帆船航行的原理

对于初学者来说很容易误解帆船航行的原理。就像博主之前那样,简单的认为帆船就是靠风吹着走罢了。后来对帆船的接触慢慢加深了,才意识到自己原来犯了个严重的错误。今天有幸又看到帆船航行原理的介绍。于是果断转载过来。希望对大家也能正确的认识起来。也算是知识的普及吧。

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一类似机翼的弧面时,会产生一向前向上的吸引力,如图(一)、(二)。也因此,帆船才有可能朝某角度的逆风方向前进。而正顺风航行时,白 ​​努利效 ​​应消失,船只反而不能达到最高速。

帆船航行的原理

图(一)

帆船航行的原理

图(二)

帆船的航向限制与效率﹕

但帆船的航向也不是完全没有限制,在正逆风左右各约45度角内,是无法产生有效率的前进力的,如图A区。但是太顺风也不是很好的,这时伯努利效应消失,船速在再度慢下来,同时也进入不稳定状态,如图C区。只有B区才是最好的航行方向。

帆船航行的原理

图(三)

而有逆风航行能力的船,若要往逆风方向前进,必须采取Z字形的路线才能到达目的地,如图(四)。

帆船航行的原理

图(四)

所以,不能张成有效弧形的帆,是没有逆风航行能力的,如图(五) 。这些船只航行于大海上,往往要靠依照季节改变方向的贸易风,才能有去有回。

帆船航行的原理

图(五)

像现代的帆船,都拥有良好的逆风航行能力,如图(六):正在环绕地球一圈的NewEra跨世纪号 ) 。

帆船航行的原理

图(六)

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