大家好，我是中国科技馆“华夏之光”展厅的小小志愿者杨恕，今天我为大家讲述的是《推进船只行进的工具——帆》。
中国科技馆“华夏之光”展厅2021级小小志愿者杨恕
风帆是推动船舶前进的推进工具。与桨、篙、橹不同的是，风帆的动力是自然风力，利用自然风的好处在于，可以解放人力，提高行船效率，使船行驶得更远。利用自然风力以后，船的体积大小也发生了变化，大型船只逐渐诞生了。这在船舶发展史上具有重要的意义。
黄昏海上帆船，图片来源于《中国古代航海》丛书
古埃及出现风帆的年代可以推溯至公元前3100年。关于中国何时出现帆，学术界有三个推论：一是殷商时期，二是汉代，三是战国时期。最早的帆属于单帆，也就是一艘船上有一面帆，用一根桅杆悬挂。汉代时的船比较长，而且需要装载很多重物，所以开始使用多桅多帆，这可谓一项重大进步，帆数量的增加意味着帆总面积的增加、受力面积的增加，这样就增大了对船的推进力，并且提高了航行速度。将帆挂在不同高度的桅杆上，能便于根据具体情况随时调整，还能降低船的重心，保证船的稳定性。
中国早期的风帆由植物叶或竹篾编织而成，叫做硬帆。这种帆又厚又硬，能够利用侧向风力。硬帆就好比飞鸟的翅膀，或是飞机的机翼，当风力与帆之间有一个较小的角度时，帆会产生很大的力且与风的方向垂直，这个升力在船前进方向的分力就是对船的推进力，这是中国风帆的特点，也是与西方船只的软帆最大的区别。“扬帆远航”这个词形象地说明了中国的帆船在起航时必须扬帆，因为硬帆的材料比较重，扬帆时需要很多人合作，经常需要使用绞车。但硬帆的一个重要优点就是落帆很容易，尤其是遇到突然刮起的狂风，迅速落帆可以保证船的安全。
另外，汉代时,人们还注意到，多个帆会影响航行效果，需要随时调节帆的位置和帆角，并且根据风力大小调节帆的面积。“见风使舵”这个成语其实本来是航海术语，说明舵必须与帆相互配合使用。帆与舵两者相得益彰，有力地推动了中国的航海业发展。
中国科学技术馆华夏之光展厅里有一件展品名为“福船”，它上面的帆是平衡纵帆，这是东汉时期出现的一种帆型，是中国的独创。它在桅前后面积的比例不同，使风的压力中心转移到桅的后面，并且离桅杆很近，所以帆转动起来比较省力。这种帆的出现和使用标志着中国木帆船的逆风航行能力已经成熟。
平衡纵帆，图片来源于《中国古代航海》丛书
英国著名学者李约瑟在《中国科学技术史》中给予了中国船帆很高的评价，他认为“在人类利用风力推进船舶的各项首要成就中，中国的平衡式梯形斜帆是名列前茅的。”
好了，这就是本期“趣读华夏科技故事”的内容，云端揽胜，乐享科学，敬请大家继续关注中国科技馆“云享科学”活动。
本文节选自《中国古代航海》，略有改动。
《中国古代航海》/戴天心/安娜/常铖 编著.北京：科学普及出版社，2021.4（把科技馆带回家.华夏之光）
策划：李广进
制作：王晰玉、杨恕
审核：王紫色、李广进
中国科技馆古代科技展览部（筹）供稿
（本文转载须经中国科技馆古代科技展览部（筹）许可）
本文来自：中国数字科技馆
特别声明：本文转载仅仅是出于科普传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或其它相关事宜，请与我们接洽。
[责任编辑：刘兴飞]
京公网安备11010502039775号
