1556年1月16日,腓力二世成为西班牙国王,他即位后,着手加强西班牙军队建设,为了维持庞大的军费,势必要增加国库收入,于是腓力二世加大了对海外殖民地的经济掠夺,而为了保证西班牙海上运输线的安全,加强海军力量被腓力二世提到了最优先的位置。在国王的授意下,西班牙建造了一批盖伦帆船,将其作为西班牙海军的主力战舰。西班牙人声称盖伦帆船是他们的发明,事实上,16世纪西欧国家都在改进卡拉克帆船,以提高船速和操控性。 在西班牙语中,盖伦帆船就是“Galéon”,也被译为“西班牙大帆船”。
盖伦帆船是由卡拉克帆船进化而来,与卡拉克帆船相比,盖伦帆船在设计上的进步是明显的。卡拉克帆船的艏楼较高,这导致整船重心不稳,经常在风浪中发生翻沉事故。与卡拉克帆船相比,盖伦帆船的船身更长,艏楼被降低,从而大大降低了船的重心。盖伦帆船船拥有四根桅杆,位于艉楼的后两根短桅杆均悬挂三角帆。而在实际使用中,艉楼上的三角帆所起的作用并不大。因此,进入17世纪后,改进型的盖伦帆船采用三桅杆,并将尾桅加高,上半部分悬挂方形帆,下半部分悬挂三角帆,第四根尾桅被取消,从这艘中国航海博物馆馆藏的盖伦帆船船模上可以清晰地看到这一变化,此后的西欧帆船均采用这样的桅杆布局,一直沿用到风帆时代结束。
16世纪中叶开始出现的前膛装填的铸铁火炮成为盖伦帆船船腰炮位的主要火器。为了追求高火力,盖伦帆船基本以装备半加农炮(火炮口径6英寸,炮重5400磅,长度11英尺,炮弹重24磅)为主。不过在16世纪,海战战斗模式仍以接舷战为主,战船上的火炮被视为是海战的辅助武器。即使是拥有了当时最新式盖伦战舰的西班牙海军也没有想过抛弃这种过时的海战战术,这就为日后西班牙“无敌舰队”与英国皇家海军争霸失败埋下了伏笔。
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