帆船、帆板运动是奥运会的比赛项目,这项运动既好看,又具有挑战性,被越来越多的人所喜爱。用浮标在海面围出一块多边形水域,参赛帆船绕标航行,海面的风力、风向复杂多变,这就要求选手们“见风使舵”,拿出各自的看家本领、迎接挑战。
虽然大家都知道帆船是靠风来做动力的,但事情并不是如此的简单的,因为受到风向的影响,分为顺风和逆风两种情况,虽然经过几百年前人的经验,我们能粗略的了解各个地区的“季风”情况,并有效的利用它,但有时目的地的改变等不可抗拒的因素使我们不得不面对逆风情况,而风的方向又不是以你我的意志为转移的,所以就在这里给大家简单介绍一下帆船逆风航行的原理。
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。事实果真如此吗?其实,帆船完全顺风反而不能获得最佳速度。
实际上,空气作用于帆的力有两种形式:一种是动压力(推力),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,就是靠空气的推力推动前进的,这一点非常容易理解。另一种是静压力(拉力):当船帆的两侧空气流速不同的时候,就会产生压强差,这时风帆上就产生了拉力。为什么呢?
在1738年,科学家丹尼尔•伯努利发现,气流速度与周围自由气流成比例增加,从而导致压力的降低,而这可令气流速度更快。这种情况在帆的背风面发生即空气流动速度加快并在帆的后面形成低压区域,也就是产生了拉力。