這是你心愛的複古大帆船，在順風時，風會吹着這面四角帆，推着你的船乘風破浪。但如果突然刮起逆風，此時要想前行，你就隻能收起船帆，讓同事們伸出長槳，唱着歌兒，奮力劃動。

然而，旁邊這艘嚣張的小帆船，卻可以當着你的面逆風前進，速度甚至比風速還要快。

能逆風航行的帆船多采用三角帆，以這種今天比賽中常見的 470 級帆船為例。船體下方安裝有舵葉，用于控制行船方向，以及穩流闆，可以保證船隻運行平衡，避免傾覆。船體上方則是帆。

其中，球帆一般藏在船頭，順風時打開，風吹着帆，帶動船隻同向運動。但今天是逆風，球帆并沒有逑用。

此外，船上還有靠若幹支索将桅杆豎直固定并升起表面積最大的主帆，底邊由帆杆固定，并通過萬向節與桅杆連接，能實現大角度轉動。較小的前帆則被裝配在前桅支索。主帆和前帆是帆船的主要動力來源。

了解完帆船結構，就可以下水了，在洋流和劃行的幫助下，你的船走起來了。但問題是，我們該往哪個方向走？

直走正對逆風顯然不太行，一般來說，正對逆風左右各 45° 是帆船的禁航區。駛入這個區域，你的船就會因為失去動力而停下。

但隻要斜着走，始終與風的角度保持在 45°，船就可以跑起來。隻需要在适當時機調整舵葉和帆，讓船轉彎，我們可以讓帆船在逆風中之字形前進。

我們先來看一下帆的頂視圖。它的左右兩端分别是前緣和後緣，連接它們即可得到一根弦。弦和風之間的夾角稱為攻角。

注意這個形狀，會發現跟飛機機翼的斷面很像。我們知道機翼上下曲面的弧度不同，會導緻空氣流經時在下方的壓強大于上方，從而形成向上的升力，帆也一樣。

升力可通過這個公式計算（L=1/2ρV² * A * Cl），其中，流體的密度、速度、帆的面積、升力系數越大，升力也越大。而升力系數又與攻角相關，在一定範圍内，加大攻角也會增加升力系數進而增大升力。

好了，我們再分析一下帆的受力情況，它會在風的平行方向上受到阻力，垂直方向上受到升力，形成一個合力。

這個合力又可以分出與帆船航行方向平行和垂直的兩個分力，前者能讓船前進，而後者卻會使帆船向一邊傾倒 。

這個時候，船體下的穩流闆就派上用場了。

穩流闆形狀狹長，可以像機翼、帆等翼型一樣在水流的作用下産生升力。由于水的密度是空氣的八百倍（氣溫 9℃），穩流闆在水下隻需要很小的攻角和面積便能獲得較大升力和阻力，且方向與帆産生的力相反。

帆受到的空氣動力和穩流闆受到的水動力矢量叠加。橫向力相互抵消，縱向力叠加成為帆船航行的推動力。借此，船就會被帆和穩流闆上的力同時「擠」出去。

總結一下，攻角和風速主要影響了帆受到的升力；升力決定了船的加速度和速度。也就是說，如果我們想讓帆船跑得更快，就需要調節攻角和風速。

攻角的調節取決于帆的角度。在帆船上，舵手通過舵柄輔助杆來掌舵同時控制主帆，缭手控制前帆和球帆。

而比調節攻角更複雜的是調節風速。你可能會問，海上的風，人能怎麼調節？

事實上在航海中，我們把客觀存在于自然界中的風稱為真風，但它并不是帆船在行駛時唯一會遭遇的風。當船隻行進、擠壓周邊空氣時會受到反作用力，從而産生一股與船隻行進方向相反，速率相等的阻力風。

而對真風與阻力風向量相加，我們可以得到視風。這是身為船員的你能感知到的風，也是最終讓帆受力的風。

帶着這些知識，我們現在再回到船上。假設真風與船速均為 5 節，它們之間的夾角為 45°，根據三角函數，我們可以得出此時視風的速率大約是 9.23 節，與船的角度是 22.5°。

它們的關系是：船速 = 風速 * (sin(β) * cot(α) - cos(β))

在這個公式中，sin(β)、cos(β) 均為常數，而 cot(α) 在 0° 到 90° 之間又是一個單調遞減函數。因此，當你調節攻角從而增大帆受到的升力時，船速就會加快。

此時，視風速度變大，且與船隻夾角縮小，從而進一步增大帆受到的升力。理論上當視風角度到達 17.1° 時，船速可以到達真風速的 1.59 倍。

目前帆船速度的世界紀錄保持者是澳大利亞的保羅•拉森。在 500 米的距離中，他和帆船跑出了 2.6 倍的風速，達到了 121 千米/小時。

掌握這些技巧多加練習，你就能讓船逆風前行。但也要小心，千萬别讓你的帆船翻船。

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