帆船能跑得比风快!
(资料图)
说起帆船,大家都知道,就是靠风吹起来跑的船,已经有几百年了
顺风行驶很好理解,逆风行驶其实是走之自线,在我们的常识中,帆船再快,不应该超过风速!
但是现实是,极限情况下,行驶速度超过数倍风速的帆船都有。
现代帆船的帆,其实是一个竖起来的机翼,本身就是一个刚体的形状,而不是过去简单的帆布
这样流速快的一边压力小,流速慢的一边压力大,这个原理实际上和飞机的机翼是一个道理。
应用在船帆上就产生了额外的推力,推动船向前进
但是这样,侧向力会将船推翻,所以为了对抗侧向力,帆船比赛,经常看见船员在一侧压船,维持平衡。
但是这就完了嘛?凭借这些推力就能更快的行驶?神奇的事情发生了
那就是船在向前运动的时候,自己会产生风,即扑面而来的风,船员感受到的风叫“视风”
例如今天刮正西风,你向北走,你速度提升后,你感受的到的风其实不是正西风,而是略微偏北风
然后此时产生了额外的推力
这时候产生一个正反馈的循环的
风速增加——船速增加——风速进一步增加——船速进一步增大
然后帆船就产生了很高的速度,甚至能达到数倍风速!
从数学计算的www.nfysw.com角度,这个正反馈循环,会无限提升速度——是的,理论上能将速度提升到无穷大
但是实际情况呢?
帆船会侧翻,因为速度提升到一定程度,就压不住船了,为了提升速度,于是产生了很多奇葩的船型
能单腿航行,仅仅通过一片小小的水翼,踩在水面上,当然其驾驶难度指数级提升。
需要随时调整帆,使得推力和阻力平衡。
更丧心病狂的出现偏腿船。
毕竟在水上阻力太大,在陆地上换上车辆
一开始很多科学家打赌,超不过风速,但是根据计算是可以的。
一开始驾驶员感觉风是从后面吹来,当车速度和风速一致时候完全感受不到风。
随后速度增大,感受到迎面的风,并且布条由向前飘变成向后飘。
最后达到五倍风速!
在冰面上达到10倍风速
这是非常反常识的,也是最近今年新兴的领域,我们国家还投入了商业使用
三十万吨的货轮上增加了五个“帆”,是的,那五个圆筒就是帆,反常识吧,
能节省大约3%的燃料
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