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七彩帆船營(yíng)地


【七彩帆船營(yíng)地小課堂】帆船是怎么在海上航行的?

發(fā)布時(shí)間:2020-03-18 09:40
作者:七彩帆船營(yíng)地

據(jù)歷史記載,以運(yùn)動(dòng)、娛樂為主旨的帆船活動(dòng)最早出現(xiàn)在公元前70年。現(xiàn)代競(jìng)技帆船運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)于17世紀(jì)初的歐洲,并已經(jīng)成為世界沿海國(guó)家和地區(qū)廣為普及的體育與休閑活動(dòng)之一。

帆船主要分為龍骨船、穩(wěn)向板船、多體船、古帆船和帆板五大類。龍骨船構(gòu)造復(fù)雜、價(jià)格昂貴、需要多人操縱,穩(wěn)向板船更加小巧、靈活、造價(jià)低、便于操縱、易于普及,奧運(yùn)會(huì)項(xiàng)目中多數(shù)是這種船,帆板是指操帆者站在一塊滑行板上航行,沒有舵,只有尾鰭。

帆船與氣象的關(guān)系

對(duì)帆船運(yùn)動(dòng)來說,“風(fēng)是動(dòng)力水是陸”。帆船前進(jìn)的動(dòng)力主要依靠風(fēng)力,一般要求風(fēng)力持續(xù)達(dá)到3米/秒以上,當(dāng)風(fēng)力大于20米/秒時(shí),則考慮到安全因素而停止比賽;從比賽公平角度,若風(fēng)向擺動(dòng)大于50°,停止比賽;從安全角度考慮,要求能見度大于1500米,盡量避開雷、雨等災(zāi)害性天氣。

風(fēng)向?qū)Ψ七M(jìn)作用的大小至關(guān)重要,運(yùn)動(dòng)員必須正確掌握風(fēng)向角,才能充分地利用風(fēng)力來駕駛帆船。在激烈的競(jìng)賽中,為了充分利用帆面積和強(qiáng)風(fēng)作用取得更大的帆動(dòng)力,同時(shí)保持帆船的平穩(wěn)航行,運(yùn)動(dòng)員要到上風(fēng)舷一側(cè)進(jìn)行壓舷。有時(shí)為了降低船的重心,進(jìn)一步增加抗橫傾力矩,運(yùn)動(dòng)員的身體會(huì)全部懸掛在舷外,這種披波斬浪的場(chǎng)面激動(dòng)人心,全面展現(xiàn)了帆船運(yùn)動(dòng)的力量之美。

帆船駕駛的動(dòng)力來源

當(dāng)空氣流動(dòng)得快的時(shí)候,在正面擋住它的物體就會(huì)受到空氣的沖擊,這種沖擊產(chǎn)生的壓力我們稱為動(dòng)壓力。當(dāng)帆船順風(fēng)行駛時(shí),就是空氣對(duì)帆的動(dòng)壓力推動(dòng)帆船前進(jìn)的。由“流速增加,壓強(qiáng)降低”的伯努利原理知道,當(dāng)空氣向一個(gè)方向流動(dòng)時(shí),它向側(cè)面作用的力就要相對(duì)減小。也就是說氣體流動(dòng)速度越大的地方,動(dòng)壓力壓強(qiáng)越大,而靜壓力壓強(qiáng)越小。流速愈小的地方,動(dòng)壓力壓強(qiáng)愈小而靜壓力壓強(qiáng)愈大。這樣氣體流速小的地方對(duì)流速大的地方就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)側(cè)向的壓力,這個(gè)力稱為靜壓力。當(dāng)迎風(fēng)駛帆時(shí),船正是在風(fēng)的靜壓力推動(dòng)下前進(jìn)的。

帆所受靜壓力的產(chǎn)生,主要是帆具有像機(jī)翼一樣的弧形。我們把帆的橫截面和機(jī)翼的橫截面對(duì)照一下,就可以看到它們的共同點(diǎn)。帆所受的靜壓力FT,并不能全部用來推動(dòng)船前進(jìn),真正用來推動(dòng)船前進(jìn)的是FT沿船頭方向的分力FR,F(xiàn)R的值要小于使船橫向移動(dòng)的分力FH。盡管橫向力較大,但在實(shí)際行駛時(shí),很少看到船橫向移動(dòng)。而船向前進(jìn)的速度卻相當(dāng)大,先進(jìn)的帆船和帆板,最快的時(shí)速,可達(dá)30至40 km造成這樣的前進(jìn)速度,除了帆產(chǎn)生推力以外,還有一個(gè)重要因素就是船底的流線型,船浸入水中部分的橫向截面積遠(yuǎn)大于縱向截面積,推力FR雖然比橫向力FH小,但船在水里前進(jìn)時(shí)所受的阻力要比船橫向移動(dòng)所受的阻力小許多。所以,F(xiàn)R推船前進(jìn)效果就相當(dāng)顯著。

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