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激光级理论知识和驾驶操作

帆船的基本构造

编辑:驾驶网    来源:驾驶网    2008-08-08    👁11649  

船身(Hull)

功能:载人、载运货物及支撑桅杆与帆。

原则上,船身的设计必须是等边的长形物体,且其前端为尖锐造形。

为了使船体往前,而不是向侧面横移,船底有块凸出板,如果这块板是与船体相连结成为一体者,称之为船脊骨(Keel)能自由上下移动者则称之为中央板(Centreboard)。

除此之外船体的设计还须考虑下列几个重要项目:

A)静态特性(Static Characteristics)

a)浮力(Buoyancy)

b)稳定性(Stability)

B)动态特性(Dynamic Characteristics)

a)摩擦阻力(Frictional Resistance)

b)剩余阻力(Residual Resistance)

浮力Buoyancy

根据Archimedes' Principle(阿基米得原理),某一浮在水面上物体的重量与被物体排挤水量的重量是相等的。也就是说,船身质料越轻、载重又少时,之所排挤的水量也小。当船浮力大,泡在水面以下的船身体积则少。故前进时阻力亦小。这一切都有助于船速、转向与操作。

稳定性Stability

如图所示(注:B-Centre of Buoyancy;G-Centre of Gravity)。

船在静止状态时,G与B是在同一垂直线上,船身一旦向左倾斜,(图a,b)B的位置也随着向左移动,但是G却保持原位不动。若G能保持比B更接近船中央线,船身因为有B的缘故会自动扶正过来。反过来,如出现B比G更接近船的中央线就不妙了,小心船就要翻覆了。

平底船比尖底船更具有稳定性

水手若能实时把身躯往舷外伸展,利用体重来调整船身Centre of Gravity的位置,就能把船控制在水平状态。

摩擦阻力Frictional Resistance(FR)

船底与水面接触产生摩擦阻力,称之为FR。

FR为船速的二次方;例如2Knots的船速其FR为4、4Knots的船速其FR为16。

由此可见,竞赛船只极须要光滑的船底来降低摩擦阻力。

另FR与Wetted Area(船与水的接触面积)亦成正比。

所以质料轻的船其 Wetted Area 小,FR就自然变小。

剩余阻力Residual Resistance(RR)

船身在水面上划过时,自然会把水往两旁推开,所产生的阻力称为RR。

船速愈快,产生的RR愈大,不断推挤的结果造成波浪,假设第一个浪头与第二个浪头的距离为d,根据方程式:

d=(V)^2/2.2 (d以meter;V以Knot为单位;2Knots=1M/sec)

当船速增加至d=L(L为船的水线长度)也就是说第一个浪头抵达船尾时,第二个浪头才在船头出现,这是船的最快速度(Maximum Hull Speed)简称为Vc。

Vc=1.2√L

今天无论是单人或双人操作的竞赛船,都很轻巧、吃水少的平底船,当它快速航行时,会产生扬力作用,使整个船身滑行在水面上。因而FR和RR剧减,结果船速变得更快。

帆(Sails)

帆的功能是藉助风力来推动船身。

科技进步的今天,帆多半采用质料光滑、坚韧且不易因拉扯而变形的尼龙布。帆并非想象中的平面三角形帆布而已,为了能有效地揽着风力,它是由几块布缝缀而成的一大片带有弧度的帆。当帆的Luff与Foot分别被Mast与Boom 撑开后,帆的整个外形才能展露出来。

帆的弧度可随着绳索调整而有所变化,这些绳索包括Mainsheet、Downhaul、Outhaul、Boom Vang、Traveller以及Clew tie-down等。拉紧这些绳索,帆面就会显得更平、帆的揽风功能以是减少。在强风航行时要把所有绳索拉紧就是这个道理。

无论任何情况下,船在行进中帆面必须保持平滑,避免出现皱纹。如果收藏帆时,能按图的方式来处理,尽量减少折痕。不但可延长帆的寿命,还有帮助船速,因为折痕可引起不规则空气流动而造成船速慢下来。

操舵装备(Steering Gear)

功能:使船只驶向指定地点或方位

当舵与船身前后一致时,它引起的水流阻力最小。

当舵柄被推向右舷,舵的左侧顿时受到极大的水流撞击,船尾因而被推向右方(中央板为轴心)船头就往左偏。

舵柄推向右舷,船头则向左转移。

舵柄推向左舷,船头则向右转移。

注意:船只在静止状态的时刻,舵是无法发挥功用的。

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