發源地
古代泉州素以發達的造船業著稱。清嘉慶年間蔡永蒹所撰《西山雜誌·王堯造舟》載:“天寶中,王堯於勃泥運來木材為林鑾造舟。舟之身長十八丈……銀鑲艙舷十五格,可貯貨品三至四萬擔之多。”該史料記載了唐天寶年間泉州所造海船的情況,其中“十五格”即為十五個隔艙。這是目前所見關於泉州海船中採用隔艙的最早記載。1974年,泉州灣後渚港出土了一艘宋代遠洋貨船殘體,其艙位保存完好,已具有極為完善的水密隔艙結構。在1982年試掘的泉州法石宋代古船中,同樣發現有水密隔艙結構。以上兩艘古船的發掘無可辯駁的證明:最遲於宋代,泉州所造海船已採用成熟的水密隔艙結構。在今天泉州晉江的深滬鎮,傳統木帆船建造技術仍然得以存留,並建造一艘名為“太平公主號”的木帆船。“太平公主號”從船型設計、選料、建造工藝到外觀塗裝,甚至建造過程中的種種儀式都遵循傳統。該船有14道隔艙板,將船分為15個艙,隔艙板下方靠近龍骨處設有兩個過水眼,每個隔艙板中板與板間的縫隙用桐油灰加麻繩艌密,以確保水密。隨著“太平公主號”傳統木帆船的建造,有關方面正因勢利導,保護水密隔艙海船製造技術,留住這項對人類航海史產生重要影響的非物質文化遺產。
原形
據南朝《宋書》記載,晉代農民起義軍有一種八槽艦,有人認為它是具有八個水密隔艙的戰船。這一點雖然還沒有得到確切的證明,但當時的確已具備了製造水密隔艙的條件。1960年在江蘇揚州出土的唐代木船即設定有水密隔艙,這是世界上目前所發現的最早的水密隔艙。宋元時期,中國船舶已普遍設定了水密隔艙,大船內隔有數艙乃至數十艙。當時,中國船舶的水密隔艙蜚聲中外,許多其他國家的人提到中國船,都稱讚它的水密隔艙和良好的抗沉性能。而西方船隻,直至公元18世紀才有水密隔艙。
優點特性
首先,由於艙與艙之間嚴密分開,因此在航行中,特別是在遠洋航行中,即使有一兩個艙區破損進水,水也不會流到其他艙區。從船的整體來看,仍然保持有相當的浮力,不致沉沒。如果進水太多,船支撐不住,只要拋棄貨物,減輕載重量,也不至於很快沉入海底。如果船舶破損不嚴重,進水不多,只要把進水艙區裡的貨物搬走,就可以修復破損的地方,不會影響船舶繼續航行。如果進水較嚴重,也可以駛到就近的口或陸地進行修補。因此,水密隔艙既提高了船舶的抗沉性能,又產加了遠航的安全性能。其次,船上分艙,貨物的裝卸和管理比較方便。不同的貨主可以同時在個別的艙區中裝貨和取化,提高了裝卸的效率,又便於進行管理。
另外,由於艙板跟船殼板緊密連結,起著加固船體的作用,不但增加了船舶整體的橫向強度,而且取代了加設肋骨的工藝,使造船工藝簡化。
推廣發展
由於水密艙結構具有這些優越性,受到普遍的歡迎。1974年泉州灣後渚出土的南宋海船,1976年南朝鮮新安海底發現的元代海船,1982年泉州法石發現的南宋海船,都採用水密隔艙結構形式。新安海船有8個艙區,法石海船大約也是8個艙區。中國船舶採用的水密隔艙結構,很早就受到國外的讚賞。元代義大利施行家馬可·波羅在他的《遊記》中,對中國的船舶作了詳細的描述。
英國的本瑟姆曾經考察過中國的船舶結構,並且對歐洲的造船工藝進行了改進,引進了中國的水密隔艙結構。公元1795,他受英國皇家海軍的委託,設計並且製造了六艘新型的船隻。在他所寫的論文中說,他所造的船"有增加強度的隔板,它們可以保護船隻,免得進水而沉沒,正像現在中國人做的一樣。"後來,本瑟姆夫人在為丈夫所寫的傳記中指出:"這不是本瑟姆將軍的發明,他自己曾經公開地說過,'這是今天的中國人,一如古代的中國人所實行的'。"從此,中國先進的水密隔艙結構,逐漸被歐洲乃至世界各地的造船工藝所吸取,至今仍是船舶設計中重要的結構形式。
運用
“水密隔艙”是中國古代造船工藝的一項重大發明,它用水密隔板把船艙分成互不相通的艙室,這就使船艙成為水密艙室。水密隔艙首先在內河船舶上使用。宋代以後,水密隔艙在海船上也得到套用。宋代水密隔艙工藝又比唐代進了一步,隔艙板由在船底板、兩舷肋骨及甲板下的橫樑予以環圍,並增加了隔艙板厚度。這樣既增加了船體強度,又有利於水密性。
鄭和船隊的所有海船均採用水密隔艙結構,它的優點是:
一可提高船體抗沉性,保證航海安全。由於船舶之間採用水密隔板隔開,在遠航時即使有一二個艙室因碰撞或觸礁而破損進水,海水不會流入其它艙室。要是進水的船艙過多,還可通過拋棄貨艙中的貨物減輕載重,使船舶保持一定浮力,不致沉沒。
二是增強船體構造強度。水密隔艙結構是用水密隔板與船體板緊密連線,四周密封,這能起到加固船體作用,增強船體橫向強度。還由於水密隔板橫向支撐船舷,增強船體抗禦側向水壓能力。所以,鄭和船隊才能在推山倒岳的洪濤巨浪面前,“悠然順適,倏忽千里,雲駛星疾。”三可提高裝卸效率。由於採用水密隔艙結構,使船上劃分出許多艙室、艙區,這更便於貨物裝卸和保管。
此外,海船上採用水密隔板取代加設肋骨工藝,簡化了造船工藝,縮短了造船周期。隨著鄭和船隊的七次遠航,鄭和寶船上的水密隔艙結構傳入海外各國,並流傳到歐洲,逐漸被世界各地的造船家所吸取。如今,水密隔艙結構已成為現代船舶中一種重要船體結構形式。
發展地位
唐宋時期,既有金碧輝煌的皇家龍舟巡幸遊樂,氣派非凡;更有檣帆林立的海船巨舶浮洋泛海,勢若神舟。宋徽宗遣使高麗時的船隊就是由名為“神舟”與“客舟”的兩種海船所組成。根據古人記載,神舟可載重6000斛。按當時—斛約為30-40公斤換算,神舟載重量在200噸左右,而排水量則是載重量的一倍。在宋元時期,也就是公元10世紀以後相當長的一段時間裡,在中國的東海、南海,以及遙遠的印度洋上,隨風勁發的大商船幾乎都是來自中國。中國帆船馳騁汪洋大海得益於當時的先進工藝和技術,其中最突出的是水密隔艙設計以及廣泛使用多層船板和獨特的榫接釘合工藝。
中國最遲在唐代就已經在船舶上設定水密隔艙,之後,水密隔艙在海船上得到了普遍的套用。1974年泉州灣後渚出土的南宋海船共分13個艙。隔艙板與船殼板用扁鐵和鉤釘釘連,殼船板由三層薄板疊合而成,隙縫處用桐油灰膩密,具有嚴密的隔水作用。
榫接釘合是通過鐵制構件和鐵釘,使得木材結構之間連線更加牢固;多層船板無疑比單層具有更強的抗碰撞能力;水密隔艙則保證即使在某些艙室受損進水時,其他艙室還能提供足夠的浮力,讓船繼續行進。船舷與隔艙壁板緊密結合牢固地支撐著兩舷,形成箱形結構,增加了船體的整體剛性。比起同時代阿拉伯和歐洲的帆船,中國船不僅可以做得更大,而且更能經受大洋深處的驚濤駭浪。