帆船真正的动力之源

人们都知道帆船是靠风走的，但是很少有人知道，帆船为什么会靠风走或者说风是怎么带动帆船行驶的。这就源自于著名的“伯努利效应”。
首先，小编先给大家介绍3个名词：真实风，航向风，相对风。

真实风是在静止状态下，真实的风向。航行风在船上感受到的与航向相反的风，它的大小和与船的航速相同，只是方向与航向相反相对风帆船航行时，帆实际所受到的风速。它是真实风和航行风的合力。它的方向与帆船桅杆的风向标方向是相同的。相对风才是让帆船产生动力的源泉。


帆船向前的动力其实是帆的升力
当航行的时候，帆会产生一定弧度，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——伯努利效应（气流流速大的压强小，气流流速小的压强大）。

帆船行驶时的受力分析图


除了伯努利效应之外，还有一个非常重要的一个环节，可以让帆船有着持续的动力，那就是——窗口效应
在航行的时候，前帆后缘与主帆前缘有一部分会重叠，而这也恰恰是保持速度的关键。这种情况下可以让主帆表面气流得到加速，增加主帆表面的负压，得到最大升力，从而产生更大动力。其次，加速的气流拥有更大的动能，这样不仅让升力不会急剧下降反而会有所上升。
当然，主帆和前帆重叠区域的大小和角度是十分重要的，如果操作不当，也会适得其反，降低速度。

但是，不是有了这两个效应原理，帆船就可以顺你所欲的航行。只有经验丰富的船长才能掌握好帆船与风的角度，把这种动能发挥到极致，把帆船运动展现的淋漓尽致，否则一切都是事与愿违。

有前进的动力，必定会有阻力，而影响帆船的因素也有很多种：
展弦比风帆前缘长度的平方与风帆面积之比
展弦比越大，空气动力系数和升力系数会增加的越快，可以获得较大的推力。但随着展弦比的增大，风压中心会增高，偏航力也会增加，就会引起帆船的倾斜角增大，这就会影响帆船的航行性能与平衡性。几乎所有的主帆的展弦比在3~4.5之间，前帆在3.5~6之间

风帆拱度拱度越大，帆升力也越大。但同样也会增加阻力。所以在增加拱度的同时，不仅增大了推力，也增大了偏航力 。因此，帆的拱度在7%-13%之间为好。弱风用大拱度的帆，强风用小拱度的帆。
帆的平面形式一般情况下，帆的表面有椭圆形或者是倒圆角的梯形。这样的设计原理会增加空气流动，从而增加升力。
阻力除了人们熟知的摩擦力外，还有一种阻力叫形状阻力
在帆船行驶的过程中，气流会在帆的后缘发生分离，从而产生漩涡，压力降低 。这样无法抵消帆前缘的压力，形成前后压力差，从而形成帆的形状阻力。

诱导阻力是由于空气从高压区绕过后缘向低压区涌入而引起的。减小诱导阻力有两个有效的方法：
1、增加帆的长度，帆越长，阻力越小。2、将帆的底部拉进船体，可以有效的减少从高压区涌入到低压区的气流。
桅杆与索具桅杆与帆上索具互相影响，会使升力减少。空气的绕流也会受阻，在背风面产生漩涡。为了不让漩涡的形成，一般会采用流线型的桅杆。帆船的魅力正在影响着人们的生活，帆船运动也越来越普及。从曾经人们以为的”贵族运动“，到任何人都可参加的帆船赛（船长至少持有A2F）。从儿童的OP帆船，到顶级的沃尔沃环球赛。从一开始的小众运动，到现在每年的数千万人关注着帆船。航海梦你值得拥有......
以上部分内容由航海家俱乐部平仔根据航海网资料整理。

游艇帆船驾驶培训热线-海事局发证：13674118176 （微信同号）

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人们都知道帆船是靠风走的，但是很少有人知道，帆船为什么会靠风走或者说风是怎么带动帆船行驶的。这就源自于著名的“伯努利效应”。
首先，小编先给大家介绍3个名词：真实风，航向风，相对风。

真实风是在静止状态下，真实的风向。航行风在船上感受到的与航向相反的风，它的大小和与船的航速相同，只是方向与航向相反相对风帆船航行时，帆实际所受到的风速。它是真实风和航行风的合力。它的方向与帆船桅杆的风向标方向是相同的。相对风才是让帆船产生动力的源泉。


帆船向前的动力其实是帆的升力
当航行的时候，帆会产生一定弧度，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——伯努利效应（气流流速大的压强小，气流流速小的压强大）。

帆船行驶时的受力分析图


除了伯努利效应之外，还有一个非常重要的一个环节，可以让帆船有着持续的动力，那就是——窗口效应
在航行的时候，前帆后缘与主帆前缘有一部分会重叠，而这也恰恰是保持速度的关键。这种情况下可以让主帆表面气流得到加速，增加主帆表面的负压，得到最大升力，从而产生更大动力。其次，加速的气流拥有更大的动能，这样不仅让升力不会急剧下降反而会有所上升。
当然，主帆和前帆重叠区域的大小和角度是十分重要的，如果操作不当，也会适得其反，降低速度。

但是，不是有了这两个效应原理，帆船就可以顺你所欲的航行。只有经验丰富的船长才能掌握好帆船与风的角度，把这种动能发挥到极致，把帆船运动展现的淋漓尽致，否则一切都是事与愿违。

有前进的动力，必定会有阻力，而影响帆船的因素也有很多种：
展弦比风帆前缘长度的平方与风帆面积之比
展弦比越大，空气动力系数和升力系数会增加的越快，可以获得较大的推力。但随着展弦比的增大，风压中心会增高，偏航力也会增加，就会引起帆船的倾斜角增大，这就会影响帆船的航行性能与平衡性。几乎所有的主帆的展弦比在3~4.5之间，前帆在3.5~6之间

风帆拱度拱度越大，帆升力也越大。但同样也会增加阻力。所以在增加拱度的同时，不仅增大了推力，也增大了偏航力 。因此，帆的拱度在7%-13%之间为好。弱风用大拱度的帆，强风用小拱度的帆。
帆的平面形式一般情况下，帆的表面有椭圆形或者是倒圆角的梯形。这样的设计原理会增加空气流动，从而增加升力。
阻力除了人们熟知的摩擦力外，还有一种阻力叫形状阻力
在帆船行驶的过程中，气流会在帆的后缘发生分离，从而产生漩涡，压力降低 。这样无法抵消帆前缘的压力，形成前后压力差，从而形成帆的形状阻力。

诱导阻力是由于空气从高压区绕过后缘向低压区涌入而引起的。减小诱导阻力有两个有效的方法：
1、增加帆的长度，帆越长，阻力越小。2、将帆的底部拉进船体，可以有效的减少从高压区涌入到低压区的气流。
桅杆与索具桅杆与帆上索具互相影响，会使升力减少。空气的绕流也会受阻，在背风面产生漩涡。为了不让漩涡的形成，一般会采用流线型的桅杆。帆船的魅力正在影响着人们的生活，帆船运动也越来越普及。从曾经人们以为的”贵族运动“，到任何人都可参加的帆船赛（船长至少持有A2F）。从儿童的OP帆船，到顶级的沃尔沃环球赛。从一开始的小众运动，到现在每年的数千万人关注着帆船。航海梦你值得拥有......
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