第194章 关于伯努利原理的设想-《征服水世界》
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这也正是老船长的宝贵之处,换做一般刚驾驭海船的愣头青,根本就搞不明白这一切,别说驾驭海船航行了,恐怕只能原地打圈圈,开都开不走。
不过李沐阳想起这个自己以前看过的原理后,却是不禁心中一喜,因为这样一来,他或许可以想办法将这些角度用数学公式的方法算出来,而不用非要族人在日积月累驾驭海船的经验中去摸索,这样的培训他们的速度更快,没准要不了多少时间,就能培育出一批经验丰富的老船长啊。
而除了迎角需要保持正确角度以使空气能够顺利通过外,关于风与帆关系的另一重要因素就是船帆必须具有正确的曲率,以保证空气始终附着在船尾。
如果曲线太小,则气流将不弯曲,并且将不会产生导致速度增加的压挤效果。
如果曲线太大,则气流不能被附着。
因此,只有在曲率不太大并且迎角不太宽的情况下才能发生分离。
而这个曲率同样是可以想办法以数学公式的方法给算出来的,所以李沐阳是越发欣喜起来,想到没准困扰自己部落这船长船员不足的问题,将有机会迎刃而解了啊。
反正话不多说,就是这些气流在船帆上形成的压力,推动海船前进的,而不是大家想当然的以为是靠风的推力。
如果更详细的形容的话就是,在海平面上,每平方米的气压是10吨,当船帆的背风面上的气流增强时,从上面就可以知晓气压将下降。
假定每平方米将下降20千克,同样,迎风面上的气压将增加。
假定每平方米增加10千克,并且即使背风压力是负向并且迎风压力是正向的,它们都作用于同一方向
因此现在每平方米就约有共30千克的压力,如果将其乘以10平方米风帆大小,我们在该风帆上已产生了共300千克的合力。
船帆上的每一点都作用了不同的压力,压力最强处位于弦深处,即船帆曲面最深处。
这也是气流最快和压力下降最大的地方,随着气流向后移动并分离,力量也随之减弱。
这些力量的方向也会更改,在船帆的每一点上,该力量与帆面保持垂直,船帆前部的力量最强处也在最前方向上。
在船帆的中部,力量更改为侧方向,或倾斜方向。
在船帆的后部,随着风速的下降力量也逐渐减弱,并导致向后方向或往后拉的方向。
船帆各处上的压力都可以计算出来,以便确定其每一面上前部、后部和牵引部位的相对力量。
因为向前的力量还是最强的,所以施加在船帆上的合力还稍偏向前的,但主要是侧方向。
增加船帆作用以获得更多向前的驱动力还导致侧向力的更大的增加。
因此,当风施加在侧面的力量达到最大时,船只想要前行就涉及到船帆与风的迎角,还涉及船只与水的阻力问题。
合力的方向与帆弦近乎垂直,当帆弦与船只的中线平行时,主要力量几乎完全施加在侧面。
但是,如果船帆成一点儿角度,以便船帆产生的力量稍微向前,则船只本身会立即前行。
这事由于船的中线(即龙骨)作用于水的方式类似于船帆作用于风的方式。
龙骨产生的力量与船帆倾斜力相反的力量,它使船完全保持船帆形成的力量的方向。
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