直挂云帆济沧海(2)

直挂云帆济沧海

（３）根据伯努利原理船帆在逆风中受到了“拉力”

但无论来自船帆迎风面的“推力”和背风面的“吸力”都会使船发生横向漂移，这又要靠安装在船底的纵向挡水板来抵消船帆的侧向分力了。和船身连为一体的挡水板叫“龙骨”，能够随时抽起和放下的叫“稳向板”。它们在水中巨大的横向阻力确保了船体能在很小的“漂角”下直行前进（图４）。

（４）图组:龙骨（左）稳向板（中）作用于帆船平面示意图（右）

1988年汉城奥运会上，加拿大帆船运动员勒比厄放弃夺金机会援助翻船的新加坡选手，一时间传为佳话。但“水能载舟，也能覆舟”的事却在帆船竞赛中屡见不鲜。静止状态下，船的重心和浮力中心在同一条垂线上，当船倾斜时，一侧的部分体积离开水面，另一侧则会有同样的体积浸入水中，浮力中心也随之外移，于是浮力力矩使船体恢复平衡。这也是平底船比尖底船稳定性更好的原因。我们把浮力作用线和船体中心线的交点称为“稳心”。“稳心”越高于重心，船就越稳定。航行中船帆的横向分力与龙骨和稳向板的阻力之间会对船产生倾侧力矩，如果船的重心落在浮力中心的外侧，也就是重心高于“稳心”时，翻船的事故就会发生了。船的龙骨使用较重的材质来“压仓”和降低重心，其稳定作用颇似科技馆里带有“配重锤”的自行车能在空中钢缆上骑行，将人-车系统变成一个“不倒翁”。帆船比赛中常常看到运动员把身体远远“挂”在船外“压舷”，有时还要穿上铅质坎肩，就是为了改变船的重心位置以保持稳定平衡（图５）。

（５）船舶稳定性示意图

2004年雅典奥运会，爱琴海上高手云集，群帆竞发。最后一轮比赛中，饱经风浪的悉尼奥运会米斯特拉级冠军森尼西却选择了错误航向，结果落到了10名以后。帆船比赛确实需要“见风使舵”的本领。海面上实际吹动的风叫做“真风”，船只运动产生的风叫“行进风”，乘员在船上感觉到的风叫做“体感风”，它是真风与“行进风”的合成，速度往往比真风更大。船在横风行驶时速度比顺风还快，因为船帆能获得更有效的推动力。而海面的风力、风向复杂多变，阵风、乱风随起随落，这便需要敏锐的观察、清醒的判断和果敢的决策。运动员随时要调整航向寻找最优路线，收放索具控制船帆拱度，千万别以为船帆上缀着那些飘动的小布条是为了装饰，英语管它们叫telltales，意思是告密者。这些气流线随时透露着风的“情报”（图６）。当迎风面和背风面上的“小尾巴”都能同时欢快流畅的飘舞时，船帆就找到了最佳的攻角。竞赛中，处于上风的船设法挡住追赶者的风，这是十分有效的计谋和战术。