​船帆的作用原理(船帆的作用原理:为什么帆船靠帆就可以远航?工作原理详解)

船帆的作用原理(船帆的作用原理:为什么帆船靠帆就可以远航?工作原理详解)

帆船主要靠风差力推动,在横风的时候,速度是最快的。简单说,你只要记住,你船行的方向和风向接近垂直的时候,帆船的速度是最快的。操作:1. 看好风向,船上一般有风向标,适合初学者2. 调整船舵,让船向和风向接近垂直3. 绷紧船帆,这样你就能感受帆船的速度了。个人建议,先上手,记下简单的步骤,至于具体原理,在你玩的时候会慢慢理解的。这样学习帆船更好点,毕竟这个是个靠实操的娱乐项目。

设初始时,帆船静止在水面,突然大风以速度V从船尾吹来,我们扬帆启航,开始时很爽。帆船速度越来越大,比如到了0.6V的时候,风速相对水面却没有变,相对船却只有0.4V了。我们的速度越快,风给我们的力就越小,最后水的阻力和风的推力平衡,就再也快不了了。

这时如果还要加速,就不能光靠风的推力,而要调整帆船,和风向呈一个角度。理想情况下,帆面迫使风转变方向(而不是停止),风就给帆面一个反作用力。如果控制的好,风平滑掠过帆面,帆面此时就像飞机机翼,产生Bernoulli效应。顺风航行时,如果善于利用上面两条,所获得的动力比单靠风的推力有效得多。

pic from : http://www.sailtheory.com/sail.html

逆风行船时,巧妙利用力的分解,加上Bernoulli原理,帆船完全可以Z字形前进。而且此时速度越大,相对帆船风速也越大,有更多动力,所以逆行也可超过风速。

首先,用一个简单实验做个示意:

以左手把直尺压在桌上,右手执笔以下图所示方向推向挨在直尺旁的三角板,三角板会向哪一方移动?由实验可知,不论笔尖从哪一方压到三角板的斜边上,三角板都依白箭矢方向移动。当笔尖沿着v的方向压到三角板的斜边上时,由于三角板是光滑的,它受到的压力R是垂直于斜边(也就是与v的方向无关)。这个压力R可以分解为两分力(component of force)F1和F2, F1使三角板平行直尺移动(如图中白箭矢的方向);F2使三角板压向直尺。而直尺有一反抗力P作用于三角板,把F2抵消,故三角板只能沿着F1的方向而移动。由图可见,笔尖从北向南压向三角板,但三角板却能向东北移动。

于是,按照以上方法,下图表示帆船只要适当地驶帆及操舵,就可以采用之字路线逆风航行!

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