帆船的原理是什么逆风也能行驶么


帆船的原理是什么逆风也能行驶么

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帆船逆风行驶原理是伯努利效应 。
其实帆船的最大动力来源是所谓的---『伯努利效应』,也就是说当空气流经一类似机翼的弧面时,会产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风方向前进 。而正顺风航行时,伯努利效应消失 , 船只反而不能达到最高速 。
在平常微风的时候,顺风航行的前进速度是最慢的,因为除了风的推力外,没有伯努利效应的助力,而在强风的时候,又容易因风的推力集中在左舷或右舷,而一直向另一舷转向 。
顶风行驶的极限角度是风的来向的左右各35度,但一般以45度为极限,这和船的设计有很大的关系,顶风行驶的观念是和侧风行驶相当接近的,只是顶风时,侧向的力量较侧风为大,而前进的力量又小于侧风,是易学难精的,初学者一开始可以先练顶风,因为帆会用很明确的方法指正您的错误(嘿嘿)然后侧风行驶自然就会了 。
俗话说,“外行人看热闹,内行人看门道” , 一般人认为 , 帆船是被风推着跑的,顺风航行能让船获得最快的速度 。实际上 , 空气作用于帆的力有两种形式:一种是动压力,即当空气流动的时候 , 对挡住去路的物体能产生冲击力 。帆船顺风行驶时,就是靠空气的动压力推动前进的 , 这一点非常容易理解 。另一种是静压力:当船帆的两侧空气流速不同的时候,就会产生压强差 。为什么呢?
这要利用到流体力学中的“伯努利原理” 。该原理揭示,气体流动速度越大的地方,静压力越?。涣魉儆〉牡胤?,静压力愈大(例如用纸折一个小纸桥,往桥洞里吹气,桥面下弯,而不是上鼓) 。这样气体流速小的一侧对流速大的一侧产生一个侧向的压力 , 这个力就是静压力 。当帆船迎风航行时,正是在这个静压力的推动下前进的 。
船帆之所以能够产生静压力,是因为帆具有像机翼一样的弧形 。由于机翼和帆的两侧形状不同,当气流流过机翼或帆时 , 机翼的上面和帆的突出一侧的气流流速要快,另一侧气流流速慢 。流速慢处的压强比流速快处的压强大,正是这个压强差使机翼产生了向上的升力 , 也使帆船获得了向前的动力 。
当保持船头与海风的方向呈30-40度角时,推动效率最高 。在2000年8月,法国人设计的“Hydroptere”号帆船在风速只有15节的情况下,速度却达到了35节(略低于70公里时速) 。这一点是不是非常反直觉?但这就是客观事实 。
1、般人对于帆船往往会有一个错误观念 , 以为帆船是被风推着跑的 。其实帆船的最大动力来源是所谓的---『伯努利效应』,也就是说当空气流经一类似机翼的弧面时,会产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风方向前进 。而正顺风航行时,伯努利效应消失,船只反而不能达到最高速 。