帆船的空气动力学

帆船的空气动力学

帆船就像是一只飞行的海鸟，只不过一只翅膀是在空气中，一只翅膀是在水里。空气中的翅膀就是帆，水中翅膀就是船体水下部分与龙骨。船体水下的部分，除了舵，我们无从掌控，但是怎样让空气中的翅膀——帆——发挥出最高的航行效率呢？你需要成为一名空气动力学方面的“专家”。

这是一个基本的帆形截面，这与飞机的机翼的截面非常相像。（本文图片全部来自于《帆船竞赛调帆》。）

尽管升力及相关力量的存在，得到了广泛的承认（飞机能够飞行，帆船能够行驶），但是升力究竟是怎样产生的，理论上还存在争议。假如你认为自己已经知道了升力产生原理，那我可以告诉你，你的理论基础，极可能是错的。因为这个问题确实是复杂的。

我们唯一确定的，就是在实践中，空气绕过帆（或机翼）流动：相较于内侧的气流，外侧的空气流动距离更远，速度更快。等一下：为什么它流过的距离更远，速度就要更快呢？

但是，外侧的空气加速流动，并不是填补真空的唯一方式。内侧的空气分子，也可以向回流，与外侧的气流汇合。当迎角过大，外侧的气流不能贴着帆面流动，产生了气流分离时，就会出现这种情况。

对于缭手来讲，调帆的目标，首先是不能出现气流分离。气流分离会导致升力减少，而且分离的气流会产生湍流，就像是在船后面拖着一幅降落伞，产生了很大的阻力。我们要想航行的更好，就需要优先升力与阻力的比例，让升力向前的分力更大，侧倾的分力不能过大，阻力要尽量地小。

图中所有的力，都可以通过调帆来改变，我们的目标，就是优先升力与阻力的比例，让升力向前的分力更大，侧倾的分力不能过大，阻力要尽量地小。

那具体该怎么做呢？

帆的升力来源有三个，分别是迎角、弧深（帆的弧形深度）和扭曲。我们就是要精调帆形，改变这三个变量，从而找到最适合我们当前航行环境的帆力组合。这个问题要展开来讲，那就太复杂了：在不同的风力和波浪条件下，应该调节哪一根绳子，是松还是紧，等等。这些内容足够写一本厚厚的书了！

ASA与North U.共同合作出版了《帆船竞赛调帆》，是帆船竞赛调帆领域的精典教材。这本书从1983年就已经出版，历经多次改版、再版，一直延续到了今天，培养了一代又一代的帆船水手。如果你想把调帆的事情真正地搞明白，而不是似是而非地理解，甚至观点相互冲突，那么这本书非读不可！

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