摇橹是中国人特有的发明。考古发现,中国人在七千年以前就有了船。可以想象,最早的船涉水不会很深,所以多用篙来撑船前进。后来船行进在深水地方,篙就不管用了,就发明了桨。我国考古发现在五千年前就有桨的实物出土。橹的发明也相当早。在汉末的文字中就有橹的记载。说明至迟在汉末就有橹问世。东汉末年,文字训诂学家、经学家刘熙所著的《释名》一书中解释“橹”字说“在旁曰橹,膂也,用膂力然後舟行也。
”到了三国时期,更有明确的记载。在陈寿所著《三国志》中第54卷,记载吕蒙取南郡打败关云长的事有这样的话:“蒙至寻阳,尽伏其精兵舳舻中,使白衣摇橹,作商贾人服,昼夜兼行,至羽所置江边屯候,尽收缚之,是故羽不闻知。”这个“摇”字完全刻画了对橹使用的特点。就是橹板一直置于水中,靠把橹柄来回摇动来推动船舶前进。
它和此前的桨不同,桨是要用人力来“划”动的,桨板在水中滑动一次,需要人力把它提出水面再进行第二次划动。显然摇橹比起划桨省力多了,所以一直有“一橹三桨”的说法。摇橹是怎样推动船舶前进的?让我们先从橹的构造说起。整个橹实际上是一根弯曲的杠杆,橹板一头插在水中,是一块长板。橹柄是摇橹人施力的一端。比较巧妙的是支点球钉,形如图4。
它有不同的构造,重要的是它要使橹能够沿两个方向旋转,一方面要使橹柄前后推拉时转动自如,另一方面要使在推拉过程中橹能够绕自己的轴做旋转,以改变橹板对划动方向的角度。橹最初是安装在船侧的,后来单橹船的橹移到了船尾。明末出版的字典《正字通·木部》说:“长大曰橹,短小曰桨,纵曰橹,横曰棹(注:有支点的长桨)。”所以橹一般都是安装在船尾的。
大船则安装有多支橹,橹数有8橹、10橹,以至多达36橹的,有的装在船尾,有的装在船侧。橹的大小亦视船只的大小而不等,有1人、2人、6人摇的橹,也有10人以至20人、30人摇的橹。现在让我们把目光移向西方。西方在人力驱动船舶前进,一直都没有产生橹这种东西。他们一直停留在用桨划船的阶段。直到十七、十八世纪,西方来华有许多传教士,才把中国的橹带回欧洲。所以欧洲人称橹为yuloh,是把摇橹按音译过去的。
不过迄今,西方人的橹多不用橹索,靠执橹柄的手在推拉时适当转动手腕以调整橹板的攻角。也没有球钉的支承装置,而是简单地在船帮上开一个小豁把橹杆放在里边。这样,也有它的方便的地方,就是那个橹,可以当橹使用,也可以当桨使用,非常灵活。用人力来驱动船舶前进,摇橹已经是很省力和很先进的发明了。不过,人们还是没有满足,因为摇橹是用臂力,俗话说“胳膊扭不过大腿”,毕竟没有用腿脚来得有力。
于是就发明了用脚力驱动的车船。这也是中国人最早的一项发明。车船是使用脚力驱动叶轮转动,从而使船前进。大约是南北朝时代的发明。其形制很大,用于战争。由于脚力比臂力要强,所以速度很快,四周装有打击敌船的拍杆。拍杆是一种长杆顶头绑有重石的装置,平时高高悬起,一旦敌船靠近,便立刻放下,砸向敌船,致使敌船船毁人亡。早在南北朝 (420~589) 时,已有车船的记载。唐代李皋对车船的发展起了承前启后的作用。
他制造的车船用人力踏动快速前进。宋代的车船盛极一时,绍兴二年(1132)王彦恢制的战舰,旁设4轮,每轮8楫(桨片)。上面图示的这两艘车船,也称为明轮船。因为它的驱动轮的大半是露在水面上的。所以称为明轮。明轮的形制如图12。轮周装有蹼板,当轮子转起来时,下面入水的蹼板就会像鸭蹼那样推动水向后,靠水的反作用前进(图13)。
这种推进技术实际上效率并不高,因为蹼板入水和出水的瞬间蹼板作用于水的力量有较多向下向上的分力,而不纯粹是向后的作用,这就浪费了不少能量。我国在人力驱动的船舶上的发明,可以说已经做到了尽善尽美了,一艘船其规模能够达千吨以上,可容武士千人以上。不过,一到19世纪,西方的机器驱动的轮船发明,其后钢铁制造的军舰出现,中国靠人力驱动的木船当然敌不过靠机器驱动的钢船。
领先船舶驱动的推进器也逐渐淘汰了明轮而采用完全处于水下的螺旋桨(图14)了。如果说摇橹的关键是无论对橹柄的推还是拉,都要使橹板与其运动方向有一个适当的攻角。那么螺旋桨旋转起来,它的每一个叶片也都永远与其运动方向保持一个攻角。在这一点上,螺旋桨是继承了摇橹的核心技术的。