帆布在海上航行时,由于风帆的作用对船只产生了巨大的牵引力,使船只在风帆运动过程中表现出良好的操纵性,从而获得了良好的航行效果。帆布能在海上产生良好的航向,因此海上船只在前进过程中就可以很好地利用帆布。当船只沿直线航行时,风力会减小,这时风通过帆布时可以把船推向垂直于帆布航行的另一方向。在高速航行时(如航行在高速大帆船上)这种风力可使船处于高速运动中;当船舶向后倾时,风又使船处于后倾状态,这样船体就可以在后倾力矩(即前进力)作用下,处于向后倾状态,使船又保持稳定的状态,从而获得很好地航行效果。在高速航速下,帆会使船产生一种很大的加速度——它可以使船呈一种向下冲击运动,使船体产生很大的推动力;当船舶与浮泊相接时不会像风一样有方向运动,因此能极大地减少船身振动所产生的能量;当船舶靠向岸码头时,只要把船从岸码头直接驶向靠泊岸边码头即能产生很快的动力;在海上航行中对操纵船舶来说帆本身就是一个强大的动力装置并具有使舵转动装置进行相对协调控制作用。

1.风帆主要是由帆布制成,而不同形状的帆在航行时受到风力条件和风力方向下运动产生的力矩不同。

这种影响有两个方面:一是帆船对风力的要求。在风力条件下,随着帆的转动,帆布对风力的适应性和抵抗能力发生变化,因此对风力的要求也随之变化。二是对风向的要求。在有风的环境下,在风力达到一定值时,帆对风向的适应能力就消失了。例如在有风的环境下有三种不同形状的帆: A.正方形帆); B.长圆形帆; C.不规则形帆。在这种情况下,圆形和长形帆由于其相对稳定性、抗风性、可利用面积大等特点,在不同的帆船上都能发挥作用。

2.风篷帆又称“船篷”(geo-star),可以说是帆布在大海上特有的一个名字。

从字面上看,风篷有遮风挡雨的功能,所以经常被用来指代风帆。但帆布虽然能在海上产生良好的航向,但是由于风力过大而无法正常使用时,往往要用到帆布的另一种名称——“船篷”。风篷主要是用来控制风力,通过它可以有效地克服风浪的冲击而实现海上航行。在海上航行中,风篷和其他船舶所使用的帆一样,也要进行一定程度的维护。通常用一种帆布作帆面或罩起来,而另一种情况则要用一种新或较大尺寸的帆面和在较短间隔间安装了多个风篷来改变风力。目前有较多用于短距离上航行或者在短距航行中使用的船上可折叠式风篷,其中以小帆船(60厘米以下帆)应用最广。

3.风帆通过对海面风力和海面姿态的控制,使其能沿一定方向航行。

风帆可利用不同方向进行航行。在正常情况下,风的迎角可以忽略不计。而当风力大于风的迎角时,迎角很小就会使帆失去作用,必须考虑风帆的阻力系数。由于迎角小就失去了作用,而迎角大帆又缺乏阻力系数而使风浪加剧而丧失航行能力。

4.风帆主要由纤维和其他材料制成,而织物、塑料等合成材料较少,因此在风力方面有一定特点。

风帆的形状有平帆和尖帆体两种。平帆和尖帆体各有特点,主要区别是它能更好地适应从近岸向远海行驶中产生的各种风力,但都比较大、风程也比较长。为了克服普通帆布在海上航行中产生的各种不良的操纵性能,采用平帆和尖帆结构是现代海船发展的趋势。尖帆结构简捷、适于航行,但使用时要克服许多不良因素。这一点,对于海洋上许多船只来说是不可缺少的。尖帆结构是目前海上操纵船舶中比较实用、较为简单、便于推广使用的帆型之一,具有较大的适航性和航海作业速度快等特点。