帆与舵的基本原理(水与船的原理暂不讲)

一、帆的原理

1.风对帆

风对帆有两种形式的作用力,一种是顺风时的推力,一种是迎风时的拉力(类似于机翼)。所以顺风时我们应尽量让帆的受风面积最大,迎风时我们应尽量让帆幅前移(凸起处越靠前产生的拉力水平方向的分力越大)。

2.帆对船

帆有主帆和前帆。主帆的受力中心在桅杆后方,前帆的受力中心在桅杆前方。因此,调整前后帆受力的大小可以来协助转向。

当主帆收紧前帆放松时,船只后方受力增大前方受力变小,产生向上风的偏转力矩,船只会迎风偏转。

当主帆放松前帆收紧时,船只后方受力减小前方受力增大,产生向下风的偏转力矩,船只会顺风偏转。

在我们需要改变方向时可以很好的借用这一特点更快的达到目标方向。

二、舵的原理

舵其实跟帆的受力原理一样,都有弧度,都是在流体中运动,不过是把空气换成了液态水。当然也不要忘了水的阻力远大于其产生动力,而空气产生的动力也远大于其阻力。因此我们分析舵的时候也很简单。

当舵叶往哪一舷转的时候就增大了那一舷的阻力,对应的这一舷走的慢而对面的那一舷受力不变,所以会产生转向的现象。

船前进时,增大哪一舷的舵阻力船只就往这一舷偏转。

船倒退时,增大那一舷的阻力,船只就往对面的那一舷偏转。

船对水不动时,舵不产生阻力,无舵效。

总的来说,只要转舵就会增加阻力减小船速,所以我们要尽量少动舵小动舵。


综合帆与舵,我们的原则是先动帆后动舵。

在保持动力与速度的基础上才有资本去改变方向。

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