帆船的运行原理是一个很复杂的问题，弄清楚它并不是一个轻松的工作。所以要做好准备一点儿时间和精力来学习它。

我将会从几个部分来解释帆船运行原理，每个部分我会设计一些小的测验题来检验一下你是否真的理解了。

第一节：帆船前进的秘密。这一部分我讲解释帆船运行时，如何通过调节攻角调节受力。

第二节：龙骨在帆船行驶中的作用。

第三节：我将讲一下升力是如何产生的，这部分可能会颠覆你对帆船原理的认知。我将结合我搜集到的学术论文并用我的语言结合帆船的例子讲出来，由于我不是这方面专家所以有些细节可能描述不清楚，所以我尽量把我参考的论文写出来，如有不清楚的地方可以参照出处。

第四节：介绍一下如何通过调整帆型和攻角来调节升力，以及不同的分及各种海况该对应什么样的帆型。

每一个部分都应该能在30分钟左右阅读完，但是您还可以反复体会一下内容，多联想一下实际情况和帆船原理之间的关系，如果那样的话将花更多的时间。

飞吹帆会产生两个力，一个是方向与风向相同的阻力D（drag），另一个是方向与风向垂直的升力L（Lift）。阻力和升力会产生一个合力Ft，这个和合力的方向大约是垂直于帆面的。

Va是视风（视风是真风+船自身速度的和）

D(Drag)帆的阻力

L(Lift)帆的升力

Ft（Forceonsail)空气动力学对帆的合力

α(Apparentwindangle)迎风角

注释：有些地方说升力L是垂直于舷的（帆面，即图中的虚线）这种说法是不正确的。1.它混淆了空气动力学合力Ft和升力L，2.空气动力学和力的方向Ft只是近似垂直于舷，实际情况取决于攻角和帆型等多方面因素

Ft可以分解成两个力，一个是指向船头方向的力Fr，另一个是垂直与船头方向的力Flat。这个Fr就是船前进的动力。

所以帆能带动船移动的秘密就是帆的升力和船前进方向的夹角。换一张动图来解释

再来一张在迎风和顺风情况下的受力情况

从图中可以看出：

迎风的时候，大部分空气动力学合力Ft转化成了Flat，小部分转化成前进的动力Fr。

横风的时候，空气动力学合力Ft，转化成的Fr和Flat差不多。

顺风的时候，大部分空气动力学合力Ft转化成了前进的动力Fr。

注释：从图中你还能发现，虽然顺风的时候大部分Ft转化成了Fr，但整体的Fr却比迎风是的Fr小很多。这里有两个原因：1.顺风时产生空气动力学合力Ft的效率不高。2.迎风的时候Va（视风）=船速Vb+风速Vt（向量相加），Va很大，顺风的时候，Va=Vt-Vb所以Va（视风）相对小。

通过上图可以看出船越顶风，空气动力学合力Ft在船前进方向的力Fr就越小，当达到某个临界值船就走不了了。这个临界值因船而已，大部分在TWA（真风角）40度左右。如果在这个临界值继续迎风，那么连帆型也保持不了了，就开始飘帆。no-gozone的示意图见下图，这是一个在帆船学校最常见的图了。

升力的产生原因我们会在下一章解释，下面这张图简单的解释了升力和攻角的关系。当攻角a很小的时候风贴合在帆面上升力比较小。当攻角a达到一个最佳值（图中25度）升力最大，气流开始在尾部分离。当攻角继续增大时，更多的气流于帆分离，升力会越来越小。

那是不是攻角一直保持在25度就好了那？是也不是，留个悬念往下看。

这里有个可能混淆的点，帆的攻角和船的迎风角是两个事情。因为帆和船之间还有个夹角。

为了解释帆船原理，我们此处假设帆型时固定的（即不能调帆），假设世界是二维的（即不考虑帆的垂直扭曲），假设船只有一个帆。

那么升力和阻力主要与攻角有关，有空气动力学的公式来计算升力大小，我这里直接列出结论。具体的公式可以参考（

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