第一艘原型船下水那天,波尔图斯卡莱造船厂里站满了人。
老马尔库斯选了清晨潮位最高的时候。船坞闸门打开后,海水涌入坞室,船体在浮力作用下缓慢抬升。
船身长约十五步,宽约四步,吃水浅,龙骨露出水面约一掌高。船首的曲线比罗马传统商船更陡,船尾略窄,船底平坦。桅杆立在船体中央偏前的位置,高约十步,顶端安装着一根斜向帆桁,桁上挂着一面三角帆。
帆面用薄麻布缝制,边缘用细绳加固,帆布表面涂了一层薄薄的松脂,在晨光中泛着一层暗沉的油光。
陈汉站在船坞边缘的高台上,看着船体被拖出坞室,驶入海湾入口处的平静水域。
老马尔库斯亲自站在船尾,手里握着舵柄,身旁站着三个水手,分别负责调整帆桁和收放绳索。
船身驶出坞室后,老马尔库斯下令升帆。三角帆从帆桁上展开,帆面在风中鼓胀起来,船身开始向前移动。
船速不快,但方向稳定。帆面在侧风中鼓满,船首劈开水面时留下一道连续的尾迹。老马尔库斯调整了舵柄角度,船身向右侧偏转,帆桁随之转动,帆面从一侧转向另一侧。船身继续向前移动,没有停顿,没有侧倾。
陈汉站在高台上,看着船身在海湾内绕了一圈。他注意到一件事:当船身转向侧风方向时,帆面出现了一次短暂的抖动,帆桁的转动角度似乎比预期更小,船速在那一瞬间略有下降。但总体上,船身完成了转向,没有失控,没有翻覆。
船身靠岸时,老马尔库斯从船上跳下来,走到陈汉面前:“能走。但帆桁的角度还差一点。转向时帆面有抖动,说明帆桁转动的时机和船身转向的角度没有完全对齐。”
陈汉说:“先记下来。让木匠调整帆桁的安装位置,重新测量桅杆的倾斜角度。下一艘船把桅杆前移半步,帆桁加长半掌。试完之后再比较。”
第二艘原型船在七天后下水。桅杆前移了半步,帆桁加长了半掌,帆面面积扩大了约两成。船身下水后同样先在海湾内试航。老马尔库斯调整舵柄时,帆桁转动更顺畅,帆面抖动减少。
但当船身转向逆风方向时,问题出现了——帆面在逆风中无法完全鼓胀,船速急剧下降,船身几乎停在原地。
老马尔库斯连续调整了三次帆桁角度,每次调整后船速略有恢复,但很快又降下来。
第四次调整时,帆桁的末端撞上了桅杆,发出一声沉闷的撞击声。
帆桁的固定绳索被撞松,帆面从一侧滑落,船身失去动力,开始在海面上漂移。
老马尔库斯下令收帆,让水手划桨把船带回岸边。
陈汉站在岸边,看着船身被拖回船坞。
老马尔库斯从船上下来时,没有立刻走过来。他站在船坞边缘,低头看着那根被撞松的帆桁,用手掌按了一下帆桁的末端,确认它没有断裂,然后把它从桅杆上拆下来,放在木架上。
他走到陈汉面前:“逆风转向时,帆桁的角度不够。帆面无法从侧面转向正面,船身就吃不到风。我们试了四次,每次都是同一个位置卡住。”
陈汉说:“帆桁的转动轴需要重新设计。现在的转动轴位置偏后,帆桁在转向时会碰到桅杆。把转动轴向前移一掌,让帆桁在转向时有更大的活动空间。”
第三艘原型船在十天后下水。转动轴前移了一掌,帆桁的活动空间增大了。船身在海湾内试航时,逆风转向比第二艘船更顺畅,帆面在逆风中没有完全鼓满,但至少保持了航速。
老马尔库斯连续做了三次逆风转向,每次帆桁都能顺利转过桅杆,没有卡住。船身绕海湾航行了两圈,然后靠岸。
但老马尔库斯从船上下来时,脸色并不轻松。他走到陈汉面前:“逆风转向能转了,但帆面还是吃不饱风。你看船速——逆风转向后,船速下降了将近一半。如果在大洋上遇到持续逆风,船队会减速太多,补给消耗会翻倍。”
陈汉说:“下一艘船调整帆面的弧度。三角帆的弧度不够大,风从帆面边缘滑走了。把帆面的弯曲程度加大,让风能兜住更多。”
第四艘、第五艘原型船接连下水试航。帆面弧度加大了,逆风转向时的吃风效果略有改善,但船速仍然达不到陈汉预期的水平。
他站在岸边,看着第五艘船在海湾内绕圈,船身逆风行驶时帆面鼓胀程度仍然不够。他在脑子里把二十一世纪的卡拉维尔帆船和眼前的原型船逐项比较——桅杆高度不够,帆面面积不够,帆桁转动角度不够,船身重量分布不均匀。
每一项都是微小的差距,但叠加在一起,船速就上不去。
老马尔库斯走过来,站在他旁边:“五艘船了。每一艘都比前一艘好,但离你说的那种船还差得远。”
陈汉说:“差在帆面。帆面的弧度需要更精确。帆布不是平的,它需要从帆桁到帆脚形成一个缓慢的曲面。风从帆面的边缘进入,沿着曲面流动,从另一侧排出。如果曲面不够平滑,风就会在中间脱落,推力就消失了。”
老马尔库斯沉默了一会儿:“帆布是平的。布织出来就是平的,要让它变成曲面,需要裁剪和缝制。缝制的针脚如果不对称,曲面就会变形。”
陈汉说:“对。下一艘船的帆面需要重新裁剪。我画一张图,标注曲面每一个位置的弯曲角度。你让裁缝照着图裁剪,缝制时用细线固定边缘,不要用粗线。粗线会在帆面上留下凸起,影响气流。”
第六艘原型船在十五天后下水。帆面用了新的裁剪图纸,曲面弧度比前五艘更精确。船身下水后,老马尔库斯站在船尾,调整舵柄,帆桁从一侧转向另一侧。船身开始逆风航行时,帆面鼓胀起来,帆布表面形成一道连续的曲面,风从帆面边缘滑过时没有脱落。船速在逆风转向后没有明显下降,船身保持平稳,尾迹连续。
老马尔库斯在船上做了三次逆风转向,每次转向后船速都能维持在稳定水平。他把船带回岸边时,从船上跳下来,步伐比前几次更快。
他走到陈汉面前,没有立刻说话,只是点了点头。
陈汉走上船,站在船尾,把手搭在舵柄上。他调整了舵柄角度,帆桁随之转动,帆面在风中保持鼓胀。船身向前移动时,他感受到舵柄传来的反馈——不是前几艘船那种断续的、不均匀的阻力,而是一种连续的、可预测的压力。
船身在水面上划出一道弧线,弧线两端对称,中间没有断裂。他松开舵柄,让船身自然滑行了一段距离,然后收帆靠岸。
他站在岸边,看着船身被拖回船坞,对纳西尔说:“这就是我们要的船。但它的工艺还需要提升,帆面弧度还不够平滑,桅杆高度还不够高,船身重量分布还不够均匀。下一批船要在这几个方面继续改进。”
老马尔库斯站在旁边,把第六艘船的试航数据记在蜡板上。他抬头看了一眼陈汉:“六艘船,三个月。下一批船需要造多少?”
陈汉说:“先造十艘。等这十艘船完成远航测试之后,再决定是否量产。”
老马尔库斯坚定第点头,表示一定完成任务。
陈汉知道,15世纪葡萄牙和西班牙的大航海时代,卡拉维尔帆船一般长约15至25米,少数大型版本可达 28至30米。
船宽基本在4.5米至7米之间,长宽比约为3.5比1。把船身设计为这种狭长类型,是因为适合抢风航行。
卡拉维尔帆船的吃水在1.5米至2.5米之间,这样浅吃水的设计,对近岸、河口勘探尤其有优势。
船的载重吨位一般在50至80 吨,后期大款船可达 100至120吨。而桅杆则从早期的2桅到后期主流的3桅,另外也有极少数的4桅船。
每艘船可以容纳船员20至30人。
所以陈汉的规划比较保守:“第一批船队需要一百艘卡拉维尔帆船。我们不能一次造一百艘,因为每一艘都需要试航、修正、再试航。等工艺稳定下来之后,才能批量生产。其中前50艘按照目前这个尺寸建造,后50艘,按照长度为30步的大尺寸建造!”
老马尔库斯领命,把蜡板收进怀里,转身走向船坞。
陈汉站在岸边,看着第六艘船被拖进船坞,船身表面还挂着海水留下的水渍,帆面上有一道被风反复摩擦后形成的浅痕。
他在想一件事——这艘船会带着他的船队走出直布罗陀海峡,沿着加那利寒流南下,在佛得角附近转向西,横渡大西洋。
它会成为第一艘抵达南美洲东海岸的罗马船只。它会带着他在海图上标注的那个名字——“玫瑰港”——在陌生海岸建立第一个殖民点。
而他自己,将成为第一个踏足新大陆的中国人!