三角帆对快速大帆船的航行性能有着显著的影响,主要体现在以下几个方面:
提高操纵灵活性和船速:根据人民日报的文章,15世纪三角形船帆的出现标志着帆船运动发展史上的一个划时代的进步。与方帆相比,三角帆操纵更加灵活,船速更快[1]。
水翼效应:腾讯新闻提到,三角帆帆船的航行依靠龙骨的水翼效应产生抵抗主帆产生的侧向分力,从而提高船速[2]。
逆风航行能力:三角帆使帆船能够逆风航行。帆船需要满足风帆能绕桅杆灵活转动的条件,以便及时调整帆面与来风之间的夹角。三角帆在这一点上明显优于矩形帆[3]。
伯努利效应:知乎专栏文章解释了帆船即使在逆风情况下也能快速前进的原因,即伯努利效应。空气流过帆面时速度增加,压力降低,产生向前的推力[5]。
不对称大三角帆的使用:在双人比赛中,除了主帆之外,船一般还配备有三角帆,有时也配备有大三角帆,最常见的是不对称的大三角帆。这种配置下,船在所有风况下都将非常强大,并提供最佳性能[11]。
帆的自动控制:现代三角帆船帆的自动控制领域也在不断发展,对现有的帆进行自动控制,以实现帆船不同航行状态下帆的控制[13]。
综上所述,三角帆通过提高操纵灵活性、利用水翼效应、增强逆风航行能力、利用伯努利效应以及通过不对称大三角帆的使用和帆的自动控制技术,显著提升了快速大帆船的航行性能。
[1] 人民日报:帆船:想不到吧,我在逆风时更快! - https://www.peopleapp.com/rmharticle/30015698802 [2] 腾讯新闻:靠风行驶的帆船,能跑出数倍风速?|文末赠书 - https://news.qq.com/rain/a/20220608A0BGVL00 [3] 帆船驶帆技术分解与组合研究 - 工程管理:https://jpm.front-sci.com/index.php/jpm/article/download/6416/6214 [5] 知乎专栏:帆船逆风航行比顺风速度还快,甚至比风速快,原理大揭密 - https://zhuanlan.zhihu.com/p/341441735 [11] Buying Guides NauticExpo:选择运动双体船的专业建议 - https://guide.nauticexpo.com/zh-hans/xuan-ze-yun-dong-shuang-ti-chuan/ [13] 专利:CN107085399A - 主帆自动控制装置及最大船速跟踪和自学习控制方法 - https://patents.google.com/patent/CN107085399A/zh