文档介绍：第三讲帆船空气动力学
一、风帆船的运动
二、风帆空气动力基础
三、风帆空气动力特性
四、最佳帆角图及速度极图
一、风帆船的运动
三个基本概念:真实风V 、相对风W 、航行风v
帆船运动航线
风帆帆与船的受力分析
结论
三个基本概念:真实风V 、相对风W 、航行风v
真实风V——离开帆船所看到的风速,也就是在岸上所观测到的风速。真实风速V与船的中剖面之间的夹角为β。
航行风v——在艇上所感觉到与航行相反的风。它的大小与帆船的航行速度相等,方向与航行的方向相反,它有时被叫做船风。
相对风W——航行时的帆实际所受到的风速。它是真实风与航行风的矢量合成。它的方向与帆船上高处的旗帜吹动的方向一致,所以相对风又叫着旗帜风或感觉风。其风向与帆船中剖面之间的夹角为θ。帆产生空气动力的大小就是与相对风速有关。
帆在帆船航行时所遇到的风是比较复杂的,是多种风的合成,可以将风分为三个部分。
三个基本概念:真实风V 、相对风W 、航行风v
相对风W——航行时的帆实际所受到的风速。它是真实风与航行风的矢量合成。它的方向与帆船上高处的旗帜吹动的方向一致,所以相对风又叫着旗帜风或感觉风。其风向与帆船中剖面之间的夹角为θ。帆产生空气动力的大小就是与相对风速有关。
相对风是帆船所承受的实际风,如果相对风来自船艏,则称为前侧风;如果垂直与船体,则称为横风;如果来自于船艉,则称为尾风。当真实风正好从船艉吹来时,也就是船顺着风向,则相对风速等于真实风与航行风速之差。
图2-3-1 风帆船运动
风帆帆与船的受力分析
图2-3-2 风帆的受力
风帆帆与船的受力分析
图2-3-3 风帆船的受力
结论
对帆的作用力不是由真实风所决定的,而是由相对风速(旗帜风)所决定的。
实际中相对风一般情况下都与船的中剖线(或者说航向)成锐角。
相对风在与航向成锐角的情况下,其大小总是大于真实风的速度。而相对风来自于船艉时要小于真实风。
双体帆船所受到的作用力与单体帆船类似。在一般情况下,作用在风帆船上的相对风,对于单体帆船总是锐角,而双体帆船总是前侧风。
二、风帆空气动力基础
(一)升力的产生
(二)环流理论
(三)风口效应
(一)升力的产生
对于帆船帆板运动员和教练员来讲,了解风帆空气动力的原理是十分重要的。因为如果不了解它,就无法正确地调整风帆。缺乏一定的技术基础,调整风帆只能是盲目的,无法适应条件的变化。