對於造船,趙信懂得的不多,如果說最簡單的造船知識,恐怕就是在幼年時候,用紙疊的船了,用一張普通的紙,簡單的摺疊之後,就可以漂浮在水面上,這恐怕是很多的孩子,對於船的最直觀的認識。
紙比水的比重要重,只有摺疊成船的形狀,才能夠讓紙漂浮在水面上,這已經是平均重力一個應用,只要稍稍有初中的物理知識,就能夠做到這一點的。
趙信不是這方面的專家,不知道流體力學,更不知道船要建造成什麼樣子,才合格,可是他清楚,船能夠浮在水面上,一個重要的原因就是整體的平均浮力。
平均浮力計算,那是鋼鐵成爲了造船的主要的材料之後,纔會考慮的東西,在11世紀,整個世界上,造船的主流材料,還是比水輕的木頭。
紙的比重大概在1.25,比起1的水來說,要重,木頭的平均比重大概在0.6左右,也就是說,在這個世界上面,除了少數的木頭,其他的絕大部分的木頭,他們的比重都比水要輕。
在封建社會,甚至更久遠的世界之中的,根本不會考慮到平均比重的問題,船舶的發展,就是在逐步的擴大容積的基礎上面,逐步發展起來的。
木頭這種材料,比起鋼鐵來說,或許在堅硬性,長期使用性能上面,都不如鋼鐵,卻有一個很好的特點,那就是抗沉性。
在比水輕的木頭,成爲造船的主要材料,就算是船破損了一個大洞,也不會短時間的沉入水中,甚至有些帶着海量的海水,還可以緩慢的開回去,這就是木質船體的好處。
也就省去了設計的過程,怎麼方便怎麼來,想造成什麼樣子,就造成什麼樣子,因爲最差的前提下,這個船也不會沉沒。
哪怕是從水軍裡面,招募來的工匠,再怎麼的沒信心,趙信主動給這個大工加碼,雖然他只是輔助800料的大船,獨立只是做出300料,一下子加碼到了800料,憑藉的一方面,是巨大部分的材料是木頭。
只有0.6比重的木頭,比起水來說,輕了很多,在單獨考慮到比重來說,可以添加很多,比水重的材料,全部實心的木頭,都可以運載很多的東西,更別說是已經形成的船艙,空氣比起水來說,更是輕很多,只要形成了船艙,那就必然可以裝很多的東西。
木頭的天然特性只是其中的一個方面,關鍵是趙信知道,定海軍掌握的幾種先進的技術。
北宋已經開始出現組合龍骨,這對於的一些大規模的造船廠來說,都是核心技術,用什麼樣強度的材料跟材料組合,用什麼樣的方法粘合,用怎麼樣的方法烘乾和處理,這些都是在漫長的摸索和失敗之中總結出來的東西,毫不客氣的說,能夠製作2000料以上的大船的,幾乎都有自己獨到技術。
早期的造船,不考慮龍骨的問題,當然了,船也不可能造的非常的大,大多是小船。
在河面上,河道寬度,困擾了船的大小,在靈活性上面,小船比大船更具有優勢。
面臨着走向海洋之後,小船就不那麼合適了,海上比河上更加狂暴的風浪,讓小船優勢蕩然無存,從人類走向海洋開始,船就越來越大了。
早期的大船,是一個耗資巨大,多麼大樹木,決定了船的大小,在科技和歷史最爲發達的亞洲,常見的樹木,巨木不算多的。
實際上,整個世界上,最高的數目往往是巨杉,不但壽命很長,最高的甚至超過了3000歲,高度也在80米左右的。
亞洲這樣的巨杉很少,絕大部分的巨木都是在二三十米的樣子,伴隨時代的發展,這樣的巨木越來越少了。
因爲不止造船會用到巨木,宮殿,地宮,甚至是棺木,都是巨木的最大的用途,皇宮大殿,在磚石結構無法成爲主流的前提下,巨木成爲了唯一材料,這極大的加快了巨木的消耗。
跟普通的材料相比,木頭雖然是最爲常見的材料,可是真正的巨木,往往伴隨着漫長的歲月,不說美洲巨杉這樣超過80米的巨木,超過25米的木頭,都不是幾十年能夠長出來的,跟消耗相比,產出就太少了。
中國的能工巧匠,在需求面前,選擇了替代的方法,找到了組合龍骨這個創造性的組合,讓鉅艦對於巨木的需求,降低到了極點,不在依靠材料決定船的大小,讓海船的成本大幅度的降低。
定海軍的造船廠,不具備組合龍骨的條件,他們甚至不知道組合龍骨,如何把衆多的木質材料,組合成一個整體,共同抵擋船隻上面的各種力量,更不知道,用什麼的材料,可以成功的把各種的木頭,都沾連到一起。
他們擁有新的替代性的東西,那就是用鋼鐵替代的木頭。
整個世界的歷史之中,一直到近代工業革命之前,鋼鐵的發展一直都是緩慢的,哪怕整個世界,在公元前2500年,世界上已經出現了鐵器的,而在東亞,公認的大規模使用鐵器的,應該是在中國的戰國時期,當時吳越的鐵器,是他們崛起的根本。
可是在這個鐵器大規模出現的時代,佔據着工具的主體的,還是青銅器,統一整個中國的始皇帝,他的軍隊,使用的青銅弩和各種青銅武器,用數量替代了質量。
從公元前,到11世紀,鐵器的發展非常的緩慢,哪怕是已經成功的運用到了生產的諸多的領域,可是產量一直不大,鐵器在絕大部分人的眼裡,就是普通的菜刀,鐵棍,或者是什麼鐵索之類,這些東西,最長的就是鐵索,也是通過環來結合起來,單獨打造的最長的,恐怕也不會超過3丈,對於早已經超過了10米長船來說,沒人想到,鐵會應用到船的龍骨之上。
這一點對於定海軍來說,沒有任何的問題,別說是鐵的龍骨,就算是整個用鋼鐵建造的輪船,也不是問題。
作爲最廉價,最易於加工的材料,在鐵的價格已經大幅度的降低的時候,在比起木頭都要便宜的前提下,用鋼鐵來建造船隻,成爲了必然的選擇。
定海軍的鋼鐵,是他賺取絕財富的來源,同樣的,也是造船的基礎,在超過30噸,50噸,甚至是100噸的高爐逐步建立的前提下,鋼鐵龍骨,已經沒有了技術的難點,就算是焊接技術沒有多發達的現在,直接澆築,也不是一個很難的事情,最多就是模具的製造而已。
木頭跟鋼鐵,這是無法相比的,別說是木頭,就算是金屬,已經是歷史的跨越了。
早期原始人,爲什麼叫做石器時代,那是大規模的使用的石頭工具時代,實際上,在更早期,木頭纔是最初的工具。
相對於更加堅固,難以加工的石頭,隨處可見的木頭,成爲了原始人最早期的工具,可是木頭的堅固程度,使用性能上面,跟石頭工具比起來,差別巨大,逐步的被淘汰。
這是木頭跟石頭的天然差別,在取代了木頭,石頭,青銅的鋼鐵面前,這是巨大的差別,在鋼龍骨面前,一切都不存在了,再怎麼強悍的木頭,它的各方面的性能,都不可能跟鐵相比的,更別說是鋼。
同樣的,有什麼的粘合劑,能夠跟熔鍊之後的金屬相比,更別說還有無縫焊接這樣的技術,哪怕是最普通的焊接的,甚至是簡單的鋼鐵契合,也比木頭上面的粘粘強的太多太多了。
至於一定比例的增加了鋼鐵這種比誰重材料帶來的重量,這個問題不大,鋼鐵的出色性能,在使用上面,遠比木頭使用的少的多,對於一艘800料的大船而言,龍骨的重量可能不超過30料,雖然這也達到了10噸的重量,可是跟跟200多噸的船本身相比,只是非常少的一部分。
鋼鐵是一種很合適大規模生產和使用的材料,在龍骨使用了鋼鐵的前提下,一些關鍵性的部分,比如說桅杆,船頭之類的,關鍵性的部件,也會需要用上鋼鐵,總體使用不會超過20噸,而趙信也把水密艙給使用到了極點,更多的水密艙,不但是增加了船的穩定性,也是在側面增加了浮力。
鐵的出現,讓這個船的容錯率變的很高,就算是組合龍骨,要想達到20米,30米,甚至是40米,跟天然木頭無法相比的組合龍骨,他們的強度,也會大規模的減弱,這也是制約船隻的擴大的一個關鍵。
實際上,在單純木質龍骨的時代,很少有船隻能夠超過1000噸的,更大的噸位,只會讓強度降低,變成一個華而不實的東西,一旦遭遇到風浪,就會散架沉沒。
這一點,對於鋼龍骨來說,完全不存在,比起木質龍骨強度高出數倍的鋼龍骨,天然就擁有了建造大船的基礎,在承接了宋朝的一些科技之後,在明朝時期,鄭和下西洋的大船,可怕的達到了3萬料以上,這就是鐵質龍骨大規模的應用。
在木質材料之下,總排水量達到萬噸的超級鉅艦,這是神話一般,這也是明朝彰顯武力的淶源,東南亞的小國,甚至是非洲的部落,面對着萬噸的可怕巨物,他們甚至連抵抗的勇氣都不存在。
現在跨越了幾百年的歷史,甚至是是上千年的科技發展,趙信在定海軍,建造了可怕的鍊鋼廠,一次性最高80噸的鋼鐵的冶煉,年產量超過200萬噸的鋼鐵產量,別說是鋼龍骨,就算是一個鋼鐵製造的戰艦,也不是不可能。
趙信當然知道,鋼鐵製造的輪船,遠比木質的要好的多,在整個世界以500噸以下的木質船隻爲主的時候,別說是萬噸級的超級戰艦,就算是一些2000噸的鐵甲艦,也是無解的存在,單純的撞,就足以橫掃一切了。
未來,幾乎必然,要向着鋼鐵製造的輪船發展,可是最初的時候,趙信不會跨越那麼大,步子太大,容易扯到蛋,一個鋼龍骨的出現,就足以吊打一切前提下,貿然的製造出鋼鐵鉅艦,投入太大,成本太高,也容易萬劫不復。
就算是以鋼龍骨爲主題的木質船隻,定海軍也有其他的一些技術優勢,拋開龍骨不提,船材的加工也是關鍵。
傳統的船材加工,多是在砍伐了樹木之後,逐步的放置,這個時間,少則兩三年,多則十年,原理不過是通過時間,把木材之中的水分,逐步蒸騰,並且減少木材上面的應力,讓他逐步的適合船隻的興建。
相對於應力,水分是關鍵,船隻是要下水的,水對於大部分的材料,都是有氧化的作用,更別說是海水,鹽帶來的腐蝕性,各種的水草和海洋生物,這對於船隻影響巨大的。
潮溼的木頭,在海水的浸泡之下,會迅速的反應,很快就會分解垮臺,只有乾的木料,再加上桐油這樣防水材料,這才能夠大規模的遠洋航行。
新的造船廠,進入到市場,一個關鍵性的所在,就是船材,沒有個10年以上的積累,它根本無法在成本上面,跟傳統的造船廠相比。
應力這玩意,放置個半年,就差不多了,至於水分,那就更快了,烘乾坊的出現,也讓木頭的處理變得容易許多,想要什麼溼度,什麼樣層次的船材,除了應力消減需要時間以外,其他的,都可以在短時間集中起來。
這就極大加快了造船的發展,而一些小方面的應用,更是讓船隻的加工方便了不少,鉚釘和螺絲的使用,極大的方便了船板組合,至於熱處理,把船板加工成足夠的彎度,這些對於普通的幫工來說,更加不是問題。
如此的優勢,看起來,就要做出一個超越這個時代的大船了,可是實際上,距離建造一個造船基地,還有一個遙遠的路要走,現在,在定海軍的造船廠,目前開工興建的,不過是一個800料海船,原因很簡單,技術上面的差距。