第400章 傻子带队闯海洋 (第1/2页)
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。”
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