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公元1405年，庞大的郑和船队从江苏刘家港出发驶往浩瀚的大洋。此时年仅34岁的郑和站立船头，任凭腥咸的海风吹透自己的衣衫，作为大明船队的总指挥，他要思考的问题远远多于甲板上忙碌的水手们。这是一支总员多达两万人的庞大舰队，拥有大小船只上千艘，如果仅从规模来看，绝对称得上一个浮动的小型国家。即便从今天的视角出发，要带领这样一支舰队远渡重洋也是一件极其艰难的事，那么在科技不甚发达的15世纪，郑和的宝船是依靠什么动力远抵非洲东海岸的呢？ 答案显然是：风！那个年代没有发动机，桨只能在风平浪静的内河使用，而且几万人的大船队在太平洋里乘风破浪，你总不能指望摇桨来解决问题吧？那么问题来了，风向不是人为可控的，尽管郑和每次出航都尽量选择在东北风盛行的季节，但茫茫大海总有捉摸不定的时候，一旦出现与航行方向相悖的风向又该怎么办呢？在此我们不得不佩服古人的智慧，无论风向东西南北，善操控者总能为己所用。 顺风这种情况最为理想，应对也最简单，只需要使船行方向与风向保持一致，调整风帆使其完全受力便可鼓风而行。 ▲顺风情况 侧风当风从侧方刮来时，郑和船队的水手们就不得不转动风帆，使其与船体成一定的夹角，以此将侧风分解为与前进方向平行和垂直的两个力。显而易见，如果仅受这两个力影响的话，船体势必沿左前方或者右前方移动，这个时候船体的形状就发挥了作用。因为流线型的缘故，从船头至船尾的方向几乎没有阻力，但船舷一侧则会因为吃水而存在巨大的反作用。这种情况下，风力分解出与前进方向垂直的力被吃水阻力抵消，剩下与前进方向一致的力就会带动船体前行。 ▲侧风情况 逆风逆风的情况最为复杂，但应对也最为巧妙。这个时候如果不改变船向，无论风帆怎么调整都无法前行，因此水手们需要同时调整船体和船帆，将逆风变为侧风。风向变为侧风后，船是可以开动了，但船向却与目标方向产生了偏离，所以在航行一段距离之后，船队需要再次调整船向和风帆，使其沿“之”字形路线行走。这种航行方法被称为“抢风行船”，而600多年前的大明船队就是靠这种方法将足迹留遍了占城、真腊、暹罗、爪哇、古里、苏门答剌、锡兰和东非。 ▲逆风情况 逆风行船线路↓ ▲“之”字形 |
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