晚清时期船政造船技术的进步

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晚清时期船政造船技术的进步

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福建船政是晚清时期我国最大的舰船制造基地，其造船技术水平代表着中国水平。在艰难条件下，船政员工敢于对外开放引进，认真学习外部经验，并推陈出新，开拓进取，仅用20年时间，轮船制造技术便接近西方先进水平。在中国造船工业起始阶段，船政的辉煌业绩令人瞩目。

船政 轮船制造 技术进步

1807年，美国工程师富尔顿在英国伦敦应用蒸汽机为动力，造出了世界上第一艘轮船，造船工业由此肇端。随着第一次工业革命的深入和科技水平的提升，数十年间，西方造船技术发展快速，船体建造由木壳到铁木合构，再而铁壳、钢质；蒸汽机由立式到卧式，功率不断强大；推进器由航侧明轮到艉部螺旋桨暗轮。轮船最终取代帆船，成为人类航海的得力工具。

中国自古造船业发达，尤以明初郑和七下西洋的航海壮举，显示了我国造船技术远超世界各国。然而，明朝中叶沿海倭寇侵扰，朝廷实行退缩的“禁海”政策，且越演越烈，中国造船业因而严重受挫。至清代，入主中原的北方满洲贵族，沉醉于金戈铁马的战功，认识不到海洋事业重要性，也频频施行禁海政策，中国先进的造船业从此一落千丈。直至近代福建船政的创办，造船业才重新开始从谷底的爬坡。

1866年6月，闽浙总督左宗棠奏准清廷，在马尾创设船政，聘法国人日意格为总监督，实施对外开放引进政策，建起了当时远东最大的造船基地。在首任船政大臣沈葆桢领导下，船政员工艰苦创业，为国图强，在没有任何工业基础的落后条件下，开拓了中国造船工业。

1 引进技术，首制中国千吨级轮船

1868年1月18日，沈葆桢率领員绅“捧龙骨安上船台”，开始了第一艘轮船的制造。这艘排水量达1370吨的木质船舶，以西方实体放样技术的应用开始建造。沈葆桢对新技术工艺的应用，上折奏道：“日意格先令木匠将从前所盖栈房按段编门，平铺地板。令画匠绘一百五十匹马力船式于地板上，分行布线，细如茧丝。凡船身所有斗笋衔接处莫不有图，各不相混；曲直、尺寸志以洋字，令中国木匠一一辨识。俾按图仿造，可以不烦言而解。”①轮船要承受蒸汽机强烈震动力，木结构船身的牢固性明显地不同于传统帆船，金属材料大量应用，而这一切都要经过力学计算和物理实验。

首制船经过一年多的制作，船台工程完工，船舶将以纵向方式入水。中国造船史上，千吨级轮船在船台实施下水，这是第一遭。在具有倾斜度的滑道上要保证船体的稳定性、下滑速度和入水瞬间的冲击力，都须通过精细计算，才能确保下水成功。船政大臣沈葆桢亲临现场，对下水方式和步骤仔细观察，描述了轮船下水的情况：“向午潮平，日意格督匠作人等尽拔撑柱，将船头所衔木楔众斧齐敲，使船势全力趋下。再将船头拖辋锯断。锯甫过半，船砉然自行。一瞬之间，离岸数十丈。船上人乘势下碇，抛泊江心。万斤艨艟自陆入水，微波不溅，江岸无声。中外欢呼，诧为神助。”②应用新技术实现千吨级轮船顺利下水，沈葆桢的惊奇之情溢于言表。

第一艘轮船建成下水，采用的是暗轮推进动力，表明了西方造船技术工艺在马尾引进、植入并取得成功。有了好的开端，后续各船技术工艺应用日趋熟练，船政引进外部技术，使新兴的中国造船工业迈出了稳实的第一步。

2 自主造船，全面掌握造船技术

左宗棠对自制轮船的设想，要求具有兵、商两用功能。想象是美好的，但实际应用中，两项功能难以兼容。船政最初建造的6艘轮船，因局限于兵商两用的设计，在军事行动中机动性不强，火力配备较弱。而用于商业，则载运量有限，运输成本高。船政大臣沈葆桢很快意识到这种弊端，他关注国外兵船制造的最新技术动向，决定自第七号轮船起，所造各船不再兵商兼用。作为战船使用，就要强化其作战功能。1872年，具有西方二等巡洋舰性能的“扬武”号诞生，排水量1560吨，主机功率1130马力，航速每小时12海里（12节），配备各种口径火炮11门。这艘新式巡洋舰，成为不久后组建的近代中国第一支海军舰队——船政轮船水师的旗舰。“扬武”号在1874年由“牡丹社事件”引发的日军侵台事件中，驰赴台湾，对入侵者产生了威慑作用。1875年11月，“扬武”号曾扬帆东瀛，游历日本长崎、横滨各港，引起东洋人的“骇异”“艳羡”。这一史实反映了几乎同时起步的中日造船工业和海军建设，以船政“扬武”号为代表，在最初的十年间，一度领先于日本。

船政高薪聘外国技术人员，要求他们在五年内制造16艘轮船，还须“包教包会”，指导中方人员学会设计、监造和管理驾驶轮船。以日意格为代表的洋员团队在高薪激励下，克服言语不通等各种困难，认真向船政员工传授了技艺。在船政学堂接受专业教育的学生，学习勤奋，追求上进，且“讲求利用实际”，短时间内掌握了基本的造船工程技术。他们的学业成就，连最初信心不足的洋教员，最后也钦佩不已。在履约的最后阶段，洋员有意识地不到生产现场，放手让学生自己操作。教、学双方的有效配合，使船政造船技术不断取得进步。

1874年2月，洋员完成任务离厂回国，船政学生担当起了自主造船的重任。他们动手绘制出一艘245吨炮艇图纸，请求自制。1876年3月28日，学生们制造的这艘小型炮艇“艺新”号成功下水，各项性能和技术指标达到设计要求。船政大臣丁日昌会同已调任两江总督的沈葆桢联名上奏，极度欣喜地赞曰：“惟艺童吴德章等独出心裁，克著成效，实中华发轫之始。”铿锵的评语，表明船政已掌握近代造船技术，进入独立自主造船的新阶段。

3 制造铁胁船，实现产品更新换代

至1876年，船政共造出19艘木壳舰船。而此际，西方已盛行铁木合构轮船，统称“铁胁船”，金属材料的应用，已在船舶结构中占据了很高分量。1874年由“牡丹社事件”引发的台海危机中，沈葆桢打探到日本舰队购有两艘铁胁船。相对于木壳船，铁胁船更具牢固性。为此，沈葆桢奏准朝廷，把制造铁胁船摆上了船政议事日程，船政的船舶产品着手更新换代。

制造铁胁船必须掌握新的技术。船政仍从仿制入手，派员到欧洲采购全套铁胁构件，并雇聘擅长制造铁胁船的法国工程师来厂监造。船政还改造部分厂房，建立铁胁构件制造车间。1876年初，第一艘铁胁船兴工，用金属材料作为船舶龙骨、肋骨、舱室构架，以及船体各重要支撑部位，铁胁船建造工程全面铺开。与此同时，船政也着手自行制作第二艘铁胁船的金属构件。面对铁工占总工程量80%的造船新技术，船政工人重新学习，认真领会新工艺要领，第一艘铁胁船工程进展顺利，不到一年半时间就全面完工并试洋成功。这艘排水量1268吨的木壳铁胁军舰，命名“威远”号，配备新式省煤卧式主机，功率750马力，时速12海里。“威远”号尚在制造阶段，第二号铁胁船也随即开工，所用铁胁构件全由厂内自制，制造技术和工艺的应用由船政学生自行承担。首制铁胁船完工不到两个月，命名为“超武”号的第二号铁胁船也宣告建成。铁胁技术的应用，使船政舰船技术攀上新台阶。

1879年底，赴欧留学归来的船政学生提出制造铁胁快舰，也就是航速更快武力更猛的大型巡洋舰。两江总督兼南洋大臣刘坤一甚感兴趣，筹款订购以加强南洋海军。船政工程技术人员大显身手，于1882年底造出排水量2200吨、轮机功率2400马力、航速达15节的铁胁快舰，也称快碰兵船。与之前所造铁胁船相比较，铁胁快舰强化了船体坚固性，铁胁外掩以双重厚木，内重以铁栓，外重以铜栓，两相嵌固。主机为两台新式康邦卧机，机件之多，功率之大，皆为前所未有。武备也大加改进，全舰前后左右置炮10门，每炮均可旋转大角度发射。舰艉水线下设碰撞金属装置，用以冲击敌船。时任船政大臣黎兆棠在《创制巡海快船下水并陈工厂情形折》中奏道，这艘命名为“开济”号新式铁胁快船，“其大段款式已与常式兵轮有异，制作之精良，算配之合法，悉皆制造学生吴德章、李寿田、杨廉臣等本外洋最新、最上、最便捷之法，而损益之，尤为各船所不可及”③。黎兆棠还亲自参加第一次试航，高度评价新船性能，“船身尚属牢固，轮机尚属灵捷，洵中华所未曾有之巨舰，海防必不可少之利器”。

自“开济”号后，船政又续造了镜清、寰泰、横海、广甲各种型号铁胁快船，制式愈加精良，显示了很高的技艺水平。如铁胁快船制造中，不少铁件改用韧性更好的钢件，主机也由二汽缸卧式康邦汽机发展至三汽缸，功率大增。从第二号铁胁巡海快船“镜清”号开始，“船底两旁添帮龙骨两条，日后船行愈稳而不簸”。帮龙骨现称舭龙骨，这也是我国造船史上首次应用了减少船舶摇摆度的消摇装置。

船政制造铁胁快舰获得成功，具有紧跟世界先进造船技术的重大意义。迟于西方60年后才开始轮船制造的中国，经过船政十余年的努力，其技术水平与西方的差距已大大缩短。更重要的是，铁胁快船建造成功，为即将来临的又一次造船技术突破，打下了厚实的基础。

4 跨越发展，建造钢质军舰

1884年8月23日，中法马江海战爆发，福建海军全军覆没。战后，有识之士总结战败原因，认为我舰队未装备钢铁军舰，仅以木壳舰船迎战拥有铁甲舰的法国远东舰队，失败自是难免。1885年7月，船政大臣裴荫森与督办福建军务军机大臣左宗棠联名上奏，请求在船政开造钢壳军船。裴荫森采纳了船政学生魏瀚、郑清濂、陈兆翱等工程人员的建议，提出建造在西方也刚时兴不久的钢质军舰。

以钢材造船，始于19世纪60年代。由于当时冶炼技术尚未成熟，钢板强度有余柔性不足，无法全面取代柔韧度有余但刚硬度不足的铁甲船。十余年后，炼钢技术改进，钢材的柔性已适于造船，钢质舰船才真正登上造船舞台。对于局外人而言，钢铁均属坚硬的金属材料，对金属船只统称钢铁船。而已经领略钢铁冶炼技术且了解钢与铁有本质区分的船政留学生，他们看到了钢质材料的先进性，因而提出超越铁壳船阶段，直接建造钢壳船。不同凡响的见解，表明船政工程人员敢于追求近代造船前沿技术。

1886年12月，钢质军舰正式开工。首制钢质舰的设计与监造由船政工程技术人员自行承担，“不用洋员洋匠，脱手自造。独运精思，汇集新法，绘制图式，累黍无差”，在建造过程中，有“外国师匠入厂游观，莫不诧为奇能，动色相告”。该舰于1888年1月2日下水，1889年9月完工。建成后入编北洋舰队，命名“平远”号。

“平远”号船体、甲板、驾驶台均为钢板构建，是船政所造舰船中最精良者，号称“钢壳钢甲”。舰长62.5米，宽12.6米，型深6.8米，吃水4.2米。两重钢底、弹药舱外的防护装甲，宽1.53米，厚200毫米。舱面甲板厚50毫米。改舰排水量2150吨，配新式省康邦轮机及推进系统两副，两台主机功率合计2400马力，设计航速14节。武备方面，设有260毫米前主炮1门，120毫米副炮2门，120毫米后主炮1门，连珠炮4门，鱼雷发射管前后各2具。大炮属旋台式，可三面施放。船上还装有探照灯2具，用以远照敌船。“平远”号制造成功，再次表明船政紧跟世界造船先进技术跨步向前发展。

船政制成“平远”号之后，所造各船均以钢材为主体，或钢壳钢甲如“广乙”舰，或钢壳钢胁如“广丙”、“福靖”、“通济”、“福安”各舰，或时速达23海里之钢质鱼雷快舰“建威”、“建安”号。

5 制造蒸汽机

近代轮船建造技术，主要分为船身和船机两大类。船机以蒸汽机与锅炉相结合，统称轮机。船政创办者左宗棠对轮机的认识，始于1864年10月。当时他委托浙江工匠试制一艘小轮船，在杭州西湖试航，唯轮机尚难达到技术要求，“行使不速”。因此，左宗棠特别关注船政轮机厂的建设，全部采纳法国工程师的欧式厂房设计。轮机厂及相配套的锅炉厂（时称水缸厂），成为早期“船政十三厂”中规模最优者，配备众多机械加工设备。左宗棠在《试造轮船先陈大概情形折》中，对轮机的制造作了重要论述，要“以机器制造机器，积微成巨，化一为百。机器既备，成一船之轮机即成一船；成一船即练一船之兵”。

学习并掌握轮机制造技术，是船政必须尽快突破的技术难关。船政所造前四艘轮机的蒸汽机，先购自国外。对引进的轮机，到厂后每台均先行拆解，按实体测量绘制零部件图纸，而后再行安装合拢。所绘图纸即让船政学堂制造专业学生和绘事院艺徒认真消化吸收。

1870年，船政开始蒸汽机的制造。木模车间造出所需的所有铸模，翻砂车间浇铸出各部件铸件，锻造车间锻打各铸件，包括制造出金属密度极高的直轴和曲轴。轮机车间专事加工各金属部件，锅炉车间按样式制造锅炉。经过“成胚、车光、刮磨、合拢”各道工艺，1871年6月，第一台二汽缸竖式蒸汽机制造完工，功率580马力。当时随军舰来厂内参观的英国海军技术军官寿尔，经过实地认真考察，高度评价船政的蒸汽机制造：“他们的技术与最后的细工，可以和我们英国自己的机械工厂的任何出品相媲美而无愧色”④。

船政制造的第一台蒸汽机，安装在第五号轮船“安澜”号上，经航行检验，其性能甚至优于前几台外购轮机。以此为开端，船政的轮机制造进入常态化生产，且不断吸收国外先进技术成果，提高机器性能，从普通立机到省煤卧机，从小功率到大功率，均能自主制造。船政的蒸汽机制造，开拓了中国的机械制造工业。

船用设备甚多，观察、通讯、导航各种航海仪器和辅助动力装备等，早期也都先行进口，再而加以仿造。船政配置的仪表厂，实为精密仪器制造车间，专事生产罗盘、望远镜、气压表、温度计、船炮瞄准器等。经纬仪制作工艺精细复杂，但工人们也很快掌握了制造技术。洋监督日意格赞曰。“这是难度很大的产品，在欧洲，制造这种仪器的熟练工人，也是很少的”⑤。

6 结语

福建船政所属“船政十三厂”，实际上是完整意义上的船舶制造厂，与现代造船厂有明显区别。因为现代造船，自有专业性的厂家提供各种装备，用于船上安装。而当时的船政造船，自己培养技术人才，自己制造配套设备。造船所需原材料自我加工，涉及的产品种类众多，一切都要自己生产自我装备。由此产生了特殊现象，包括机械制造等众多工业门类，首先在船政产生。有人曾言，造船工业是中国工业的母行业，许多新兴产业都是从造船工业母体中分娩出且衍生开来。船政作为中国第一家专业造船企业，其“母体”作用十分明显，成就突出。闽籍旅美历史学家刘广京在为林崇墉先生所著《沈葆桢与福州船政》一书所作序言中，就感慨地写道：“福州船厂是中国工业化的第一次大规模尝试，在历史上意义极大”。

1907年，清廷下令船政停止造船，马尾从此失去了中国最大造船基地之地位。从1868年初开造轮船，40年间，船政共造各式轮船40余艘，合计排水量4.7万多吨，产量占当时中国自造舰船的70%，其造船规模和技术能力，代表着晚清时期中国造船的最高水平。

注释：

①张作兴. 船政文化研究——船政奏议汇编点校辑[M]. 福州: 海潮摄影艺术出版社, 2006: 30.

②张作兴. 船政文化研究——船政奏议汇编点校辑[M]. 福州: 海潮摄影艺术出版社, 2006: 48

③张作兴. 船政文化研究——船政奏议汇编点校辑[M]. 福州: 海潮摄影艺术出版社, 2006: 201.

④《中国舰艇工业历史资料丛书》编辑部. 中国近代舰艇工业史料集[M]. 上海: 上海人民出版社, 1994: 412.

⑤日意格. 福州军械厂及其成果（未刊本）.