手抄报一：帆船的基本介绍

起源

帆船(英文表述：NauticExpo，sailer，sailing boat)起源于居住在海河区域的古代人的水上交通运输工具。15世纪初期，中国明代郑和率领庞大船队7次出海，到达亚洲和非洲三十多个国家，所使用都为风力驱动的帆船。现代帆船始于荷兰。1660年荷兰的阿姆斯特丹市长将一条名为"玛丽"的帆船送给英国国王查理二世。1662年查理二世举办了英国与荷兰之间的帆船比赛。1720年爱尔兰成立皇家科克帆船俱乐部。1851年英国举行环怀特岛国际帆船赛。1870年美国和英国首次举行横渡大西洋的美洲杯帆船赛。帆船分稳向板帆艇和龙骨帆艇两类。稳向板帆艇轻快灵活，可在浅水中行驶。奥运会项目中的飞行荷兰人型、荷兰人型、470型、星型、托纳多型等均属此类，是世界最普及的帆船。龙骨帆艇也称稳向舵艇，体大不灵活，稳定性好，帆力强，只能在深水中行驶。奥运会项目中的暴风雨型、索林型等均属此类。比赛在海面进行，场地由3个浮标构成等边三角形，每段航道长度为2～2．5海里。比赛为绕标航行，共进行7场，取其中成绩最好的6场之和评定总分，总分少者名次列前。每场计分方法为第一名0分，第二名3分，第三名5.7分，第四名8分，第五名10分，第六名11.7分，第七名13分，后续每个名次加1分。1896年被列为首届奥运会比赛项目，因天气不好未举行。1900年再次被列为奥运会比赛项目。原为男女混合项目，从1988年奥运会起男女分设。第29届奥运会帆船比赛于2008年8月9日～21日在青岛国际帆船中心及周边水域举行。

近现代发展

1900年第2届奥运会帆船开始列为比赛项目。帆船是一种古老的水上交通运输工具，作为娱乐活动起源于16～17世纪的荷兰。19世纪英、美等国纷纷成立帆船俱乐部，1870年举行了横渡大西洋的美洲杯帆船赛。比赛在开阔的海面进行，场地由3个浮标构成等边三角形，每段航道长度不少于2～2.5海里。比赛为绕标航行，组织指挥采用国际旗语传达命令，红旗表示按顺时针方向绕标，绿旗表示按逆时针方向绕标，P字旗表示5分钟预备。航行中不按规定绕标，视为未完成比赛；碰撞标志，判罚绕该标志360°；碰撞他船，判罚原地旋转720°；比赛共进行7场，取其中成绩最好的6场得分之和评定总分，总分最少者为优胜。每场计分方法为：第1名得0分，第2名得3分，第3名得5.7分，第4名得8分，第5名得10分，第6名得11.7分，第7名得13分，此后每名次加1分。帆船大体分为龙骨帆艇和稳向板帆艇两大类。龙骨帆艇船体中下部有一突出的铁舵，艇长在6.50～22米之间，稳定性能好，只能在深水中航行。

稳向板帆艇船体中部有一可上下移动的稳向板，艇长在6米以下，轻捷灵活，可在浅水中航行。上述两大类帆船，又可按不同的长度、宽度、重量、吃水深浅、船帆面积和数量，驾驶人数等分为多种型号。历届奥运会比帆船中的赛船型并不固定，第9届奥运会以前根据重量或长度分型，如0.5吨以下型、0.5～1吨以下型、12米型、8米型等等。第10届奥运会以后逐渐按多方面性能、数据划分船型，不少型号还以设计者的国籍或名字命名。如索林型、芬兰人型等等。

手抄报二：帆船的原理

动力来源

一般人对于帆船往往认为是被风推着跑的。其实风的动力以两种形式作用于帆，帆船的最大动力来源是所谓的“伯努利效应”。

我们知道，当空气流动得快的时候，在正面挡住它的物体就会受到空气的冲击，这种冲击产生的压力我们称为动压力。当帆船如右图中图1所示顺风行驶时，就是空气对帆的动压力推动帆船前进的。由“流速增加，压强降低”的伯努利原理知道，当空气向一个方向流动时，它向侧面作用的力就要相对减小。也就是说气体流动速度越大的地方，动压力压强越大，而静压力压强越小。流速愈小的地方，动压力压强愈小而静压力压强愈大。这样气体流速小的地方对流速大的地方就会产生一个侧向的压力，这个力称为静压力。当迎风驶帆时，如右图中图2所示，船正是在风的静压力推动下前进的。

帆所受静压力的产生，主要是帆具有像机翼一样的弧形。我们把帆的横截面和机翼的横截面对照一下，就可以看到它们的共同点。如右图中图3所示，当气流通过帆或机翼时，由于机翼上面和帆的前面的气流要走更长的距离来和机翼下面和帆后面的气流相会合，因而就加快了流速，使帆的前面和后面及机翼的上面和底面的气流产生了不同的流速。流速慢处的压强比流速快处的静压强大，这个压强差使机翼产生了向上的升力，也使帆获得了向前的动力，如右图中图4所示。在这里不妨也称它为“升力”。

下面我们来看帆上的静压力是如何推动船前进的。如图5所示，帆所受的静压力FT，并不能全部用来推动船前进，真正用来推动船前进的是FT沿船头方向的分力FR，FR的值要小于使船横向移动的分力FH。尽管横向力较大，但在实际行驶时，很少看到船横向移动。而船向前进的速度却相当大，先进的帆船和帆板，最快的时速，可达30至40 km造成这样的前进速度，除了帆产生推力以外，还有一个重要因素就是船底的流线型，船浸入水中部分的横向截面积远大于纵向截面积，推力FR虽然比横向力FH小，但船在水里前进时所受的阻力要比船横向移动所受的阻力小许多。所以，FR推船前进效果就相当显著。

航向限制效益

帆船既可在动压力的推动下顺风行驶，也可在静压力推动下逆风行驶。但帆船的航向不是完全没有限制，在正逆风左右各约45度角内，是无法产生有效的推进力的，如图6所示的A区。但是太顺风也不是很好的，因为这时伯努利效应消失。船靠风对帆的动压力推动，而动压力的大小决定于风对帆的相对速度，相对速度越大，动压力就越大。然而船在动压力的推动下，前进速度逐渐增加，风与船相对速度就会减小，因而风对帆的动压力减小，船速会再度慢下来，同时会进入不稳定状态，如图中C区。所以动压力对帆船来讲，并不是持续高效的动力来源。只有如图中B区才是最好的航行方向，这时船航行方向与风向成一定夹角，船在静压力推动下，能得到持续稳定的推动力，使船获得比较高的航行速度。 若船要逆风行驶，船的航行方向应与风向成一夹角，所以必须采取Z字型的路线。

控制和转向由于帆的受风力的中心点与船体侧面受水阻力的中心之间有一定的距离，FH这个力使船横移虽不显著，但使船向下风倾斜的作用却相当显著。如图8所示，这就要运动员随时用自己的体重来调节船的重心，以保持船的平衡（常称为“压弦”）。

由于风力的大小随时会变化，横倾力的作用也随之变化。所以压弦是要随时灵活变化的，这是运动员的一种重要的操作技能。

推力FR在推船前进的同时，同样有一种使船前倾的作用，虽要比横向力FH使船致倾的作用小得多，但它同样会使船失速，所以运动员还要随时注意可能出现的纵倾，设法通过压弦来保持船的平衡。

改变航向，帆船主要靠舵。帆板则靠帆的位置和重力的中心的转变。当船在行驶时，水流给舵一个垂直航面的力F，F的

一个分力F1能使船产生旋转，另一个分力F2阻挡船前进。由于F2对船起阻力作用，所以转向时舵角一般不要推得太大。当然，要完成转向动作，除了舵以外，还要和帆的位置，船员的移动相配合。

帆板的转向，当运动员把能活动的桅杆倒向下风后方，板首就向迎风转，相反把桅杆倒向上风前方，板首就离风偏转。通过桅杆的倒动，移动帆心，使帆板产生了旋转的力矩，从而促使其转向。

逆风行驶

帆船逆风前进是走之字路的，风向与船的行驶方向有大于零的夹角.将风吹向帆的垂直于帆的分力又分解为两个分力——沿船行驶方向的分力F1和垂直于船行驶方向的分力F2,由于垂直于船的行驶方向水的阻力f2很大(船的形状、斯托克斯原理),F2与f2平衡,使船不会打横.行驶方向水的阻力则很小，F1略大于f1，至少等于f1，则船在这个方向就加速或者匀速前进。当然为了不偏离目标太远，到了一定的时刻，要改变航向，使风从另一个侧面吹来，原理同上。所以要走之字路才能利用逆风，又不偏离方向。现在的帆板运动员照样要利用这个原理来比赛。

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