風向擺動和帆船迎風航行選擇相關性分析

盧友平

摘 ?要：帆船在海上航行容易受到洋流和海浪等自然環境的影響，帆船比賽是一種競賽航速的運動，帆船運動比賽取得勝利的關鍵就是航行的方向。在實際的運動過程中，比較容易進行預測的是洋流和海浪。風向擺動的預測較為困難。風向不僅影響帆船的航向，還決定了帆船競賽的速度，關系到帆船最佳航線的選擇。本文將從帆船運動中所產生的力學關系著手，分析帆船的受力情況，對風向擺動和帆船迎風航行之間的選擇相關性進行分析，重點討論風向擺動所引起的帆船最佳航線的選擇，從而明確風向擺動對帆船迎風航行所帶來的影響。

關鍵詞：風向擺動 ?帆船 ?迎風航行 ?選擇相關性

中圖分類號：G80-05 ? 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2813（2019）07（b）-0223-02

1 ?帆船航行中船體所受到的阻力

1.1 粘性阻力

2 ?帆船航行方向決策依據

2.1 速度極限圖

運動員在帆船航行的過程中，會使用目標航速以更好的理解航速航行，圖1主要表示帆船速度與真風速度、角度之間的關系。

圖2中給我們呈現的是特定的角度下帆船的速度，TWS表示真風的速度。對于無死角的真風角度、速度，可以使用極限圖表示與帆船速度之間的關系。

2.2 航行方向決策

根據比賽中的風向，使用帆船在VPP系統下所生成的分速度與到達目標所提供的信息決定帆船的航行方向，在帆船航行的方向中，需要使用一些必要的手段進行問題的解決：

（1）風的方向是否能夠讓速度在最短的線路中得到最大的分速度。

帆船在前進的過程中需要僅僅依靠風向前進，因為風向是帆船速度的重要部分，表示帆船在風向上的前進方向。

（2）在既定的方向上是否可以更加接近目標。

帆船的速度與航線的距離。容易與第一個問題發生混淆，只有在一種情況下兩種問題才會發生方向相同，即風的方向與標的方向相同（如圖3所示）。

3 ?結語

帆船運動時很多國家已經普及的一種水上體育活動，更是受到了中國人民的熟知。帆船比賽需要在規定的距離完成競賽航速，對風向的合理利用是取得比賽勝利的一個重要因素。根據力學的原理對帆船的航線進行選擇，因為力學是決定航線選擇的一個重要的因素，風向對帆船航線的選擇中，動力學的因素起到非常重要的作用，能夠改變帆船前進的方向，影響著帆船航線的路線選擇。方向擺動對帆船航線選擇影響較大，如果不考慮帆船的風向，將會影響運動員的最終成績。

參考文獻

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