晚清時(shí)期船政造船技術(shù)的進(jìn)步

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晚清時(shí)期船政造船技術(shù)的進(jìn)步

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福建船政是晚清時(shí)期我國(guó)最大的艦船制造基地，其造船技術(shù)水平代表著中國(guó)水平。在艱難條件下，船政員工敢于對(duì)外開放引進(jìn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)外部經(jīng)驗(yàn)，并推陳出新，開拓進(jìn)取，僅用20年時(shí)間，輪船制造技術(shù)便接近西方先進(jìn)水平。在中國(guó)造船工業(yè)起始階段，船政的輝煌業(yè)績(jī)令人矚目。

船政 輪船制造 技術(shù)進(jìn)步

1807年，美國(guó)工程師富爾頓在英國(guó)倫敦應(yīng)用蒸汽機(jī)為動(dòng)力，造出了世界上第一艘輪船，造船工業(yè)由此肇端。隨著第一次工業(yè)革命的深入和科技水平的提升，數(shù)十年間，西方造船技術(shù)發(fā)展快速，船體建造由木殼到鐵木合構(gòu)，再而鐵殼、鋼質(zhì)；蒸汽機(jī)由立式到臥式，功率不斷強(qiáng)大；推進(jìn)器由航側(cè)明輪到艉部螺旋槳暗輪。輪船最終取代帆船，成為人類航海的得力工具。

中國(guó)自古造船業(yè)發(fā)達(dá)，尤以明初鄭和七下西洋的航海壯舉，顯示了我國(guó)造船技術(shù)遠(yuǎn)超世界各國(guó)。然而，明朝中葉沿海倭寇侵?jǐn)_，朝廷實(shí)行退縮的“禁?！闭撸以窖菰搅?，中國(guó)造船業(yè)因而嚴(yán)重受挫。至清代，入主中原的北方滿洲貴族，沉醉于金戈鐵馬的戰(zhàn)功，認(rèn)識(shí)不到海洋事業(yè)重要性，也頻頻施行禁海政策，中國(guó)先進(jìn)的造船業(yè)從此一落千丈。直至近代福建船政的創(chuàng)辦，造船業(yè)才重新開始從谷底的爬坡。

1866年6月，閩浙總督左宗棠奏準(zhǔn)清廷，在馬尾創(chuàng)設(shè)船政，聘法國(guó)人日意格為總監(jiān)督，實(shí)施對(duì)外開放引進(jìn)政策，建起了當(dāng)時(shí)遠(yuǎn)東最大的造船基地。在首任船政大臣沈葆楨領(lǐng)導(dǎo)下，船政員工艱苦創(chuàng)業(yè)，為國(guó)圖強(qiáng)，在沒有任何工業(yè)基礎(chǔ)的落后條件下，開拓了中國(guó)造船工業(yè)。

1 引進(jìn)技術(shù)，首制中國(guó)千噸級(jí)輪船

1868年1月18日，沈葆楨率領(lǐng)員紳“捧龍骨安上船臺(tái)”，開始了第一艘輪船的制造。這艘排水量達(dá)1370噸的木質(zhì)船舶，以西方實(shí)體放樣技術(shù)的應(yīng)用開始建造。沈葆楨對(duì)新技術(shù)工藝的應(yīng)用，上折奏道：“日意格先令木匠將從前所蓋棧房按段編門，平鋪地板。令畫匠繪一百五十匹馬力船式于地板上，分行布線，細(xì)如繭絲。凡船身所有斗筍銜接處莫不有圖，各不相混；曲直、尺寸志以洋字，令中國(guó)木匠一一辨識(shí)。俾按圖仿造，可以不煩言而解?！雹佥喆惺苷羝麢C(jī)強(qiáng)烈震動(dòng)力，木結(jié)構(gòu)船身的牢固性明顯地不同于傳統(tǒng)帆船，金屬材料大量應(yīng)用，而這一切都要經(jīng)過力學(xué)計(jì)算和物理實(shí)驗(yàn)。

首制船經(jīng)過一年多的制作，船臺(tái)工程完工，船舶將以縱向方式入水。中國(guó)造船史上，千噸級(jí)輪船在船臺(tái)實(shí)施下水，這是第一遭。在具有傾斜度的滑道上要保證船體的穩(wěn)定性、下滑速度和入水瞬間的沖擊力，都須通過精細(xì)計(jì)算，才能確保下水成功。船政大臣沈葆楨親臨現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)下水方式和步驟仔細(xì)觀察，描述了輪船下水的情況：“向午潮平，日意格督匠作人等盡拔撐柱，將船頭所銜木楔眾斧齊敲，使船勢(shì)全力趨下。再將船頭拖輞鋸斷。鋸甫過半，船砉然自行。一瞬之間，離岸數(shù)十丈。船上人乘勢(shì)下碇，拋泊江心。萬斤艨艟自陸入水，微波不濺，江岸無聲。中外歡呼，詫為神助?！雹趹?yīng)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)千噸級(jí)輪船順利下水，沈葆楨的驚奇之情溢于言表。

第一艘輪船建成下水，采用的是暗輪推進(jìn)動(dòng)力，表明了西方造船技術(shù)工藝在馬尾引進(jìn)、植入并取得成功。有了好的開端，后續(xù)各船技術(shù)工藝應(yīng)用日趨熟練，船政引進(jìn)外部技術(shù)，使新興的中國(guó)造船工業(yè)邁出了穩(wěn)實(shí)的第一步。

2 自主造船，全面掌握造船技術(shù)

左宗棠對(duì)自制輪船的設(shè)想，要求具有兵、商兩用功能。想象是美好的，但實(shí)際應(yīng)用中，兩項(xiàng)功能難以兼容。船政最初建造的6艘輪船，因局限于兵商兩用的設(shè)計(jì)，在軍事行動(dòng)中機(jī)動(dòng)性不強(qiáng)，火力配備較弱。而用于商業(yè)，則載運(yùn)量有限，運(yùn)輸成本高。船政大臣沈葆楨很快意識(shí)到這種弊端，他關(guān)注國(guó)外兵船制造的最新技術(shù)動(dòng)向，決定自第七號(hào)輪船起，所造各船不再兵商兼用。作為戰(zhàn)船使用，就要強(qiáng)化其作戰(zhàn)功能。1872年，具有西方二等巡洋艦性能的“揚(yáng)武”號(hào)誕生，排水量1560噸，主機(jī)功率1130馬力，航速每小時(shí)12海里（12節(jié)），配備各種口徑火炮11門。這艘新式巡洋艦，成為不久后組建的近代中國(guó)第一支海軍艦隊(duì)——船政輪船水師的旗艦?！皳P(yáng)武”號(hào)在1874年由“牡丹社事件”引發(fā)的日軍侵臺(tái)事件中，馳赴臺(tái)灣，對(duì)入侵者產(chǎn)生了威懾作用。1875年11月，“揚(yáng)武”號(hào)曾揚(yáng)帆東瀛，游歷日本長(zhǎng)崎、橫濱各港，引起東洋人的“駭異”“艷羨”。這一史實(shí)反映了幾乎同時(shí)起步的中日造船工業(yè)和海軍建設(shè)，以船政“揚(yáng)武”號(hào)為代表，在最初的十年間，一度領(lǐng)先于日本。

船政高薪聘外國(guó)技術(shù)人員，要求他們?cè)谖迥陜?nèi)制造16艘輪船，還須“包教包會(huì)”，指導(dǎo)中方人員學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)、監(jiān)造和管理駕駛輪船。以日意格為代表的洋員團(tuán)隊(duì)在高薪激勵(lì)下，克服言語(yǔ)不通等各種困難，認(rèn)真向船政員工傳授了技藝。在船政學(xué)堂接受專業(yè)教育的學(xué)生，學(xué)習(xí)勤奮，追求上進(jìn)，且“講求利用實(shí)際”，短時(shí)間內(nèi)掌握了基本的造船工程技術(shù)。他們的學(xué)業(yè)成就，連最初信心不足的洋教員，最后也欽佩不已。在履約的最后階段，洋員有意識(shí)地不到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，放手讓學(xué)生自己操作。教、學(xué)雙方的有效配合，使船政造船技術(shù)不斷取得進(jìn)步。

1874年2月，洋員完成任務(wù)離廠回國(guó)，船政學(xué)生擔(dān)當(dāng)起了自主造船的重任。他們動(dòng)手繪制出一艘245噸炮艇圖紙，請(qǐng)求自制。1876年3月28日，學(xué)生們制造的這艘小型炮艇“藝新”號(hào)成功下水，各項(xiàng)性能和技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。船政大臣丁日昌會(huì)同已調(diào)任兩江總督的沈葆楨聯(lián)名上奏，極度欣喜地贊曰：“惟藝童吳德章等獨(dú)出心裁，克著成效，實(shí)中華發(fā)軔之始。”鏗鏘的評(píng)語(yǔ)，表明船政已掌握近代造船技術(shù)，進(jìn)入獨(dú)立自主造船的新階段。

3 制造鐵脅船，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新?lián)Q代

至1876年，船政共造出19艘木殼艦船。而此際，西方已盛行鐵木合構(gòu)輪船，統(tǒng)稱“鐵脅船”，金屬材料的應(yīng)用，已在船舶結(jié)構(gòu)中占據(jù)了很高分量。1874年由“牡丹社事件”引發(fā)的臺(tái)海危機(jī)中，沈葆楨打探到日本艦隊(duì)購(gòu)有兩艘鐵脅船。相對(duì)于木殼船，鐵脅船更具牢固性。為此，沈葆楨奏準(zhǔn)朝廷，把制造鐵脅船擺上了船政議事日程，船政的船舶產(chǎn)品著手更新?lián)Q代。

制造鐵脅船必須掌握新的技術(shù)。船政仍從仿制入手，派員到歐洲采購(gòu)全套鐵脅構(gòu)件，并雇聘擅長(zhǎng)制造鐵脅船的法國(guó)工程師來廠監(jiān)造。船政還改造部分廠房，建立鐵脅構(gòu)件制造車間。1876年初，第一艘鐵脅船興工，用金屬材料作為船舶龍骨、肋骨、艙室構(gòu)架，以及船體各重要支撐部位，鐵脅船建造工程全面鋪開。與此同時(shí)，船政也著手自行制作第二艘鐵脅船的金屬構(gòu)件。面對(duì)鐵工占總工程量80%的造船新技術(shù)，船政工人重新學(xué)習(xí)，認(rèn)真領(lǐng)會(huì)新工藝要領(lǐng)，第一艘鐵脅船工程進(jìn)展順利，不到一年半時(shí)間就全面完工并試洋成功。這艘排水量1268噸的木殼鐵脅軍艦，命名“威遠(yuǎn)”號(hào)，配備新式省煤臥式主機(jī)，功率750馬力，時(shí)速12海里?！巴h(yuǎn)”號(hào)尚在制造階段，第二號(hào)鐵脅船也隨即開工，所用鐵脅構(gòu)件全由廠內(nèi)自制，制造技術(shù)和工藝的應(yīng)用由船政學(xué)生自行承擔(dān)。首制鐵脅船完工不到兩個(gè)月，命名為“超武”號(hào)的第二號(hào)鐵脅船也宣告建成。鐵脅技術(shù)的應(yīng)用，使船政艦船技術(shù)攀上新臺(tái)階。

1879年底，赴歐留學(xué)歸來的船政學(xué)生提出制造鐵脅快艦，也就是航速更快武力更猛的大型巡洋艦。兩江總督兼南洋大臣劉坤一甚感興趣，籌款訂購(gòu)以加強(qiáng)南洋海軍。船政工程技術(shù)人員大顯身手，于1882年底造出排水量2200噸、輪機(jī)功率2400馬力、航速達(dá)15節(jié)的鐵脅快艦，也稱快碰兵船。與之前所造鐵脅船相比較，鐵脅快艦強(qiáng)化了船體堅(jiān)固性，鐵脅外掩以雙重厚木，內(nèi)重以鐵栓，外重以銅栓，兩相嵌固。主機(jī)為兩臺(tái)新式康邦臥機(jī)，機(jī)件之多，功率之大，皆為前所未有。武備也大加改進(jìn)，全艦前后左右置炮10門，每炮均可旋轉(zhuǎn)大角度發(fā)射。艦艉水線下設(shè)碰撞金屬裝置，用以沖擊敵船。時(shí)任船政大臣黎兆棠在《創(chuàng)制巡?？齑滤㈥惞S情形折》中奏道，這艘命名為“開濟(jì)”號(hào)新式鐵脅快船，“其大段款式已與常式兵輪有異，制作之精良，算配之合法，悉皆制造學(xué)生吳德章、李壽田、楊廉臣等本外洋最新、最上、最便捷之法，而損益之，尤為各船所不可及”③。黎兆棠還親自參加第一次試航，高度評(píng)價(jià)新船性能，“船身尚屬牢固，輪機(jī)尚屬靈捷，洵中華所未曾有之巨艦，海防必不可少之利器”。

自“開濟(jì)”號(hào)后，船政又續(xù)造了鏡清、寰泰、橫海、廣甲各種型號(hào)鐵脅快船，制式愈加精良，顯示了很高的技藝水平。如鐵脅快船制造中，不少鐵件改用韌性更好的鋼件，主機(jī)也由二汽缸臥式康邦汽機(jī)發(fā)展至三汽缸，功率大增。從第二號(hào)鐵脅巡海快船“鏡清”號(hào)開始，“船底兩旁添幫龍骨兩條，日后船行愈穩(wěn)而不簸”。幫龍骨現(xiàn)稱舭龍骨，這也是我國(guó)造船史上首次應(yīng)用了減少船舶搖擺度的消搖裝置。

船政制造鐵脅快艦獲得成功，具有緊跟世界先進(jìn)造船技術(shù)的重大意義。遲于西方60年后才開始輪船制造的中國(guó)，經(jīng)過船政十余年的努力，其技術(shù)水平與西方的差距已大大縮短。更重要的是，鐵脅快船建造成功，為即將來臨的又一次造船技術(shù)突破，打下了厚實(shí)的基礎(chǔ)。

4 跨越發(fā)展，建造鋼質(zhì)軍艦

1884年8月23日，中法馬江海戰(zhàn)爆發(fā)，福建海軍全軍覆沒。戰(zhàn)后，有識(shí)之士總結(jié)戰(zhàn)敗原因，認(rèn)為我艦隊(duì)未裝備鋼鐵軍艦，僅以木殼艦船迎戰(zhàn)擁有鐵甲艦的法國(guó)遠(yuǎn)東艦隊(duì)，失敗自是難免。1885年7月，船政大臣裴蔭森與督辦福建軍務(wù)軍機(jī)大臣左宗棠聯(lián)名上奏，請(qǐng)求在船政開造鋼殼軍船。裴蔭森采納了船政學(xué)生魏瀚、鄭清濂、陳兆翱等工程人員的建議，提出建造在西方也剛時(shí)興不久的鋼質(zhì)軍艦。

以鋼材造船，始于19世紀(jì)60年代。由于當(dāng)時(shí)冶煉技術(shù)尚未成熟，鋼板強(qiáng)度有余柔性不足，無法全面取代柔韌度有余但剛硬度不足的鐵甲船。十余年后，煉鋼技術(shù)改進(jìn)，鋼材的柔性已適于造船，鋼質(zhì)艦船才真正登上造船舞臺(tái)。對(duì)于局外人而言，鋼鐵均屬堅(jiān)硬的金屬材料，對(duì)金屬船只統(tǒng)稱鋼鐵船。而已經(jīng)領(lǐng)略鋼鐵冶煉技術(shù)且了解鋼與鐵有本質(zhì)區(qū)分的船政留學(xué)生，他們看到了鋼質(zhì)材料的先進(jìn)性，因而提出超越鐵殼船階段，直接建造鋼殼船。不同凡響的見解，表明船政工程人員敢于追求近代造船前沿技術(shù)。

1886年12月，鋼質(zhì)軍艦正式開工。首制鋼質(zhì)艦的設(shè)計(jì)與監(jiān)造由船政工程技術(shù)人員自行承擔(dān)，“不用洋員洋匠，脫手自造。獨(dú)運(yùn)精思，匯集新法，繪制圖式，累黍無差”，在建造過程中，有“外國(guó)師匠入廠游觀，莫不詫為奇能，動(dòng)色相告”。該艦于1888年1月2日下水，1889年9月完工。建成后入編北洋艦隊(duì)，命名“平遠(yuǎn)”號(hào)。

“平遠(yuǎn)”號(hào)船體、甲板、駕駛臺(tái)均為鋼板構(gòu)建，是船政所造艦船中最精良者，號(hào)稱“鋼殼鋼甲”。艦長(zhǎng)62.5米，寬12.6米，型深6.8米，吃水4.2米。兩重鋼底、彈藥艙外的防護(hù)裝甲，寬1.53米，厚200毫米。艙面甲板厚50毫米。改艦排水量2150噸，配新式省康邦輪機(jī)及推進(jìn)系統(tǒng)兩副，兩臺(tái)主機(jī)功率合計(jì)2400馬力，設(shè)計(jì)航速14節(jié)。武備方面，設(shè)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(fā)射管前后各2具。大炮屬旋臺(tái)式，可三面施放。船上還裝有探照燈2具，用以遠(yuǎn)照敵船?！捌竭h(yuǎn)”號(hào)制造成功，再次表明船政緊跟世界造船先進(jìn)技術(shù)跨步向前發(fā)展。

船政制成“平遠(yuǎn)”號(hào)之后，所造各船均以鋼材為主體，或鋼殼鋼甲如“廣乙”艦，或鋼殼鋼脅如“廣丙”、“福靖”、“通濟(jì)”、“福安”各艦，或時(shí)速達(dá)23海里之鋼質(zhì)魚雷快艦“建威”、“建安”號(hào)。

5 制造蒸汽機(jī)

近代輪船建造技術(shù)，主要分為船身和船機(jī)兩大類。船機(jī)以蒸汽機(jī)與鍋爐相結(jié)合，統(tǒng)稱輪機(jī)。船政創(chuàng)辦者左宗棠對(duì)輪機(jī)的認(rèn)識(shí)，始于1864年10月。當(dāng)時(shí)他委托浙江工匠試制一艘小輪船，在杭州西湖試航，唯輪機(jī)尚難達(dá)到技術(shù)要求，“行使不速”。因此，左宗棠特別關(guān)注船政輪機(jī)廠的建設(shè)，全部采納法國(guó)工程師的歐式廠房設(shè)計(jì)。輪機(jī)廠及相配套的鍋爐廠（時(shí)稱水缸廠），成為早期“船政十三廠”中規(guī)模最優(yōu)者，配備眾多機(jī)械加工設(shè)備。左宗棠在《試造輪船先陳大概情形折》中，對(duì)輪機(jī)的制造作了重要論述，要“以機(jī)器制造機(jī)器，積微成巨，化一為百。機(jī)器既備，成一船之輪機(jī)即成一船；成一船即練一船之兵”。

學(xué)習(xí)并掌握輪機(jī)制造技術(shù)，是船政必須盡快突破的技術(shù)難關(guān)。船政所造前四艘輪機(jī)的蒸汽機(jī)，先購(gòu)自國(guó)外。對(duì)引進(jìn)的輪機(jī)，到廠后每臺(tái)均先行拆解，按實(shí)體測(cè)量繪制零部件圖紙，而后再行安裝合攏。所繪圖紙即讓船政學(xué)堂制造專業(yè)學(xué)生和繪事院藝徒認(rèn)真消化吸收。

1870年，船政開始蒸汽機(jī)的制造。木模車間造出所需的所有鑄模，翻砂車間澆鑄出各部件鑄件，鍛造車間鍛打各鑄件，包括制造出金屬密度極高的直軸和曲軸。輪機(jī)車間專事加工各金屬部件，鍋爐車間按樣式制造鍋爐。經(jīng)過“成胚、車光、刮磨、合攏”各道工藝，1871年6月，第一臺(tái)二汽缸豎式蒸汽機(jī)制造完工，功率580馬力。當(dāng)時(shí)隨軍艦來廠內(nèi)參觀的英國(guó)海軍技術(shù)軍官壽爾，經(jīng)過實(shí)地認(rèn)真考察，高度評(píng)價(jià)船政的蒸汽機(jī)制造：“他們的技術(shù)與最后的細(xì)工，可以和我們英國(guó)自己的機(jī)械工廠的任何出品相媲美而無愧色”④。

船政制造的第一臺(tái)蒸汽機(jī)，安裝在第五號(hào)輪船“安瀾”號(hào)上，經(jīng)航行檢驗(yàn)，其性能甚至優(yōu)于前幾臺(tái)外購(gòu)輪機(jī)。以此為開端，船政的輪機(jī)制造進(jìn)入常態(tài)化生產(chǎn)，且不斷吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)成果，提高機(jī)器性能，從普通立機(jī)到省煤臥機(jī)，從小功率到大功率，均能自主制造。船政的蒸汽機(jī)制造，開拓了中國(guó)的機(jī)械制造工業(yè)。

船用設(shè)備甚多，觀察、通訊、導(dǎo)航各種航海儀器和輔助動(dòng)力裝備等，早期也都先行進(jìn)口，再而加以仿造。船政配置的儀表廠，實(shí)為精密儀器制造車間，專事生產(chǎn)羅盤、望遠(yuǎn)鏡、氣壓表、溫度計(jì)、船炮瞄準(zhǔn)器等。經(jīng)緯儀制作工藝精細(xì)復(fù)雜，但工人們也很快掌握了制造技術(shù)。洋監(jiān)督日意格贊曰?！斑@是難度很大的產(chǎn)品，在歐洲，制造這種儀器的熟練工人，也是很少的”⑤。

6 結(jié)語(yǔ)

福建船政所屬“船政十三廠”，實(shí)際上是完整意義上的船舶制造廠，與現(xiàn)代造船廠有明顯區(qū)別。因?yàn)楝F(xiàn)代造船，自有專業(yè)性的廠家提供各種裝備，用于船上安裝。而當(dāng)時(shí)的船政造船，自己培養(yǎng)技術(shù)人才，自己制造配套設(shè)備。造船所需原材料自我加工，涉及的產(chǎn)品種類眾多，一切都要自己生產(chǎn)自我裝備。由此產(chǎn)生了特殊現(xiàn)象，包括機(jī)械制造等眾多工業(yè)門類，首先在船政產(chǎn)生。有人曾言，造船工業(yè)是中國(guó)工業(yè)的母行業(yè)，許多新興產(chǎn)業(yè)都是從造船工業(yè)母體中分娩出且衍生開來。船政作為中國(guó)第一家專業(yè)造船企業(yè)，其“母體”作用十分明顯，成就突出。閩籍旅美歷史學(xué)家劉廣京在為林崇墉先生所著《沈葆楨與福州船政》一書所作序言中，就感慨地寫道：“福州船廠是中國(guó)工業(yè)化的第一次大規(guī)模嘗試，在歷史上意義極大”。

1907年，清廷下令船政停止造船，馬尾從此失去了中國(guó)最大造船基地之地位。從1868年初開造輪船，40年間，船政共造各式輪船40余艘，合計(jì)排水量4.7萬多噸，產(chǎn)量占當(dāng)時(shí)中國(guó)自造艦船的70%，其造船規(guī)模和技術(shù)能力，代表著晚清時(shí)期中國(guó)造船的最高水平。

注釋：

①?gòu)堊髋d. 船政文化研究——船政奏議匯編點(diǎn)校輯[M]. 福州: 海潮攝影藝術(shù)出版社, 2006: 30.

②張作興. 船政文化研究——船政奏議匯編點(diǎn)校輯[M]. 福州: 海潮攝影藝術(shù)出版社, 2006: 48

③張作興. 船政文化研究——船政奏議匯編點(diǎn)校輯[M]. 福州: 海潮攝影藝術(shù)出版社, 2006: 201.

④《中國(guó)艦艇工業(yè)歷史資料叢書》編輯部. 中國(guó)近代艦艇工業(yè)史料集[M]. 上海: 上海人民出版社, 1994: 412.

⑤日意格. 福州軍械廠及其成果（未刊本）.