帆船课堂第五讲  航行原理

一帆风顺【PK】逆风的方向更适合飞翔，谁才是真理？...





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：以帆船索具调整帆与风向间的角度（迎风角）。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。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。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。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。

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