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帆船帆的动力是怎样产生的
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更新时间:2024-04-26 14:20:32
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帆船帆的动力是怎样产生的

彭珍瑞回答:
  利用风力前进的船.   起源于居住在海河区域的古代人的水上交通运输工具.15世纪初期,中国明代郑和率领庞大船队7次出海,到达亚洲和非洲三十多个国家.现代帆船始于荷兰.1660年荷兰的阿姆斯特丹市长将一条名为"玛丽"的帆船送给英国国王查理二世.1662年查理二世举办了英国与荷兰之间的帆船比赛.1720年爱尔兰成立皇家科克帆船俱乐部.1851年英国举行环怀特岛国际帆船赛.1870年美国和英国首次举行横渡大西洋的美洲杯帆船赛.帆船分稳向板帆艇和龙骨帆艇两类.稳向板帆艇轻快灵活,可在浅水中行驶,奥运会项目中的飞行荷兰人型、荷兰人型、470型、星型、托纳多型等均属此类,是世界最普及的帆船.龙骨帆艇也称稳向舵艇,体大不灵活,稳定性好,帆力强,只能在深水中行驶.奥运会项目中的暴风雨型、索林型等均属此类.比赛在海面进行,场地由3个浮标构成等边三角形,每段航道长度为2~2.5海里.比赛为绕标航行,共进行7场,取其中成绩最好的6场之和评定总分,总分少者名次列前.每场计分方法为第一名0分,第二名3分,第三名5.7分,第四名8分,第五名10分,第六名11.7分,第七名13分,后续每个名次加1分.1896年被列为首届奥运会比赛项目,因天气不好未举行.1900年再次被列为奥运会比赛项目.原为男女混合项目,从1988年奥运会起男女分设.   公元13世纪西班牙人和葡萄牙人开始建造一种名叫“caravel”轻帆船,起初主要用作渔船(fishingvessels),由于性能良好,不久就广泛应用于其他方面.迪亚斯(BartholomeuDias)1488年发现好望角(CapeofGoodHope),哥伦布(ChristopherColumbus)1492年发现新大陆,达·伽马(VascodaGama)1498年穿过印度洋到达亚洲,麦哲伦(FerdinandMagellan)1519-1522年间完成第一次环球航行,用的都是这种船.不应该忘记的是,欧洲人能够造出这样的船,与他们学了许多源于东方、尤其是中国的“长技”有关.   欧洲人从东方学去的第一件“长技”,是阿拉伯水手的“三角帆”(triangularsail).欧洲人原来使用的一直都是“横帆”(squaresail),即横向安置的方形帆.一千多年以后(公元6世纪),由于受到印度洋、红海和波斯湾地区阿拉伯人“独桅三角帆船”(dhows)的影响,地中海地区的水手逐渐改用这种比较容易操纵的三角帆来代替横帆.到公元9世纪,这一地区已经几乎见不到横帆的身影.附带说说,尽管这种帆的发明权理应属于阿拉伯人,但在欧洲它却被叫做“Latinsail”(拉丁帆)或者“lateensail”(大三角帆).   欧洲人学去的第二件“长技”是“纵帆”(foreandaftsail),中国人早在战国时代(公元前3世纪)就已经使用这种帆了,但直到13世纪才被欧洲人学去.此前他们从阿拉伯水手那里学去的三角帆虽然比较容易操纵,但仍然是横向安置的,只能利用顺风,在刮定向季节风(monsoon)的印度洋北部好用,在风向不定的地中海和其他欧洲海域就不大适用.纵帆利用分力、合力原理,可以“船驶八面风”,只有“当头风”不可行驶.不过到16世纪,由于想出了“调戗使斗风”的办法,逆风也能行船了.所谓“调戗”,指的是调整船头方向,把当头逆风转变成侧斜风,这样它就也能推动船只呈之字形前进.   利用纵帆有一个必要条件,就是要能灵活调整船头方向.在中国,那是通过使用安置在船尾的“舵”(rudder,全称sternrudder,尾舵)来实现的.现在成语词典收有“见风使舵”(或作“看风使舵”),那是一条来自“俗语”(vulgartongue)而非来自“典故”(literaryquotation)的成语,讲的正是按照风向操纵舵来调整航向.它本无贬义,不幸的是现在往往被用指不讲原则,随风倒的圆滑、世故做法.古时舵字也作柂、柁、杕,东汉刘熙《释名》解释“船”字说:“其尾曰柂.”南北朝《玉篇》(公元543年)说:“舵,正船木也.”,又说:“杕,船尾小梢也.”这些文字记载都说明中国人很早就发明了舵,而考古发掘得到的用舵证据就更早了,广东、湖北等地的西汉墓都出土过木船模型,其船尾都安置有舵.但是舵传到欧洲却相当晚,大约是公元12世纪的事.此前欧洲人一直用侧桨来控制方向,那远不如使用舵.舵可以说是欧洲人学去的第三件“长技”.   学会使用三角帆、纵帆和舵以后,水手就能更加放手地利用风力了,这就导致桅与帆数目的增加,尤其是风帆数目的增加,因为使用多个比较小的帆,比使用单个大帆操作起来容易.“caravel”正是一种轻型多桅帆船,它通常有三根桅杆,前桅(fore鄄mast)和主桅(main)挂横帆,后桅(mizzen)挂三角纵帆.有的还立了第四根桅杆,也挂三角帆.还有一些船从船头向前伸出一根斜桅(bowsprit),上面挂一张小帆,并在主帆和前帆之上各加一面顶帆(top鄄sails).这样就既能充分利用风力,有速度,又比较灵活,便于操纵,可以在各种风向条件下行驶.应该注意,吹在风帆上部的风,除产生水平方向的推力以外,还产生向上的升力.升力比较小的时候有利于船只航行,但如果升力过大,就有可能使船只倾覆.使用三角帆和顶帆,可以减小升力,有助于船只稳定航行.   欧洲人开始建造比较大的船,是在哥伦布发现新大陆,并在那里掠夺大量财富之后.大约从16世纪中叶开始,西班牙组织了庞大的船队,每年两次往返于大西洋东西海岸之间,从美洲殖民地运回掠夺的财宝.根据官方统计,在1600年以前的大约一个半世纪里,上了税运回西班牙的白银超过18,600吨,黄金200吨;走私的数额有多少,就不大好估计了.除此以外,还有不少船只在中途或因风暴、或因海盗袭击而沉没,随之葬身海底的金银当也不在少数.直到今天,它们仍然是世界各国寻宝人与打捞公司搜寻的重要目标.后来,随着新大陆甘蔗、棉花、烟草种植园经济的建立与发展,货物运输量大增,大西洋上的船队运输就更繁忙了,这里面当然还不应该忘记与之相关的黑奴贩运.根据一些学者的研究,从15世纪开始有这项罪恶贸易到19世纪欧美各国正式宣布废除,在西非海岸被装上贩奴船的黑人总数达1200万,途中死亡了大约六分之一,登上新大陆的约有1000万,由此不难看出其运输量是相当大的.   为了保护运输船队免受海盗及其他国家船只的袭扰,西班牙人建造了一种名叫“galleon”的战船,它实际上是在“caravel”的基础上发展起来的大型多桅帆船.从1650年起,大西洋进入一个海战频繁的时代,西班牙、葡萄牙、荷兰、法国、英国等欧洲殖民国家以及“占岛为王”的海盗(最著名的也许就是“加勒比海盗”),把大西洋变成了一个大战场.这就大大刺激了战船的发展,起初最大的战船吃水量约为1500吨,但到1750年,2000吨的船只已很普通,而到1800年更有超过2500吨的.船壳通常选用坚实的橡木板(oakplanks)制造,而且是双层,总厚度可以达到46厘米,这就使造船成为一件非常耗费木料的事.例如,建造特拉法尔加海战中纳尔逊(HoratioNelson,17
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