115.造船的技术问题
中国古代的造船技术在很长时期是领先世界的，从技术的发展看，宋朝和明朝分别出现了两次造船史的高峰，水密仓、指南针、平衡舵、尖底船等技术都在宋朝得以应用，将中国的造船技术推向高峰，并在未来六七百年领先于世界。
中国的造船史起于新石器时代，在历史进程中，出现过三个高峰时期，分别为秦汉、宋朝和明朝。
秦汉时代是中国造船史的第一个高峰，此时的船只不仅规模庞大、种类繁多，而且大型的楼船也登上历史舞台。秦朝致力于水陆交通的发展，开凿了灵渠；汉朝则开辟了南北海上航路，形成了空前繁荣的造船业。
宋朝时期，中国的造船技术达到了登峰造极的程度。宋朝拥有世界上最庞大的帆船舰队和商船队伍，贸易线远航至东亚、东南亚、中东等地区，开辟了一条海上世绸之路，将中国的陶瓷、丝绸销往世界各地。
明朝则是中国造船业的第三个高峰，继承和发展了宋朝的先进造船工艺和技术。明朝造船厂分布广泛、规模宏大、配套齐全，达到了中国古代造船史上的最高水平。郑和七下西洋则是实力的直接体现，舰队中高大的宝船则是中华民族智慧的象征。
从技术发展角度看，秦汉形成了往后1000多年船体构架的雏形，宋朝则是技术创新的集大成时期，特别是指南针在航海的应用，一举奠定了四大发明的地位。四大发明不是中国人封的，而是外国专家对中国古代先进科技的提炼，宋朝将指南针应用于航海，才使世界具备迈入大航海的条件。
明朝对于造船技术的贡献不算关键，主要是继承和小创新。宋朝经济、文化相对繁荣，但跟北方的草原民族比，算不上强国，亚洲周边国家都是仰慕宋朝文明，但向辽、金、蒙称臣。明朝则是拿出牛x的技术和军事实力到处显摆了一圈，让海外那些屌丝国家知道，原来汉人又出现一个强大王朝。
造船厂建造好后，姜明便着手风帆战舰的制造，他参考的是英国海军在16至18世纪称霸世界时所用的战舰结构，船体修长，长宽比在4:1至5:1之间。
“这船底不是平的？船首还是向上翘？”看到姜明给的图纸，李兴全好奇地问道。
姜明点点头，道：“海上风大浪高，尖底船更容易保持平稳，船首上翘，有利于破开水面。这种海船在海上航行时，更快更稳。”至于尖底船的重心较低，有利于减少海水阻力的那套理论说辞，则被姜明略过了。
五代十国之前，无论海船还是内河船，都是平底船，姜明将尖底船的出现时间提前了100年左右。原本的历史上，尖底船出现在宋朝，两宋由于领土面积小，只能通过海洋打通对外贸易。聪明的先辈们在沿海航行时，意识到平底船在风浪大的海面上行驶不稳，容易翻船，尖底船便应运而生。
“没想督军连海船都会建造，李某佩服！怪不得肇新寨的人都说督军是天人下凡、无所不知，今日得见督军的海船图，才知所言不虚。”李兴全是船工，之前跟姜明的交集不多，没怎么见过姜明的神奇发明。
姜明呵呵道：“我只是偶然见过这种船的图纸，略有印象，再加自己的研究，才设计出大致的结构，具体建造还要靠你们。”
姜明没有学过造船，只是偶然看过一部关于瑞典“歌德堡号”帆船重建的视频，对里面建造风帆战舰的场景印象深刻。自从在肇新寨建立城池，他便着手准备风帆战舰的图纸。姜明根据视频里的印象，结合自己对风帆战舰的认识，绘制出目前的帆船图纸。
姜明知道现在的帆船肯定不是最优的结构，不过他已经将理念和思路传授给李兴全他们，相信凭借他们的智慧，加上姜明普及的科学知识，理论+实践的双重指导，未来帆船的质量必定越来越好，不用多久，就能追上英国18世纪的水平。
建造风帆战舰的第一步便是确定设计方案，姜明已经绘制出了图纸。
第二步：准备建造帆船所需的木料。
造船的木料，并不是锯断大树直接用，那样的船板两三年就烂了；木料切割开后，要视气温花几个月的时间慢慢阴干，再反复刷桐油，这样的船板才能抵御海水的腐蚀。此后每隔几年，就要将船拖进船坞进行维护、刷上桐油，只要妥善维护，海船的寿命甚能达到上百年。
当然姜明也早有准备，来自后世的他清楚海洋的价值，所以木具厂从去年就开始囤积樟树木料。造船的木料需要满足三点要求：第一，要耐腐蚀；第二，韧性要好，抗拉伸，不能太脆；第三，木材的收缩率要低，泡水之后、体积变化大的木材不能用。
古代造船主要用的是樟木，俗话说：“日晒千年松，水泡万年樟”，准确说明了樟木的造船价值。中国樟树分布广泛，海南岛上的原始森林存在大量的樟树，正好砍来造船。
“要是姜兄把樟树都砍去造船，妾身可就没有制造樟脑油的原料了。”看到木具厂工人大量砍伐樟树，孙欣甜曾跟他调侃道。
姜明脸上浮有奸笑，说道：“没事，再种上便是。这也只是暂时的做法，等将来有了强大的海军，去猴子们的岛上抢更好的木材造船。”
除了樟木，东南亚的铁樟木也是造船的上好木料，缅甸、泰国的柚木用于制造船板甚至比橡木还好，公元18至19世纪的英国，就大量砍伐柚木运回国内造船。
而且姜明经过几次大战，缴获了大量的中小型海船，姜明打算将那些船的木板拆解出来，用于建造小型风帆战舰。
第三步：将各种木料加工成弧形肋骨、内板、外板等各种配件。
姜明在造船厂建了三架水力锯床，可以将运来的樟木切割成各种形状。由于北门江入海口的水流速度很快，锯床持续工作，大大提高了工作效率。
尖底帆船中部和尾部的横截面呈U形，就需要将笔直的木料弯曲成带有弧度的肋骨。这点类似于古代制作长弓，将笔直的硬木变成弯曲的弓臂。
古代将笔直的硬木压弯的办法是用火烘烤木料，木料受热膨胀，具备一定的可塑性，趁热压弯弓臂，自然冷却后，弓臂也就固化成形。
古代制造弧形肋骨的方法，是将弧形胁骨分解成好几段，再将直木料切削出弧度，最后利用卯榫结构，拼接成弧形肋骨。由于分段太多，拼接法制成的肋骨当然比不上整块木料制成的肋骨。拼接法建造的海船不够结实，内河行驶还行，但无法承受海中的大风大浪，所以郑和下西洋时，船队基本是沿海岸线行驶。
帆船的肋骨又粗又长，用火烘烤是不行的。从“歌德堡号”帆船的建造视频中，姜明得知木料先要用蒸汽蒸，待木材软化后，按照弧度在几个点上卡住、然后像压弯钢筋一样，一点点把木料压弯成弧形肋骨。
要想蒸那么大的肋骨木料，必须要建专门的蒸汽装置。姜明特地让冶炼厂铸造了十台蒸汽制造器，它由蒸馏釜和密封的长方形柱体组成。
蒸馏釜的结构，看上去像厚厚的铁碗加上盖子，蒸馏釜里加水，顶上用几节铜管拼成的管子将蒸汽导入到蒸汽室，铁管不好铸，铜管就容易很多，再用丝锥和车床分别加工出内螺纹和外螺纹，铜管就能拼接起来。蒸汽室是用砖和水泥砌成的长方体空间，长10米、宽和高均为50厘米，每次可以蒸2根木料。
第四步：固定安装龙骨
龙骨对一艘风帆战舰来讲，就像是人的脊柱一样。龙骨位于帆船船底中线处，是肋骨下方贯通船首尾的主要纵向构件，前端与艏柱、艏踵材等相接，所有肋骨均固定其上，龙骨艉端与艉柱等相接。
龙骨很长，不可能有一根樟木制成，必须用整块的大型樟木组装。组装的方法是，将长方体木料的一端切出斜面，斜面上留有卯和榫，拼接好后，用铁钉固定住，侧面再钉上木板进一步加固，保证龙骨绝对结实。
第五步：安装肋骨，铺设内板、外板和甲板
将合格的弧形肋骨安装到龙骨上，肋骨很长，可能仍需要拼接，但基本只需拼接一次，因此坚实程度是足够的。西方造船法跟宋、明两朝肋骨相比，就是利用蒸汽将木料弯到合适的弧度，减少拼接的次数，从而船体更坚固，可以直接跨海远洋。
风帆动力的军舰和商船的差别便是肋骨，军舰的肋骨是紧挨着的，而商船的肋骨间隙较大，两者的结实程度是天差地别，因为军舰直接面对大炮轰击，也要应对火炮的后座力。
铺设内板、外板、甲板等船板的工作比较简单，船板比较薄，蒸软了直接钉上去。作为紧固件的铆钉和螺栓很长，能够穿透肋骨和船板，将船板和船身牢牢地固定住。
第六步：安装桅杆和帆布
风帆战舰的桅杆和船身差不多，世上很难找到这么长的单一木材，也需要拼接，可以在其中一截桅杆开榫，另一截开卯，拼接后用铁钉加固，外面再加一层钢圈。
帆布必须要缝接，姜明已经将这事交给了李婧柔，女子工坊已经招收了不少妇女，恰好可以增加订单。
第七步：海试
姜明计划先建造排水量250吨的小型风帆船，等工人经验丰富、技术成熟，再建造中型和大型军舰。风帆船建好后，必须海试一段时间，同时训练水兵，这是后话。
“李某认为，慢则3个月，快则1个月，第一艘尖底海船就能下水。”从姜明手中接过图纸，李兴全信心十足，毕竟材料、图纸、方法、配套设备都已经准备就绪。
姜明点点头，鼓励道：“好，那我就等你的好消息！”
布置完造船的事后，姜明长吁一口气，终于快要拥有风帆战舰了。
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