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帆船是怎樣逆風的

生活 更新时间:2024-07-03 15:29:07

帆船是風吹動的,隻是通常我們基于直觀感覺的這樣一種常識,好像是風把自己的能量傳遞給了帆,然後帶動了船。

》實際上,帆船是可以逆風航行的。

但是要跟風成一定的角度。

帆船是怎樣逆風的(帆船不一定要風吹動)1

而且,駕駛帆船的人最讨厭的就是風從後面吹過來,因為這樣帆船開的不快,在這種情況下帆船是無論如何也跑不過風的速度的。

假如風從前面來,會駕駛帆船的人可以讓船跑出的速度超過風,甚至可以遠遠超過風。

帆船是怎樣逆風的(帆船不一定要風吹動)2

有一種在陸地上的帆船運動,三個輪子裝在船闆上,可以在陸地上跑出100多公裡每小時的速度。

根本就沒有這麼大的風,而且必須迎着風跑才可以跑出來這樣的速度,那麼這個帆船的推力到底是怎麼來的呢?

路上風帆和海裡的帆船行駛原理,是完全一樣的。

》駕駛帆船航行的老手,利用空氣動力學原理。

也可以稱為伯努利原理:風的總能量等于風吹拂的動能,加靜壓力能,動能增加則靜壓力減少。

帆船是怎樣逆風的(帆船不一定要風吹動)3

這和飛機機翼能夠産生向上舉升力,原因是一樣的。

當帆船逆風航行的時候,風從帆的上表面吹過,這個時候空氣流動的速度較高,靜壓力較小。

但是風帆背後的空氣幾乎不流動,靜壓力較大,就是因為這兩股壓力差,推動了船。

帆船是怎樣逆風的(帆船不一定要風吹動)4

這個壓力差在船舶的垂直方向分解為傾斜的力量,在船前進的方向分解為推動力。

這個力量比風直接把自己的動量傳給船,要大的多,所以帆船逆風航行可以駛出非常高的速度。

澳大利亞悉尼到塔斯馬尼亞霍巴特帆船賽,是世界上著名的帆船航海比賽,距離是628海裡。開的最快的船可以在一天20小時内抵達,平均時速已達到14海裡每小時,相當于26公裡每小時。

帆船是怎樣逆風的(帆船不一定要風吹動)5

我們隻要仔細觀察這些帆船上的帆,就會發現它們都是成為三角形的。

》三角帆,是帆船技術史上最大的飛躍之一。

這個飛躍是對于西方來說的,因為以前他們的帆沒有辦法逆風航行。

三角帆以一定角度,在風的吹拂下,可以展開成機翼的形狀,桅杆相當于機翼的前緣。

帆船是怎樣逆風的(帆船不一定要風吹動)6

換句話說,如果我們把飛機的機翼拆下來一段,樹在船上,迎着風也可以産生推力效果。

西方的帆船上的帆非常複雜,迎風面積很大,主帆大部分都是軟帆,很多海盜船上的那些主帆,是需要利用從背後吹來的風,才可以向前航行的。

帆船是怎樣逆風的(帆船不一定要風吹動)7

但是,中國古代帆船上的帆比西方帆船上的帆要聰明。

因為中國古代的帆和西方的帆是不一樣的,中國古代的帆是硬帆,在某種情況下它可以代替三角帆,也就是說它可以利用從側前面吹過來的風,就可以往前航行。

帆船是怎樣逆風的(帆船不一定要風吹動)8

來自硬帆帆布~橫梁形狀的這種張力帆形,與包括船龍骨在内的其他力結合并達到平衡。 對于大多數船隻,風必須以至少40度的角度逆着船行方向吹。太大的角度向風傾斜會導緻船上的力變得不平衡,從而使船在水中向側面移動。

使用三體船體的技術,可以改變這種側面移動和側傾。但是會影響轉彎能力,大船不适用。

》中國硬帆的優點和缺點。

中國硬帆是由木質硬骨支架固定長度的,所以隻要升上去和放下來就可以了,而不必像西方那樣為了展開、收攏而動用大量的人力。

帆船是怎樣逆風的(帆船不一定要風吹動)9

實際上,西方帆船上面80%的水手是來伺候這個帆的。

中國硬帆的缺點是沒辦法做到很大的範圍,而且面對側前風的時候,它的利用效率比純粹的三角帆要少一點。

當然,這不是硬帆的錯,主要是古代的時候沒有好的材料。

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中國明朝末期的資本主義萌芽,被清軍入侵打斷了以後,沒有制造大帆船的欲望跟沖動了。所以,中國曾經萌生的海洋文明曙光,在明朝這一段就是斷掉了。

後來清朝也繼續明朝的海禁政策,中國的造船業就越來越微弱了。

否則,說不定在東方的舞台上就會誕生一個無比強大的海洋文明國家。

帆船是怎樣逆風的(帆船不一定要風吹動)11

而且,那個時候中國的造船業肯定會把巨型的硬質主帆改進的無比精良,我們會看到一種比西方帆船更大更優秀的,符合空氣動力學原理的超級帆船。不過很可惜,這一切都隻是想象。

最終導緻了中國明末一直到清初的落後殘敗景象,由此可見,扼殺一個民族的探索欲望的後果是多麼的嚴重。

#科學燃計劃#

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