帆船

更新时间:2024-09-03 17:02

帆船(Sailboat)是利用风力前进的船,是继舟、筏之后的一种古老的水上交通工具,已有5000多年的历史。按船桅数可分为单桅帆船、双桅帆船和多桅帆船;按船型划分有平底和尖底帆船;按首型分为宽头、窄头和尖头帆船。

起源

帆船(英文表述:NauticExpo,sailer,sailing boat)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,所使用都为风力驱动的帆船。现代帆船始于荷兰。1660年荷兰的阿姆斯特丹查理二世。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。第29届奥运会帆船比赛于2008年8月9日~21日在青岛国际帆船中心及周边水域举行。

发展

近现代发展

1900年第2届奥运会帆船开始列为比赛项目。帆船是一种古老的水上交通运输工具,作为娱乐活动起源于16~17世纪的荷兰。19世纪英、美等国纷纷成立帆船俱乐部,1870年举行了横渡大西洋的美洲杯帆船赛。比赛在开阔的海面进行,场地由3个浮标构成等边三角形,每段航道长度不少于2~2.5海里。比赛为绕标航行,组织指挥采用国际旗语传达命令,红旗表示按顺时针方向绕标,绿旗表示按逆时针方向绕标,P字旗表示5分钟预备。航行中不按规定绕标,视为未完成比赛;碰撞标志,判罚绕该标志360°;碰撞他船,判罚原地旋转720°;比赛共进行7场,取其中成绩最好的6场得分之和评定总分,总分最少者为优胜。每场计分方法为:第1名得0分,第2名得3分,第3名得5.7分,第4名得8分,第5名得10分,第6名得11.7分,第7名得13分,此后每名次加1分。帆船大体分为龙骨帆艇和稳向板帆艇两大类。龙骨帆艇船体中下部有一突出的铁舵,艇长在6.50~22米之间,稳定性能好,只能在深水中航行。

稳向板帆艇船体中部有一可上下移动的稳向板,艇长在6米以下,轻捷灵活,可在浅水中航行。上述两大类帆船,又可按不同的长度、宽度、重量、吃水深浅、船帆面积和数量,驾驶人数等分为多种型号。历届奥运会比帆船中的赛船型并不固定,第9届奥运会以前根据重量或长度分型,如0.5吨以下型、0.5~1吨以下型、12米型、8米型等等。第10届奥运会以后逐渐按多方面性能、数据划分船型,不少型号还以设计者的国籍或名字命名。如索林型、芬兰人型等等。

各时期发展

结构

包括:船体、帆(主帆、前帆、球帆)、桅杆、横杆、稳向板、舵等组成。

还有缭绳、卸克、斜拉器、滑轮等等一些小配件…..

.前帆(Jib):主桅杆前面使用的帆。

.前支索(Headstay(Forestay):桅杆顶向前船艏拉撑,并可将前帆扣上的钢索。

.控帆索(Sheet):主要的控制绳索,可放出或收紧及固定,图1指前帆索。

.主帆(Mainsail):升在主桅杆之后的帆。

.帆骨(Battens):由帆后缘插入之扁条状物,为维持良好帆形。

.主帆索(Mainsheet):控制主帆角度的绳索。

.帆桁(Boom):伸长状,用来固定支撑主帆底部用。

.帆桁下拉索(Boomvang):把帆桁往下拉紧或支撑的索具,以防帆桁向上举起。

.桅杆(Mast):木质的长圆竿或金属柱,通常从船的龙骨或中板上垂直竖起,可以支撑横桁帆下桁、吊杆或斜桁。

.侧支索(Shrouds):用来固定桅杆侧向的拉索。

.中央板(Centerboard):船体下方可调整吃水深度的板(以轴心为主前后升降式),迎风航向时,用以保持航向稳定。

.方向舵(Rudder):用以控制船行进方向的装置。

原理

动力来源

一般人对于帆船往往认为是被风推着跑的。其实风的动力以两种形式作用于帆,帆船的最大动力来源是所谓的“伯努利效应”。

我们知道,当空气流动得快的时候,在正面挡住它的物体就会受到空气的冲击,这种冲击产生的压力我们称为动压力。当帆船如图2中左图所示顺风行驶时,就是空气对帆的动压力推动帆船前进的。由“流速增加,压强降低”的伯努利原理知道,当空气向一个方向流动时,它向侧面作用的力就要相对减小。也就是说气体流动速度越大的地方,动压力压强越大,而静压力压强越小。流速愈小的地方,动压力压强愈小而静压力压强愈大。这样气体流速小的地方对流速大的地方就会产生一个侧向的压力,这个力称为静压力。当迎风驶帆时,如图2中右图所示,船正是在风的静压力推动下前进的。

帆所受静压力的产生,主要是帆具有像机翼一样的弧形。我们把帆的横截面和机翼的横截面对照一下,就可以看到它们的共同点。如图3中左图所示,当气流通过帆或机翼时,由于机翼上面和帆的前面的气流要走更长的距离来和机翼下面和帆后面的气流相会合,因而就加快了流速,使帆的前面和后面及机翼的上面和底面的气流产生了不同的流速。流速慢处的压强比流速快处的静压强大,这个压强差使机翼产生了向上的升力,也使帆获得了向前的动力,如图3右图所示。在这里不妨也称它为“升力”。

下面我们来看帆上的静压力是如何推动船前进的。如图4所示,帆所受的静压力FT,并不能全部用来推动船前进,真正用来推动船前进的是FT沿船头方向的分力FR,FR的值要小于使船横向移动的分力FH。尽管横向力较大,但在实际行驶时,很少看到船横向移动。而船向前进的速度却相当大,先进的帆船和帆板,最快的时速,可达30至40 km造成这样的前进速度,除了帆产生推力以外,还有一个重要因素就是船底的流线型,船浸入水中部分的横向截面积远大于纵向截面积,推力FR虽然比横向力FH小,但船在水里前进时所受的阻力要比船横向移动所受的阻力小许多。所以,FR推船前进效果就相当显著。

航向限制效益

帆船既可在动压力的推动下顺风行驶,也可在静压力推动下逆风行驶。但帆船的航向不是完全没有限制,在正逆风左右各约45度角内,是无法产生有效的推进力的,如图5所示的A区。但是太顺风也不是很好的,因为这时伯努利效应消失。船靠风对帆的动压力推动,而动压力的大小决定于风对帆的相对速度,相对速度越大,动压力就越大。然而船在动压力的推动下,前进速度逐渐增加,风与船相对速度就会减小,因而风对帆的动压力减小,船速会再度慢下来,同时会进入不稳定状态,如5图中C区。所以动压力对帆船来讲,并不是持续高效的动力来源。只有如图5中B区才是最好的航行方向,这时船航行方向与风向成一定夹角,船在静压力推动下,能得到持续稳定的推动力,使船获得比较高的航行速度。 若船要逆风行驶,船的航行方向应与风向成一夹角,所以必须采取Z字型的路线。

控制和转向

由于帆的受风力的中心点与船体侧面受水阻力的中心之间有一定的距离,FH这个力使船横移虽不显著,但使船向下风倾斜的作用却相当显著。这就要运动员随时用自己的体重来调节船的重心,以保持船的平衡(常称为“压弦”)。

由于风力的大小随时会变化,横倾力的作用也随之变化。所以压弦是要随时灵活变化的,这是运动员的一种重要的操作技能。

推力FR在推船前进的同时,同样有一种使船前倾的作用,虽要比横向力FH使船致倾的作用小得多,但它同样会使船失速,所以运动员还要随时注意可能出现的纵倾,设法通过压弦来保持船的平衡。

改变航向,帆船主要靠舵。帆板则靠帆的位置和重力的中心的转变。当船在行驶时,水流给舵一个垂直航面的力F,F的一个分力F1能使船产生旋转,另一个分力F2阻挡船前进。由于F2对船起阻力作用,所以转向时舵角一般不要推得太大。当然,要完成转向动作,除了舵以外,还要和帆的位置,船员的移动相配合。

帆板的转向,当运动员把能活动的桅杆倒向下风后方,板首就向迎风转,相反把桅杆倒向上风前方,板首就离风偏转。通过桅杆的倒动,移动帆心,使帆板产生了旋转的力矩,从而促使其转向。

逆风行驶

帆船逆风前进是走之字路的,风向与船的行驶方向有大于零的夹角。将风吹向帆的垂直于帆的分力又分解为两个分力——沿船行驶方向的分力F1和垂直于船行驶方向的分力F2。由于垂直于船的行驶方向水的阻力f2很大(船的形状、斯托克斯原理),F2与f2平衡,使船不会打横。行驶方向水的阻力则很小,F1略大于f1,至少等于f1,则船在这个方向就加速或者匀速前进。当然为了不偏离目标太远,到了一定的时刻,要改变航向,使风从另一个侧面吹来,原理同上。所以要走之字路才能利用逆风,又不偏离方向。帆板运动员照样要利用这个原理来比赛。

操控

一、利用风力的基本动力在水上行驶,并由人来操控改变方向前进。

二、坐着,一手操作舵杆,一手操控悬挂于垂直船身上桅杆的帆面角度,来推进,称为帆船.

三、站立,在一块狭长的板子上,用双手操控可以随意改变方向折的帆,称为风浪板。

分类

风浪板

◆是帆船与冲浪板的结合。

◆可依不同要求竞速、曲道、花式而设计不同的浪板。

◆有过浪、转向、飞跃、空翻…等动作。

轻舟型

◆船身构造简单,不具船舱。

◆尺寸大小不同,比赛时有一定的船型规定。

◆一般用于训练、娱乐、运动或比赛。

小舱型

◆船内应具睡眠、烹饪、盥洗、贮藏等空间。

◆以中程海上活动为考量设计。

大舱型

◆船内应具小舱型设备外,另有客厅、卫浴、贮存空间,以长时

间在海上活动为考量设计。

比赛分类

比赛用的帆船通常是由船体、桅杆、舵、稳向极、索具等部件构成的小而轻的单桅船。比赛用的帆船可分三大类:第一类是龙骨艇,艇身长6.5-22米,船体的中下部突出一块铁舵或铅舵,用以稳定船体,以减少船体的横移。由于这一类艇的艇身大,稳定性好,帆力强,只能在深水中驾驶。小的龙骨艇只要2-3人操纵,而大的龙骨艇要有15人甚至更多的人来操纵。第二类是稳向板艇,其船体中部有槽,可以安放稳向板。稳向极根据需要可以上下移动。艇身最大长6米,最小长2米。由于船体轻、设备简单、易于制造,驾驶起来也比较灵活,可以在浅水中航行。稳向板艇通常只要l-2人就可以操纵。第三类是多体艇。从事帆船运动可以增强体质,培养与风浪搏斗的顽强精神;可以在风云变幻、海潮涨落的各种气候条件下,掌握驶帆的多种技术,这对于增进航海知识和提高驶帆能力具有一定的实际意义。

帆船活动方式

一、训练型-专为驾帆航行的基本知识与技术所设计之。

二、比赛型-◆风浪板与帆船各国均有举行比赛,大致上以曲道赛、绕标赛、

花式赛、长距离赛等。

◆我国有中正杯、青年杯、自由杯等比赛项目。

三、休闲型-以赏景、船钓、潜水、远航、探险或驾乘帆船于水域上体验之目的。

帆船航行

帆船维护保养

作为船只的主干,船体需要正确的维护与保养。但保养的方法取决于制作船只的材料。当把船只移上岸时,一定要专心修理哪怕只是很次要的问题。先用一两层防污的喷漆来防止水下的污垢。索具的各部分都要保持良好状态,这样才能保证航海的有效性和安全性。对桅杆、固定索具、活动索具和风帆的彻底检查十分重要,这样可以知道各部分是否有裂痕或是磨损撕破的地方。

帆的维护保养

定时的观察风帆的损坏至关重要,除了因为它们对船只非常重要以外,它们的造价也很昂贵。为了避免更多更严重的伤害,请在每次升降以及整修风帆的时候检查它们。对接缝和角落也要做检查。帆板也许也有撕破,所以应该装备缝纫工具来修补碎片。

船只内部的维护与保养

帆船的内部遭受到不同的条件变化,比如温度的改变,所以定时的观察来防止船舱条件恶化是很必要的。木头是制造船只内部的最主要材料,木质表面需要用清漆来保护它自然完美的样子,对划痕做出及时的处理和润色,以防止湿气进入木头裂缝造成更大的伤害。

帆船运动

运动起源

帆船是水上运动项目之一。帆船比赛是运动员驾驶帆船在规定的场地内比赛速度的一项运动。

帆船运动中,运动员依靠自然风力作用于船帆上,驾驶船只前进,是一项集竞技、娱乐、观赏、探险于一体的体育运动项目。它具有较高的观赏性,备受人们喜爱。现代帆船运动已经成为世界沿海国家和地区最为普及而喜闻乐见的体育活动之一,也是各国人民进行体育文化交流的重要内容。

经常从事帆船运动,能增强体质,锻炼意志。特别是在风云莫测,海浪、气象、水文条件的不断变化中,迎风斗浪,能培养战胜自然、挑战自我的拚搏精神。

这种小船是由一棵独木或用木排、竹排编制而成,这是世界上最早的帆船。1662年,英王举办了一次英国与荷兰之间的帆船比赛,比赛路线是从格林威治到格来乌散德再到格林威治。这是早期规模较大的帆船比赛。18世纪,帆船俱乐部和帆船协会相继诞生。1720年前后,英、美、瑞典、德、法、俄等国家先后成立了帆船俱乐部或帆船竞赛协会,各国之间经常进行大规模的帆船比赛。如1870年美国和英国举行了第1届著名的横渡大西洋“美洲杯”帆船比赛。1900年举行第一次世界性的大型帆船赛。

1906年,英国的B?史密斯和西斯克?史坦尔专程去欧美各国与帆船领导人商谈国际帆船的比赛等级和规则,并提议创立国际帆船竞赛联合会。1907年,世界第一个国际帆船组织——国际帆船联合会正式成立。国际帆联全称International Sailing Federation,简称“ISAF”。ISAF是世界上最大的单项体育联合会之一,现有122个会员国(或地区)管辖了81个帆船级别。ISAF下设国际残疾人帆船运动联合会(IFDS),从事残疾人帆船运动。

进入奥运会的项目有9个级别,11个项目。ISAF现任主席是瑞典的戈兰?彼得森(Goran Petersson)。

中国帆船帆板运动协会,简称“中国帆协”。英文全名为CHINESE YACHTING ASSOCIATION,缩写为“CYA”。中国帆协是中国奥林匹克委员会承认的全国性运动协会,也是具有独立法人资格的全国性群众体育组织。中国帆协是全国帆船帆板运动的领导机构,是代表中国参加国际帆船组织的唯一合法组织。

运动发展

帆船运动是利用自然风作用于船帆上,驾驶船只比赛航速的一项水上运动项目。从事帆船运动可使人体魄强壮,意志坚韧,勇敢果断,身心健康。

帆船运动的历史悠久,最早竞技记载是公元前70年,古罗马诗人维基尔在叙事诗《伊尼特》中详细地描述了特洛伊到意大利的一次帆船竞赛活动,并描述了比赛结束后优胜者和参加者的获奖情况。

公元17世纪开始,在威尼斯有了定期的大规模的帆船竞赛。18世纪初在俄罗斯的圣彼得堡创建了世界上第一个帆船俱乐部。到19世纪初,现代竞技帆船运动在欧美兴起,这个时期欧洲、美洲各个国家在国内或国际之间举行定期的帆船比赛,其中,有1870年美国和英国举行的第一届著名的横渡大西洋的“美洲杯”帆船比赛,此项比赛被美国人称霸一个多世纪,直到1995年新西兰队才成为第二个“美洲杯”夺冠国家。

由于现代竞技帆船在设计、制造工艺、原材料等方面有较大的差异,为使帆船竞赛公平合理,需要有统一的规定,因此,在19世纪初开始成立帆船级别协会和制定级别规则。1900年帆船运动被列入第二届现代奥运会之后,使这项运动无论是从规模还是从水平上都进入了一个快速发展的时期。特别是从20世纪中期开始,帆船运动在世界各发达国家得到了较快发展。

日本是亚洲开展现代帆船运动最早的国家,在20世纪60年代日本帆船运动协会就制定出竞技帆船长期发展规划,并用了不到十年时间,使其男女470级达到了世界先进水平。

中国帆船运动最早起源于上海,清同治十三年(1874年),上海公共租界侨民在黄浦江开展帆船运动。沪人称运动帆船为“白相船”。20世纪30年代,上海公共租界游艇(即帆船)总会每年在黄浦江举行比赛。1934年7月,参赛运动员中唯一的中国人项莲荪获飞尔杯帆船赛冠军。1957年,上海内河造船厂试制2条双人帆船,选大学生学习操纵,1958年参加八城市比赛,未进入决赛。60年代初,上海市划船俱乐部进口3条单人帆船,“文化大革命”中悉遭毁坏。1979年,恢复帆船训练。1980年后,山东、上海、湖北、广东、江苏等省市相继组建起帆船运动队进行系统专业训练。1987年6月27日,上海海运学院在校大学生26人,驾驶“天琴号”、“天鹰号”两艘无动力训练帆艇,从上海出发,横跨东海,越日本大隅海峡至日本神户访问,7月24日返回上海,航程2005海里,成为新中国第一次进行国际远航的帆船队。

我国帆船运动员从第九届亚运会和第二十三届奥运会开始参加部分级别的亚洲和世界比赛。我国运动员曾在亚洲比赛中获470级和欧洲级冠军。

奥运项目

项目分类

类型

帆板

芬兰人级

女子单人艇

男子单人艇

双人艇

快速艇

多体船

女子龙骨船

男子龙骨船

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