很難想象帆船是如何逆風行駛的。水手們的確會告訴妳,逆風航行是不可能的,帆船只有在風向成銳角的情況下才能前進。但是,這個銳角很小——大約只有65438+直角的0/4,大約22°——無論是迎風還是22°的角度,似乎同樣難以理解。
但其實這兩種情況並不是沒有區別的。現在來解釋壹下帆船是如何順風小角度逆風的。首先我們來看看風壹般是如何作用在船帆上的,也就是風吹在船帆上的時候,推動船帆的地方。妳可能認為風總是把帆推向它,但事實並非如此。無論風吹向哪裏,總會產生壹個垂直於帆面的力,推動船帆。我們假設風向是箭頭164所指的方向。AB線代表帆。因為風是均勻分布在整個帆面上的,所以我們可以用R來表示風壓,風壓作用在帆的中心。這個力分為兩部分:垂直於帆面的力0和平行於帆面的力P(右圖164)。力p推不動帆,因為風和帆的摩擦力太小。剩余的力q在垂直於帆表面的方向上推動帆。
知道了這壹點,就很容易理解為什麽帆船可以順風與風成銳角航行了。讓我們用KK線(圖165)來表示船的龍骨線。風沿著箭頭指示的方向以銳角吹向這條線。AB線代表帆面。我們把帆轉到這樣壹個位置,帆面正好平分龍骨方向和風向之間的角度。現在看看圖165的力的分解。風對帆的壓力用力q來表示,我們知道這個力應該垂直於帆面。這個力分解成兩個力:力R垂直於龍骨線,力S沿著龍骨線指向前方。因為當船朝著力R的方向運動時,會遇到水的強大阻力(帆船的龍骨在水中很深),所以力R幾乎完全抵消。剩下的就是向前推動船的力,所以船是順風前進的,就像逆風壹樣。這種運動通常走之字形路線,如圖166。水手們把這種航行方法稱為“搶人氣船”。該法名為“搶人氣船”