公孫度在看到遠去的海船升起軟帆時,就想起了後世的風帆發展,前世的他並不是什麼航海發燒友,對於古代帆船的了解也不深,但是現代帆船他卻是很了解的。 原因在於穿越前幾年,中國有人獲得了現代帆船冠軍,幾個同事閑著無事,就現代帆船那種簡單帆形爭論其起源、原理,始終不能達成一致。最後上網查證才知道,現代帆是根據流體力學設計出來的帆,根本就沒有參考什麼古代帆裝,而是取自飛機機翼的原理。 也就是前世初中物理學的伯努利原理,利用帆麵兩側的空氣流速不同而產生的壓力差來推動帆船,也就是說,這種帆,麵對垂直方向的風時,受到的推力最大。 而正如公孫度在地圖上看到的那樣,這條渤海海峽的走向是西南——東北,而渤海春夏季的風向是東南、東風,秋冬季是西北、北風,恰好與航道呈一定角度。若是使用這種現代帆,無論是東南風,還是西北風,隻要調整帆向,帆麵平行於風向,那麼這條航路就能做到全年順風! 也就是說根本不用費力地去搶風航行,走‘之’字路線逆風行駛,這能夠節省多少時間? 公孫度越想越興奮,他收起懷中地圖,連忙找到糜竺徑直問道:“此處的帆布多嗎?還有就是木料儲備是否足夠?” 糜竺被公孫度的興奮神色嚇了一跳,頓了一下反應過來道:“此地本就是過往船隻的修船所,桅桿、木料、帆布應有盡有。隻是主公.你...”後麵的問題還沒問出口,公孫度就迫不及待地跑開了,糜竺挑眉,第一次見到公孫度如此興奮,他立刻跟了上去。 既然材料足夠,那工匠?公孫度正好不缺,而且他擁有的工匠群體怕是當世含金量最高的了。 片刻後,後營工匠聚集處,公孫度在木板上畫出來自己設計的‘現代帆’,模仿後世的現代帆船的樣式,整體看上去就像個帶弧形麵的鏟子。 結構跟硬帆類似,隻是帆麵使用的是輕巧的帆布,而不是硬帆那種用竹篾、草莖等編製而成的硬質不易變形的帆麵。橫擔上的帆麵不再是依靠風力鼓起,而是被加工後的木製結構提前鼓起繃緊,形成機翼的凸麵,其是這種帆產生推力的主要部件。 “你們看,風一旦平行方向吹過這種帆時,凸麵的風速是遠遠大於凹麵的風速的,速度快的凸麵壓力降低,速度慢的凹麵由於風力堆積,壓力增大,二者壓力差導致帆的受力與風向接近垂直。” 公孫度對著木板上自己的傑作,滔滔不絕地講起其中的原理來,沒想過一轉頭,這些個大匠一個個暈頭轉向,有些人點著腦袋眼神迷糊,竟然差點睡著,公孫度回望過去,探尋的眼神搜索下,沒有一個敢與他對視的。 這些大匠深感愧疚,這種涉及工匠手藝的學識,竟然讓一地太守親自教學,更讓他們慚愧的是,自個兒根本聽不懂。 “啪!”公孫度狠狠拍了下自己腦袋,還是太心急了,怎麼就期望他們能懂呢?這種自然原理的科普確實太過抽象,現在看來遠超這些實操大牛的想象。 “那個,主公,為啥風速高的壓力就低,還有壓力是啥?”杜期是這些工匠中思維最為活躍的,舉手提問道,引得其他匠人佩服的看過去,隻是眼神裡全是幸災樂禍,看你倒黴,看你裝。 公孫度這回倒沒有立刻回答問題,他想起了前幾日在營地中杜期為人講解投石機原理的生動比喻,從而被各營匠人稱道的故事。 思索了片刻,他拔出腰間匕首,從營地中尋來一個木塊,用匕首按照機翼的截麵慢慢削起來。 不一會兒,公孫度手裡就出現了一把奇怪的‘木刀’,除了弧麵奇怪外,真就像是小孩的玩具木刀似的。 “杜老,你揮舞一下試試?”公孫度將手中的木刀遞給杜期道,此刻他算是想明白了,萬般的數理解釋,都不如讓這些大匠感受一下什麼叫做伯努利效應。 杜期疑惑的接過木刀,先是端詳了下,看出來這是仿照了公孫度木板上的帆麵形狀,點了點頭,他不猶豫,手執木刀,猛地向下一揮。 奇怪的事情發生了,那木刀竟然不受控製一般向著一麵偏斜,杜期明顯的感受到了揮舞過程中刀身傳來的推力。 “嘿!?”他臉上露出感興趣的神色,接連揮舞幾下,無一例外刀身都會出現偏斜,而且他揮舞的速度越快,偏斜的力道也就越大。 此刻,進行反復實踐後的杜期慢慢理解了,之前公孫度所講的那些艱深內容。 “哈哈,有趣!原來如此。”杜期發出暢快的笑聲,顯然是懂了其中道理。 “嘿,杜老頭,讓我試試,”王昌見杜期玩得高興,像是有什麼大發現似的,他趕忙從杜期手中奪過木刀,自己揮舞起來。 一連揮舞幾下,感受到了那股力道的王昌霎時間就陷入了沉思,就連手中的木刀被人奪走都沒在意,王昌作為都水監的大匠,與其他大匠的一個重大區別就是他們所進行的大部分工作,其實是對先輩治水的理論總結。 回憶起公孫度所講的內容,與自己剛才的親身實驗結果,王昌的腦子不時冒出‘速度’‘壓力差’幾個詞。 “原來是這樣,我知道束水沖沙的原理了。還有那些黃河渠口設置背後的原理也是如此,不同流速下的壓力差,哈哈,原來如此!”王昌就像一個發現了寶藏的小孩,歡呼起來,不在意其他人怪異的眼神,自個跑回去翻起攜帶的治水典籍,開始對照典籍核實自己的猜想起來。 而此時在場的各位大匠在親身體驗過伯努利效應後,一麵驚嘆自然的神奇,一麵表示這種帆形是小問題,隻要材料足夠,一天就能做出來。 隻是開始加工前,杜期好奇問道:“主公這帆,是何名稱?”、 “嗯..”公孫度搓著下巴思索道“既然這是利用飛機機翼原理製成的風帆。”接著他一拍手,對杜期道:“就叫翼帆吧!羽翼的翼。” 工匠們聞言,細細想來,這帆麵的確與飛禽的展翼有些相似,都大聲贊道“好名字!” 事實證明,無需一天,十幾個手腳伶俐的匠人,分工明確下,使用庫存的木料和帆布,不到一個時辰,就按照公孫度的設計,將翼帆給製作了出來。 隻是這帆並不大,僅是用在小船上做風帆試驗的。 一個剛剛通過揮舞木刀,領略了何為伯努利效應的船匠自告奮勇,承擔起了試驗任務。 試驗船不大,不過也正是因為小,才能在眾人的合力之下通過岸邊的木架,三兩下就給小船更換好了桅桿和船帆。 桅桿和船帆剛一裝好,船匠二話不說,摩拳擦掌的就上了船,顯然,對於這種突破性的帆形,作為船匠是極為興奮的。找書苑 www.zhaoshuyuan.com 小船船頭留一個水手掌舵,船匠在船中掌帆,還有一個人員測速。 此時的海員已經有成熟的測速方法了,那便是流木法。 流木法實際上以木片作為參照物,放置於帆船外舷下,船員與舷側木片同時齊跑(由船頭至船尾)到達,航速為1正更(60裡)。如果人至船尾,木片至船中線(為未更),航速實為30裡。木片至船尾,人至船中線(為過更)航速為正更1倍。 但是這種方法太麻煩,其中涉及了更這個計時單位,即一柱線香的時間,這其實是這時代的計程方法,用於計速度不夠精確。 公孫度倒是臨時想了個辦法,他讓舵手在船頭扔木塊,測量員在船尾,自木塊入水時在心中大聲數數,直到木塊抵達船尾為止,並且將計的數字記錄在冊,抵岸後再根據船身的長度,以及測量員計數的速度,就能大概算出來船的速度。 這方法誤差其實也大,隻是相比於這時海船的30-60-120裡的速度值,要精確那麼一點點。 卻見那船匠上了小船,也不用等待離岸風,直接將帆麵調轉,斜麵迎著恒定的西北風,憑空升起的推力霎時間推動著小船飛速離岸。 “喲謔~”船匠大喊一聲,顯然也被這股突然而起力道嚇了一跳,不過反應過來後就是止不住的興奮大叫,接著他不時調整風帆角度,試圖激發這帆的最大推力,舵手也是個老練的,配合著他不停轉向以保持船身的受力平衡,小船輕快地在海灣劃出一道優美的弧線,驚得碼頭附近的水手連連叫好。
第五十二章 翼帆(1 / 1)