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本帖最后由 triplane 于 2023-11-3 15:32 编辑
首先要说一下两个名词的含义搞混淆了
CE是帆的投影面的几何中心，也就是作为帆船的动力来源的风作用在帆面上的施力点，所以叫”Center of Effort“，也称作“风压中心”。
CLR可以简单地认为是水线以下投影形状的几何中心（包含了船体水线以下投影面积、稳向板、压铅、舵的投影面积），这个点决定了全部水下投影面积所产生的横向阻力施加在船体上的作用点，因此也被称作“横阻中心”。（Center of Lateral Resistance）
弄清楚两者的实质，再来看他们是如何相互作用的。
在帆船设计中，四心合一（风压、横阻、浮心、重心）的理想状态下（实际上是指四心的垂直延长线在某一点上重合），在施加在船体上的各种作用力处于平衡，舵面中立的状态下，帆船会保持现有的航向和速率做匀速直线航行。由于四心相互作用的关系比较复杂，我们在这里先来讨论相互存在更明显、更直接关联的风压中心与横阻中心的关系。
在其余因素保持不变的前提下，将风压中心向前移动，那么就会令风压中心的垂直延长线位于横阻中心之前，从而在两者之间产生一个杠杆，支点是横阻中心，力臂长度是两者之间的距离，此时虽然其他因素并没有发横变化，船头却会因为这个杠杆所产生的力矩指向下风方向，俗称“下掉，偏下风”，也就是让帆船在航行过程中偏离既定的航向，朝下风方向产生偏航。显而易见，这对航行造成了不利的影响，尤其对于以绕标航行为特点的竞赛航线，多绕路意味着什么不言自明。
那么是不是可以让风压中心位于横阻中心之后来解决这个矛盾呢？还是因为杠杆原理，当风压中心位于横阻中心之后，船头将偏向来风的方向，俗称“上抢，偏上风”。
很多人认为船“上抢”要好于“下掉”，带有轻微上抢趋势的船/模型可以在航行中通过“压舵”的操纵来让船头的指向保持在理想范围内，少走冤枉路，争取到更好的航线占位，在进入标区时抢得先机。在“风和日丽”，风力大小适中，风速稳定持续，一切尽在掌握的理想条件下，这一理论是成立的。但请注意两点：帆船/模型是无法正迎风航行的，必须与风向保持一定夹角，方可令风帆保持饱满的形状，产生充沛的动力，这个能够保持迎风航行的最小迎风角度是帆船/模型性能的重要指标，一旦船头的指向超过了这个临界角度，就势必会飘帆失速，甚至倒退，进入不可控状态，损失大量时间；同时，帆船航行唯一的动力来源是自然界瞬息万变的风（气流），风力，风向，风速随时处于不断的变化中突如其来的阵风（突然加大的风力风速）都会让带有上抢倾向的船产生剧烈的不可控的上风偏转直至最终迎风失速，停顿。这时候仅凭“压舵”的操作就会回天乏术，坐以待毙。
反观那些带有“下掉”倾向的帆船/模型，朝上风方向带一点舵角去“迎”理想航行角度可以一定程度上抑制下掉，在风力风速突然变化的情况下虽然会加剧偏航，但却可以避免致命的失速现象，持续航行，保持动能。
综上所述，不管是上抢还是下掉，都必须在设计之初就要将其控制在一个合理的范围之内，而基于帆船迎风航行的固有特点，上抢超出可控范围带来的灾难性后果是需要竭力避免的，相反，轻微的下掉等于为迎风航行的安全性，可操控性增加了一定的冗余度的保障，同时还可以通过对帆装（桅杆倾角，前帆开角，帆腹深浅，后缘松紧等等一系列可以实时操控的手段来提升迎风航行角度，辅以帆舵协同，实现可控的最佳航行角度。这也就是为什么现实中大多数帆船/模型都设计成横阻中心位置略微偏后玉风压中心位置的原因。
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发表于 2023-6-28 00:40
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发表于 2024-2-7 13:36
