Asked by:Sarah
Answer
セーリングの初期から、船はデザインの継続的な改善を受けているので、今日の現代のヨットは、カジュアルな一目で、風上(風に対して)移動する能力を持っているように見えるかもしれない。 実際には、ヨットは風に直接traveldirectlyできないが、aheadwindを渡ってジグザグに”留まることを、”知られている航行の技術を用いる。
帆の形状と船の船体は、帆船が風上を航行する能力により密接に近づくことを可能にした主要な要因である。 初期の年にヨーロッパの船は正方形の帆のデザインをしていました。 このデザインは、有利な風(”風の前に、または四半期の風”)でforsailingを許可しました。 東に貿易が拡大すると、ヨーロッパ人は東洋の小さなボートで使用されている三角形の帆にさらされました。 これらの三角形の帆は、ahalf風(ボートに90度の風)を使用して航行することができ、特に以前は船がafavorable風なしで”水の中で死んでいた”港では、船の操縦性をさらに高めたことが観察された。 ヨーロッパの船は利用するために有利な貿易風fortheの正方形の帆をつかまえるために海に運行する為にthemainsailsの三角の帆を前後に組み入れました。
他の利点として選択の帆形としてつかまえられる三角の帆の使用はthedesignに実現された。 三角形の帆のデザインとセンターボード(overdevelopedkeel)を使用することにより、タックとして知られている技術を使用して風に逆らって移動することが可能でした。
タッキングにより、船は船に対して直角に風で前方に移動することができる。 Theboatは望ましいコースの方に時間の間斜めに移動する(例えば右に)、そして大尉はジグザグ形の方法の左への望ましいコースのatanの角度を渡って帆のブーム このように、留まることはボートがより早い航行方法のより他の多くの角度からの風をuseprevailingことを可能にする。
船は推進のために風に依存しているので、風の強さと風を捕まえるために使用される帆の面積は明らかに役割を果たしている”しかし、船に直角の風が船を前進させるにはどうすればよいか。
これはベクトル数学のビットで達成されます。 風は大きな力のベクトルです方程式の中で。 風がボートにおおよその直角で押すと同時に、ボートの大きいキール(水中翼によって形づけられるセンターボード)は風の方向で押されるtheboatに対して、非常に大きい抗力力を提起する。 キールはボートの長さと整列しているので、ボートは本当に前方に移動したいと考えており、結果として得られる推力ベクトルはその方向にある。
帆の形状も前方推力を提供します。 三角の帆がwithaの風を膨脹させると同時にそれは翼の形を作成する。 それに続く風が帆(翼)のまわりで渡ると同時に、否定的な圧力は帆の風下の側面のそしての前に引き起こされる。 このinturnにより周囲の空気は帆に突進し、ボートを更に推進する。 Thissail/airfoilの行為はボートがより速く移動すると同時に、sailcreatesのまわりの風否定的な圧力を混合し、ボートをより速くより多くのnegativepressureを等引き起こします旅行させます。
回答者:スティーブン-ポーツ、技術教師、スペースコースト中学校、フロリダ州