续发明出来了。
在此期间,借用淮南王刘安《淮南万毕术》的名义,阿布又指使人鼓捣出的哇塞牌潜望镜!
偷窥神器啊!
要不要搞出单面镜?
阿布一直在犹豫,还是先把利用“银镜反应”制作的镀银玻璃镜做出来再说。
毕竟,虽然水银玻璃镜太赚钱,可那玩意儿有毒,还有不太光亮的特点。
阿布要的,是镀银、镀铝玻璃镜。
纤毫毕现,那才叫完美!
远洋船队除了大量使用光学设备外,还提前用上了高精度指南针和简易磁罗盘。
不说“司南”了,这玩意儿在大海上没用。
现在,由于粟末地对于磁石、磁力的认识,已经可以掌握比较高级的人工磁化加工技术,比如磁铁的提炼和加工。
这让具有后现代风格的指南针、磁罗盘这样的海上导航仪的产生,奠定了坚实的基础。
这时候,已经不再是那种简单的水浮针,也没有了所谓的“以针横贯灯心(即灯心草),浮于水上,亦指南,然常偏丙位”的记录状况。
但是,关于水浮针“常微偏东”或“常偏丙位”(即正南偏东15度)的现象,已经被粟末地科学家敏锐地观察到,并记录里了下来。