我国古代车船史话（8）

二、宋代车船的转向系统

　　“前後踏车，进退皆可”

　　宋代车船出现了一个很奇怪的明轮搭载配置系统，就是车船上出现了奇数明轮，见于史书的有“一车”、“五车”、“七车”、“九车”、“十三车”、“二十三车”等这些奇数明轮的车船。

　　那多出来的一个明轮如何放置呢？见下面的图。这多出的明轮被放置于艉部，而且体积要比舷侧的明轮大很多。

　　上图是一副宋代“二十三车”的战船，但是此图有个逻辑性问题存在，就是船尾虚艄舵楼之下的舵。舵楼位于虚艄之上，下面原来按舵的部位被艉部大车取代，而舵后移至虚艄舵楼的末端，这样的悬挂方式加重了舵楼的负载，一条12米的长桨都有300公斤重，更何况舵？

再加上艉部悬挂的大车的分量，处于虚艄之上的舵楼很容易在水战的高速航行中，因舵受到的巨大阻力产生的撕裂力矩而断裂。因为这时的舵不仅受到船体前进时，水流向后的阻力，这是所有船舵都受到的阻力；还受到艉部大车旋转时，产生的高速向后水流，这股水流高速冲击着舵杆及舵面，这是有艉部大车的车船舵特有的阻力，这两股力量作用在安置于虚艄末端的舵之上，很可能就会撕裂舵楼的木质构件，即在艉部大车之后，安装船舵会造成车船自损。

　　同时也造成艉部船体结构很薄弱，容易受到低船攻击而损坏。

　　不过，如果处理的得好，更结实的舵杆悬挂结构可以利用艉部大车这股更强大的水流，产生推力矢量效果，改变舵面的角度，以改变艉部大车水流的反作用力方向，从而增加车船的高速转向性能，如同F-22战斗机的矢量发动机技术那样，但这种技术实现难度过大，宋朝当时，估计是不大可能实现。

　　所以，综合考虑，宋朝时有艉部大车的车船很可能没有舵，至于它的转向，可能与现在的坦克类似的履带差动，原地360度转弯，以用两弦“水车”转速不同而转向，一侧顺时针，一侧逆时针，即差动转向。

　　我们知道坦克的转向不像汽车那样靠前轮导向来改变行驶方向，而是靠履带差，即一边的履带转的快，另一边的履带转的慢，履带差使坦克出现转向。而履带差的形成一是靠切断一侧履带的部分动力，加大另一侧履带速度形成的，这叫分离转向，用于快速小角度转向，这时行进时采取的转向方式。

　　二是彻底切断动力，制动住一侧履带，另一侧履带转，形成一边履带不转，另一侧转，这叫原地转向，用于慢速大角度转向，这是启动时或停止时采取的转向方式。

所以当时的有艉部大车的车船的转向可能就是靠两舷明轮的转速差来转向的，再根据李龟年《记杨么本末》载：“车船者，置人於前後踏车，进退皆可”中的“前後踏车，进退皆可”可知，车船时常两头行驶，这样似乎得艏艉都得有舵，而实际上宋代没有两头船。再说如果两头按舵，必然会影响船头的船体水线结构造型，影响船速，同时也与锚链绞盘挤占狭小的船舱空间，增加船上水手作业的复杂性，降低车船整体战斗力。

　　所以，如上方的PS图（由达芬奇的车船图PS得来），让左右两舷的明轮连轴从中间分离，这样既可从船舱中间分出一条通道，又可以实现两舷明轮转速差异而转弯，不依赖船舵。因为从宋代车船艉部的单明轮来看，当时已经出现多人只踏转一部艉车的，可以看出，当时的车船应该很可能有多人只转一个明轮的现象。

　　也许，有人会说，这样是否会让两舷明轮的旋转速度很难一致，船体在前进中容易左右转向。我想说，如果真这样，那么所有的桨船都会出现这样的情况，因为所有船两舷的桨从来都没有联体在一起，而两舷的桨手们仍然可以保持一致的频率划动船桨，那么车船左右两舷的明轮踏车手们一样可以保持相近或相当的踏车频率，来维持车船以近乎直线的航迹行驶。

　　三、车桨并用和可拆卸结构

　　宋代的车船到后期，出现车桨并用的战船。《宋会要》食货50之22载，南宋孝宗时，即1163年~1189年，建康府(今南京)制造一种“一车十二桨四百料战船”，这里应该是一部艉部大车、两舷各六枝桨而成车桨混合动力车船。

　　又据《宋会要》食货50之33记载，1203年，长江南岸的池州（今安徽贵池）秦世辅建造一种“铁壁铧觜船”，“两边各安车二座并桨三枝”，可知是四轮六桨战船。当时的宋宁宗下诏，三衙江上诸军如要修造战船都照池州船样。

　　为何宋末出现这些车桨并用的战船并大量规模化、制式化建造呢？按照一般规律，可知，脚踏明轮的效率要远远手摇船桨的，为何会出现高效的明轮搭配低能的船桨这样的现象呢？

　　看上图可知，明轮靠近船身，车船的推动力完全来自于明轮快速转动，来推动接近船体水域的水流向船行的反方向高速运动。因为明轮的连续运动带来的高效率与人体脚力的强劲，让车船比桨船跑得更快。但是事物都是一分为二的，有利也有弊。接近船体部分的水流高速向后方运动，也造成了高速向后运动的水流与向前运动的船体之间的摩擦力加大，形成巨大的兴波阻力，所以车船速度的上限由此难以逾越，因为随着速度的增加，阻力也会迅速增大，明轮的效率反而降低。

　　所以，宋代的船匠们重新在车船上按桨，让长桨来划动远离船身的相对低速的水流，这样既可以获得更多的动力，又不会使近船身的水流加快，避免增加兴波阻力。

　　还据《宋会要》食货50之28载，有一种马船，“暗置女头(护板)、轮、桨，使可折卸”。从这种可拆卸的“水车”动力系统，可以看出明轮动力装置是可以单独制造，并可附加在其他船舶之上的，而且此可拆卸的明轮桨叶采用的很可能是普通船桨，而非“水车”式的方形叶片，因为前者可以拆卸下来单独作为普通船桨用。

　　至于，宋代没有出现上文推测的马转“千里船”这类畜力车船，我个人估计是因为宋代马匹缺乏，因为我国盛产马匹的东北、内蒙、西北地区都不在宋的管辖范围内，所以，畜力车船没有得到发展，同时我国马车的发展也由此落后于西方，并导致了轿子的繁荣，这种完全依赖人力的交通工具的发展体现了文明的倒退，因为夏朝最后一位国君桀曾把人当马骑，被人骂着是无道的君主，夏朝因他而亡，那么轿子的繁荣是否预示着中国封建文明就此开始走向灭亡呢？

　　    不过，就整体而言，宋朝的船舶发展非常迅速，为现在的我国乃至世界的航运及文化交流作出了巨大贡献，同时也为明初的郑和下西洋奠定了技术基础。

明代的两头船