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據歷史記載,以運動、娛樂為主旨的帆船活動最早出現在公元前70年。現代競技帆船運動出現于17世紀初的歐洲,并已經成為世界沿海國家和地區廣為普及的體育與休閑活動之一。
帆船主要分為龍骨船、穩向板船、多體船、古帆船和帆板五大類。龍骨船構造復雜、價格昂貴、需要多人操縱,穩向板船更加小巧、靈活、造價低、便于操縱、易于普及,奧運會項目中多數是這種船,帆板是指操帆者站在一塊滑行板上航行,沒有舵,只有尾鰭。
帆船與氣象的關系
對帆船運動來說,“風是動力水是陸”。帆船前進的動力主要依靠風力,一般要求風力持續達到3米/秒以上,當風力大于20米/秒時,則考慮到安全因素而停止比賽;從比賽公平角度,若風向擺動大于50°,停止比賽;從安全角度考慮,要求能見度大于1500米,盡量避開雷、雨等災害性天氣。
風向對帆推進作用的大小至關重要,運動員必須正確掌握風向角,才能充分地利用風力來駕駛帆船。在激烈的競賽中,為了充分利用帆面積和強風作用取得更大的帆動力,同時保持帆船的平穩航行,運動員要到上風舷一側進行壓舷。有時為了降低船的重心,進一步增加抗橫傾力矩,運動員的身體會全部懸掛在舷外,這種披波斬浪的場面激動人心,全面展現了帆船運動的力量之美。
帆船駕駛的動力來源
當空氣流動得快的時候,在正面擋住它的物體就會受到空氣的沖擊,這種沖擊產生的壓力我們稱為動壓力。當帆船順風行駛時,就是空氣對帆的動壓力推動帆船前進的。由“流速增加,壓強降低”的伯努利原理知道,當空氣向一個方向流動時,它向側面作用的力就要相對減小。也就是說氣體流動速度越大的地方,動壓力壓強越大,而靜壓力壓強越小。流速愈小的地方,動壓力壓強愈小而靜壓力壓強愈大。這樣氣體流速小的地方對流速大的地方就會產生一個側向的壓力,這個力稱為靜壓力。當迎風駛帆時,船正是在風的靜壓力推動下前進的。
帆所受靜壓力的產生,主要是帆具有像機翼一樣的弧形。我們把帆的橫截面和機翼的橫截面對照一下,就可以看到它們的共同點。帆所受的靜壓力FT,并不能全部用來推動船前進,真正用來推動船前進的是FT沿船頭方向的分力FR,FR的值要小于使船橫向移動的分力FH。盡管橫向力較大,但在實際行駛時,很少看到船橫向移動。而船向前進的速度卻相當大,先進的帆船和帆板,最快的時速,可達30至40 km造成這樣的前進速度,除了帆產生推力以外,還有一個重要因素就是船底的流線型,船浸入水中部分的橫向截面積遠大于縱向截面積,推力FR雖然比橫向力FH小,但船在水里前進時所受的阻力要比船橫向移動所受的阻力小許多。所以,FR推船前進效果就相當顯著。
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