王 軍 龔德才

（1.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 安徽合肥 230026 2.南京市博物總館 江蘇南京 210004）

南京明代寶船廠遺址出土舵桿結(jié)構(gòu)特征研究

王 軍1、2龔德才1

（1.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 安徽合肥 230026 2.南京市博物總館 江蘇南京 210004）

南京明代寶船廠遺址的發(fā)掘及船舶構(gòu)件的出土，為研究鄭和下西洋活動，尤其是鄭和船隊的相關(guān)信息提供了寶貴的資料。寶船廠遺址中出土的舵桿是船舵的重要組成部分，也是復(fù)原船舵的主要依據(jù)。通過對舵桿本體特征部位與古代不平衡舵的比較研究，對舵首、舵身、舵尾特征部位的結(jié)構(gòu)、功能進(jìn)行了深入、細(xì)致的分析研究，初步完成了船舵的結(jié)構(gòu)、功能和操控系統(tǒng)的復(fù)原。

明代 南京 寶船廠 舵桿 結(jié)構(gòu) 復(fù)原

一、寶船廠遺址

寶船廠遺址位于南京市西北部的中保村，原為長江南岸長期沖擊而成的河漫灘，地勢低洼平坦，西側(cè)緊鄰長江之夾江，背面為秦淮河，周圍分布眾多水道和水塘。遺址內(nèi)現(xiàn)存三條長方形船塢遺跡（“作塘”），分別編號為四作塘、五作塘及六作塘，呈東北—西南走向，由北向南依次排列［1］。

2003年，為了配合寶船廠遺址公園的建設(shè)，經(jīng)國家文物局批準(zhǔn)，由南京市博物館考古隊對其中的六作塘進(jìn)行了搶救性發(fā)掘。六作塘長421、寬41米，屬中等大小的作塘。

二、寶船廠遺址出土舵桿基本信息

南京寶船廠遺址范圍內(nèi)共出土船用舵桿4根。最早出土的舵桿是1957年由當(dāng)時的南京市文管會發(fā)現(xiàn)的，舵桿長達(dá)11.07米［2］；2003年的考古發(fā)掘出土完整舵桿2根（圖一），半成品舵桿1根，長度分別為10.06（編號BZ6︰701）、10.925（編號BZ6︰702）、12米。這四根舵桿均系整棵樹木打造而成，造型完整，表面雖有裂紋，仍然質(zhì)地堅硬、強度尚佳。從結(jié)構(gòu)上看，三根成品舵桿大小相近，形制相同，可大致分為三段，上段為方柱形舵首，中段為圓柱體舵身，下段為扁平狀舵尾，三段間以曲面弧形平滑過渡，方形、圓形、扁形融合其中，造型流暢，結(jié)合巧妙，內(nèi)凹、外凸、各式孔洞、子母榫卯設(shè)計別出心裁，功能多樣，像一件設(shè)計精巧的超大藝術(shù)品。

圖一//寶船廠遺址六作塘出土兩根成品舵桿

圖二//太倉元代舵桿及復(fù)原線圖

本研究擬選取2003年由南京市博物館考古隊考古發(fā)掘出土的編號為BZ6︰702的舵桿為主要研究對象。

三、考古出土不平衡舵比較研究

寶船廠遺址出土舵桿為不平衡舵，體型龐大、結(jié)構(gòu)精巧，代表了古代不平衡舵的最高水平，其舵桿營造的法式必然源于前代經(jīng)驗成果的總結(jié)，并對后世產(chǎn)生影響，通過考古出土較為完整的海船不平衡舵研究成果的比較分析，將有助于寶船廠遺址出土舵桿結(jié)構(gòu)的深入研究。

1.江蘇太倉元代古舵

1989年，在太倉縣城鹽鐵塘岸邊發(fā)掘出一根古代海船舵桿（圖二）。舵桿上端直徑0.24、下端直徑0.1米。距舵桿上端0.3米處，有相距0.25米的0.12×0.13米方孔2個，為安裝操舵舵柄連接口，孔與舵桿軸線呈直角；舵桿上設(shè)5道寬4厘米的鐵包箍，包箍間距為0.8米，第1道包箍距舵桿上端0.13米，用于包住舵桿，第2、3、4、5包箍用于加強舵葉與舵桿連接強度，殘存舵葉與舵桿為一個整體［3］，這與寶船廠遺址舵桿結(jié)構(gòu)極為相似。

圖三//蓬萊明代古舵復(fù)原前后

太倉元代古舵的鐵包箍增強了舵桿主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，三塊加強筋板則增強了舵桿尾部與舵葉的連接強度。拖泥與舵桿主軸基本保持垂直，說明這很可能是一根垂直升降的不平衡舵。

2.山東蓬萊明代古舵

1984年，在山東蓬萊水城清淤過程中發(fā)現(xiàn)了古船與古舵。頓賀在對蓬萊古舵考查和測量的基礎(chǔ)上開展了復(fù)原研究（圖三）［4］。舵桿上半部分挺直，下半部分微彎曲，舵桿前緣無加工痕跡，后緣加工成長3.685米的凸面，應(yīng)為與舵葉的連接部位。

從蓬萊古舵的結(jié)構(gòu)上看，舵桿上半部分無安裝舵牙的榫孔，似為舵桿半成品；復(fù)原后的船舵舵桿與舵葉板以三根木條（加強筋板）連接固定，能夠有效提高船舵整體的強度和穩(wěn)定性，這種加強筋板的連接方式在太倉元代古舵中已有應(yīng)用，應(yīng)為一種較為成熟的固定技術(shù)，對寶船廠舵桿舵尾淺槽的研究有一定的參考價值。

此外，蓬萊古舵舵尾的拖泥與舵桿未保持垂直而是形成一個斜角，拖泥與舵桿軸的斜角設(shè)置更加確定了此舵為不平衡非垂直舵，即船舵在安裝時拖泥保持水平，舵桿主軸與拖泥形成“∠”形，這是不平衡非垂直舵的實物例證之一。

3.上海金湖木舵

2005年，金湖木舵出土于上海長江口牛皮礁水域（圖四），是迄今發(fā)現(xiàn)的最為完整也極具研究價值的古舵。何國衛(wèi)先生認(rèn)為堅硬粗大的舵桿以及相當(dāng)完整厚實的舵葉都屬罕見，古舵上吊舵孔的發(fā)現(xiàn)也表明了這是一個升降舵，而勒肚孔更是在實物上的首次發(fā)現(xiàn)，也佐證了史籍對古代航海關(guān)于勒肚孔的記載［5］。木舵下方的拖泥部分破損較為嚴(yán)重，這也說明拖泥是船舵中最易磨損的部位，且金湖木舵所屬船舶應(yīng)多在淺水水域航行。

圖四//金湖木舵

金湖木舵沿用了太倉元代古舵的鐵包箍結(jié)構(gòu)，加強了舵桿及其與舵葉的連接強度。此外，四塊舵葉長條板內(nèi)部由多根穿心龍骨連接，這一舵葉板拼接方式很好地說明了寶船廠遺址出土舵桿舵尾側(cè)面孔洞的用途。從殘存的舵葉長條板的形狀來看，似為平行四邊形板材，船舵底部的拖泥應(yīng)與舵葉上部的橫梁平行，整個舵葉呈菱形，這一舵葉特征與寶船廠舵桿舵葉板樣式極為相似；金湖木舵拖泥與舵桿亦呈“∠”型，為海船不平衡非垂直舵的又一例證。

四、BZ6︰702舵桿結(jié)構(gòu)研究

中國科學(xué)院自然科學(xué)史周世德先生曾對1957年寶船廠遺址出土舵桿進(jìn)行了鑒定和結(jié)構(gòu)研究，他將船舵結(jié)構(gòu)復(fù)原為舵牙、舵桿、上川、拖泥、舵葉五大部分［6］，為本文舵桿的細(xì)節(jié)特征研究打下了良好的基礎(chǔ)。

本文通過實地采集測量舵桿結(jié)構(gòu)、尺寸信息，運用三維軟件（CATIA）繪制了舵桿三維模型（彩插七︰1），以此為基礎(chǔ)，分別對舵首部分的舵首凸臺、方形斜孔，舵身部分的側(cè)邊長條、半圓凸起，舵尾部分的半圓孔、孔洞、淺槽、釘孔、拖泥榫口進(jìn)行專門分析與研究。

1.舵首結(jié)構(gòu)及特征研究

方形舵首由兩部分組成：一為主體方形舵首，一為頂部尺寸略微縮小、高約4厘米的凸臺。主體方形舵首尺寸為0.4×0.43×1.54米，方形凸臺的尺寸為0.34×0.38×0.04米。

（1）舵首凸臺

舵首凸臺從舵桿結(jié)構(gòu)位置上分析，處于舵桿頂端，本身與舵首連為一體，其次是尺寸較舵首略小了4～5厘米，邊角經(jīng)倒圓角處理，表面光滑，無釘孔、榫卯接口等特征，推測凸臺由四邊形金屬箍條緊固，能夠防止舵首變形、開裂，同時具有一定的裝飾效果。這種采用金屬構(gòu)件加固船舵的方式，在太倉元代古舵和金湖木舵上都有發(fā)現(xiàn)，不同的是后二者的鐵包箍結(jié)構(gòu)，既有用于舵桿本身防裂緊固的鐵箍，又用于加強舵桿與舵葉連接的鐵箍，而且鐵箍數(shù)量較多，這也從側(cè)面說明該舵桿所用木材格木（Erythrophloeum fordii）［7］較太倉古舵（榆木）和金湖木舵（未知）具有更加優(yōu)良的機(jī)械性能。

（2）方形斜孔

舵首中部有兩個方形斜孔。兩孔大小、結(jié)構(gòu)相同，孔長18、寬15、深46厘米，兩孔相距33厘米，兩個孔洞與舵首頂部平面夾角為20.77°，且靠近舵葉一側(cè)的洞口較另一側(cè)的高。從古代船舵的結(jié)構(gòu)特征來看，這兩個方形斜孔是用來安插操控船舵方向的舵牙之用，推測上端舵牙孔主要用于空倉或者輕倉航行時使用，下端舵牙孔主要用于滿倉或者重倉航行時使用。

2.舵身結(jié)構(gòu)及特征研究

舵身是由直徑緩慢收窄的圓柱、側(cè)邊長條及半圓形凸起組成，圓柱部分直徑為0.34～0.4米，側(cè)邊長條部分由倒“八”字快速收窄，同時厚度增加，形成長柄鏟形長條。

（1）側(cè)邊長條（彩插七︰1）

舵桿舵身側(cè)翼的側(cè)邊長條設(shè)計只在寶船廠遺址出土的三根舵桿中存在，也系首次在寶船廠遺址出土舵桿研究中對其進(jìn)行單獨研究。首先，經(jīng)過測量，側(cè)邊長條長度為3.046米，其下沿、上沿為船舵升降的區(qū)間；其次，在舵身圓柱直徑和舵承孔直徑一定的情況下，側(cè)邊長條設(shè)計有利于增加舵身的抗折強度，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，最大化的利用木材。

圖五//BZ6︰702拖泥榫口二層平臺界線夾角示意圖

圖六//BZ6︰702拖泥榫口缺損原因分析示意圖

（2）半圓形凸起

半圓形凸起位于側(cè)邊長條下方，筆者認(rèn)為，此半圓形凸起的主要作用為限制船舵吊起的最高位置，防止舵葉上沿與舵承發(fā)生碰撞。

3.舵尾結(jié)構(gòu)及特征研究

（1）半圓孔

寶船廠出土舵桿舵尾上段靠近舵葉一側(cè)有一半圓孔，此半圓孔是整根舵桿唯一的一處可清晰辨認(rèn)的半圓形凹槽。從其位置特征來說，位于舵桿的中段，舵尾的上段，半徑為8.823厘米，與舵桿靠近舵葉一側(cè)邊沿相交割，形成以優(yōu)弧和割線組成的耳形結(jié)構(gòu)。

江蘇太倉元代古舵桿形制與寶船廠舵桿一致，其吊舵孔位置即位于舵尾上段；金湖木舵，保留了較為完整的舵桿和舵葉，吊舵孔形狀、位置清晰可見，是由兩個相交割圓弧形成的耳形吊舵孔。這兩例吊舵孔位置與形制的實物資料具有非常重要的參考價值。推測寶船廠遺址出土舵桿半圓孔為吊舵孔局部，吊舵孔為對稱耳形結(jié)構(gòu)，與金湖木舵的吊舵孔屬于同一類型。吊舵孔的對稱耳形設(shè)計不但能夠增加吊舵繩索的組數(shù)，提升吊舵索的拉升重量，而且能夠均勻分散繩索的拉力點，減少繩索之間的相互磨損。

（2）孔洞、淺槽、釘孔（彩插七︰2；彩插八︰1）

舵首以下，共計開鑿貫穿舵尾的貫穿性孔洞6個，非貫穿性方孔4個。貫穿性孔洞3個橫截面為扁方形，3個橫截面為方形，非貫穿性方孔均在舵葉延伸一側(cè)，邊長約為3厘米；舵尾表面共計開鑿淺槽4個，正面、反面各2個，淺槽為近似平行四邊形或者梯形，槽內(nèi)保留較為密集的鐵釘痕跡。

舵尾的10個孔洞，推測為連接舵尾和舵葉板的舵葉龍骨；舵尾正反兩面10處片狀鐵釘釘孔痕跡，其中4處位于扁平舵尾上中段，4處位于扁平舵尾下中段斜向淺槽內(nèi)，2處位于舵尾底端與拖泥榫口交接處，推測舵尾上方的8處釘孔為船舵的加強筋板位置痕跡。

拖泥榫口處可見明顯的二層平臺，平臺邊界明顯，低層平臺邊界線與舵桿主軸近似垂直，高層平臺邊界線與低層平臺邊界線夾角為5.66°（圖五、圖六），推測拖泥一頭與拖泥榫口垂直套合后，由鐵釘固定，拖泥桿沿高層平臺邊界線延伸，整個拖泥呈高爾夫球桿樣式（彩插八︰2）。

（3）拖泥榫口缺損

舵尾下端為拖泥榫口，拖泥榫口呈近似方形，越靠近榫口邊沿尺寸越小，榫口凸出長度為25.5、寬度最小為77.94、平均厚度11.77厘米。出土實物中，榫口靠近舵葉一側(cè)糟朽腐蝕，靠近中心部位殘損嚴(yán)重，殘余部分保留鐵釘釘孔痕跡。從缺損的形狀和位置來看，1957年寶船廠遺址出土的舵桿以及2003年與研究對象同期出土的編號為BZ6︰701舵桿在拖泥榫口位置都有同樣的缺損，即迎水的一側(cè)保持完好，中后部開始缺損，而且是靠近舵葉部分缺損較多，缺損呈近似三角形。這樣的缺損絕非偶然。對于拖泥榫口部位的殘缺原因，分析如下：一、由于其位置處于舵桿的最下端，在航行時與水域中的礁石、凸起河床發(fā)生接觸，造成物理損傷是有一定可能性的，當(dāng)拖泥桿保持水平時，拖泥榫口背水一側(cè)的直角區(qū)域在水平線以下，最容易受到刮擦而缺損；二、如果僅僅是刮擦引起的缺損，缺損面應(yīng)該呈水平方向，而實際的情況是缺損繼續(xù)向上擴(kuò)展，因此在三角形缺損的頂端有人工預(yù)先挖鑿孔洞的可能，這樣缺損形狀才有可能向上延伸（圖六）。寶船廠遺址出土舵桿除了吊舵孔外，并無其他可勒舵的孔洞，金湖木舵的勒肚孔位置也位于拖泥榫口處，因此拖泥榫口的殘缺位置為勒肚孔位置的推測更加可信。

從整個舵桿的營造來說，如此巨大的船舵僅靠吊舵索、舵承很難保證在大風(fēng)大浪情況下的橫向穩(wěn)定性，而勒舵裝置就有保持船舵位置穩(wěn)定、減小抖動、同時平衡航行過程中水流對船舵縱截面的推力的作用，對大型海船船舵極為必要。

五、結(jié)論

通過將寶船廠遺址出土BZ6︰702舵桿放入到古代不平衡舵的發(fā)展序列中，與太倉元代古舵、蓬萊明代古舵、金湖木舵進(jìn)行比較研究，合理地解釋了寶船廠舵桿的結(jié)構(gòu)功能特點。歸納如下：

1、寶船廠遺址出土舵桿為古代不平衡非垂直升降舵，即船舵舵葉位于舵桿一側(cè)，舵葉由舵尾與舵葉板縱向拼接而成，舵桿主軸傾斜懸掛，由舵首向船尾方向傾斜5.66°，船舵具有升降功能，升降區(qū)間為舵身側(cè)邊長條的下沿和上沿，升降范圍為3.046米。

2、舵尾表面的釘孔、淺槽為船舵加強筋板位置，舵尾側(cè)面的貫穿性與非貫穿性孔洞為舵葉龍骨位置，寶船廠船舵舵尾與舵葉板采用了8塊加強筋板和10根舵葉龍骨復(fù)合連接固定的方式，系首次將這種內(nèi)芯串聯(lián)固定與外表輔助增強固定方式融合在一起，彌補了單一固定方式結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性上的不足。

3、確認(rèn)了寶船廠船舵吊舵孔的位置與形制，吊舵孔位于舵尾上部半圓孔處，為對稱耳形結(jié)構(gòu)；推斷了勒肚孔的位置，位于舵尾底部榫口殘缺處中部；對于大型船舵來說，勒肚孔的設(shè)置非常必要，它通過與系在船首的繩索相連，能夠有效地保證船舵的橫向穩(wěn)定性，減少船舵尤其是舵葉部分的搖擺。

4、以舵桿結(jié)構(gòu)特征為依據(jù)，通過三維模型初步展示了復(fù)原船舵的結(jié)構(gòu)樣式，為進(jìn)一步依據(jù)船舵研究船舶提供了支撐。

［1］［7］南京市博物館：《寶船廠遺址——南京明寶船廠六作塘考古報告》，文物出版社2006年，第1—3、241頁。

［2］韓毓萱、葉廟梅：《三汊河發(fā)現(xiàn)古代木船舵桿》，《文物參考資料》1957年第12期。

［3］頓賀：《江蘇太倉出土的古舵的研究》，《武漢水運工程學(xué)院學(xué)報》1993年第1期。

［4］頓賀、羅世恒：《蓬萊明代古舵桿研究》，《船海工程》1993年第3期。

［5］何國衛(wèi)：《初探長江口外出土的古船木舵》，《中國航海文化之地位與使命》，上海書店出版社2011年，第9—20頁。

［6］周世德：《從寶船廠舵桿的鑒定推論鄭和寶船》，《文物》1962年第3期。

（責(zé)任編輯：張平鳳；校對：朱國平）

The Structure and Characteristics of the Rudderstock Excavated from the Ming Baochuan Shipyard Site in Nanjing

WANG Jun1,2GONG De-cai1
(1.University of Science and Technology of China,Hefei,Anhui,230026;2.Nanjing Museum Administration,Nanjing,Jiangsu,210004)

The excavation of the Baochuan shipyard,which is located in Nanjing,Jiangsu Province,and the unearthed ship wrecks and components provide valuable information for the study of Zheng He's voyages to the west,especially for the knowledge about the ZhengHe fleet.The rudderstock unearthed from the site,an important part of the rudder,serves as the main reference for restoring the rudder.Through a comparison of the feature parts of this rudder with the ancient unbalanced rudders,the structure and functions of the rud?der head,rudder body and rudder tail were meticulously studied.The structural,functional and control sys?tems of this rudder were preliminarily restored.

the Ming dynasty;Nanjing;Baochuan shipyard;rudderstock;structure;restoration

K871.45；K875.3

A

2016-06-21

王 軍（1981─），男，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士研究生、南京市博物總館下屬南京市文化遺產(chǎn)保護(hù)研究所館員，主要研究方向：文化遺產(chǎn)保護(hù)與研究。龔德才（1960─），男，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科技史與科技考古系教授，主要研究方向：文物保護(hù)與研究。