帆船的动力来源是利用了什么效应

什么是物理学？

对于上过物理课的人都懂。物理学就是：对一定条件下物质变化规律的总结。物理学在我们生活中无处不在。

然而，今天你将会了解到一个“违背物理学”的现象：帆船的速度能超过风的速度！

你们相信吗？

往下看......

帆船构造:

·结构：包括船体、帆、桅杆、横杆、稳向板、舵等组成。

．前帆：主桅杆前面使用的帆。

．前支索：桅杆顶向前船艏拉撑，并可将前帆扣上的钢索。

．控帆索：主要的控制绳索，可放出或收紧及固定，本图指前帆索。

．主帆：升在主桅杆之后的帆。

．帆骨：由帆后缘插入之扁条状物，为维持良好帆形。

．主帆索：控制主帆角度的绳索。

．帆桁下拉索：把帆桁往下拉紧或支撑的索具，以防帆桁向上举起。

．桅杆：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。

．中央板：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：用以控制船行进方向的装置。

简单了解帆船的构造了吧，接下来回到主题看看帆船真的超风速吗

自然风是为帆船提供动力的唯一来源，那么怎么来实现高航速超风速？？？

在现实的工程设计中，想要获得更高航速的关键之处主要在于三点，一是尽量减小行驶阻力，二是能够最大限度的以接近正逆风的角度航行，三是克服侧向力和侧倾。所以，很多运动帆船都采用了水翼设计，就是像飞机那样让船在水中“飞”起来，减少船身的行驶阻力；为了克服侧倾，多采用双体、三体船身来加宽；海上的风向在小角度内并没有那么稳定，迎角过小时软面的织物船帆很容易鼓不起来瘪掉了，此时像机翼一样的刚性帆体就成为首选。（刚性是指两个物体相碰撞不会发生变形

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』。

『伯努利效应』，又称“边界层表面效应”：当流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，反之压力会增加。

船顺风行驶时，就是空气对帆的动压力推动帆船前进的。由“流速增加，压强降低”的伯努利原理知道，气体流动速度越大的地方，动压力压强越大，而静压力压强越小。流速愈小的地方，动压力压强愈小而静压力压强愈大。这样气体流速小的地方对流速大的地方就会产生一个侧向的压力，这个力称为静压力。当迎风驶帆时，船正是在风的静压力推动下前进的。

当气流通过帆或机翼时，由于机翼上面和帆的前面的气流要走更长的距离来和机翼下面和帆后面的气流相会合，因而就加快了流速，使帆的前面和后面及机翼的上面和底面的气流产生了不同的流速。流速慢处的压强比流速快处的静压强大，这个压强差使机翼产生了向上的升力，也使帆获得了向前的动力，也可称它为“升力”。

船帆向右的侧向力因为船底的稳向板能够形成极大的阻力从而抵消了这个升力的作用，这时就剩下向前力，帆船便向前行驶了。

现在我们清楚了，船帆设计成曲面而形成的侧风升力能够使船更高效而稳定的航行，但若物理规律仅止于此的话，帆船仍然是达不到数倍风速的。

因为航行得越快，水对于船的前进阻力也会随之快速增大，很快就又达到了平衡进入匀速行驶状态。想要继续加速，就需要更大的风来产生更大的升力。就好比飞机在时速100公里的时候是飞不起来的，风不够大没有足够的升力，波音737得需要近300公里的时速才能起飞，但这么大的风是由发动机创造出来的。

可是，对于帆船来说，超越风的力量究竟要从哪里来呢？

自然就是如此的超乎想象，这种更大的风源居然是由帆船自己创造出来的，然后供自己使用。

帆船不是依靠的风的直接推动作用，风作用在风帆上由于气流流速不同产生压力差，是个流体力学问题，角度作用力大小与风和帆的相对速度正相关，当船航向与风平行的时候，假设没有空气阻力道与海水的阻力，那当船速与风速相同的时候，风帆就不产生推力了，也就无法继续加速，由于存在各种阻力，在现实中，顺风开是无法超过风速的，所以开帆船的目标是保持风帆与风相对风回速。

所以为了保证持续动力，驾驶者摇摆船帆，采用逆风“Z”形折返前进，在风速的基础上，增加推动力和行驶速度，因此帆船的速度可以比风的速度快！

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