視察了干船塢工地后，李憬等人繼續(xù)參觀岸上的車間，這里主要是生產(chǎn)船舶構(gòu)件。木材要在車間里處理好，做成組件，然后在干船塢里組裝成帆船。下水后在繼續(xù)舾裝，安裝鎖具和船帆，助力絞盤等。

    可能大家會(huì)奇怪，為什么木質(zhì)帆船的長度一般都不超過60米，最長的勝利號也不過67米。這和木材的性能有關(guān)。歐洲各國為了能將木頭戰(zhàn)艦造到勝利號那樣60多米的“極限”程度，19世紀(jì)英法兩國發(fā)展出新的造船技術(shù)，以最大限度利用木材的特性，幾乎將木材這種材料的能力發(fā)揮到極致。

    那如果使用木頭建造船舶，會(huì)有哪些缺點(diǎn)限制了艦體的加長，必須克服由此而產(chǎn)生的問題呢？和鋼鐵比起來木材自然是可塑性差得多的結(jié)構(gòu)材料，一、木頭的強(qiáng)度低，二、構(gòu)件之間不容易銜接。三、木材難以變形，或者變形后損害內(nèi)部纖維完整性，無法保持足夠的強(qiáng)度。這三個(gè)問題共同制約著，讓木頭戰(zhàn)艦不能造得太長。

    尤其是船舶建造需要的很多木材都不是直的，蒸煮壓彎的木材多少都會(huì)造成內(nèi)部纖維斷裂，損失結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。為了獲得天然形成的弧形樹木，造船工程師們幾乎走遍了歐洲大小的森林。

    18世紀(jì)成熟期，風(fēng)帆戰(zhàn)艦和風(fēng)帆商船到底有什么區(qū)別呢。

    最大的區(qū)別在于龍骨和船肋骨。戰(zhàn)艦的龍骨是特殊加固設(shè)計(jì)的。而船肋骨，戰(zhàn)艦是一根三十公分見方的整根木材。船肋骨一根緊緊挨著一根，除了炮窗外幾乎密密麻麻的緊緊挨著排列。肋骨外邊的船板一般用的都是歐洲的橡木和緬甸的柚木。當(dāng)然這些木材中國也產(chǎn)。這樣戰(zhàn)艦就形成了半米厚的船壁裝甲帶，用來抵御炮彈。

    而商船的龍骨比較簡單，商船一般不需要做劇烈的機(jī)動(dòng)，承受的應(yīng)力小得多。而船肋骨也不需要如此粗大，一般幾米才有一根。船板也非常薄，一般不到十公分。烈焰鳳凰號這種荷蘭戰(zhàn)艦商船二合一船型，其實(shí)是按照商船標(biāo)準(zhǔn)建造的。為了抵御炮彈，李憬不得不在損失載重性能的前提下，給水線和炮倉覆蓋鋼板。

    李憬在張承等造船工場高級工頭的陪同下走進(jìn)一個(gè)用竹子搭建的非常高大和寬闊的車間，其他木作坊車間加工好的木材，運(yùn)到這里。這里靠里邊一條條碩大的鑄鐵長槽子冒著熱氣，里邊沸水滾滾，鐵槽子下面燃燒著煤炭。頂棚的吊車把整根的陰干好的木材放進(jìn)沸水里蒸煮，等木材的纖維軟化后，用鑄鐵的模具壓彎。

    在壓彎時(shí)不可以一下子壓到需要的彎度，要像馴弓那樣，一英寸一英寸的壓彎，再恢復(fù)回來，盡量不崩斷內(nèi)部的木纖維，以最大限度的保持木頭的張力和韌性。不論是船板還是船肋骨都需要根據(jù)設(shè)計(jì)，加工到合適的彎度。

    小師姐一直跟在李憬的身后，這次沒有把她關(guān)起來，但是她很清楚，李憬現(xiàn)在帶他看的就是李憬家族最核心的秘密。這讓她更加好奇，那幾天李憬到底去干什么了。

    她認(rèn)真的聽著李憬和這些工程師們的對話，李憬和大家討論了很多目前涉及到的和未來會(huì)涉及到的技術(shù)難點(diǎn)問題。由于這些人都是老師傅，精通專業(yè)，所以討論的比較深入。

    船舶在海上航行，在受力的時(shí)候，是六個(gè)方向的受力，上下東西南北，都有海浪和的大風(fēng)，在擠壓拉扯船體，桅桿和船帆鎖具受力情況更加復(fù)雜。船舶搖擺、升沉、大浪拍擊船體側(cè)，木造船的木結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生形變。不管任何材料，受力不大的情況下，就只是暫時(shí)形變罷了，如果外力撤去后還能彈回去，這就是彈性形變，問題不大。

    如果突然很大的受力，或者長期不撤去的“荷載”，材料變形回不去了，甚至材料抵抗不住外力而產(chǎn)生裂痕。前者就是”塑性形變”，比如撞車事故中汽車外殼變形，要是后者材料就算完全廢了，這個(gè)變形有多大，多恐怖，舉個(gè)例子就可以非常直觀的看出來。一般甲板上會(huì)有幾個(gè)艙蓋。在巨浪鋪天蓋地的情況下，一定要把艙蓋用楔子釘死，否則，海浪擠壓船殼，船殼形變擠壓艙內(nèi)的空氣，空氣會(huì)崩飛甲板上的艙蓋。

    木頭強(qiáng)度低還有更嚴(yán)重的問題，船舶承載越大的貨物載重，造船木料就需要越粗大。然而，隨著時(shí)間的流逝，歐洲已經(jīng)造了150多年的大型帆船，天然大型木料很難找到；大明還好些，至少四川巨木還保存了很多。

    其次，粗大的木料自重也更大，于是越粗大的木頭承重效率也越低，最后單純自己的重量恐怕就把自己壓彎了。甚至壓折了。

    彼此之間木頭構(gòu)件不容易連接，“連接”就是需要一個(gè)木頭構(gòu)件的受力能夠傳遞到另一個(gè)上面，這樣船體結(jié)構(gòu)才能成為真正連貫的一個(gè)受力的整體，所有應(yīng)力都能盡量平均，不至于讓局部某些結(jié)構(gòu)承受超過自身強(qiáng)度和韌性的力量?？焖倨?、斷裂。甚至直到二戰(zhàn)前，人類主要的造船技術(shù)都還是用鉚釘。

    鋼鐵形變小，受力不論是鉚接還是焊接都可以輕易的傳導(dǎo)給相鄰的構(gòu)件。木頭就大大不同了，一般肉眼可見，貫通材料的紋理——“木心年輪”。木頭就像肉一樣，是許多纖維平行排列成的。這些木頭纖維之間的連接強(qiáng)度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上單獨(dú)一根纖維內(nèi)部，俗話說“劈柴不照著紋，累死劈柴人”。木材的強(qiáng)度在不同方向差異巨大。

    在這種情況下，釘子釘進(jìn)木料里，原本就是破壞了木材結(jié)構(gòu)的連貫性，而釘子對木料的緊固壓力，也只能波及釘子附近小范圍內(nèi)的木質(zhì)纖維，更遠(yuǎn)處的與此無關(guān)，因?yàn)槟绢^纖維彼此之間沒有鋼鐵顯微結(jié)構(gòu)那樣的緊密連接。

    兩個(gè)木構(gòu)件、甚至數(shù)個(gè)木構(gòu)件被一根鉚釘緊固在一起。這時(shí)如果戰(zhàn)艦是在風(fēng)浪中航行，那么船體就會(huì)承受應(yīng)力，各個(gè)構(gòu)件受力就會(huì)發(fā)生彈性扭轉(zhuǎn)、彎曲。如果戰(zhàn)艦在風(fēng)浪中橫傾，右側(cè)那邊的大炮和上層結(jié)構(gòu)件全部都要壓到水線下的船體上去，如果左側(cè)迎風(fēng)一邊的大炮和上層船體構(gòu)件卻有相互間拉散開的趨勢。

    這樣，受力形變的木頭構(gòu)件之間，就把緊固它們的鉚釘來回拉扯、挫動(dòng)。每一根木料都很粗大，鉚釘為了不破壞木料整體結(jié)構(gòu)只能盡量做得細(xì)些，這樣整個(gè)木料拉扯鉚釘產(chǎn)生的壓力，全部集中在鉚釘附近的木料中，鉚釘和木料就不是緊密的結(jié)合，而是形成空腔。很快這些木質(zhì)纖維就被鉚釘壓迫變形，鉚釘?shù)尼斪涌拙褪杷?、擴(kuò)大了。這樣木料之間就能夠相互錯(cuò)動(dòng)。這種海上波濤中承受應(yīng)力、木材形變、釘子活動(dòng)導(dǎo)致的木料松動(dòng)和相互錯(cuò)動(dòng)，在高海況的情況下，在船艙里可以觀察到整條船的木梁和各種構(gòu)件像蛆蟲一般的扭動(dòng)。

    鉚接這種非常不牢靠的結(jié)構(gòu)，首先會(huì)在風(fēng)浪中各種產(chǎn)生各種松動(dòng)；其次整體上存在一個(gè)很大的問題，也就是整個(gè)船體變形的問題，始終困擾風(fēng)帆時(shí)代工匠與設(shè)計(jì)師的最重大的問題，限制了風(fēng)帆戰(zhàn)艦的最大長度。而最大長度不增加，就只能加寬寬度來增大容積，這樣短粗胖設(shè)計(jì)，長寬比小的船，阻力巨大，也裝不了太多的桅桿，桅桿少，船帆面積就上不去，利用風(fēng)的效率就低，嚴(yán)重拖累了速度。

    小師姐聽著李憬和造船的師傅們討論著技術(shù)難題，對這個(gè)時(shí)代的帆船也有一定的了解。后續(xù)繼續(xù)參觀鑄造車間，鉚釘鍛造車間，油漆車間，小師姐才發(fā)現(xiàn)原來造一條帆船有這么復(fù)雜和這么大的難度。