于是,人们就逐步改变了帆幕的装置方式,首先是使两边对称的正装方式,改变为两边不对称的斜装方式。这种不对称的斜装方式,由于两侧的受风面积不同,形成了一个压力差,可以接受侧后方的来风,推动船只前进。以后,更发展成为性能良好的中国式梯形帆。
在帆的装置方面,也逐步得到改进。人们通过帆索结构的改进,使原来只能作固定方向张挂的帆幕,可以随着风向的改变而改变张挂方向。因此,帆从只能利用顺风或侧后风,逐步发展为“风有八面,唯当头不可行”,并且进而发展到能够“船驶八面风”。
随着造船技术的发展,为了更有效地利用风力,船桅和船帆的数量也相应地有所增加,从单桅船发展为双桅船、三桅船、四桅船,甚至五桅以上的多桅船。在我国宋元时期的海船中,一般都是三四桅,在一根桅上还经常挂多张帆幕。
帆幕既有利用顺风的方形帆,也有利用其他风向的梯形帆。在风小的时候,为了招风,还在桅顶高处设置“野狐颿”(俗称“头巾顶”),在沿海流传有“头巾顶可以提吊船身”,使船行轻快的说法。徐兢在《宣和奉使高丽图经》中所描绘的客舟上,就有:
“大樯高十文,头樯高八丈,风正则张有颿五十幅,稍偏则用利篷,左右翼张,以便风势。大樯之巅,更加小帆十幅,谓之野狐颿,风息则用之。”
为了观测风向,在桅杆顶端一般都设有三角形小旗—“定风旗”,从定风旗飘扬的方向,就能知道刮的是什么方向的风。
增加船帆的数量,在一根桅杆上挂多面帆幕,可以更充分地利用风力。但是事物总是具有两重性的,在船帆增加的同时也增加了甲板上桅、绳结构和操作的复杂性,加重了船工的劳动。如果遇到风暴突然袭来,来不及收帆,就有折桅翻船的危险。因此,十五世纪以后,我国帆船的风帆逐步简化,一般是一桅挂一帆,只是采用加大帆幕面积的方法,使它既能充分利用风力,又方便操作,节省劳力。
在帆的升降方面,也有所创造。一般的大船桅顶都装有滑轮,在甲板上设有绞车,利用帆绳把滑轮跟绞车连成一个系统,升帆的时候只要转动绞车,利用滑轮作用就可以很轻快地把船帆张开。收帆的时候只要利用帆的自身重量,或仍利用绞车就可以很容易地把帆收起。
三、平衡式梯形斜帆“水国无边际,舟行共使风”,各个国家在古代都曾经利用风力来行船但是各个国家的船帆都有各自的特色,中国的船帆也有自己鲜明的特色。李约瑟认为,“最具有中国特征的船帆,是属平衡(用横条)加强的梯形斜帆。”历史事实表明,平衡式梯形斜帆是我们祖先的一项重要发明创造,在古代世界中是一种性能最优良的船帆。
平衡式梯形斜帆的一个最大特征,是用竹条平衡横向安置在帆幕上,成为横向的加强材料。竹制横条的两端固定在从横桁下悬吊的帆幕缘索上,构成个升降自如的帆架结构。帆幕织物用绳索编结在帆架的周边和每根竹条上,使帆幕极为平整,收到最佳的受风效果。这种帆加横条的梯形斜帆示意图具有如下的优点:
首先,我国广大地区都有丰富的竹子资源,取材容易。竹子的自重轻,不会使帆架过重,又有很好的韧性和强度,能够经得住大风的吹刮,不容易折断。因此,可以说这是一项既经济又实用的设计和创造,反映了我们祖先的高度智慧和才能,也是我国对水上航行事业的重大贡献。