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帆船竞赛知识
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风帆知识

编辑:驾驶网    来源:中华游艇网    2008-08-18    👁7110  

 

CE和CLR  

    CE(CENTER OF EFFORT)=帆所产生的扬力的中心点,也称气压中心点。CLR(CENTER OF LATERAL RESISTANCE)=阻碍帆板向横向移动的抵抗力的中心点,也称水中侧面抵抗。通常在稳向板及尾鳍这一位置。     当CE与CLR处于垂直一线的位置时,从理论上讲,是CE受到的横向推动力与CLR的前进力达到最佳的平衡,帆板的前进方向也就会沿着箭头的指向笔直向前。在我们将风帆向帆板前方推动时,CE的位置就会前移,也就是说帆的扬力在帆板的前端会加大。那么帆板的前进方向便会如箭头所示,转变而向风的下方前进。

二种不同的风

    自然界实际上吹动的风称为“真风”。但在风帆活动中我们也会发现随着帆板的快速滑行,会形成一种“行进风”。就好比我们在乘坐汽车时会感到从行进方向吹来的风。这两种风合起来就是我们实际上感觉到的“体感风”。只要我们能够充分利用这几种风,那么我们的风帆就可以滑得更快,也更刺激。

帆的迎风角度

    根据不同的帆板的滑行方向,滑行的速度,风帆与帆板之间形成的角度也会产生一定的变化。如图示的从风帆上方吹过来的风,会按照从桅杆处开始取风,风沿着帆面向后方流出。帆板的滑行方向越是顶风滑行速度越是快。特别是在感觉到风是在沿着帆板的前进方向迎面吹来时,帆的迎风角度就越小。以此保持帆的受风面积。保证帆板的滑行动力。

扬力和抵抗力

    在了解了扬力和风帆动力来源的原理后,也应该了解抵抗力。因为如果仅有扬力有作用,风帆是不能顶风而进的。这时扬力只会将帆板向横向推动,而不能形成前进的动力。为了让帆板前进,就必需抵抗住风往横向产生的力量。这就得依*安装在帆板底部的稳向板和尾鳍了。严格的说,抵抗力会与风的横向压力抵消掉一部分,但残存的横向压力和帆板的前进力形成一种合力,来推动帆板斜向前进。

帆与扬力

    只要我们观察一下飞机机翼的断面图。就可以发现从机翼正面吹过来的风会沿着机翼的形状,形成上下两股风流。从机翼上方通过的风流因受到机翼的影响会形成一道流线形的风流,与机翼下方的风流流动距离增大,所以会造成流速加快的现象。根据风速快的地方的气压会降低的原理,机翼的上下风流间就形成了一定的气压差。空气有从高气压向低气压流动的习性。就产生了机翼下方风流向上流动的力,将机翼托起的现象。这种因为风流而引起的向上的托力就是我们通常说的扬力。同样风帆的帆与机翼有着相似的构造,会产生同样的现象,这也就是风帆受风向、风流的影响,将风帆向前推动。带动帆板在水面上滑行的原理。

四季不同的风

    一年有四季,风作为自然现象的一种,随着四季的变化也会发生规律性的风向变化。当然有很多时候这种变化并不能准确的预测,但多了解一些这方面的知识,就会使我们的扬帆生活更加安全。风的变化规律一般有2种。一种是因为气压差而产生的空气流动,另一种就是因为气温差而引起的空气流动。通过观察天气图,我们可以对风向、风速 有一定的了解。

    首先因为气压差而造成风的原理。正好像我们平常所说的水往低处流,风也同样从高气压向着低气压吹。但是由于受到地球自转和地面摩擦的影响,地面上的风通常会形成从高气压顺时针形地吹向低气压,而低气压附近会逆时针形地吹入。等压线间的间隔越小(也就是气压的倾斜越大),吹的风就越大。中国的东部海上是低气压圈,西部大陆是高气压圈。所以在冬等压线的间隔变小时,便会刮起寒冷的西北风,对于初学者来说,冬季开展风帆运动受到风向,风速,水温,气温的限制关不太适合。但在国外一些经验丰富的风帆高手却更喜欢冬季,风大浪高比较刺激的自然环境,一年四季都开展风帆运动。

    夏季,我国沿海一般以东南风为主,除台风季节之外,一般风速较弱,水温也高且海水清沏。是开展风帆运动的大好时节。这是因为夏天,我国沿海大部分地区为太平洋高气压所覆盖这时东南风较弱帆板的帆如果选得太小,一般很难真正进入“滑行”状态。对一定程度上掌握了风帆技术的爱好者来说,的确有点美中不足。但是夏日午后,随着气温的上升,从而形成从海上吹向陆地的“迎风”。这就是因为气温温差而形成的夏日风。陆地上气温升高的速度一般会大于海上。这样就会造成陆地空气上升导致海上空气向陆地流动。因此在夏天只要天气晴朗,只要我们能耐心等待,夏日风就会带您进入“Playing”亨受“High”的感觉。

了解风的方向

    风的方向对扬帆出海学习风帆也是一个重要因素。一般当我们站在岸边,从陆地上向大海方向吹的风称为“尾风”。相反从大海向陆地方向吹的风称为“迎风”。从左右吹来的风称为“横风”。从海上斜面吹来的风称为“侧迎风”。从陆地斜面吹来的风称为“侧尾风”。

    不仅仅对初学者,对经常参加风帆活动的老手来说吹“横尾风”时不宜出海是一个基本原则。对初学者来说就更要选择在吹“横风”至吹“迎风”的范围内学习操作方法,这样安全系数便会大大提高。即使风吹的角度很小,只要感到风向开始转向从陆地往海上吹,就应马上转向回岸。因为在吹“尾风”或“侧尾风”时风帆*岸需要一定的操作技术。在没有完全掌握前应尽量避免在海上扬帆。

    风向的变化也会导致海况的变化。迎风时随着风速的增大,海面也会变得波涛汹涌。吹“横风”时波浪会成斜角冲向岸边,吹“尾风”时如无潮流,外海涌入则海面比较平静,但若正好有潮流经过,二者汇合相撞,会形成漩涡,运动时就很危险了。

风的强度

    风帆依据风的强度不同,使用的设备、操作帆的技术内容、大海的状况不同都会产生很大的变化。所以对初学者来说,寻找适合于自已学习的风速的同时,掌握何时起风,起什么风,感觉风的强度、大小都是非常有必要的。在海上使用风速计是不太现实的,要做到通过对周围的各种现象和自已的感觉便能大致判断风速。

    首先对初学者来说,4-5米/秒(秒速 5米)的风速是一个比较重要的指标。如果风速大于5米/秒,这时风速就显得过大,而不适合风帆的操作练习,最好不要出海扬帆。当我们发现树上的小枝条开始轻微的摇动或海滩上的小垃圾及杂物开始随风而动时,风速便可能达到了4-5米/秒。当发现细沙翻动,树枝剧烈摇晃,垃圾杂物四处飞的情况时,就说明起了大风,对初学者来说是非常危险的,应绝对避免出海,己经出海的也应尽快回到岸边。也许要不了多久,通称为白浪的三角形波浪便会冲向岸边。

    风力陆地上的现象海上的现象大致风速适用风帆1、烟雾微动,体感无风海面波光鳞鳞0.3-1.6米/秒7.5平方米以上2、树叶轻动微风拂面波纹荡漾有小浪花1.6-3.4米/秒7.0平方米以上3、树上小枝晃动,旗帜等开始飘扬波峰幅度变长白浪增多3.4-5.5米/秒6.5平方米以上4、树上小枝轻摇,地上杂物随风而动波浪起,浪头碎裂形成玻璃状浪花5.5-8.0米/秒6.0平方米以上5、小树枝乱摇有清晰的浪峰浪花四溅8.0-10.8米 /秒5.5平方米以上6、大树枝也开始摇动,并有“嗖嗖”的风声有大波浪涌起浪头范围增大10.8-13.9米/秒5.0平方米以上7、树木摇晃,顶风步行困难波大浪高浪花四溅13.9-17.2米/秒4.0平方米以上

白努利效应

    其实帆船的最大动力来源是『白努利效应』,也就是说当空气气流经过类似机翼的弧面时,会产生一向前及向上的吸引力,也因此,帆船才有可能朝某角度的逆风方向前进。而当正顺风航行时,白努利效应消失,船只反而不能达到最高速度。当有逆风航行能力的船,若要往逆风方向前进,必须采取之字形的路线才能到达目的地。故只要有动力『风』帆船即可到达目的地,只是逆风时的路线较长而已。

 

 
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