且隋 第288章 遠洋航行的科技準備
但是,四角帆的缺點也很明顯。
那就是船帆並不能直接迎風,隻可以進行一點點微調來借力。
當逆風、側風、亂風的時候,不僅航速緩慢,而且非常危險。
對比東西方在這個時期四角帆的發明和使用,雙方方並沒有什麼明顯的分野和差異。
差彆,主要出現在三角帆的發明和使用上麵。
三角帆,又稱拉丁帆,最早由阿拉伯人所發明。
三角帆架在三根桅杆上麵,根據不同的風向,可以隨時轉換船帆的迎風角度和方向。
同時,還可以根據風力的大小,隨時機動升降厚薄不同的船帆。
三角帆,並不像四角帆一樣是固定在桅杆之上的。
因而,更換船帆、變換迎風角度,都需要根據船航行的實時動態變化進行。
這使得三角帆船的操帆工作,變成一件異常考驗體力、耐力、經驗的事。
但是,三角帆的出現,為船隻在不同的風象條件下快速、安全航行,提供了有力的保障!
這是一種大進步!
順風情況下,四角帆能利用其麵積大、結構堅實的特點,給航船提供充足的動力。
但是,常在水上漂,哪能皆順風?
逆風、側風、迴旋風……都是大多數!
所以,在有了三角帆後,就能通過對迎風角、軟硬、大小……的靈活調整,從容應對複雜海況!
三角帆逆風行駛的原理,和飛機的機翼使用原理大致相似。
按照阿布前世關於空氣動力學的知識可知,這都是利用了物理學中的伯努利定律。
即當風吹過時,三角帆因為兩側風力大小不同,而向一側張開。
此時,上方的空氣流速較快,下方的空氣流速較慢,因此引起的氣壓差便會對船隻產生一個側向的合力。
當這股合力和船舵方向、以及當時的水流方向相互作用,便能讓船沿“z”字形比較平穩地蜿蜒前行。
在這個時期,大食人已經開始廣泛使用獨桅三角帆船,航行在印度洋、紅海和波斯灣地區的海麵、內河之上了。
據說,來自歐洲大陸的橫帆船舶見到這種更為先進的用帆技術,很快就將其搬上自家的輕型多桅帆船。
有三桅的便將後桅掛三角縱帆,有四桅的將第三第四桅都掛三角帆。
這種四角帆和三角帆混合使用的用帆技術,極大地促進了世界航行史的進步。
阿布的粟末地遠洋和內河軍,其船上使用的用帆技術,就是學習於此。
是的,這就是通過搜影在滿世界蒐集各種智慧遺產、新興技術、人才的時候,獲得的科技成果之一。
其實,在藍色的大海上航行,最關鍵的東西,還是導航技術。
首先,是季風導航術。
最早的大中華先民,航海時使用的導航技術,是季風航海術。
對季風的認識,華夏人早在夏朝就開始了。
那時候,華夏古人早就掌握了西太平洋與北印度洋的季風規律,利用季風和帆船,開始探索蔚藍的大海。
東漢應勳的《風俗通義》中說:
“五月有落梅風,江淮以為信風”。
落梅風,即梅雨季節以後出現的東南季風。
這一時段,人們對季風的利用還比較被動,隻有利用季風,才能做遠洋航行。
晉代高僧法顯訪問天竺(身毒、印度),是乘著海船從海路回國的,到爪哇島(印尼、訶陵國)停留等待季風,時間長達五個多月。
遠洋軍的技術部門,已經蒐集積累了大量的東部、南部海洋的信風資料和資料。
他們還邀請沿海的老船戶口述經驗,並持續的開展關於這方麵的記錄和測量。
這時候,對風的研究,華夏已經是世界領先國家。
傳說中的炎黃時代,已設有“風後”一職,專門負責測風工作。
王嘉《拾遺記》中,就有“帝使風後負書”的記載。
首先,是風向的研究成果。
戰國末年,已有八風之彆;到了大隋,風向概念已經發展到了二十四個方位風。
伣,是一種在商代就開始使用的簡單的風向儀。
在風杆上係布帛或長羽作為示風器,即可判斷風向。
五兩,是開始在秦漢時期被廣泛使用的測風儀。
用五兩或八兩重的羽毛製成侯風旗,靈敏度相當高。不僅可以觀測風向,還可以判斷風力大小。
相風烏,是漢代用木和銅兩種材料分彆製成的測風儀。銅質的相風烏,也叫銅鳳凰、銅雀。
經過科學家張衡的持續改進,能夠“遇風乃動,察其所自,雲烏動百裡,鳳鳴千裡”的優異效能。
到了隋朝,雖然相風銅烏效能更加高超,但常用的測風儀器還是伣的改良版——五兩和相風旌。
其次,是風速的研究成果。
華夏先民常用的測量分速的方法,就是“羽葆測風”。
不僅能觀測風的方向,還能根據羽毛被舉的程度大體判斷風速,算是最早的風速計。
1500年,意大利科學家達芬奇才發明瞭這種測風速的方法,比華夏將近晚了一千年。
觀風向,測風速,曆代王朝一直在用。
地方官署布有占風旗,行軍打仗有羽葆測風,水利方麵有相風烏。
在風的分類上,古人不僅會觀測水平方向的風,還會觀測非水平方向的風,如旋風、頹風、飆風和扶搖風。
有風向,有風速,自然就會有風力。
但這個,從古到今隻能靠觀察,且不可參考,最終隻能用風速來表示力量強弱。
但不管如何,華夏人還是在這方麵不斷地進行著探索和記錄。
《尚書》有記,“天大風,禾儘偃”。
殷商甲骨文記載中,有商周時關於風力等級的最初分類,如大風、小風、周峰、狂風等。
在阿布穿越到的這個時代,馬上將會有一個猛人橫空出世,並會成為世界史上第一個給風定級的人。
他的名字,叫李淳風。
其著作《乙巳占侯雲法》中,將可觀察的風分為八級,不可觀察的風為兩級。
一級葉動、二級鳴條、三級搖枝、四級落葉、五級折小枝、六級折大枝、七級走石千裡、八級拔大根。
不可觀察風,為上無風、溫和塵埃不起風兩種。
風力等級,已達十級。
就測量方法,李淳風在《觀象玩占》中說:
“凡侯風必於高平遠暢之地,立五丈竿,以雞羽八兩為葆,屬竿上。侯風吹葆平直,則占。”
再說另外一種航海導航技術,它就是地文航海術。
地文航海,就是根據陸地、海麵的事物標誌,來確定航船的位置並引航航行的方法。
按照阿布後世航海學的定義,地文航海術的主要內容,包括航海基礎知識,航線設計,航跡推算,陸標定位以及航行方法等。
在沒有雷達、衛星、羅經等技術手段的時代,古代人隻能用裸眼可視條件的地文航海術。
所以,也隻能將航程保持在大陸海岸和相近的孤島之間。
亞洲大陸東南海岸的特定自然條件,決定了古代東亞航海主要采用地文導航。
這個時代航海的動力,主要是風力和洋流,人力和畜力隻起到很小的作用,所以其航速和航線主要受季風、天氣等海況決定。
所以,隨時掌握航船的方位,成了安全航行、保持正確航向、乃至到達目的地的最重要保障。
大中華古海船的地文導航術,主要采用的是陸標導航。
水手必須牢記航線上所有的標誌物。
如島嶼、陸岸上的地標方位和地貌,並且要具有從各個方向、各種氣候條件下快速準確的辨識出來的能力。
此外,用於確定航船方位的輔助手段,還包括海底地貌識彆法。
例如,用繩尺測量水探、察看海水水色、觀察特定區域水生物、感知海麵水溫、用塗蠟油或黃油的鉛墜粘海底泥沙以覈查海床土質,等等。
無數水手、舵師、海商,會將航線上的所有參照事物及引數,繪成秘圖,寫成密文,傳承給子孫後代。
更有甚者,往往既無圖、也無文,全部像陸地上古老說唱史、詩歌,都是用嘴巴和腦袋來進行傳承。
他們,就是有生命的移動的導航裝置、導航師。
在茫茫大海上,整條船的命運都掌握在他們的腦袋中!
秘圖、秘文、密語這東西,實可謂不傳之秘,千金難求。
一張航海圖、一本海路經,往往受製作者的文化水平、個體利益等的影響,變得五花八門、晦澀難懂。
但不管怎樣說,這些資料後來發展成為更路簿、針經和海圖等寶貴資料。
在這上麵,粟末地搜影團隊,可是花費了大量的金錢和精力,還有一些見不得光的手段。
這一點上,真有點厚黑和野蠻,甚至有點無恥。
不過好處是,許多原本要湮滅在曆史煙塵中的寶貴資料,總算得以流傳下來!
再說說第三種導航術,天文定位導航。
天文定位導航,就是利用對天空中的星座、日、月測量來確定航船位置和航向的導航技術。
春秋戰國時期,利用天文學知識進行海上航行導航,就已經開始了。
那個年代的人們,早已經對天相二十八宿、其他一些恒星,進行了精確的定量觀測,並取得了引領全世界的成果。
人們在海上航行,即利用北極星、陽、月亮為海上基本導航星標。
到了秦漢時期,導航技術全麵提高。
《漢書·藝文誌》中記載,西漢海航的占星書冊,已經已有《海中星占驗》十二卷,《海中五星經雜事》二十二卷等,總計達一百三十六卷之多。
這可是華夏、乃至全世界最早最全麵的天文導航科技成果,也是華夏古代航海人用血淚和汗水總結出來的天文經驗和規律。
其內容,就是各條航線對應的星宿、日、月位置,並用具體方法判定其航線和位置。
搜影的彙總情報顯示,現在已經有海商在利用某些技術和工具,通過測量北極星距離地麵的高度,進行海上航行定位。
這訊息,既讓阿布感到震驚,又讓他分外高興。
如果這一訊息是真的,那麼測量地球子午線、測量地球大小、測量地月高度……
天啦,這個時代,難道真的要跨越僧人一行的高度,全麵起飛?
那麼,是不是說,享譽前世航海史的牽星術,會不會提前被發明和創造出來?
牽星板?牽星圖?星光導航?
……
現在,粟末地遠洋海軍需要重新補齊的短板,主要是對海洋潮汐、航路海圖,以及船舶操縱的綜合技術如操帆、操舵、測深、用錨等技術,需要持續補強和學習。
這個沒辦法,隻能通過反複的通過遠航勘測、親手繪製、實地航行才能完成。
需要的,也不僅僅是時間。
還有汗水,甚至是血淚!
至於航行中的重要工具,由於粟末地工業科技的發展,已經獲得了很多創新性成果。
利用墨家在《墨經》關於凹麵鏡技術發現,進而利用光學玻璃大進步,又倒騰出凸麵鏡、錫汞齊的水銀玻璃鏡……
於是乎,各種規格的單孔、雙孔光學望遠鏡,散光、聚光眼鏡、多規格顯微鏡、探照燈……被陸續發明出來了。
在此期間,借用淮南王劉安《淮南萬畢術》的名義,阿布又指使人鼓搗出的哇塞牌潛望鏡!
偷窺神器啊!
要不要搞出單麵鏡?
阿布一直在猶豫,還是先把利用“銀鏡反應”製作的鍍銀玻璃鏡做出來再說。
畢竟,雖然水銀玻璃鏡太賺錢,可那玩意兒有毒,還有不太光亮的特點。
阿布要的,是鍍銀、鍍鋁玻璃鏡。
纖毫畢現,那才叫完美!
遠洋船隊除了大量使用光學裝置外,還提前用上了高精度指南針和簡易磁羅盤。
不說“司南”了,這玩意兒在大海上沒用。
現在,由於粟末地對於磁石、磁力的認識,已經可以掌握比較高階的人工磁化加工技術,比如磁鐵的提煉和加工。
這讓具有後現代風格的指南針、磁羅盤這樣的海上導航儀的產生,奠定了堅實的基礎。
這時候,已經不再是那種簡單的水浮針,也沒有了所謂的“以針橫貫燈心(即燈心草),浮於水上,亦指南,然常偏丙位”的記錄狀況。
但是,關於水浮針“常微偏東”或“常偏丙位”(即正南偏東15度)的現象,已經被粟末地科學家敏銳地觀察到,並記錄裡了下來。