遠航的風帆——帆船簡史

在蒸汽動力出現之前，水上航運一部分靠人力，但大多數還是以風力為主，即所謂的帆船，在如今的生活中，帆船已經成為了奧林匹克運動會的一個項目，也有不少其他的比賽（沃爾沃環球帆船賽），另一方面，帆船往往能給攝影愛好者或者海邊的旅行增添許多美的感受。但是在很長的一段歷史時期中，帆船曾經作為海上的主流交通工具，在人類的物質和文化交換過程中起到了不可替代的作用。

四角帆

四角帆的操作相對來說簡單，因為四角帆固定在桅杆之上，只需要根據風力大小來調整船帆的寬窄，其方向只可以進行一點微調。這是最古老的一種帆，尤其在古代歐洲就已經有了廣泛的使用，從希波戰爭到布匿戰爭時期，使用的便都是這種船隻。

三角帆

三角帆又稱為拉丁帆，但是目前普遍認為其最早由阿拉伯人所發明，三角帆架在三根桅杆上面，根據不同的風向需要隨時轉換船帆的方向，同時要根據風力大小來更換厚薄不同的船帆。三角帆並不是固定在桅杆之上的，所以每次的更換船帆都需要先進行升降桅杆的工作，駕駛這樣子的帆船是一項十分辛苦的工作。所以我們在相關電影中看到相關片段時，人們總是隨著風的改變而不停在甲板之上忙碌。

逆風行駛

在順風的時候，橫帆（即前文的四角帆）能利用其大面積的特點，給帆船提供充足的動力，但是在情況多變的海上，順風的情況總是少數，在逆風或是側風行駛時，三角帆便能大顯神威。

三角帆逆風行駛的原理和飛機的機翼大致相似，都利用了物理學中的伯努利定律。即當風吹過時，三角帆因為兩側風力大小不同，而向一側張開。

此時，上方的空氣流速較快，下方的空氣流速較慢，因此引起的氣壓差便會對船隻產生一個側向的合力。該力和船舵方向以及當時的水流方向相配合，便能讓船沿Z字形蜿蜒前行（具體的受力分析大家自己動手做吧）。下圖表示實際帆船前行中的樣子。

近代帆船

上圖為鄭和下西洋時期的旗艦「寶船」與哥倫布發現新大陸時的旗艦「聖瑪利亞號」的對比。可以看到近代帆船多為很多面帆的組合體，這樣子能夠最大限度的利用風能，並且能適應複雜多變的海上環境。不管是哪種帆船，船帆都不是船的唯一動力，對於一定規模的船隻來說，靠甲板之下的人力進行滑行或是搖櫓，以及有一個靠譜的船舵，還是必不可少的。在蒸汽動力應用於造船業後，傳統的帆船作為一種貨船或是戰船，已經漸漸淡出了我們的視線，全新動力的更大型的「鐵甲船」開始成為了海上的霸主。

泰坦尼克號復原圖

遠洋航行

洋流和季風的作用時至今日都在全球海運中發揮著重要的作用，這張高中地理課本上的全球洋流圖對於每一個船長來說都至關重要。

比較哥倫布發現新大陸的航線（4）以及麥哲倫環球航行的航線（1），可以看到其都充分利用了地球的洋流，來完成各自的航海目標。中國的鄭和在明朝時期曾七次下西洋，利用的則主要是中國東南沿海的季風。在如今的海運中，選擇良好的航線以及合理利用洋流和季風，順勢而行，也能為船隻節約許多能源。

現代帆船

隨著人們對於極限運動的愛好興起，古老的帆船以全新的形式重新回到了世界中，和以往的木結構不同，如今的帆船採用的都是高科技的複合材料，儘管大小不及當年，但是卻能夠完成更為複雜和快速的航海任務。以沃爾沃環球帆船挑戰賽的船隻為例，該船的具體構造和功能如下：

雖然帆船運動十分刺激且能飽覽美景，但就作者的實際體驗看來，普通人如果沒經歷過訓練，或是不適應海上，在搖晃的帆船上數小時後再下船就會感到身體不適，有頭暈目眩的感覺，這也可以看到古代的探險者以及如今的帆船運動員們都是個個身懷絕技的高人啊。

實際的帆船歷史發展過程中還有各種各樣帆的組合，從而形成了不同模樣的帆船，就不在這裡一一介紹啦。帆船作為人們心中對未來和遠方的嚮往的一種象徵，希望通過此文能夠讓大家對這一美好的事物有進一步的了解。