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乘帆遠(yuǎn)航

2006-12-31 00:00:00林宵翔
科學(xué)大眾(中學(xué)) 2006年11期

數(shù)千年來(lái),乘坐帆船一直都是人類海上航行的唯一途徑。當(dāng)你揚(yáng)起風(fēng)帆,開(kāi)始迎著風(fēng)浪前進(jìn)時(shí),與大海的搏斗可以讓你盡現(xiàn)勇氣和智慧。在海上,你可以體會(huì)到海的沉靜以及深海中生命的力量。

人類發(fā)明帆船的歷史有5 000多年,最早的帆船圖案出現(xiàn)在公元前3000年左右古埃及的陶罐上。早期的埃及古帆船的桅桿豎在船首部分,說(shuō)明它只能在風(fēng)從后面吹來(lái)時(shí)才能使用。地中海上最早出現(xiàn)的雙桅帆船是腓尼基人制造的,在很長(zhǎng)的時(shí)間里,腓尼基人就是靠著這些性能優(yōu)越的帆船而壟斷了地中海的海上貿(mào)易。

公元11世紀(jì),古羅馬人從阿拉伯人那里學(xué)到制造“三角帆裝”的技術(shù),即古羅馬三角帆。它的操縱性能要比橫帆裝好一些,但它需要較多的人力來(lái)操縱。15世紀(jì),葡萄牙和西班牙的航海家們,發(fā)明了一種叫“卡拉維爾”的船。這是一種體積小、靈巧的帆船,它的帆裝是三角帆與橫帆混合。達(dá)·伽馬、哥倫布、麥哲倫等航海家探險(xiǎn)時(shí)使用的船只,都是從這種船只演變來(lái)的。中國(guó)帆船從公元前6世紀(jì)就誕生了,并且制造技術(shù)一直領(lǐng)先世界,直到近代才逐漸落后。

隨著蒸汽時(shí)代的到來(lái),帆船的歷史使命在19世紀(jì)的最后幾年結(jié)束了。現(xiàn)代帆船主要用于休閑和競(jìng)賽,讓人們體驗(yàn)古代人揚(yáng)帆遠(yuǎn)航的快感,感受海洋的波瀾壯闊。

風(fēng)帆依據(jù)風(fēng)的強(qiáng)度不同,使用的設(shè)備、操作帆的技術(shù)內(nèi)容、大海的狀況不同都會(huì)產(chǎn)生很大的變化。對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō),尋找適合于自已學(xué)習(xí)的風(fēng)速的同時(shí),掌握何時(shí)起風(fēng),起什么風(fēng),感覺(jué)風(fēng)的強(qiáng)度、大小都是非常有必要的。

對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō),4~5米/秒的風(fēng)速是一個(gè)比較重要的指標(biāo)。如果風(fēng)速大于5米/秒,這時(shí)風(fēng)速就顯得過(guò)大,而不適合風(fēng)帆的操作練習(xí),最好不要出海揚(yáng)帆。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)樹(shù)上的小枝條開(kāi)始輕微地?fù)u動(dòng)或海灘上的小垃圾及雜物開(kāi)始隨風(fēng)而動(dòng)時(shí),風(fēng)速便可能達(dá)到了4~5米/秒。當(dāng)發(fā)現(xiàn)細(xì)沙翻動(dòng),樹(shù)枝劇烈搖晃,垃圾雜物四處飛的情況時(shí),就說(shuō)明起了大風(fēng),對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)是非常危險(xiǎn)的,應(yīng)絕對(duì)避免出海。

在我們的頭腦中,順風(fēng)而行的帆船速度應(yīng)該最快。其實(shí),這種想法是錯(cuò)誤的。帆船的最大動(dòng)力來(lái)源是“伯努利效應(yīng)”,也就是說(shuō)當(dāng)空氣氣流經(jīng)過(guò)類似機(jī)翼的弧面時(shí),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向前及向上的吸引力,也因此,帆船才有可能朝某角度的逆風(fēng)方向前進(jìn)。而當(dāng)正順風(fēng)航行時(shí),伯努利效應(yīng)消失,船只反而不能達(dá)到最高速度。當(dāng)有逆風(fēng)航行能力的船,若要往逆風(fēng)方向前進(jìn),必須采取“之”字形的路線才能到達(dá)目的地。故只要有動(dòng)力“風(fēng)”,帆船即可到達(dá)目的地,只是逆風(fēng)時(shí)的路線較長(zhǎng)而已。

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