帆船靠風駛動，為什么卻能逆風航行，且航速甚至能超過風速呢？今天我們研究一下帆船。帆船行駛方向和風速的關系大概分為如圖幾種情況，順風而行，風吹而動好理解，暫不作解釋，咱們看逆風，或者叫迎風的情況。

帆被風吹起后，表面是凸起的，受力原理和飛機的機翼類似。網上幾乎所有對船帆受力的解釋都是一句伯努利原理，凸面流速大，壓強就小。雖然現象確實如此，但這樣解釋并不太合適。你是否想過凸面流速為什么大呢？有個經典錯誤是等時論，實驗已證偽，就不細說了。那么怎么解釋合適呢？

其實流速可以理解為是結果而不是原因，由于此處壓強小了，壓差推動流體加速，才使流速變大的。

那么這里壓強為什么小了呢？由于科恩達效應，流體有粘性，假設一開始氣流是直的，流動時會把和壁面之間這部分靜止的氣體不斷帶走，由于壁面阻擋，此處得不到空氣補充，壓強自然降低，而遠處是大氣壓，那么壓差就使氣流就逐步向壁面靠攏，形成弧線運動，同時壓差減小，當壓差和弧線運動的離心力相等時，達到平衡，形成穩定的低壓區。

為了更直觀地看一下帆的受力方向，用AICFD軟件做了仿真。風以5米每秒吹過帆面，計算后，可以看到空氣沿帆的凸面流動，帆受到的力并不是風速方向，而是與帆近似垂直。

當然前提是帆一定要展開凸起，如果帆順著風，比如這樣，沒有被吹凸起，這個力就不存在了。

所以帆凸起時，只要調整帆和船的角度，讓帆受的力在船頭的方向有分量，船就向前方走了，那么另一個分量呢？會不會讓船橫移呢？

奧秘就在這，帆船底部，有個穩向板，插到水里，就能防止船橫向移動。

所以船就只能向船頭的方向運動了，走一段后，我們調整船向，走之字折線，就實現逆風而行了。那么之字行駛的角度多少合適呢？是這樣，還是這樣？粗算了一下，帆受力簡化用恒力F代替，設風與船夾角α，風與帆夾角β，船沿正前方受力就是F*sin(α-β)*cosα，逆風時，0-90度間求最大值，寫個簡單的程序，得出風與船的夾角α是45度，風與帆的夾角β要小于α，且越小越好。

這個是粗略估算，實際上帆不同角度受力大小不一樣，但估算的結果和教練傳授的經驗差不多，都是之字行駛時船大約偏轉45度，帆呢，就讓它能在完全凸起情況下，與風的夾角盡量小。由于帆的這個受力原理，一定范圍內，逆風時船速增大，帆凸面流速更大，帆受力更明顯，進而繼續加速，可實現船速大于風速，有一些厲害的職業選手可以將船開到2點幾倍風速。

分析了這么多理論，有點迫不及待了，啟航親試一下逆風而行！我們先判斷風向，是這個方向。開船！