Question

帆船能在水中逆风航行，这是为什么？存在什么科学原理？





Answer 1

俗话说，“外行人看热闹，内行人看门道”，一般人认为，帆船是被风推着跑得，顺风航行能让船获得最快的速度。事实果真如此吗？其实，帆船完全顺风反而不能获得最佳速度。这是什么原因呢？让我们从空气动力学来分析一下吧。

实际上，空气作用于帆的力有两种形式：一种是动压力，即当空气流动的时候，对挡住去路的物体能产生冲击力。帆船顺风行驶时，就是靠空气的动压力推动前进的，这一点非常容易理解。另一种是静压力：当船帆的两侧空气流速不同的时候，就会产生压强差。

“伯努利原理”

该原理揭示，气体流动速度越大的地方，静压力越小；流速愈小的地方，静压力愈大（例如用纸折一个小纸桥，往桥洞里吹气，桥面下弯，而不是上鼓）。这样气体流速小的一侧对流速大的一侧产生一个侧向的压力，这个力就是静压力。当帆船迎风航行时，正是在这个静压力的推动下前进的。

船帆之所以能够产生静压力，是因为帆具有像机翼一样的弧形。由于机翼和帆的两侧形状不同，当气流流过机翼或帆时，机翼的上面和帆的突出一侧的气流流速要快，另一侧气流流速慢。流速慢处的压强比流速快处的压强大，正是这个压强差使机翼产生了向上的升力，也使帆船获得了向前的动力。

帆船逆风而行所靠的最主要动力是吸力

根据空气动力学原理，流体速度增加，压力就会降低。空气要绕过向外弯曲的帆面，必须加快速度，于是压力减小，产生吸力，把船帆扯向一边。船帆背风一面因压力降低而产生的吸力相当大，可比迎风一面把帆推动的力量大1倍。风在帆两侧产生的吸力和推力，使船侧向行驶；但中插板阻止船侧向行驶，于是，风力分解为两个分力，一个分力推动帆船向前行驶，另一个分力则使船向背风一面倾侧，要由帆舵手在船的另一边探身出外，保持平衡。

帆船不能完全正面顶着风航行。一艘长12米的帆船可与风向成12－15度的夹角逆风行驶。如果要正面迎着风的方向前进，必须以“之”字形路线航行。逆风行驶时，船与风向的夹角越小，速度越慢。舵手若以角度较大的“之”字形路线航行，船速会加快，不过航程会更长。

Answer 2

主要是因为动压力产生的作用，可以保证帆船的行驶速度，当空气流速不同时，会产生不同的压强。利用了伯努利原理，还有科学动力方面的原理，海面上的风速是不一样的，会产生不同的压强现象，也会出现不同的速度行驶情况。

Answer 3

因为帆船在水中逆行，航行的时候受到了静压力，因为两侧的压力是不一样的，所以能够让帆船在逆风当中行驶。

Answer 4

这是因为动力的原因导致，大部分的帆船都会有一个发动机，发动机可以提供动力，所以才可以逆风航行。

Answer 5

因为逆风行驶的时候，帆船两边的压强是不一样的，静压力越小，帆船行驶的速度越快。