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老湿讲讲帆船逆风航行原理

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大家都知道帆船是靠风来做动力的,受到风向的影响,分为顺风和逆风两种情况。大部分人都知道帆船可以在顺风情况下航行,但绝大多数人不清楚为什么帆船的前帆(三角帆)可以使帆船能够逆风航行。所以就在这里简单介绍一下帆船逆风前进原理吧,我们把逆风行驶的方式称之为“Z”字形行驶。


1楼2017-11-10 10:19回复
    先来带大家了解一下航行的基本常识:
    帆的最先着风的帆缘称作前缘,它位于船只的前部。后部的船翼处称作帆的后缘。从前缘到帆的后缘的水平线称作弦。充满空气以形成凹面弯曲的船帆的一面称作迎风面。向外吹以形成凸起形状的一面称作背风面。

    帆船借助帆所产生的力量沿着迎风方向移动。 迎风面的正向力量(推力)和背风面的负向力量(拉力)合在一起形成了合力,这两种力量都作用于同一方向。


    3楼2017-11-10 10:25
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      空气与水一样,都是流动的。 当风汇聚并且风被帆分开时,一些风附着在凸起面(背风面)并将帆“扯”起。 为了其上“未附着”的空气穿过帆,帆必须向不受帆影响的气流外弯曲。 但此类的自由气流往往保持其直线流动并妨碍航行。 自由气流和弯曲的船帆合在一起形成了一个窄道,起初的气流必须从中经过。 因为它不能自行压缩,所以空气必须加速以从该窄道挤过。 这就是气流速度在帆的凸起面增加的原因。


      4楼2017-11-10 10:26
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        当帆产生一定弧度,这时候就像飞机的机翼,让相对风在帆外的气流流速大于帆内的气流流速,从而形成了压强差。从而产生了升力。这也是帆船可以逆风行驶的根本原因。


        5楼2017-11-10 10:26
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          但迎角的角度必须十分精确。 如果角度与风吹来的角度太近,则船帆的前部将摆动。 如果其角度太宽,则沿着帆的曲面流动的气流将分开并且周围的空气重新聚合,导致风速下降、压力增加。正常情况下,在气流到达帆的后缘前不应开始分离。但随着船帆的迎角加宽,分离点逐渐前移并将其后的一切保留在停转区域。


          6楼2017-11-10 10:27
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            船帆上的每一点都作用了不同的压力。 压力最强处位于弦深处,即船帆曲面最深处。 这也是气流最快和压力下降最大的地方。 随着气流向后移动并分离,力量也随之减弱。这些力量的方向也会更改。在船帆的每一点上,该力量与帆面保持垂直。 船帆前部的力量最强处也在最前方向上。 在船帆的中部,力量更改为侧方向,或倾斜方向。在船帆的后部,随着风速的下降力量也逐渐减弱,并导致向后方向或往后拉的方向。


            7楼2017-11-10 10:27
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              在逆风航行中,帆船龙骨也起到了至关重要的作用。帆船的龙骨作用于水的方式类似于船帆作用于风的方式。龙骨产生的力量与船帆倾斜力相反的力量,它使船完全保持船帆形成的力量的方向。并且尽管风帆合力始终作用于迎风的那面,但恰当的迎风角度可以让帆船很好的前行。


              8楼2017-11-10 10:28
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