当我们开车时，会通过转动方向盘来控制转弯和直行。而俗话说，大海航行靠舵手。船舶在茫茫大海上航行，想要转变方向时，需要靠什么来实现？那就是船舵。从最初的独木舟到现代的巨轮，船只一直是连接世界的纽带。而在这漫长的航海历史中，船舵扮演着至关重要的角色。它不仅决定了船只的航向，更是人类智慧的结晶。那么，船舵是怎么演变而来的？它又是怎么工作的呢？

船舵的起源和发展

舵的起源和发展，经历了一个漫长的过程。在独木舟刚出现的时候，人们利用桨来推进独木舟的前行并控制方向。但是随着独木舟变成船，而且船越来越大，此时就需要越来越多的人来划桨。这时要每把桨都兼管推进和操纵是颇为不便的，一不协调就会你东我西，使船偏离航向。这就好比划龙舟比赛，非常考验桨手之间的配合。

划龙舟比赛

慢慢地人们开始利用船尾的桨来控制方向，称之为舵桨。通过人们的不断研究，舵桨面积不断增大，但如果只靠人划动的话，非常吃力。后来，人们发现变换桨叶的角度会影响船只的行进方向，于是，人们将其固定在一个支撑点上，让其绕轴转动，这就是舵。

我国船舵的起源最早可追溯到汉代，1954年，广州沙河顶的汉墓里出土了一艘东汉陶船模型，在该模型上，船舵结构就已经清晰可见，这是目前世界上发现的最早的船舵模型，比西方使用船舵要早了近1000年。这艘东汉陶船是目前已知世界最早发现的舵船模型，被定级为国家一级文物。

东汉陶船模型

舵不但见诸出土文物，而且史籍中也多处记载。东汉学者刘熙所著《释名》一书的“释船”一节中提到：“其尾曰柁（duò）。柁，拕（tuō）也，在后见拕曳也。且弼正船，使顺流不使他戾也。”柁即舵，“弼正”是纠正的意思。舵能“弼正船”，“不使他戾”，不偏离航线，这说明当时对舵的作用已有了深刻的认识。

东汉学者刘熙所著《释名》一书中对于船舵功能的相关描述

船舵是如何工作的？

明代宋应星《天工开物》中描述 ：“凡舵力所障水，相应及船头而止，其腹底之下，俨若一派急顺流，故船头不约而正，其机妙不可言。舵上所操柄，名曰关门棒，欲船北，则南向捩转，欲船南，则北向捩转。”其大意是说，船舵能阻挡水的力量，其作用范围到船头为止，船底下好像有股很急的顺流，船头无需约束就能摆正。要想让船向北行驶，只要把关门棒向南扭转就行；而要想让船向南行驶，则将关门棒向北扭转即可。

明代宋应星所著《天工开物》

按照现代的力学知识来解释就是，当船舶航行方向与舵叶存在夹角时，由船尾产生的涡流在舵叶两侧形成不同的舵压，造成一定的舵压差。由于船舵位于船舶的尾部，船舶重心距离船舵的距离相对比较大，力矩就大，根据杠杆原理，舵压差在舵尾就能产生最大限度的推动力（转力）。因此，船舵是船舶结构中能够高效实现船舶转向的重要部件。

舵压差是如何形成的？

你可能会好奇，明明舵的两侧都是水，为什么会存在舵压差呢？这是因为当舵叶偏转动一个角度时，两侧的水流就不再保持对称。舵叶偏转角度的这面叫迎水面，它的背面为背水面。水流再要绕流舵叶时，背水面的流程就要比迎水面的要长，背水面的流速也就会更快。流速快的背水面静压力就会比迎水面的要低，这样迎水面和背水面会产生压力差，而两侧所受水压力的合力就称为舵压力。

船舵工作原理示意

舵压力垂直于舵叶，并作用于舵叶的压力中心，指向舵叶的背水面。除了舵压力外，水流还会对舵叶产生一个于舵叶中心线方向一致的摩擦力，而舵压力和摩擦力的合力就是水作用力。正是这个水作用力使小船发生了转向。

船舵的发展历程是人类智慧和科技进步的缩影。从最初的手控侧桨到现代的电子操控系统，船舵的每一次变革都标志着航海技术的一大步。在未来，随着新材料和新技术的应用，我们有理由相信，船舵将继续在人类探索海洋的道路上发挥其不可替代的作用。