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第一節 艦船產品

一、木殼輪船

船政所造輪船中,第1號至第19號,船身材料以木質為主,排水量250噸至1560噸不等。生產技術分仿造和自制兩個階段,產品性能有兵商兩用船、兵船和商船三大類型。

同治六年十二月二十四日(1868年1月18日)首制船正式開工,排水量1370噸,是我國制造第一艘千噸級輪船。在外國技師帶領和指導下,船政工匠從圖紙放樣、龍骨安放、船體構造、機器安裝各步驟有序進行。建造過程中,工匠們還結合應用了多項我國傳統造船技術。八年五月一日午時,時值大潮,新造輪船涂裝天藍色,以縱向滑道下水工藝順利下水。而后進行水面工程,包括輪機安裝調試,帆纜布設,炮位打造安放等,至八月各工程告竣。二十一日開駛閩江口海域試航,各項目指標合格,二十三日完工。隨即北上天津,九月底經由三口通商大臣兼直隸總督崇厚登船驗收,認可制造合格,并批準命名船號為“萬年清”。

第2號木殼輪船“湄云”號,于同治七年十二月(1869年2月)開工,由于有了1號船的制造經驗,工程推進順當。隨后各船也按序開工。根據左宗棠的設想,船政制造的輪船應具有兵艦和運輸船的功能。但在成船后的實際運用中,兩種功能很難兼備,用于作戰,因吃水深靈敏度不夠,炮位少,用于漕運則容量小,成本高,結論為“兵商兩絀”。自第7號輪船開始,沈葆楨奏請分類制造。十年二月,船政技術人員選取法國新型二等木殼巡洋艦為樣本,改進設計后開工建造。這艘巡洋艦為船政所造木殼船中之最大,排水量1560噸,主機功率1130匹,時速12海里,于當年年底建成船身下水,命名“揚武”號,次年完工投入使用。自十二年始,船政另行開造四艘1350噸級的商用運輸船。從此,船政造船明確區分出兵船和商船兩類型產品。

按照雇用洋員合約,自同治八年(1869年)船政鐵廠完工之日起,外國技師在5年時間內,應在船政造船16艘。其中“揚武”號船大量繁,以一抵二,實造15艘。同時約定須培訓華匠能自主造船,“包教包會”。在履約的第四年起,洋員已基本放手讓船政員工自行建造,促成華匠在5年時間內掌握了近代造船技術。十三年外聘的外國技師完成合約陸續回國。光緒元年(1875年)船政學堂制造專業學生繪制出一艘250噸級炮艇設計圖,請求制造獲準,次年建成下水。這艘命名為“藝新”號的小型木殼炮艇制造成功,標志著船政造船進入自主造船生產階段。在二年底下水的第19號木殼兵船“泰安”號,是船政制造的最后一艘木質輪船。

二、鐵脅兵船

鐵脅船即鐵木合構輪船,盛行于19世紀中葉。鐵脅船以鋼鐵材料替代天然曲木作為船舶肋骨及內部構架,船體外殼、甲板以及上層建筑仍以木料為主,木料外部輔以鐵脅件,輪船堅固性明顯提高。在造船技術發展史上,鐵脅船是木質輪船過渡到鋼鐵輪船的過渡性產品。

同治十三年(1874年),沈葆楨率船政輪船水師赴臺。事前,他已偵知日本購進兩艘鐵脅軍艦。為增強我方實力,沈葆楨上奏清廷,提出自主建造鐵脅船的主張,得到朝廷批準。考慮到鐵脅船建造,在技術工藝上與木殼船有較大區別,仍確定以先行仿造的方針。首制船的鐵脅構件購自法國,再行聘請二位法籍洋匠來廠指導。同時對廠內現有車間進行改造,增設鐵脅廠,專任制造龍骨、肋骨、橫梁、泡釘等各鐵脅構件,配備打造、拗彎、鑲配各工種。

光緒二年七月十五日(1876年9月2日),船政第一號鐵脅船開工,工程順利,第二年四月下水,命名為“威遠”號。首制鐵脅船長72.3米、寬11.7米、型深5.9米,排水量1268噸,配置購自英國的新式康邦臥式蒸汽機,功率750馬力,航速12節,配備艦員110人,炮位7門。成船后,先在廠前江面試行,9月14日正式出洋試航,船政大臣丁日昌隨船出航,“察看船身堅固,機器精良”,“輪機靈捷,適合成法”。前后歷經一年,船政造船實現了由木殼船到鐵木合構船的產品更新換代。

在第一艘鐵脅船即將完工之際,光緒三年六月(1877年7月),船政第二艘鐵脅船“超武”號開工。與第一艘鐵脅船不同的是,二號船“所有鐵脅、鐵梁、鐵龍骨、斗鯨及所配輪機均系華工按圖仿造,視威遠經始時手技較熟”。“超武”號船型仿“威遠”號,隨后船政續造的“康濟”(后改為商船)、“澄慶”鐵脅兵船,都是這一制式?!拌F脅、鐵梁、鐵牽及船艙鍋爐應用四尺零闊之鐵板,均由廠內工匠自制”。特別是鍋爐鐵板厚達五分三厘,鐵板質量及技術要求很高,“平方者務取精良,轉折者尤求堅韌”,造出的鍋爐“工竣驗試,能勝火力,不漏湯氣,乃稱完善”,且輪機安裝在低于艦船水線位置,有利戰斗中輪機的保護。19世紀80年代初,船政遣歐留學深造的學生陸續回國,帶回造船新理念,以增強艦船戰斗力為著眼點,就是建造大功率巡??齑?,即國外的鐵木合構巡洋艦。船政制造新式巡??齑?,把鐵脅船建造推向了一個更高的水平。

船政制造的第一艘鐵脅巡??齑∶伴_濟”號,光緒七年九月(1881年11月)開工,由船政學生吳德章、楊廉臣、魏瀚、李壽田、陳兆翱等監造。在之前所造鐵脅船基礎上,巡??齑瑥娀舜淼膱怨绦?,鐵脅外掩以雙重厚木,內重以鐵栓,外重以銅栓,兩相嵌固。“開濟”號船長85米、寬11.5米、型深8.1米、排水量2200噸,航速15節。主機為一臺康邦臥機,功率2400馬力。該艦機件之多,功率之大,皆為船政創設以來所未有。“開濟”號的武備也有改進,全艦前后左右置炮10門,每門炮均可旋轉,艦首水線下設碰撞裝置,用以沖擊敵艦。

自“開濟”號后,船政又續造了鏡清、寰泰、橫海、廣甲各鐵脅快船,制式愈加精良,顯示了很高的造船水平。如鐵脅快船制造中,不少鐵件改用韌性更好的鋼件;主機也由二汽缸臥式康邦蒸汽機發展至三汽缸,功率大增。從第二號鐵脅快巡海船“鏡靖”號開始,“船底兩旁添幫龍骨兩條,日后船行愈穩而不簸”?!皫妄埞恰爆F稱為“舭龍骨”,這也是我國造船史上首次應用了減少船舶搖擺度的消搖裝置。船政共制造鐵脅艦船10艘。

三、鋼質艦船

隨著鋼鐵工業的發展,西方國家在19世紀60年代已嘗試使用鋼板為船殼材料,后因鋼板強度不足又改用鐵板為船殼,制造出鐵甲艦。十余年后,鋼板材質強度性能提高,以鋼板制作船殼和甲板的鋼質船正式出現。鋼板和鐵件在輪船制造中混合使用,統稱鋼鐵船,而以鋼板為主體的船舶,則又稱鋼船。

光緒十年(1884年)中法馬江之役,福建水師覆沒。有識之士總結戰敗原因,認為未裝備鋼鐵軍艦而總體實力不強是失敗的重要成因。十一年,船政大臣裴蔭森與督辦福建軍務軍機大臣左宗棠聯名上奏,請在船政開造鋼質軍艦。船政留學生經比對論證,選取法國“黃泉”級鋼質艦為藍本,仿造新式鋼殼鋼甲炮艦。船政請求批量生產三艘,后朝廷下旨同意建造一艘。

光緒十二年十一月(1886年12月),鋼殼鋼甲軍艦正式興工制造。當時我國鋼鐵工業尚未建立,所需鋼材大都購自英國。首制鋼質艦的設計與監造工作由船政工程技術人員自行承擔,“不用洋員洋匠,脫手自造”。該艦于十三年十一月十七日(1887年12月31日)下水,十五年四月完工,取名“龍威”號,編入北洋海軍后,改名“平遠”號。

“平遠”號是船政所造艦船中最精良者,艦長62.5米,寬12.6米,型深6.8米,吃水4.2米。兩重鋼底,中間相距670毫米。船身前部甲厚125毫米,后部甲厚150毫米。機艙、鍋爐房、彈藥艙外的防護裝甲,寬1.53米,厚200毫米。艙面甲板厚50毫米。該艦排水量2100噸,配新式省煤康邦輪機及推進系統兩副,兩臺主機功率合計2400馬力,設計航速14節。武備方面,設有260毫米前主炮1門,120毫米副炮2門,120毫米后主炮1門,連珠炮4門,魚雷發射管前后各2具。大炮屬旋臺式,可三面施放。船上還裝有探照燈2具,用以遠照敵船?!捌竭h”號是我國自制的一艘鋼鐵軍艦,代表了晚清時期中國造船技術的最高水平。

船政制成鋼殼鋼甲軍艦“平遠”號之后,至光緒三十三年(1907年)清廷下令船政停造輪船,其間所造各船均以鋼鐵船為主,或鋼甲鋼殼如“廣乙”艦,或鋼脅鋼殼如“廣丙”“福靖”“通濟”“福安”各艦,或時速達23海里之鋼質魚雷快艦“建威”“建安”號。民國初期還造出鋼質內河客輪“寧紹”號和兩艘170噸級的淺水炮艇。

四、船用輪機

船政制造的船舶動力使用蒸汽機,由蒸汽鍋爐和輪機配套而成,因此在生產設施的建設中,輪機廠和鍋爐廠是船政核心生產車間。輪機廠配有200多臺套進口的機械加工設備,用于加工制造蒸汽機各部件。各部件成品后,在西側廠房合攏組裝,因而,西廠房又稱合攏廠。

船政制造的第一艘至第四艘木質輪船,配備輪機均購自國外。在安裝前,船政工匠進行了分解測量,取得數據并繪制出圖紙,對構成部件進行仿造。同治十年(1871年)五月,經過“成胚、車光、刮磨、合攏”等工序,船政造出了第一臺二汽缸豎式蒸汽機,功率580馬力。這臺蒸汽機的制作過程,從繪圖到成品由外國技師指導,制作加工由華匠操作,其工藝水平不亞于歐洲的產品。第一臺蒸汽機制成后,安裝在第5號輪船“安瀾”號上,經試航,“船極靈捷平穩,機器搭配亦均合宜,與購自外洋者無異”。第一臺船用蒸汽機的制造成功,初步實現了左宗棠“以機器制造機器,積微成巨,化一為百”的設想,也標志著中國自制的實用蒸汽機在船政誕生。

此后,船政新船配備的輪機大都在本廠自制,但在產品升級之際,多以先外購后仿造的方式造出新輪機。第7號輪船“揚武”號巡洋艦主機功率1130馬力,購自英國,船政同時進行仿造,不久也造出同級別的臥式二汽缸往復蒸汽機。光緒二年(1876年),船政開造鐵脅船,首制船“泰安”號輪機采用改進型臥式康邦蒸汽機。為快速實現產品的更新換代,“泰安”號的圓形高壓鍋爐及臥式安邦蒸汽機全套進口,在未安裝上船前,技術人員進行了部件拆解繪圖,并逐一仿造,順利地造出了同樣式蒸汽機。這臺仿造的康邦臥機,安裝在第二號鐵脅船上,性能達到設計標準,船政的蒸汽機制造又攀上了一個新臺階。

光緒八年(1882年),船政開造2200噸級的鐵脅巡??炫灐伴_濟”號,其輪機功率達2400馬力,最大負荷可達2800馬力。其制作方案為機器部件由進口和廠內自制相結合,整機在廠內組裝?!伴_濟”號是船政制造的最大噸位鐵脅軍艦,輪機性能良好,航速達到16節。十五年船政造出我國第一艘鋼質軍艦“平遠”號,排水量2100噸,動力推動系統采用兩臺蒸汽機,四座鍋爐、雙軸推進,合計功率2400馬力。整套輪機由船政工程處陳兆翱總體負責設計監造,工程進展順利取得成功。

船政的船用蒸汽機制造跟上了世界先進水平。但因冶金工業的制約,部件鋼料仍采自國外。但輪機廠機械加工能力強,包括曲軸在內的許多船機精密部件,都是廠內加工完成。1903年制造的“建威”“建安”號獵潛艦(快速驅逐艦),主機功率達6500匹,其構件雖也是以外購和自制相結合,仍顯示了船政輪機制造達到很高水平。

表2-1 1869 —1905年船政建造船舶情況表

注:清代工部營造尺標準,1丈等于10尺,1尺等于32厘米。

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