逆风行船的原理:
逆风行船靠的最主要动力是吸力。 根据空气动力学原理,流体速度增加,压力就会减低。空气要绕过向外弯曲的帆面,必须加快速度,于是压力减小,产生吸力,把船帆扯向一边。船帆背风一面因压力降低而产生的吸力相当大,可比迎风一面把帆推动的力量大1倍。
风在帆两侧产生的吸力和推力,使船侧向行驶;但中插板阻止船侧向行驶,于是,风力分解为两个分力,一个分力推动帆船向前行驶,另一个分力则使船向背风一面倾侧,要由帆舵手在船的另一边探身出外,保持平衡。
帆船能在水中逆风航行,这是为什么?存在什么科学原理?
俗话说,“外行人看热闹,内行人看门道”,一般人认为,帆船是被风推着跑得,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。这是什么原因呢?让我们从空气动力学来分析一下吧。
实际上,空气作用于帆的力有两种形式:一种是动压力,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,就是靠空气的动压力推动前进的,这一点非常容易理解。另一种是静压力:当船帆的两侧空气流速不同的时候,就会产生压强差。
“伯努利原理”该原理揭示,气体流动速度越大的地方,静压力越小;流速愈小的地方,静压力愈大(例如用纸折一个小纸桥,往桥洞里吹气,桥面下弯,而不是上鼓)。这样气体流速小的一侧对流速大的一侧产生一个侧向的压力,这个力就是静压力。当帆船迎风航行时,正是在这个静压力的推动下前进的。
船帆之所以能够产生静压力,是因为帆具有像机翼一样的弧形。由于机翼和帆的两侧形状不同,当气流流过机翼或帆时,机翼的上面和帆的突出一侧的气流流速要快,另一侧气流流速慢。流速慢处的压强比流速快处的压强大,正是这个压强差使机翼产生了向上的升力,也使帆船获得了向前的动力。
帆船逆风而行所靠的最主要动力是吸力根据空气动力学原理,流体速度增加,压力就会降低。空气要绕过向外弯曲的帆面,必须加快速度,于是压力减小,产生吸力,把船帆扯向一边。船帆背风一面因压力降低而产生的吸力相当大,可比迎风一面把帆推动的力量大1倍。风在帆两侧产生的吸力和推力,使船侧向行驶;但中插板阻止船侧向行驶,于是,风力分解为两个分力,一个分力推动帆船向前行驶,另一个分力则使船向背风一面倾侧,要由帆舵手在船的另一边探身出外,保持平衡。
帆船不能完全正面顶着风航行。一艘长12米的帆船可与风向成12-15度的夹角逆风行驶。如果要正面迎着风的方向前进,必须以“之”字形路线航行。逆风行驶时,船与风向的夹角越小,速度越慢。舵手若以角度较大的“之”字形路线航行,船速会加快,不过航程会更长。
我国古代的帆船,逆风航行技术原理是怎么样的
古代的帆船,逆风航行时,同时调整船体和船帆的角度,可将逆风的风力分解为两个力,一个船体往侧面推,另一个力往船头方向推,侧面的力由于船体吃水的阻力被抵消,另一个力推动船体向船头方向前进。
每隔一段时间,船员们更换一次船体和船帆的方向,这样船就可以沿之字形路线前进,水手们把这种行船法叫做“抢风行船”。
扩展资料:
直到到上世纪70年代,在中国沿海跑运输的多是帆船。走船不怕逆风,就怕没风。逆风就是走之字,逆风就变成侧风了,风越大越好走。
古代帆船的动力来源有两个,一个是风,一个是人力。顺风或者偏风的时候,升起帆即可航行,如果遇到逆风,就降下帆找避风港停下来。
人力是在无风的时候作为动力保持航行的。所以逆风条件下,帆船无法前行,即使人力也不可改变。首次实现逆风航行是蒸汽机应用到帆船上以后,也就是我们说的轮船。
参考资料:
帆船能逆风前行的物理原理
这是一个力的分解的问题。当风从侧面吹来的时候,风力将分解为与船前进方向相同的和垂直的两个力。与船前进方向相同的力,推动船向前运动,船就斜着走了。与船前进方向相垂直的力,由于船是长的,侧向阻力很大,故船的侧向移动很小。 这样,船一会儿向左斜着往前走,一会儿再转向,向右斜着往前走。不断地改变方向,船就沿着一条之字形的曲线逆风行驶了。 所以,船既可以顺风行驶,也可以逆风行驶。只不过逆风行驶时必须沿着一条之字形的曲线行驶而已。
为什么要逆风行船?
帆船逆风而行所靠的最主要动力是吸力。
根据空气动力学原理,流体速度增加,压力就会减低。空气要绕过向外弯曲的帆面,必须加快速度,于是压力减小,产生吸力,把船帆扯向一边。船帆背风一面因压力降低而产生的吸力相当大,可比迎风一面把帆推动的力量大1倍。
风在帆两侧产生的吸力和推力,使船侧向行驶;但中插板阻止船侧向行驶,于是,风力分解为两个分力,一个分力推动帆船向前行驶,另一个分力则使船向背风一面倾侧,要由帆舵手在船的另一边探身出外,保持平衡。
帆船不能完全正面顶着风航行。一艘长12米的帆船可与风向成12-15度的夹角逆风行驶。如果要正面迎着风的方向前进,必须以“之”字形路线航行。逆风行驶时,船与风向的夹角越小,速度越慢。舵手若以角度较大的“之”字形路线航行,船速会加快,不过航程会更长。
为什么帆船能逆风航行
帆船比赛是一项既好看,又具有挑战性的项目,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。
俗话说,“外行人看热闹,内行人看门道”,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。这是什么原因呢?让我们从空气动力学来分析一下吧。
实际上,空气作用于帆的力有两种形式:一种是动压力,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,就是靠空气的动压力推动前进的,这一点非常容易理解。另一种是静压力:当船帆的两侧空气流速不同的时候,就会产生压强差。为什么呢?
这要利用到流体力学中的“伯努利原理”。该原理揭示,气体流动速度越大的地方,静压力越小;流速愈小的地方,静压力愈大(例如用纸折一个小纸桥,往桥洞里吹气,桥面下弯,而不是上鼓)。这样气体流速小的一侧对流速大的一侧产生一个侧向的压力,这个力就是静压力。当帆船迎风航行时,正是在这个静压力的推动下前进的。
船帆之所以能够产生静压力,是因为帆具有像机翼一样的弧形。由于机翼和帆的两侧形状不同,当气流流过机翼或帆时,机翼的上面和帆的突出一侧的气流流速要快,另一侧气流流速慢。流速慢处的压强比流速快处的压强大,正是这个压强差使机翼产生了向上的升力,也使帆船获得了向前的动力。
当保持船头与海风的方向呈30-40度角时,推动效率最高。在2000年8月,法国人设计的“Hydroptere”号帆船在风速只有15节的情况下,速度却达到了35节(略低于70公里时速)。这一点是不是非常反直觉?但这就是客观事实
物理,海上帆船逆风行驶,谢谢啦。用什么原理解释比较好呢
帆船逆风行驶的主要动力是吸力。根据空气动力学原理,流体速度增加,压力就会减小。空气要绕过向外弯曲的帆面必须加快速度,于是压力减小,产生吸力。船帆背风面的压力比迎风面的压力大1倍,帆船的动力由此而来。帆船不能完全顶风航行。一艘长12米的帆船可与风向成12~15度的夹角逆风形式。因此,帆船逆风航行时一般采用“之”字形路线,这样船速会加快,不过航程会更长。
帆船是怎么逆风行驶的? 作用原理
找好主帆的角度,帆面并不完全与前进方向一样,利用其产生的升力的分力和被
其改向的空气的反作用力,即阻力(顺风时完全用帆的阻力),才能走之字形前进.
总之,先利用空气中的帆产生侧向力,再利用水下的“劈水板”或纵外向龙骨减弱
船在水中的横移,使船尽可能地向斜前方前进而不是纯侧向漂移.若无“劈水板”
或纵外向龙骨,细长的船体本身也能起到类似作用
帆船为什么能逆风行驶?
你把船与风成一个角度,比如30度,假设帆队锋来说是光滑的,摩擦力可以忽略,那么风对帆的作用力实际上就垂直帆了。又帆与风成一个较小的角度,帆队船体的作用力可分解为垂直船的方向和沿船行进的方向。因为水,你也知道,在侧面方向上对船的作用力要比较大,所以船在垂直船的方向上位移就比较小了,船沿另一个方向,就作与风成一定角度的直线运动了。行进一定路程,改变帆的方形象,船就向另一侧斜着运动了。如此,逆风行舟实现了
三角帆逆风行驶的原理是什么?
逆风行驶的三角帆船,可以在船的横位上做幅度大得多的转向,直到它和船本身的长轴线形成一线为止,也称纵帆船。
早在公元886年,出现了可逆风行驶的三角帆船。据说,是东印度群岛人发明的,帆呈三角形。
纵帆船逆风行驶时,先向一方转,然后再转向另一方,象盘山公路一样沿“之”字型蜿蜒向上。
古代的船是怎么逆风前进的,古人很聪明
帆船的动力来源:帆船的最大动力来源是“白努利效应”,也就是说当空气流经一类似机翼的弧面时,会产生一个向前向上的吸引力。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,“白努利效应”消失,船只反而不能达到最高速。 帆船的航向限制与效益 但帆船的航向也不是完全没有限制,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“白努利效应”消失,船速会再度慢下来,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。 所以,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。像现代的帆船,都拥有良好的逆风航行能力。 帆船前行的原理 帆船前行的原理人们通常认为帆船只能沿风吹动的方向移动 - 即顺风移动。但三角帆使帆船还能够迎着风移动(逆风移动)。在理解如何逆风移动之前,我们首先需要了解一些与船帆有关的知识。 船帆的最先着风之帆缘称作前缘,它位于船只的前部。后部的船翼后缘称作帆的后缘。从前缘到帆的后缘的假想水平线称作弦。船帆的曲度称作吃水,并且从弦到最大吃水点的垂直距离称作弦深。充满空气以形成凹面弯曲的船帆的一面称作迎风面。向外吹以形成凸起形状的一面称作背风面~
内河有纤夫
相关推荐: