割补法和剪拼法区别 (割斜顶视频)

割戗(ɡā qiànɡ)

一般人认为,帆船是被风推着跑的,顺风航行能让船获得最快的速度。事实果真如此吗?其实,帆船完全顺风反而不能获得最佳速度。这是什么原因呢?

让我们从空气动力学来分析一下吧。

实际上,空气作用于帆的力有两种形式:一种是动压力,即当空气流动的时候,对挡住去路的物体能产生冲击力。帆船顺风行驶时,就是靠空气的动压力推动前进的,这一点非常容易理解。另一种是静压力:当船帆的两侧空气流速不同的时候,就会产生压强差。为什么呢?

流体力学中的“伯努利原理”揭示,气体流动速度越大的地方,静压力越小;流速愈小的地方,静压力愈大,这个侧向的压力就是静压力。当帆船迎风航行时,正是在这个静压力的推动下前进的。

船帆之所以能够产生静压力,是因为帆具有像机翼一样的弧形。由于机翼和帆的两侧形状不同,当气流流过机翼或帆时,机翼的上面和帆的突出一侧的气流流速要快,另一侧气流流速慢。流速慢处的压强比流速快处的压强大,正是这个压强差使机翼产生了向上的升力,也使帆船获得了向前的动力。

当保持船头与海风的方向呈30-40度角时,推动效率最高。甚至超过顺风时的速度。

运动帆船通过加装龙骨和稳向板,增加稳定性,防止船侧翻。

也许有人会猜测,木质渔船正是通过加装突出的龙骨实现逆风行船。这肯定行不通,因为运动帆船重量轻吃水浅,而渔船吃水深,突出的龙骨將导致渔船无法靠岸。

渔船则通过加装披水板来增加稳定性。披水板,又称腰舵, 装在船舷两侧。是中国古船上的一种设备,是中国古代造船工艺的一项创造。

“至其首尾各安罗经盘以定方向,中腰大横梁出头数尺,贯插腰舵,则皆同也。腰舵非与梢舵形同,乃阔板斫成刀形插入水中,亦不捩转,盖夹卫扶倾之义。其上仍横柄拴于梁上,而遏浅则提起。有似乎舵,故名腰舵也。凡海舟以竹筒贮淡水数石,度供舟内人两日之需,遇岛又汲。其何国何岛合用何向,针指示昭然,恐非人力所祖。舵工一群主佐,非鼓勇之谓也。”选自《天工开物·海舟·舟车》

郑和宝船及郑和船队的其他海船上,均安装披水板,郑和宝船还使用了梗水木和两舷披水板。这种面向船舷方向的木板可以进一步减小船体向两侧晃动的幅度使宝船不发生偏航,在原航线上航行。

披水板,日照渔民称为“超”, 用在较大的带桅杆船上。

四桅船,“超”长 2.6米,宽1.4米。“超”形状为梯形的木板,前宽后窄。“超”的结构,船侧设计类似合页的装置,“超”一端铁轴插入其中,与船体相连;另一端端用绳子*绑捆**,需要时放下,不用时收回落在甲板上。在船舷两侧安装披水板目的是增加水阻力,使船不发生偏航。逆风行船时轮流将下风一侧的披水板放入水中,以减少船舶偏航。譬如刮南风,船先往东南行,放左边“超”。再折向西南方向放右侧“超”。顺风则收起“超”,减少阻力。

这种迎风沿之字型运动的方式,日照渔民称为“割戗”, “割”为“切”意。“切”,几何学上指直线与弧线或两个弧线相接于一点。“戗”迎风而上,知难而进。

由于装备了披水板,在帆、舵和披水板的巧妙配合下,使船工有全风向航行的能力。船工有“船驶八面风”的说法。也就是帆船要利用各种风向来驭风航行。八面风指相对于海船航向的八种风向,如顺风、逆风、左、右侧风(即左右横风)、左、右斜顺风。不论风向怎样,船工们是会随着风向的变化把帆面调整到最好的位置,形成最有利的帆角。总是斜移帆面以迎风。在多帆的船上,斜移的帆面各自迎风,后帆就不会挡住前帆的受风了。这也是早在汉代就已形成的利用风帆驾船的成熟经验。东汉马融于元初二年(公元 115)所作《广成颂》一文对风帆作了生动的描述:“然后方余皇,连舼舟,张云帆,施霓帱[chóu 绸],陵迅流, 发棹歌,从水讴,滛鱼出,蓍[shī诗]蔡(蓍草茎,古人筮用,“蓍蔡”即蓍龟、蓍草和龟甲,都用以卜吉凶)浮,湘灵(神名,虞舜妃,即湘夫人)下,汉女游。”(《后汉书•马融传》) 。

渔船张帆逆风行时,船体倾斜,迎风一侧船舷高跷,露出船底一部分,内侧船舷几近水面,靠“超”的应力保持平衡,艰难地一点一点地向前挪。

随着大马力机帆船的运用,机帆船动力强劲,破浪前进,不再看风驶船。“超”和帆已退出历史舞台。但割戗,渔家人在风浪中不畏艰险、与大风大浪搏斗,勇往直前的精神永存。