第九十三章 木质帆船结构是最大的难题

p; 如果突然很大的受力，或者长期不撤去的“荷载”，材料变形回不去了，甚至材料抵抗不住外力而产生裂痕。前者就是”塑性形变”，比如撞车事故中汽车外壳变形，要是后者材料就算完全废了，这个变形有多大，多恐怖，举个例子就可以非常直观的看出来。一般甲板上会有几个舱盖。在巨浪铺天盖地的情况下，一定要把舱盖用楔子钉死，否则，海浪挤压船壳，船壳形变挤压舱内的空气，空气会崩飞甲板上的舱盖。

    木头强度低还有更严重的问题，船舶承载越大的货物载重，造船木料就需要越粗大。然而，随着时间的流逝，欧洲已经造了150多年的大型帆船，天然大型木料很难找到；大明还好些，至少四川巨木还保存了很多。

    其次，粗大的木料自重也更大，于是越粗大的木头承重效率也越低，最后单纯自己的重量恐怕就把自己压弯了。甚至压折了。

    彼此之间木头构件不容易连接，“连接”就是需要一个木头构件的受力能够传递到另一个上面，这样船体结构才能成为真正连贯的一个受力的整体，所有应力都能尽量平均，不至于让局部某些结构承受超过自身强度和韧性的力量。快速疲劳、断裂。甚至直到二战前，人类主要的造船技术都还是用铆钉。

    钢铁形变小，受力不论是铆接还是焊接都可以轻易的传导给相邻的构件。木头就大大不同了，一般肉眼可见，贯通材料的纹理——“木心年轮”。木头就像肉一样，是许多纤维平行排列成的。这些木头纤维之间的连接强度，远远赶不上单独一根纤维内部，俗话说“劈柴不照着纹，累死劈柴人”。木材的强度在不同方向差异巨大。

    在这种情况下，钉子钉进木料里，原本就是破坏了木材结构的连贯性，而钉子对木料的紧固压力，也只能波及钉子附近小范围内的木质纤维，更远处的与此无关，因为木头纤维彼此之间没有钢铁显微结构那样的紧密连接。

    两个木构件、甚至数个木构件被一根铆钉紧固在一起。这时如果战舰是在风浪中航行，那么船体就会承受应力，各个构件受力就会发生弹性扭转、弯曲。如果战舰在风浪中横倾，右侧那边的大炮和上层结构件全部都要压到水线下的船体上去，如果左侧迎风一边的大炮和上层船体构件却有相互间拉散开的趋势。

    这样，受力形变的木头构件之间，就把紧固它们的铆钉来回拉扯、挫动。每一根木料都很粗大，铆钉为了不破坏木料整体结构只能尽量做得细些，这样整个木料拉扯铆钉产生的压力，全部集中在铆钉附近的木料中，铆钉和木料就不是紧密的结合，而是形成空腔。很快这些木质纤维就被铆钉压迫变形，铆钉的钉子孔就疏松、扩大了。这样木料之间就能够相互错动。这种海上波涛中承受应力、木材形变、钉子活动导致的木料松动和相互错动，在高海况的情况下，在船舱里可以观察到整条船的木梁和各种构件像蛆虫一般的扭动。

    铆接这种非常不牢靠的结构，首先会在风浪中各种产生各种松动；其次整体上存在一个很大的问题，也就是整个船体变形的问题，始终困扰风帆时代工匠与设计师的最重大的问题，限制了风帆战舰的最大长度。而最大长度不增加，就只能加宽宽度来增大容积，这样短粗胖设计，长宽比小的船，阻力巨大，也装不了太多的桅杆，桅杆少，船帆面积就上不去，利用风的效率就低，严重拖累了速度。

    小师姐听着李憬和造船的师傅们讨论着技术难题，对这个时代的帆船也有一定的了解。后续继续参观铸造车间，铆钉锻造车间，油漆车间，小师姐才发现原来造一条帆船有这么复杂和这么大的难度。