小聪掉进大海里  ,  他开始游泳  ,  脚触筋了  ,  他大吃一惊  ,  紧张得  吃了一口海水  ,  开始喊救命  ,  小燕子与计算机姐姐带上两只救生圈  ,  跃入大海  ,  向小聪游去0  游到小聪身边  ,  她们救起了小聪。

科学博士说:“小聪，要注意安全，不能单独行动。  一艘帆船如  果没有能张成有效弧形的帆和逆风航行的能力  ,  航行于大海上，往往  要靠依照季节改变方向的贸易风  ,  才能有去有回。”

计算机姐姐说:“小燕子  、小聪  、梦弟，你们戴上梦幻帽，打开开关，我带你们坐上帆船  ,  去体验不同风向  ,  理解帆船原理  ,  即帆船航行的一般规律。”

小燕子梦见自己乘上现代帆  船  ,  虽然是逆风  ,  却能够昂首前  进  ,  看来  ,  这帆船拥有良好的逆  风航行能力  。在平常微风的时候  ,  顺风航行的速度是最慢的  ,  因为  除了风的推力外  ,  没有伯努利效  应的助力  ,  而在强风的时候  ,  又  容易因风的推力  ,  集中在左舷或右舷  ,  而一直向另一舷转向。

梦弟梦见自己坐的帆船  ,  是在侧风中行驶  ,  风从侧向来  ,  被帆化  作两股力量  ,  一个是让船侧滑的力量  ,  一个是让船前行的力量  ,  而侧  滑的力量则被  “中央板  ”化作侧倒的力量  ,  再由水手调整重心相抵  ,  只剩极少的侧移力量  ,  而大部分的力量  ,  使帆船在侧风中向前行驶。

小聪梦见自己乘坐的帆船  ,  遇到顶风  ,  而顶风行驶的极限角度  ,  是风的来向的左右各  35  度  ,  但一般以  45  度为极限  ,  这和船的设计有  很大的关系  。顶风行驶的概念  ,  是和侧风行驶相当接近的  ,  只是顶风  时  ,  侧向的力量  ,  较侧风为大  ,  而前进的力量  ,  又小于侧风  ,  是易学  难精的  。初学者  ,  一开始可以先练顶风行驶  ,  因为  ,  把顶风行驶学会  了  ,  之后  ,  侧风行驶自然就会了。

小燕子、小聪与梦弟从梦中醒过来  ,  各人谈自己乘坐帆船的体会。

计算机姐姐说:“一般人对帆船动力来源不清楚  ,  往往会有一个  错误观念  ,  以为帆船是被风推着跑的  。其实，帆船的最大动力来源，是所谓的伯努利效应  ,  也就是说  ,  当空气流经帆的弧面时  ,  会产生一股向前向上的吸引力，因此，帆船才有可能朝某角度的逆风方向前进。  而正顺风航行时  ,  伯努利效应消失，帆船反而不能达到最高速。”

海洋爷爷说:“帆船的航向，也不是完全不能限制，在正逆风左右各约  45  度角内  ,  是无法产生有效的前进力的，但是  ,  顺风时的状况  也不佳  ,  这时  ,  伯努利效应消失  ,  船速会慢下来  。同时，也进入不稳  定状态  。而有逆风航行能力的船  ,  若要往逆风方向前进，必须采取Z  字形的路线  ,  才能到达目的地。”

计算机姐姐说:“帆船顺风行驶时  ,  就是依靠空气对帆的动压力推动帆船前进的  。根据‘  流速增加  ,  压强降低的伯努利原理  ,  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  ,  船正是在风的静压力推动下前进的。”科学博士说。

海洋爷爷说:“帆船要接受静压力,应该具有机翼一样的弧形。我们将帆的横截面和机翼的横截面进行对照  ,  就可以看到它们的共同  点  。当气流通过船帆或机翼时  ,  由于机翼上面和帆的前面的气流  ,  要走更长的距离  ,  来与机翼下面及帆后面的气流相会合  ,  因而  ,  就加快  了流速  ,  使帆的前面与后面  、机翼的上面与底面的气流产生不同的流  速。”

“流速慢处的压强  ,  比流速快处的压强大  ,  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  ,  在这里  ,  不妨也称它为  ‘  升力  9。”  计算机姐姐说。

“先进的帆船和帆板  ,  前进最快的时速  ,  可达  30  至  40  千米  ,  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  ,  推力虽然比横向力小  ,  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  ,  推船前进的效果  ,  相当显著。”科学博士说。

计算机姐姐说:  “船靠风对帆的动压力推动  ,  而动压力的大小  ,  取决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  ,  风对帆的相对速度就会减小  ,  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。”