帆船利用了什么原理 船帆的作用

船帆的作用原理同飞机翅膀一样 。风从它的两侧经过,但由于弯曲而使得一侧的速度比另一侧稍微快一些,造成一侧的气压比另一侧小一些,从而导致将船帆偏向该侧 。如果风直接从背面吹过来,船帆就会像降落伞一样,但同样,一侧的压力比另一侧小 。这样的效率不高,当风直接吹向船帆时,船只并不在最佳航行状态 。

帆船利用了什么原理 船帆的作用

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当帆与风成大约15°角时,它实现平衡 。一部分推动船只向前,还有一部分向侧面,被称为偏航 。这种偏航可以被船体的形状大部分抵消 , 毕竟船只在设计时是要向前而不是侧面;但每种帆船都会有一定程度的偏航 。
船只都是抢风航行——如果风从右舷吹来,它就是右舷抢风 。海拔越高风越强,因此所有船帆都是以不同角度设置的 。舰上值班军官需要不断留意风的变化 。如果风向发生变化,他要命令水手拉动转帆索以改变帆桁的角度 。如果风变得更强,他会让水手们收帆,首先是卷起最高处的帆,如上桅帆和顶桅帆 。随后再卷起低位置的船帆 , 如下桁大横帆 。最终他可能会收起上桅帆 , 派人上去迎风行驶并根据需要收起上面部分的船帆 。只有在极端天气条件下,他可能会下令收起所有船帆,不张帆地航行 。
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在“凤凰”号高处的水手
【帆船利用了什么原理 船帆的作用】横帆船可以在迎着风向的±22.5°之内行驶,这就意味着罗盘上其他的135°的区域是基本无用的——虽然在帆船因遇到强风而偏航时可能会有些作用 。水手还必须小心,不要被困在海湾里或是驶入背风岸 。
船只可以迎风行驶,尽可能地驶近并间或将风引向另一面,具体来说有两种方法 。船只可以让船尾向风 , 以225°或更大角度穿过,这被称为转向下风 。在三桅船上,前桅的大帆被用来为船只提供动力,其他船帆颤动,也就是它们的边缘点迎风、不发挥任何作用 。转向下风比在困难条件下改变航向要容易得多,但它需要更多的时间和距离 。
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扬帆航行的船

另外,船只可以抢风航行,让船首迎着风 。主帆和后桅帆调整到相反角度,前桅的大帆保持不变以帮助船首绕过 。当风吹向船只的另一侧时,前帆拉到指定位置 , 船只准备继续航线以完成新的抢风调向 。如果风太小或者海浪太高的话这种办法可能行不通,船只可能转动不灵,无法转向下风进行另一次抢风航行 。

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