理论教育 帆船受力特点及技术解析

帆船受力特点及技术解析

时间:2023-10-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:从流体力学角度分析,帆船张帆航行时,其受力与常规船舶是不同的,它是处于由风、流、浪三者共同作用下的运动物体。图中,CK为帆船航向;帆船纵轴线同帆船航向CK的夹角δ,称为帆船漂角。图6-2帆船航行时3种风与3个角的关系图当帆船张帆航行时,由于风的作用在垂直于相对风方向上会产生升力L和沿着空气流动的阻力D。

帆船受力特点及技术解析

流体力学角度分析,帆船张帆航行时,其受力与常规船舶是不同的,它是处于由风、流、浪三者共同作用下的运动物体。

1. 帆船航行中的3种风

帆船航行时一般用3种风来表示。

真实风:相对于地球固定建筑物上所观察到的风,用V1表示。

航行风:又称为船风。它是与船舶航行方向相反的,速度大小与帆船航行速度相等的风,用V2表示。

相对风:又称为感觉风,是航行时实际所受的风,是真实风与航行风的矢量之和,用V3表示。

2. 帆船航行表述中常用的3个角

帆船航行中一般用3个角来表示。

风向角:帆船纵轴线同相对风之间的夹角,以β表示。

迎角:帆翼弦线同相对风之间的夹角,以α表示。(www.daowen.com)

帆角:帆翼船纵轴线同帆翼弦线之间的夹角,以γ表示。

3. 3种风和3个角的关系

一般情况下,帆船航行中的3种风和3个角之间的关系,如图6-2所示。图中,CK为帆船航向;帆船纵轴线同帆船航向CK的夹角δ,称为帆船漂角。

图6-2 帆船航行时3种风与3个角的关系图

当帆船张帆航行时,由于风的作用在垂直于相对风方向上会产生升力L和沿着空气流动的阻力D。升力与阻力的合力可分解 为沿着帆船纵轴线方向上的分力“帆的推动力”和垂直于帆船首尾连线方向的分力“帆的横向力”。同时,由于帆船的实际前行方向与帆船纵轴线之间有一定的夹角,即漂角。因此,帆船航行时除了产生阻力Rx外,还产生一个横向的阻力Ry来平衡帆的横向力,把阻力Rx与横向的阻力Ry的合力用R表示,如图6-3所示。

图6-3 帆船受力分析图

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