舵引航向 乘风破浪

——中国古代重要科技发明创造(二十八)

  • 来源:科普时报
  • 作者:王渝生
  • 2024-06-27 09:43

余生趣潭

清末学者俞樾有《舟中三君子诗》,写舵、篙、纤。第一首《舵》诗:“路当平处能持重,势到穷时妙转移;只惜功多人不见,艰难惟有后人知。”此诗是借船行时舵所发挥的作用,指出人们在遇到艰难险阻时,要像舵一样拨正航向,劈波山,穿浪谷,向前驶行,哲理蕴藉,给人启迪。

舵是用来操纵和控制船舶航向的,一般位于船尾,又称船尾舵,它是中国造船技术领域的一项重大发明。

船舵在商朝已经使用,其形制经历了几个阶段的演变。

在舟楫活动早期,航向靠桨操纵,尾部的操纵桨因逐渐增大桨叶面积而演变成舵。

1955年,广州东汉墓出土的陶船模型设有船尾舵。其特点是,舵杆位置在舵面中部,舵面呈不规则的四方形,但还不能沿垂直的舵杆轴线转动,这是一种原始形态的舵。

东汉许慎所著《说文解字》和刘熙所著《释名》等,对舵都有解释,说明舵的应用在当时已相当普遍。

到唐、宋时期,船尾舵日臻完善和成熟。有的舵叶面积延展到舵杆之前,使舵杆前后的水压力比较平衡,从而让转舵省力,称为平衡舵。有的舵在舵叶上开菱形小孔,使舵叶两侧的水相通,转舵既省力又不影响舵效。有的舵加设悬舵索和绞舵装置,以便根据航道深浅调整舵叶入水深度,舵降下可提高舵效,舵提起可得到保护。后来,大型船舶增设了操舵装置,由滑车、绳索等组成。

唐代开元年间,郑虔的一幅山水画中展现了转轴舵的形象,它的特点是舵柱垂直入水,舵叶面垂直于水面,可以绕轴转动,这才是真正意义上的船尾舵。这说明最晚到此时,或者在唐之前,中国已经出现舵叶面绕轴转动的船尾舵。

北宋时期,转轴舵得到普遍应用。张择端在《清明上河图》中描绘的船舶尾部,全部使用了转轴舵,并且已经发展成为平衡舵。平衡舵的特点是在舵杆朝向船头的方向上也有一部分舵叶,舵力的作用点离转动轴更近,从而使转舵时更为省力。中国古代还有一种开孔舵,其特点是舵面上有许多小孔,也可以起到转舵更省力的作用,并且由于水的表面张力作用,也不会对舵的性能造成影响。

由于船航行时水域深浅不一,舵后来又演变成为升降舵,根据水深调整舵的高低位置,用辘轳对大型舵进行升降。西方的船尾舵安装在尾柱上,称为尾柱舵,从13世纪开始使用,比中国晚5个世纪。

大船的尾部还可以修建舵楼,专门用来操纵舵。古诗多有描述,如宋代叶梦得的《水龙吟·舵楼横笛孤吹》“舵楼横笛孤吹,暮云散尽天如水”;明代杨子善的《书怀》“舵楼空阔望京华,芦荻江枫岸岸花”;清代陈去病的《中元节自黄浦出吴淞泛海》“舵楼高唱大江东,万里苍茫一览空”。

有趣的是,当今一些浪漫的文学作品中也出现了“舵楼”一词,指的是塔形建筑物或城市中心的地标性建筑,给人以指路的作用。如堪舆家认为,镇海楼是广州古城的“舵楼”,这是因为古广州城就像一只大船,城中的花塔和光塔就像船上的桅杆。广州这艘“大船”自从有了镇海楼作“舵楼”,其航行更加一帆风顺。

在一些小说或电影中,舵楼被描绘成一个企图逃避、寻求自由、重新开始生活的象征,如《鸟人》中的主角试图在纽约市中央公园的劳驾克特桥的舵楼上自杀,象征着他想彻底摆脱过去,开始新的生活。

(作者系国家教育咨询委员会委员、中国科技馆原馆长)

编辑:吴桐
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