小聪掉进大海里  ,  他开始游泳  ,  脚触筋了  ,  他大吃一惊  ,  紧张得  吃了一口海水  ,  开始喊救命  ,  小燕子与计算机姐姐带上两只救生圈  ,  跃入大海  ,  向小聪游去0  游到小聪身边  ,  她们救起了小聪。

科学博士说:“小聪，要注意安全，不能单独行动。  一艘帆船如  果没有能张成有效弧形的帆和逆风航行的能力  ,  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。”

计算机姐姐说:“小燕子  、小聪  、梦弟，你们戴上梦幻帽，打开开关，我带你们坐上帆船  ,  去体验不同风向  ,  理解帆船原理  ,  即帆船航行的一般规律。”

小燕子梦见自己乘上现代帆  船  ,  虽然是逆风  ,  却能够昂首前  进  ,  看来  ,  这帆船拥有良好的逆  风航行能力  。在平常微风的时候  ,  顺风航行的速度是最慢的  ,  因为  除了风的推力外  ,  没有伯努利效  应的助力  ,  而在强风的时候  ,  又  容易因风的推力  ,  集中在左舷或右舷  ,  而一直向另一舷转向。

梦弟梦见自己坐的帆船  ,  是在侧风中行驶  ,  风从侧向来  ,  被帆化  作两股力量  ,  一个是让船侧滑的力量  ,  一个是让船前行的力量  ,  而侧  滑的力量则被  “中央板  ”化作侧倒的力量  ,  再由水手调整重心相抵  ,  只剩极少的侧移力量  ,  而大部分的力量  ,  使帆船在侧风中向前行驶。

小聪梦见自己乘坐的帆船  ,  遇到顶风  ,  而顶风行驶的极限角度  ,  是风的来向的左右各  35  度  ,  但一般以  45  度为极限  ,  这和船的设计有  很大的关系  。顶风行驶的概念  ,  是和侧风行驶相当接近的  ,  只是顶风  时  ,  侧向的力量  ,  较侧风为大  ,  而前进的力量  ,  又小于侧风  ,  是易学  难精的  。初学者  ,  一开始可以先练顶风行驶  ,  因为  ,  把顶风行驶学会  了  ,  之后  ,  侧风行驶自然就会了。

小燕子、小聪与梦弟从梦中醒过来  ,  各人谈自己乘坐帆船的体会。

计算机姐姐说:“一般人对帆船动力来源不清楚  ,  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  ,  当空气流经帆的弧面时  ,  会产生一股向前向上的吸引力，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  ,  伯努利效应消失，帆船反而不能达到最高速。”

海洋爷爷说:“帆船的航向，也不是完全不能限制，在正逆风左右各约  45  度角内  ,  是无法产生有效的前进力的，但是  ,  顺风时的状况  也不佳  ,  这时  ,  伯努利效应消失  ,  船速会慢下来  。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。”

计算机姐姐说:“帆船顺风行驶时  ,  就是依靠空气对帆的动压力推动帆船前进的  。根据‘  流速增加  ,  压强降低的伯努利原理  ,  当空气向一个方向流动时  ,  它向侧面作用的力就要相对减小。”

“也就是说  ,  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。”科学博士说。

海洋爷爷说:“帆船要接受静压力,应该具有机翼一样的弧形。我们将帆的横截面和机翼的横截面进行对照  ,  就可以看到它们的共同  点  。当气流通过船帆或机翼时  ,  由于机翼上面和帆的前面的气流  ,  要走更长的距离  ,  来与机翼下面及帆后面的气流相会合  ,  因而  ,  就加快  了流速  ,  使帆的前面与后面  、机翼的上面与底面的气流产生不同的流  速。”

“流速慢处的压强  ,  比流速快处的压强大  ,  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  ,  在这里  ,  不妨也称它为  ‘  升力  9。”  计算机姐姐说。

“先进的帆船和帆板  ,  前进最快的时速  ,  可达  30  至  40  千米  ,  除了  帆产生推力以外  ,  还有一个重要因素  ,  就是船底的流线型  ,  船浸入水  中部分的横向截面积  ,  远大于纵向截面积  ,  推力虽然比横向力小  ,  但  船在水里前进时  ,  所受的阻力  ,  要比船横向移动所受的阻力小许多。  所以  ,  推船前进的效果  ,  相当显著。”科学博士说。

计算机姐姐说:  “船靠风对帆的动压力推动  ,  而动压力的大小  ,  取决于风对帆的相对速度  ,  相对速度越大  ,  动压力就越大  。然而  ,  船  在动压力的推动下  ,  前进速度逐渐增加  ,  风对帆的相对速度就会减小  ,  因而  ,  风对帆的动压力减小  ,  船速会再度慢下来  ,  同时  ,  会进入不稳  定状态。”

“帆船是居住在海河区域的古代人的水上交通运输工具  。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  ,  与迎风一面比较  ,  将帆推动的力量大一倍。”海洋爷爷说。

“风在帆两侧产生的吸力和推力  ,  使船侧向行驶  。但中插板可以阻  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。帆舵手呢  ,  在船的另一边  ,  探身出外  ,  保持平衡。”科学博士说。

计算机姐姐说:  “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  Z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Z  字形路线航行  ,  船速会  加快  ,  不过航程会更长。”

海洋科普探险小分队来到海口的西海岸附近  ,  他们看见了各  种色彩的风帆。

“那是运动员在进行帆船运动训练  。帆船比赛是第  30  届奥运会赛  事之一  。1896  年  ,  第  1  届奥运会就把帆船比赛列为正式竞赛项目  ,  但  由于天气情况恶劣  ,  第  1  届奥运会的帆船比赛未能举行。”海洋爷爷说。

计算机姐姐说:“梦弟  、小波  、小明  、小燕子  、小聪  ,  你们可以  打开梦幻帽的搜索功能  ,  请回答  ,  什么是帆船运动项目?  帆船运动什  么时候在奥运会举行的?  ”

小聪说:“我知道  ,  帆船是水上运动项目之一  。帆船比赛是运动员驾驶帆船  在规定的场地内进行速度比赛的一项运动  。帆船运动中  ,  运动员驾驶  船只前进  ,  依靠自然风力作用于船帆上  ,  是一项集竞技  、娱乐  、观赏、  探险于一体的体育运动项目  。由于它具有较高的观赏性  ,  备受人们喜  爱。”

梦弟说:  “1900  年第  2  届奥运会在法国巴黎举办  ,  帆船运动共进  行  7  个级别的比赛  。除在美国圣路易斯举行的第  3  届奥运会没有帆船  比赛  ,  其余的每届奥运会  ,  都设有该项目。”

“1900  年  ,  帆船运动  被列入第  2  届现代奥运会  之后  ,  这项运动  ,  无论是  在规模上  ,  还  是在  水平  上  ,  都进入了一个快速发  展的时期。特别是从  20  世  纪中期开始  ,  帆船运动在世界各发达国家  ,  得到了较快发展。”计算机姐姐点评说。

刘傻子说：“现代帆船运动  ,  已经成为世界沿海国家和地区喜闻乐见的体育活  动之一  ,  也是各国人民进行体育文化交流的重要内容  。经常从事帆船  运动  ,  能增强体质  ,  锻炼意志  。特别是在风云莫测  ,  海浪  、气象  、水  文条件的不断变化中  ,  迎风斗浪  ,  能培养战胜自然  、挑战自我的拼搏  精神。”

“帆船起源于欧洲  ,  其历史可以追溯到远古时代  。帆船是人类与大  自然斗争的一个见证  ,  帆船历史同人类文明史一样悠久。”计算机姐姐  点评说。

“帆船运动起源于荷兰。古代的荷兰  ,  地势很低  ,  所以开凿了很多  运河  ,  人们普遍使用小帆船运输或捕鱼  。这种小船  ,  是由一棵独木或  用木排  、竹排编制而成  ,  这是世界上最早的帆船。”小聪说。

刘傻子说：“帆船运动的历史悠久  ,  最早的竞技记载  ,  是在公元前  70  年  ,  古  罗马诗人维基尔  ,  在叙事诗  《伊尼特》  中详细地描述了特洛伊到意大  利的一次帆船竞赛活动  ,  并描述了比赛结束后  ,  优胜者和参加者的获  奖情况。”

小聪说:  “1662  年，英王举办了一次英国与荷兰之间的帆船比  赛  ,  比赛路线是从格林威治到格来乌散德  ,  再到格林威治  。这是早期  规模较大的帆船比赛。”

小燕子说:  “18  世纪  ,  帆船俱乐部和帆船协会相继诞生  。1720  年  前后  ,  英  、美  、瑞典  、德  、法  、俄等国家先后成立了帆船俱乐部或帆  船竞赛协会  ,  各国之间  ,  经常进行大规模的帆船比赛。”


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