帆船為什麼能夠逆風航行
帆船逆風而行所靠的最主要動力是吸力。根據空氣動力學原理,流體速度增加,壓力就會減低。空氣要繞過向外彎曲的帆面,必須加快速度,於是壓力減小,產生吸力,把船帆扯向一邊。船帆背風一面因壓力降低而產生的吸力相當大,可比迎風一面把帆推動的力量大1倍。風在帆兩側產生的吸力和推力,使船側向行駛,但中插板阻止船側向行駛,於是,風力分解為兩個分力,一個分力推動帆船向前行駛,另一個分力則使船向背風一面傾側,要由帆舵手在船的另一邊探身出外,保持平衡。
在順風行駛時,是風對帆的作用力推着帆船向前行進。如果航行的目的地在正對逆風的方向,船雖然前進了,但船頭卻偏離了航向。不用擔心,只需要在前進的過程中不斷地調整船身和船帆的方向,使帆船前進的路徑成“之”字形就可以了。
帆船是利用風的推力前進的,因此一般人很難想象帆船能夠逆風前進,然而有經驗的水手告訴我們這是可以做到的,他們通常稱之為“搶風行船”。
我們假定有風從帆船正前方逆向吹來,將帆面調整到風與船身夾角之間。此時風吹在帆上產生的作用力可以分解成兩個相互垂直的分量,其中一個沿着帆面吹拂,對帆船幾乎不產生任何影響,而另一個分量則垂直作用在帆面上。這個與帆面垂直的作用力可以進一步分解成兩個相互垂直的分量,一個與船身垂直,這個力可以靠安裝在船底的縱向擋水板來抵消,而沿船身方向的另一分量就能推動船前進。
這時,如果航行的目的地在正對逆風的方向,船雖然前進了,但船頭卻偏離了航向。不用擔心,只需要在前進的過程中不斷地調整船身和船帆的方向,使帆船前進的路徑成“之”字形就可以了。
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