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帆船的工作原理是怎樣的?

沉夜孤星dsiuo58e1dd:先要瞭解飛機為什麼會飛。飛機起飛是因為空氣通過機翼上下的氣流不對稱,從而產生一個向上的升力,當飛機速度越快,這個升力也就越大。好瞭,如果我們砍掉飛機的一個翅膀,並把飛機水平旋轉九十度丟在海上,使飛機的翅膀垂直向上。其他功能不變,那會發生什麼事情? 飛機向上的升力變成朝著機翼隆起方向的力,加上向前的推進力,就變成瞭一個偏轉的合力。再設想一下,現在飛機的發動機壞瞭,沒有瞭向前的推進力,但海上的風還是依然吹過機翼。那飛機的前進方向如果忽略風的阻力的話,就應該朝著機翼隆起的方向前進。最後,飛機上的一個幸存者把機翼和飛機的連接方式改成一個支點,可以180度水平旋轉的活動連接。並用繩子操控旋轉的角度,這就是帆船前進的原理瞭。

帆船的工作原理是怎樣的?-圖1

tzhpdkrz58d1:帆船的動力來源﹕一般人對於帆船往往會有一個錯誤觀念,以為帆船是被風推著跑的。其實帆船的最大動力來源是所謂的—『伯努利效應』,也就是說當空氣流經一類似機翼的弧面時,會產生一向前向上的吸引力,也因此,帆船才有可能朝某角度的逆風方向前進。而正順風航行時,白努利效應消失,船隻反而不能達到最高速。帆船的航向限制與效益﹕但帆船的航向也不是完全沒有限制,在正逆風左右各約45度角內,是無法產生有效益的前進力的,但是太順風也不是很好的,這時伯努利效應消失,船速在再度慢下來,同時也進入不穩定狀態。而有逆風航行能力的船,若要往逆風方向前進,必須采取Z字形的路線才能到達目的地。

帆船的工作原理是怎樣的?-圖2

戰歌lLd78:關鍵是理解相對運動,向量分解,Bernoulli原理。設初始時,帆船靜止在水面,突然大風以速度V從船尾吹來,我們揚帆啟航,開始時很爽。帆船速度越來越大,比如到瞭0.6V的時候,風速相對水面卻沒有變,相對船卻隻有0.4V瞭。我們的速度越快,風給我們的力就越小,最後水的阻力和風的推力平衡,就再也快不瞭瞭。這時如果還要加速,就不能光靠風的推力,而要調整帆船,和風向呈一個角度。理想情況下,帆面迫使風轉變方向(而不是停止),風就給帆面一個反作用力。如果控制的好,風平滑掠過帆面,帆面此時就像飛機機翼,產生Bernoulli效應。順風航行時,如果善於利用上面兩條,所獲得的動力比單靠風的推力有效得多。逆風行船時,巧妙利用力的分解,加上Bernoulli原理,帆船完全可以Z字形前進。而且此時速度越大,相對帆船風速也越大,有更多動力,所以逆行也可超過風速。如果是多桅帆船,顯然風從側面是吹過來時的受力面積更大。當風從後面吹來時,隻有最後的帆完全被風吹到。(假設風的方向水平)當風的方向不水平時,水平方向上的分量是一樣的。借助風帆張開的大小和角度可以使風驅動帆船前行。沒有正尾風不是帆船行進中的難點,學會辨別風向,水流的方向和利用 之 字形走法,風帆的調整配合船舵可以把風力進行有效分解。風小不算特別糟糕,大風是帆船最可怕的敵人,風力強到一定程度無論怎樣控制都會失去對船的掌控,強大的橫風還會讓帆船側傾的非常嚴重,導致操縱更加艱難。

帆船的工作原理是怎樣的?-圖3

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