摄理新闻_帆船原理大揭密:船只是依靠「帆」,为何还是能在海上逆风前进?

很久以前,当时的船没有发动机,只靠人手划浆的年代,为什么架起帆的船还是能在海上逆风航行?这里会揭晓其中的奥秘。

攝理新闻_帆船原理_逆风前行

steve lorillere(CC BY-NC-SA 2.0)

攝理新闻_三枙帆船_逆风前行原理
Port of San Diego

 

或许你常在电影里看到图中这种三枙帆船。三枙帆船在风帆时代(1571 – 1862年)非常盛行,它结合多种帆船优点,毋须太多人力操作,三根枙杆高高地架起帆,迎风飘扬,极为雄壮美丽。

 

为何「帆」能推动庞大的船身往前航行呢?来认识「帆船」前进的原理吧!

 

古代的船没有发动机,必须靠人手划浆才能渡海,这是非常吃力又不讨好的举动。一艘帆船若想要航行于海面上,不能只靠自己的力量,还需仰赖风向与风力才能与波涛海浪较劲。加上船只不会只用来在自家门口晃一晃,往往都要横渡个太平洋,印度洋,光靠人的力气根本做不到。

 

然而,当时欧洲航海家——斐迪南.麦哲伦 ( Ferdinand Magellan ) 成为首名达成以帆船完成环绕地球一圈的壮举时,造成社会轰动。这样的壮举让他在航海史上创下非凡纪录,这不完全只靠<浆>,要靠<帆>才能做到。

 

攝理新闻_帆船原理_麦哲伦船队
麦哲伦船队

 

上图是「维多利亚号」。麦哲伦船队里,只有图中这艘船达成环球航行的目标,船首还画着守护天使。

 

<帆船>的航行方式有两种:

  • 顺风前进
  • 逆风前进

 

“顺风前进”非常好理解,就是帆船顺着风吹着的方向前进。但是,为何帆船「逆着风」也能前进?

 

帆船「逆风前进」的原理

 

攝理新闻_帆船原理_逆风前行
帆船航行原理

 

假设船要航向北方,但是风从北方吹来(逆风),船该怎么航行呢?

 

如图所示,船要侧着身子,弧形的帆(如图左侧灰色线条所示)要与风向呈现一定的角度。北风吹来时,F的方向会形成推动帆的力量。然而,船身并不会朝F方向移动,为什么呢?F结合了F1与F2的力量,由于F1力量与船边水流形成的阻力互相抵消了,所以帆船只会稳稳地朝F2方向,也就是船头方向前进。前进一段时间后,船就要换去另一个方向侧着身子前进,以此类推。

 

如图右侧所示,只要船以“Z”字形方向航行,就能抵达目的地。从物理学角度来看,越是精准地抓住船身与风向的角度,船只就会航行得越快,甚至比顺风航行的速度更快。

 

攝理新闻_帆船原理_逆风前行
steve lorillere(CC BY-NC-SA 2.0)

 

借力使力,在人生海洋轻松前进

 

你知道吗?不论是顺风逆风,只要有风,帆船就能航行。在海面上,要如何抵御各种变幻莫测的风浪,恶劣天气并成功前往目的地,了解航行原理,掌握让<帆>发挥作用的技术是极为重要的。

 

如同航海家架起帆往目的地出发,生活大大小小的挑战,就像是人生的海浪,有时会遇到暴风雨,也就是我们遇到困难的时候。我们就像开着帆船的航海家,没有架起帆的船会很吃力,只能任由波浪推挤而哭泣着,拼命划浆也只会让自己精疲力尽,走不了多远。

 

倘若了解并发挥<帆>的价值,逆风吹袭时才不会傻傻靠自己的力气划浆,而是能借力使力,患难风暴反而会成为<帆船>前进的助力,让人轻松控制方向往前航行。

 

攝理箴言_帆船原理_架起主的帆

架起<主的帆>前进的人,会很轻松地进行「365天的信仰航行、生活航行」而去到目的地,也能藉由那股力量达成「自己的目的与旨意」。

郑明析牧师箴言


主要参考来源:摄理新闻台 – 破浪前行!帆船的物理、帆的真理

参考资料:

 

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