船舶设计
宋代文献中曾出现“船样”二字:“温州言,制置司降下《船样》二本, 仰差官买木,于本州有管官钱内各做海船二十五只”,这里记载的《船样》可能主要还是船图和工料定额。另外还有提到“战船木样”,那就显然是指木制船模了。
明代《南船纪》、《龙江船厂志》、《漕船志》中,记载的工料定额、尺寸、数量十分详尽,但是没有涉及船舶设计。目前已经发现的有关船舶设计的历史文献是清初的记载,它可说是我国封建社会后期传统的船舶设计的代表作,表现了我国船工的智慧和创造性。
清初,福建赶缯船的设计,是我国古代福船系统设计放样的精华。赶缯船的龙骨是有弯度的,先决定龙骨长短,后决定弯度。先由船长决定龙骨总长度,再按比例决定三段龙骨长度。其次便要决定龙骨两端的起橇(起翘), 根据前后起橇就决定了龙骨的弯度。我们知道,三角形已知两边和高是不难画出的。以前起橇作高,前龙骨和中龙骨作两边,画出一个三角形;再用后起橇、中龙骨和后龙骨又画出一个三角形。把两个三角形相同的一边(中龙骨)重合起来,再描绘平滑曲线,如上图所示,便绘出龙骨纵剖面图。
赶缯船的横剖面,设计和绘制程序如下:设梁头(船上的横梁)长若干, 这就是上平墨长度(上平线,墨是墨线)。每上平墨一丈配下平墨(下平线) 若干。上下平墨互相平行,两端两两连接起来就是边墨(边线)。上下平墨间的垂直距离等于舱深减去鸡胸,这就得出上下平墨间的距离。又有所谓“样橇”,就是为了把水艕圆转处画得肥圆一些的起橇。样橇是边墨和下平墨的交点到水艕圆转处的垂直距离(和边墨垂直)。如图所示,画出上下平墨、边墨、鸡胸、样橇以后,再把上平墨两端,鸡胸下端,两个样橇外端,五点连成一条平滑曲线,这一条平滑曲线和上平墨就构成了船舶横剖面单线图。由四大梁头处的四个横剖面(四大梁头指头禁梁、驶风梁、官舱梁、尾禁梁), 以及龙骨纵中剖面,构成赶缯船的基本线型图。
此外,在边墨的中点画一根和边墨垂直的线,叫班胸,可以使水线附近的弧度更加肥满一些。
这种传统的船舶设计方法是我国船工创造的具有民族风格的古代船舶设计方法。它的特点是方法简便,效果良好,整体局部巧妙结合。以船舶的横剖面为例,变更上下平墨和边墨围界起来的梯形,是横剖面的整体变更。变更样橇、班胸等的长短,那是局部调整。把整体变更和局部调整灵活地互相结合起来,就形成了一套十分简便而又巧妙的设计方法。它体现了我国船工的智慧和创造性。
至于我国各个地区各种船型的设计,往往采用各种不同的设计模数,一代一代地传授下来,而采用哪一种尺度作基数,那是各不相同的。