Question

帆船的航行原理

Answer 1

　　其实帆船的最大动力来源是所谓的——伯努利效应，也就是说当空气流经类似机翼的弧面时，会产生一向前向上的的吸引力。下面我整理了帆船的航行原理，欢迎阅读。

　 　帆船的航行原理

　　在科普帆船的航行原理之前，我们先来了解帆船的动力来源：

　　一般人对于帆船往往会有一个错误观念：以为帆船是被风推着跑的。

　　其实帆船的最大动力来源是所谓的——伯努利效应，也就是说当空气流经类似机翼的弧面时，会产生一向前向上的的吸引力，如下图。

　　也因此，帆船才有可能朝某角度的逆风方向向前进。而正顺风航行时，伯努利效应小时，船只反而不能达到最高速。

　　很多初学者对于帆船能够迎风行驶感到惊奇。事实上，风对帆有两种主要的作用。

　 　一种作用可以称之为“拉”或更贴切的“吸”

　　航行时，由于帆面弯曲如翼。当风从弯曲的帆面的弧(背风面)与弦(迎风面)的两侧滑过，会对帆面产生一个拉力(或，吸力)。由于中央板或龙骨能抵销了风力向帆船正侧方向的分力，所余的向前分力，就成为推动帆船在迎风状态下也能够以一个相对迎风的角度向前。

　 　另一种作用称为“推”

　　帆船在正顺风航行时，兜起的帆阻碍了风的流动，从而风“推着”帆船向前运动。

　　帆船航行的动能由风提供，所以改变风与帆的相对关系就改变了帆船的运作状态。

　　一般而言，当风平稳地从帆的迎风面和背风面顺利流动时，帆船可以获得最大的动力。未能维持此一状态，帆船就会失去动力并且减速。

　　为了获得最大动力，航员和舵手需要保持帆与风处于最佳的角度。有两种方式可供选择：

　　1、以帆船索具调整帆与风向间的角度(迎风角)。

　　2、以帆船航向调整帆与风向间的角度(迎风角)。

　　气流线(telltale)可以用来显示气流在帆面上的运行状态。

　　气流线可以用任何轻质材料制成，通常被安置在前帆的三分之一处、主帆一半高度的位置或主帆后缘。

　　气流线很重要，但航员和舵手也应该随时注意观察帆船周围风向、风力、水文以及其它帆船的变化。

　　1、当迎风帆面上的气流线松弛，而背风帆面上的气流线平滑时，说明主帆向船体外打开的角度过大。

　　2、当迎风帆面上的气流线平滑，而背风帆面上的气流线松弛时，说明主帆船向船体内收的角度过大。

　　3、当迎风面与背风面上的气流线都运行平滑时，说明帆处于良好工作状态。

　　航海需要的不仅仅是勇气与热情，更重要的是智慧的大脑。工欲善其事必先利其器，对帆船有一番透彻的理解才能更痛快地徜徉大海!