然而，旁邊這艘囂張的小帆船，卻可以當著你的面逆風前進，速度甚至比風速還要快。
能逆風航行的帆船多采用三角帆，以這種今天比賽中常見的 470 級帆船為例。船體下方安裝有舵葉，用于控制行船方向，以及穩(wěn)流板，可以保證船只運行平衡，避免傾覆。船體上方則是帆。
其中，球帆一般藏在船頭，順風時打開，風吹著帆，帶動船只同向運動。但今天是逆風，球帆并沒有逑用。
此外，船上還有靠若干支索將桅桿豎直固定并升起表面積最大的主帆，底邊由帆桿固定，并通過萬向節(jié)與桅桿連接，能實現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)動。較小的前帆則被裝配在前桅支索。主帆和前帆是帆船的主要動力來源。
了解完帆船結構，就可以下水了，在洋流和劃行的幫助下，你的船走起來了。但問題是，我們該往哪個方向走？
直走正對逆風顯然不太行，一般來說，正對逆風左右各 45° 是帆船的禁航區(qū)。駛入這個區(qū)域，你的船就會因為失去動力而停下。
但只要斜著走，始終與風的角度保持在 45°，船就可以跑起來。只需要在適當時機調(diào)整舵葉和帆，讓船轉(zhuǎn)彎，我們可以讓帆船在逆風中之字形前進。
我們先來看一下帆的頂視圖。它的左右兩端分別是前緣和后緣，連接它們即可得到一根弦。弦和風之間的夾角稱為攻角。
注意這個形狀，會發(fā)現(xiàn)跟飛機機翼的斷面很像。我們知道機翼上下曲面的弧度不同，會導致空氣流經(jīng)時在下方的壓強大于上方，從而形成向上的升力，帆也一樣。
升力可通過這個公式計算（L=1/2ρV2 * A * Cl），其中，流體的密度、速度、帆的面積、升力系數(shù)越大，升力也越大。而升力系數(shù)又與攻角相關，在一定范圍內(nèi)，加大攻角也會增加升力系數(shù)進而增大升力。
好了，我們再分析一下帆的受力情況，它會在風的平行方向上受到阻力，垂直方向上受到升力，形成一個合力。
這個合力又可以分出與帆船航行方向平行和垂直的兩個分力，前者能讓船前進，而后者卻會使帆船向一邊傾倒 。
這個時候，船體下的穩(wěn)流板就派上用場了。
穩(wěn)流板形狀狹長，可以像機翼、帆等翼型一樣在水流的作用下產(chǎn)生升力。由于水的密度是空氣的八百倍（氣溫 9℃），穩(wěn)流板在水下只需要很小的攻角和面積便能獲得較大升力和阻力，且方向與帆產(chǎn)生的力相反。
帆受到的空氣動力和穩(wěn)流板受到的水動力矢量迭加。橫向力相互抵消，縱向力迭加成為帆船航行的推動力。借此，船就會被帆和穩(wěn)流板上的力同時「擠」出去。
總結一下，攻角和風速主要影響了帆受到的升力；升力決定了船的加速度和速度。也就是說，如果我們想讓帆船跑得更快，就需要調(diào)節(jié)攻角和風速。
攻角的調(diào)節(jié)取決于帆的角度。在帆船上，舵手通過舵柄輔助桿來掌舵同時控制主帆，繚手控制前帆和球帆。
而比調(diào)節(jié)攻角更復雜的是調(diào)節(jié)風速。你可能會問，海上的風，人能怎么調(diào)節(jié)？
事實上在航海中，我們把客觀存在于自然界中的風稱為真風，但它并不是帆船在行駛時唯一會遭遇的風。當船只行進、擠壓周邊空氣時會受到反作用力，從而產(chǎn)生一股與船只行進方向相反，速率相等的阻力風。
而對真風與阻力風向量相加，我們可以得到視風。這是身為船員的你能感知到的風，也是最終讓帆受力的風。
帶著這些知識，我們現(xiàn)在再回到船上。假設真風與船速均為 5 節(jié)，它們之間的夾角為 45°，根據(jù)三角函數(shù)，我們可以得出此時視風的速率大約是 9.23 節(jié)，與船的角度是 22.5°。
它們的關系是：船速 = 風速 * (sin(β) * cot(α) - cos(β))
在這個公式中，sin(β)、cos(β) 均為常數(shù)，而 cot(α) 在 0° 到 90° 之間又是一個單調(diào)遞減函數(shù)。因此，當你調(diào)節(jié)攻角從而增大帆受到的升力時，船速就會加快。
此時，視風速度變大，且與船只夾角縮小，從而進一步增大帆受到的升力。理論上當視風角度到達 17.1° 時，船速可以到達真風速的 1.59 倍。
目前帆船速度的世界紀錄保持者是澳大利亞的保羅·拉森。在 500 米的距離中，他和帆船跑出了 2.6 倍的風速，達到了 121 千米/小時。
掌握這些技巧多加練習，你就能讓船逆風前行。但也要小心，千萬別讓你的帆船翻船。
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