帆船原理的帆船构造

1. 帆船原理的帆船构造

材质:玻璃纤维,铁壳,木质,古时埃及人还有草船,亚洲人有竹筏等..长度:船的速度和其长度有密切的关系,故常在型号中载明,例如 J24 即是指 24呎的 J Boat.桅杆:在杂志上我们常可看到单桅,双桅,甚至三桅的帆船,指的就是桅杆的数量.船身:帆船的船身由玻璃纤维制成，大部份的船为单船身,但也有双船身,三船身的设计,Hobbie cat 即为双船身的设计,故速度快,风况佳时,小马力的快艇可追它不上.

2. 帆船原理的介绍

帆船原理，即帆船航行的一般规律。顺风行驶在一般人的想法中应该是最正常的行驶方式了，风从后方来，推动船只向前行，有如人说一帆风顺一般，但对小帆船的入门水手而言，顺风却是具有相当难度的，问题在于顺风时，风的来向和船平行，没有横向的压力作为平衡之用，很容易因为失去平衡而翻船，开始入门的人大约须要16小时以上的航行时数才能适应，

3. 帆船的结构

帆船主要有两种船体：单体和多体。 一般而言，多体船的速度要比单体船快。船体的前部称作船首。船首一般较尖，然而小于10英尺长的帆船会有一个方形的船首，比如OP级的帆船。船体的后部称作船尾。船尾一般 
较宽，并有一个平而垂直的面，叫做船尾肋板。 帆船的左舷一般用红色标志，右舷用绿色标志。初学者往往把红色和绿色胶带分别贴在帆船左右舷的显著位置。
       当帆船漂浮时，它的自身重量等于它排开水的重量，因此帆船的重量又称作“排水量”。水与船体的接触线被称作“吃水线”，一般有明显的标志。 为了防止被风吹离航线，多数的帆船船体都配备有龙骨或者稳向板。 稳向板可以通过枢轴升起或降下, 也可以抽起或者降下；龙骨是固定的，并且具有一定重量，可以作为压舱物来平衡风的偏移推力。 在具有稳向板的帆船上，运动员的体重可以被用来作为平衡船体的压仓物。 船舵可以用来保持和改变航向。舵手通过操纵舵柄和副舵柄来把握航向。 帆船的实际航行方向与推拉舵柄的方向相反。
       帆船器材
       在帆船船体之上的器材主要包括帆、桅杆和索具。 帆船一般具有单帆或多帆。多帆单桅帆船比较常见，一般包括主帆和前三角形帆。 桅杆起到支持船帆的作用。 部分小帆船不需要支持桅杆的索具，而多数帆船种类则需要索具。 桅杆与船体的连接索称作支桅索。 桅杆与船首的连接索称作前桅支索，桅杆与船尾的连接索称作后桅支索。 用来操作帆的索具称作操作索具，它们包括：主缭索,前缭索，后角索, 主帆升降索,前角索，以及斜拉器等。
       绞盘用来固定和盘绕索具。系缆角（夹绳器，羊角, 条形夹绳器）内有齿，用来加强固定索具。

4. 船帆的工作原理

船只借助帆的每一面所产生的力量沿着迎风方向移动． 迎风面的正向力量（推力）和背风面的负向力量（拉力）合在一起形成了合力，这两种力量都作用于同一方向．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．为什么空气会加速？空气与水一样，都是流动的． 当风汇聚并且风被帆分开时，一些风附着在凸起面（背风面）并将帆扯起． 为了其上“未附着”的空气穿过帆，帆必须向不受帆影响的气流外弯曲． 但此类的自由气流往往保持其直线流动并妨碍航行． 自由气流和弯曲的船帆合在一起形成了一个窄道，起初的气流必须从中经过． 因为它不能自行压缩，所以空气必须加速以从该窄道挤过． 这就是气流速度在帆的凸起面增加的原因．一旦发生这一情况，伯努力的理论就得以生效． 窄道中增加的气流要快于周围的空气，并且在气流速度加快的区域压力将下降．这就产生了链式反应．随着新的气流接近最先着风之帆缘并分开，它更多地流向背风面——气流被吸引到低压区域并被高压区域所排斥． 现在即使更大块的空气也必须更快地挤进凸起帆面和自由气流形成的窄道，这令空气压力更低． 这一情况不断发展直至达到现有风力条件的最大速度，并且在背风面形成最大低压区域． 请注意，只有在气流达到曲面（弦深）的最深点后气流才增加． 在达到这一点之前，空气不断汇聚和加速． 超出这一点后，空气分开并减速，直到再次与周围空气速度相当．在其间，在帆的迎风面发生相反的情况． 随着更多的空气流过背风面，迎风面上流过帆的凸起面和自由气流之间的扩展空间的空气将减少．由于这些气流四散流动，所以其流速下降到比周围空气还低的速度，这导致压力增加．在了解了这些潜在的力量之后，我们如何在实际中借助这些力量来使船只移动呢？ 我们需要在风帆和风之间建立理想的关系，使风不但加速流动，而且可以沿着帆的凸起面流动． 船帆和风之间的这一关系的一部分称作迎角． 描绘与风平直的船帆． 空气均匀分开到每一面上 － 船帆下垂而不是充满成弯曲形状，空气没有加速以在背风面形成低压区域，并且船只没有移动． 但如果船帆与风向刚好成正确角度，则船帆会一下子充满风并产生空气动力．迎角的角度必须十分精确． 如果该角度保持与风太近，则船帆的前部将“抢风”或摆动． 如果其角度太宽，则沿着帆的曲面流动的气流将分开并且周围的空气重新聚合． 这一分离产生了旋转空气的“停转区域”，导致风速下降、压力增加． 因为船帆的曲率将始终导致帆的尾端与风向所成的角度大于与最先着风之帆缘所成角度，所以帆的后缘的空气不能沿着曲面流动并返回周围自由空气的方向． 理想上讲，在气流到达帆的后缘前不应开始分离． 但随着船帆的迎角加宽，分离点逐渐前移并将其后的一切保留在停转区域．除了迎角保持正确角度以使空气能够顺利通过外，关于风与帆关系的另一重要因素就是船帆必须具有正确的曲率，以保证空气始终附着在船尾． 如果曲线太小，则气流将不弯曲，并且将不会产生导致速度增加的压挤效果． 如果曲线太大，则气流不能被附着． 因此，只有在曲率不太大并且迎角不太宽的情况下才能发生分离．这样，我们现在就知道风帆压力是如何在理论上和实际中形成的． 但这些压力是如何令船只前行的呢？ 让我们更深入地了解其中的奥妙．在海平面上，每平方米的气压是 10 吨． 当船帆的背风面上的气流增强时，您从上文可以知道气压将下降． 假定每平方米将下降 20 千克． 同样，迎风面上的气压将增加 － 假定每平方米增加 10 千克（请记住，下拉压力强于推送压力）． 并且即使背风压力是负向并且迎风压力是正向的，它们都作用于同一方向． 因此现在我们每平方米约有共 30 千克的压力． 将其乘以 10 平方米风帆大小，我们在该风帆上已产生了共 300 千克的合力．船帆上的每一点都作用了不同的压力． 压力最强处位于弦深处，即船帆曲面最深处． 这也是气流最快和压力下降最大的地方． 随着气流向后移动并分离，力量也随之减弱．这些力量的方向也会更改．在船帆的每一点上，该力量与帆面保持垂直． 船帆前部的力量最强处也在最前方向上． 在船帆的中部，力量更改为侧方向，或倾斜方向．在船帆的后部，随着风速的下降力量也逐渐减弱，并导致向后方向或往后拉的方向．船帆各处上的压力都可以计算出来，以便确定其每一面上前部、后部和牵引部位的相对力量． 因为向前的力量还是最强的，所以施加在船帆上的合力还稍偏向前的，但主要是侧方向． 增加船帆作用以获得更多向前的驱动力还导致侧向力的更大的增加． 因此，当风施加在侧面的力量达到最大时，船只是如何前行的呢？ 这涉及船帆与风的迎角，还涉及船只与水的阻力问题．合力的方向与帆弦近乎垂直． 当帆弦与船只的中线平行时，主要力量几乎完全施加在侧面． 但是，如果船帆成一点儿角度，以便船帆产生的力量稍微向前，则船只本身会立即前行． 这是为什么呢？ 船的中线（即龙骨）作用于水的方式类似于船帆作用于风的方式． 龙骨产生的力量与船帆倾斜力相反的力量 － 它使船完全保持船帆形成的力量的方向． 并且尽管风帆合力始终作用于迎风的那面，但正确的迎角将使船只前行．船帆的角度距离船体中线越远，着力点施加于正面相对于施加于侧面的数量越多．将正向力量的稍微调整与水相对于空气的反向力量结合起来，我们将令船只迎风前行，因为现在水流的阻力最小．

5. 帆船的结构

包括：船体、帆（主帆、前帆、球帆）、桅杆、横杆、稳向板、舵等组成。还有缭绳、卸克、斜拉器、滑轮等等一些小配件…..．前帆(Jib)：主桅杆前面使用的帆。．前支索(Headstay(Forestay)：桅杆顶向前船艏拉撑，并可将前帆扣上的钢索。．控帆索(Sheet)：主要的控制绳索，可放出或收紧及固定，本图指前帆索。．主帆(Mainsail)：升在主桅杆之后的帆。．帆骨(Battens)：由帆后缘插入之扁条状物，为维持良好帆形。．主帆索(Mainsheet)：控制主帆角度的绳索。．帆桁(Boom)：伸长状，用来固定支撑主帆底部用。．帆桁下拉索(Boomvang)：把帆桁往下拉紧或支撑的索具，以防帆桁向上举起。．桅杆(Mast)：木质的长圆竿或金属柱,通常从船的龙骨或中板上垂直竖起,可以支撑横桁帆下桁、吊杆或斜桁。．侧支索(Shrouds)：用来固定桅杆侧向的拉索。．中央板(Centerboard)：船体下方可调整吃水深度的板(以轴心为主前后升降式)，迎风航向时，用以保持航向稳定。．方向舵(Rudder)：用以控制船行进方向的装置。

6. 帆船的结构

帆船主要有两种船体：单体和多体。 一般而言，多体船的速度要比单体船快。船体的前部称作船首。船首一般较尖，然而小于10英尺长的帆船会有一个方形的船首，比如OP级的帆船。船体的后部称作船尾。船尾一般 
较宽，并有一个平而垂直的面，叫做船尾肋板。 帆船的左舷一般用红色标志，右舷用绿色标志。初学者往往把红色和绿色胶带分别贴在帆船左右舷的显著位置。


       当帆船漂浮时，它的自身重量等于它排开水的重量，因此帆船的重量又称作“排水量”。水与船体的接触线被称作“吃水线”，一般有明显的标志。 为了防止被风吹离航线，多数的帆船船体都配备有龙骨或者稳向板。 稳向板可以通过枢轴升起或降下, 也可以抽起或者降下；龙骨是固定的，并且具有一定重量，可以作为压舱物来平衡风的偏移推力。 在具有稳向板的帆船上，运动员的体重可以被用来作为平衡船体的压仓物。 船舵可以用来保持和改变航向。舵手通过操纵舵柄和副舵柄来把握航向。 帆船的实际航行方向与推拉舵柄的方向相反。

       帆船器材

       在帆船船体之上的器材主要包括帆、桅杆和索具。 帆船一般具有单帆或多帆。多帆单桅帆船比较常见，一般包括主帆和前三角形帆。 桅杆起到支持船帆的作用。 部分小帆船不需要支持桅杆的索具，而多数帆船种类则需要索具。 桅杆与船体的连接索称作支桅索。 桅杆与船首的连接索称作前桅支索，桅杆与船尾的连接索称作后桅支索。 用来操作帆的索具称作操作索具，它们包括：主缭索,前缭索，后角索, 主帆升降索,前角索，以及斜拉器等。
       绞盘用来固定和盘绕索具。系缆角（夹绳器，羊角, 条形夹绳器）内有齿，用来加强固定索具。

7. 帆船原理

帆船原理，即帆船航行的一般规律。

顺风行驶在一般人的想法中应该是最正常的行驶方式了，风从后方来，推动船只向前行，有如人说"一帆风顺"一般，但对小帆船的入门水手而言，顺风却是具有相当难度的，问题在于顺风时，风的来向和船平行，没有横向的压力作为平衡之用，很容易因为失去平衡而翻船，开始入门的人大约须要16小时以上的航行时数才能适应。
帆船种类
横帆船只，不能张成有效弧形的帆，是没有逆风航行能力的，这些船只航行于大海上，往往要靠依照季节改变方向的贸易风，才能有去有回。

纵帆船只，像现代的帆船，都拥有良好的逆风航行能力。

8. 帆船的结构是什么?

帆船结构：
材质：玻璃纤维，铁壳，木质，古时埃及人还有草船，亚洲人有竹筏等。
长度：船的速度和其长度有密切的关系，故常在型号中载明，例如J24即是指24呎的J Boat。
桅杆：在杂志上我们常可看到单桅，双桅，甚至三桅的帆船，指的就是桅杆的数量。
船身：帆船的船身由玻璃纤维制成，大部份的船为单船身，但也有双船身，三船身的设计，Hobbie cat即为双船身的设计，故速度快，风况佳时，小马力的快艇可追它不上。

帆船的动力来源：
一般人对于帆船往往会有一个错误观念，以为帆船是被风推着跑的。其实帆船的最大动力来源是所谓的：伯努利效应，也就是说当空气流经一类似机翼的弧面时，会产生一向前向上的吸引力，也因此，帆船才有可能朝某角度的逆风方向前进。而正顺风航行时，伯努利效应消失，船只反而不能达到最高速。
帆船的航向限制与效益：
但帆船的航向也徕冄头不筿是完全没有限制，在正逆风左右各约45度角内，是无法产生有效益的前进力的，但是太顺风也不是很好的，这时伯努利效应消失，船速在再度慢下来，同时也进入不稳定状态。而有逆风航行能力的船，若要往逆风方向前进，必须采取Z字形的路线才能到达目的地。