小聰掉進大海裏 , 他開始遊泳 , 腳觸筋了 , 他大喫一驚 , 緊張得 喫了一口海水 , 開始喊救命 , 小燕子與計算機姐姐帶上兩隻救生圈 , 躍入大海 , 向小聰遊去0 遊到小聰身邊 , 她們救起了小聰。
科學博士說:“小聰，要注意安全，不能單獨行動。 一艘帆船如 果沒有能張成有效弧形的帆和逆風航行的能力 , 航行於大海上，往往 要靠依照季節改變方向的貿易風 , 纔能有去有回。”
計算機姐姐說:“小燕子 、小聰 、夢弟，你們戴上夢幻帽，打開開關，我帶你們坐上帆船 , 去體驗不同風向 , 理解帆船原理 , 即帆船航行的一般規律。”
小燕子夢見自己乘上現代帆 船 , 雖然是逆風 , 卻能夠昂首前 進 , 看來 , 這帆船擁有良好的逆 風航行能力 。在平常微風的時候 , 順風航行的速度是最慢的 , 因爲 除了風的推力外 , 沒有伯努利效 應的助力 , 而在強風的時候 , 又 容易因風的推力 , 集中在左舷或右舷 , 而一直向另一舷轉向。
夢弟夢見自己坐的帆船 , 是在側風中行駛 , 風從側向來 , 被帆化 作兩股力量 , 一個是讓船側滑的力量 , 一個是讓船前行的力量 , 而側 滑的力量則被 “中央板 ”化作側倒的力量 , 再由水手調整重心相抵 , 只剩極少的側移力量 , 而大部分的力量 , 使帆船在側風中向前行駛。
小聰夢見自己乘坐的帆船 , 遇到頂風 , 而頂風行駛的極限角度 , 是風的來向的左右各 35 度 , 但一般以 45 度爲極限 , 這和船的設計有 很大的關係 。頂風行駛的概念 , 是和側風行駛相當接近的 , 只是頂風 時 , 側向的力量 , 較側風爲大 , 而前進的力量 , 又小於側風 , 是易學 難精的 。初學者 , 一開始可以先練頂風行駛 , 因爲 , 把頂風行駛學會 了 , 之後 , 側風行駛自然就會了。
小燕子、小聰與夢弟從夢中醒過來 , 各人談自己乘坐帆船的體會。
計算機姐姐說:“一般人對帆船動力來源不清楚 , 往往會有一個 錯誤觀念 , 以爲帆船是被風推着跑的 。其實，帆船的最大動力來源，是所謂的伯努利效應 , 也就是說 , 當空氣流經帆的弧面時 , 會產生一股向前向上的吸引力，因此，帆船纔有可能朝某角度的逆風方向前進。 而正順風航行時 , 伯努利效應消失，帆船反而不能達到最高速。”
海洋爺爺說:“帆船的航向，也不是完全不能限制，在正逆風左右各約 45 度角內 , 是無法產生有效的前進力的，但是 , 順風時的狀況 也不佳 , 這時 , 伯努利效應消失 , 船速會慢下來 。同時，也進入不穩 定狀態 。而有逆風航行能力的船 , 若要往逆風方向前進，必須採取z 字形的路線 , 才能到達目的地。”
計算機姐姐說:“帆船順風行駛時 , 就是依靠空氣對帆的動壓力推動帆船前進的 。根據‘ 流速增加 , 壓強降低的伯努利原理 , 當空氣向一個方向流動時 , 它向側面作用的力就要相對減小。”
“也就是說 , 氣體流動速度越大的地方 , 動壓力壓強越大 , 而靜壓力壓強越小 。流速愈小的地方 , 動壓力壓強愈小,而靜壓力壓強愈大。 這樣 , 氣體流速小的地方 , 對流速大的地方就會產生一個側向的壓力,這個力 , 稱爲靜壓力 。當迎風駛帆時 , 船正是在風的靜壓力推動下前進的。”科學博士說。
海洋爺爺說:“帆船要接受靜壓力,應該具有機翼一樣的弧形。我們將帆的橫截面和機翼的橫截面進行對照 , 就可以看到它們的共同 點 。當氣流通過船帆或機翼時 , 由於機翼上面和帆的前面的氣流 , 要走更長的距離 , 來與機翼下面及帆後面的氣流相會合 , 因而 , 就加快 了流速 , 使帆的前面與後面 、機翼的上面與底面的氣流產生不同的流 速。”
“流速慢處的壓強 , 比流速快處的壓強大 , 這個壓強差 , 使機翼產 生了向上的升力 , 也使帆獲得了向前的動力 , 在這裏 , 不妨也稱它爲 ‘ 升力 9。” 計算機姐姐說。
“先進的帆船和帆板 , 前進最快的時速 , 可達 30 至 40 千米 , 除了 帆產生推力以外 , 還有一個重要因素 , 就是船底的流線型 , 船浸入水 中部分的橫向截面積 , 遠大於縱向截面積 , 推力雖然比橫向力小 , 但 船在水裏前進時 , 所受的阻力 , 要比船橫向移動所受的阻力小許多。 所以 , 推船前進的效果 , 相當顯著。”科學博士說。
計算機姐姐說: “船靠風對帆的動壓力推動 , 而動壓力的大小 , 取決於風對帆的相對速度 , 相對速度越大 , 動壓力就越大 。然而 , 船 在動壓力的推動下 , 前進速度逐漸增加 , 風對帆的相對速度就會減小 , 因而 , 風對帆的動壓力減小 , 船速會再度慢下來 , 同時 , 會進入不穩 定狀態。”
“帆船是居住在海河區域的古代人的水上交通運輸工具 。根據空氣 動力學原理 , 流體速度增加 , 壓力就會減低 。空氣要繞過向外彎曲的 帆面 , 必須加快速度。於是 , 壓力減小 , 產生吸力 , 把船帆扯向一邊。 船帆背風一面 , 因壓力降低而產生的吸力相當大 , 與迎風一面比較 , 將帆推動的力量大一倍。”海洋爺爺說。
“風在帆兩側產生的吸力和推力 , 使船側向行駛 。但中插板可以阻 止船側向行駛 , 於是 , 風力分解爲兩個分力 , 一個分力推動帆船向前 行駛 , 另一個分力則使船向背風一面傾側。帆舵手呢 , 在船的另一邊 , 探身出外 , 保持平衡。”科學博士說。
計算機姐姐說: “帆船不能完全正面頂着風航行 。一艘長 12 米的 帆船 , 可與風向成 12—15 度的夾角逆風行駛 。如果要正面迎着風的方 向前進 , 必須以 z字形路線航行 。逆風行駛時 , 船與風向的夾角 越小 , 速度越慢 。舵手若以角度較大的z 字形路線航行 , 船速會 加快 , 不過航程會更長。”
海洋科普探險小分隊來到海口的西海岸附近 , 他們看見了各 種色彩的風帆。
“那是運動員在進行帆船運動訓練 。帆船比賽是第 30 屆奧運會賽 事之一 。1896 年 , 第 1 屆奧運會就把帆船比賽列爲正式競賽項目 , 但 由於天氣情況惡劣 , 第 1 屆奧運會的帆船比賽未能舉行。”海洋爺爺說。
計算機姐姐說:“夢弟 、小波 、小明 、小燕子 、小聰 , 你們可以 打開夢幻帽的搜索功能 , 請回答 , 什麼是帆船運動項目? 帆船運動什 麼時候在奧運會舉行的? ”
小聰說:“我知道 , 帆船是水上運動項目之一 。帆船比賽是運動員駕駛帆船 在規定的場地內進行速度比賽的一項運動 。帆船運動中 , 運動員駕駛 船隻前進 , 依靠自然風力作用於船帆上 , 是一項集競技 、娛樂 、觀賞、 探險於一體的體育運動項目 。由於它具有較高的觀賞性 , 備受人們喜 愛。”
夢弟說: “1900 年第 2 屆奧運會在法國巴黎舉辦 , 帆船運動共進 行 7 個級別的比賽 。除在美國聖路易斯舉行的第 3 屆奧運會沒有帆船 比賽 , 其餘的每屆奧運會 , 都設有該項目。”
“1900 年 , 帆船運動 被列入第 2 屆現代奧運會 之後 , 這項運動 , 無論是 在規模上 , 還 是在 水平 上 , 都進入了一個快速發 展的時期。特別是從 20 世 紀中期開始 , 帆船運動在世界各發達國家 , 得到了較快發展。”計算機姐姐點評說。
劉傻子說：“現代帆船運動 , 已經成爲世界沿海國家和地區喜聞樂見的體育活 動之一 , 也是各國人民進行體育文化交流的重要內容 。經常從事帆船 運動 , 能增強體質 , 鍛鍊意志 。特別是在風雲莫測 , 海浪 、氣象 、水 文條件的不斷變化中 , 迎風斗浪 , 能培養戰勝自然 、挑戰自我的拼搏 精神。”
“帆船起源於歐洲 , 其歷史可以追溯到遠古時代 。帆船是人類與大 自然鬥爭的一個見證 , 帆船歷史同人類文明史一樣悠久。”計算機姐姐 點評說。
“帆船運動起源於荷蘭。古代的荷蘭 , 地勢很低 , 所以開鑿了很多 運河 , 人們普遍使用小帆船運輸或捕魚 。這種小船 , 是由一棵獨木或 用木排 、竹排編制而成 , 這是世界上最早的帆船。”小聰說。
劉傻子說：“帆船運動的歷史悠久 , 最早的競技記載 , 是在公元前 70 年 , 古 羅馬詩人維基爾 , 在敘事詩 《伊尼特》 中詳細地描述了特洛伊到意大 利的一次帆船競賽活動 , 並描述了比賽結束後 , 優勝者和參加者的獲 獎情況。”
小聰說: “1662 年，英王舉辦了一次英國與荷蘭之間的帆船比 賽 , 比賽路線是從格林威治到格來烏散德 , 再到格林威治 。這是早期 規模較大的帆船比賽。”
小燕子說: “18 世紀 , 帆船俱樂部和帆船協會相繼誕生 。1720 年 前後 , 英 、美 、瑞典 、德 、法 、俄等國家先後成立了帆船俱樂部或帆 船競賽協會 , 各國之間 , 經常進行大規模的帆船比賽。” 。