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helldog
路人甲乙丙
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 Posted - 04/08/2012 : 16:25:48
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請問各位有沒有17~18世紀歐洲帆船的性能介紹.
相關書籍,期刊,論文.
內容包括..水阻,航速,橫搖週期,對風與側浪的反應等等..中英文皆可.
勇氣與耐力的考驗-
以年輕的生命力換取剎那間的永恆 |
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MACOS8
路人甲乙丙
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helldog
路人甲乙丙
4791 Posts |
Posted - 04/08/2012 : 21:04:20
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我不需要船型,我要的是船的性能.
例如論文<<四種典型中國式古帆船性能之比較>>那樣,給出橫搖穩度啦,速度啦,水阻,扶正力矩係數 等數據
然後跟中國船型做比較
勇氣與耐力的考驗-
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imahuman
我是菜鳥
Hong Kong
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helldog
路人甲乙丙
4791 Posts |
Posted - 04/09/2012 : 09:22:59
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哈,有看沒有懂
勇氣與耐力的考驗-
以年輕的生命力換取剎那間的永恆 |
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dasha
版主
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Posted - 04/09/2012 : 09:50:20
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| 這種論文歷史可能很久,甚至是19世紀末期的......不好找. |
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SleeplessPrometheus
路人甲乙丙
3126 Posts |
Posted - 04/09/2012 : 21:44:56
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這立論上我想應該沒得比。
中國帆船的帆的樣式都一樣，差別反倒是在船身型式構造與帆桅的數量與位置。
但是西方帆船不光船型與帆桅的數量有別，連帆的樣式與數量都有差。
方橫帆、縱斜帆、三角帆的受風方式與推進力都不同，而且這會影響到橫搖的狀況。
同樣三桅、同樣船型、同樣大小的帆船，可能前桅主桅上段一個掛方橫帆一個掛三角帆就會產生不同的橫搖狀況與推進力。
所以除非前題是帆具形式數量都相同下才能夠去以較船形的性能差異，反過來也是一樣，船型相同下才能去比較帆具形式的性能差異性。 |
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helldog
路人甲乙丙
4791 Posts |
Posted - 04/10/2012 : 04:05:47
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復原古船-哥德堡號的資料上說,它平均速度是5節,<<四種典型中國式古帆船性能之比較>> 裡面也說一般帆船速度是5節,中國帆船如果給與5kw的有效馬力(這是幾級風??),可以到5節
.但某些英文網站上還給出有7~11節,也有10-14節(船況超好,又順風)速度的數據,但遠航的話,均速是5節.
http://little-details.livejournal.com/2903771.html
這網站有人回答17th 帆船的船速.
Force 2 (light breeze): 4節風,船速是1~2節
Force 3 (gentle breeze): 7-10節風,船速是3~4節
Force 4 (moderate breeze): 11-16節風,船速是5~6節
Force 5 (fresh breeze): 17~21節風,船速是7~8節,但不安全.
但起來跟網路上大家認定的,西方帆船速度上會贏過中式帆船,看起來好像速度沒比較快,都差不多.
勇氣與耐力的考驗-
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Edited by - helldog on 04/11/2012 01:11:09 |
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SleeplessPrometheus
路人甲乙丙
3126 Posts |
Posted - 04/10/2012 : 05:49:04
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ㄟ都....有本書叫皮革輕舟勇渡大西洋 The Brendan voyage.
作者提姆.謝韋侖(Tim Severin)是那種實驗考古學家，就像康提基號的那個一樣。
http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010195147
他造了一艘仿六世紀時的推算尺寸的仿古皮革圓舟「布倫丹號」，長36呎(12米)，寬8呎(2.4米)，船身淨重2400磅(1080kg)，全裝載後在海上時大約五噸重。
那船體深度沒有提到，我是用主桅長推算最深的船體深度，約4.167英呎(1.27米)，全裝載後在海上時吃水約2.8英呎、34吋(0.86米)
兩隻桅桿主桅19呎(5.7米)，前桅12呎(3.6米)，主帆140平方呎，前帆60平方呎，兩帆都可下方再加輔助帆，主帆下方三呎、前帆下方二呎，這是用在船尾正向順風時加速用的。
那該書卷尾有許多記錄，但是因為是1976年的事，所以有些東西用儀器測也不是那樣準。
作者使用簡單的船尾計程器(華克計程儀,Walker Knotmaster)，製造商警告那個型號在時速低於二浬以下會出現誤差，所以不會是很精準的計錄。
記錄上是這樣說的，因為翻譯的關係，有哩浬混用，所以我當它都是公制海浬(1.8km)。
1.24小時內最高速為115哩(207km)，平均時速4.7哩(8.6km)
2.單日航程平均40哩(72km)，平均時速1.667哩(3km)
3.緩行若達到每小時2-3浬(3.6km-5.4km)就算很不錯了，不過這通常需要3-4級風，船隻亦需滿帆。
4.理想的狀況是5-6級順風，時速可達到5-7浬(9-12.6)。
5.記錄上最高航速為12浬(21.6km)，當時天氣惡劣，海上浪濤洶湧。
6.在法羅群島麥京斯灣每小時可達12浬(21.6km)以上，原因是附近高崖造成的激流效應。
作者是順海流與風走大西洋北航線，從1976年5月17日從愛爾蘭經法羅群島到1976年7月17日冰島雷克雅未克，然後1777年5月日從冰島雷克雅未克出發經由格陵蘭再南下在1977年6月26日到達終點紐芬蘭的干德。
這艘船是像柳條籃子一般的籃狀框架而不是傳統的單龍骨或雙龍骨船，加上它是圓底與皮造的，所以吃水很淺，船身也很輕。
真要說他還比較像是硬式的救生艇一般的東西。
但是速度大概就是這樣。
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Edited by - SleeplessPrometheus on 04/10/2012 05:50:58 |
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SleeplessPrometheus
路人甲乙丙
3126 Posts |
Posted - 04/10/2012 : 06:39:15
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就英文wiki上的資料，美國海軍的憲法號，1794年建造。
甲板長度204英呎(62米)、水線長度175英呎(53米)，橫寬43英呎6英吋(13.26米)。
前桅長198英尺（60米），主桅長220英尺（67米），後桅長172.5英尺（52.6米）。
船重1576噸，排水量2200噸。
帆面積42,710平方英尺（3,968平方米），極速13海浬(24km)。
所以在滿帆順風的狀況下用上每一吋帆面積時，用排水量去算的話，那每噸排水量的帆面積應需19.41平方英呎(1.8平方米)；或者每噸船重應需27.1平方英呎(2.517平方米)的帆面積才有可能在能承受的極度順風下達到極速13海浬。
但是看上圖就知道這種計算是不合實際的，因為除了後方正向風推進主力的方橫帆與船首斜支帆之外，在前桅與主桅之間以及主桅與後桅之間的支索縱帆，以及後桅主三角帆這些都算進去帆面積內。
但是在正後方的正向受風的時後這些縱帆與三角帆並不完全提供推進力，反倒是拿來維持航向的。
而當側風與頂風航行的時後船首斜支帆與支索縱帆與後桅主三角帆才是主要提供轉向以及與舵的舵力抵消後產生的推進力。
所以對帆船而言，帆具的形式影響很大，影響大到可以決定你操艦航行的方式與靈活性及速度。
這並不像是動力船舶一樣只靠引擎馬力與推進器效能就可以推進，只靠舵面跟正反俥就可以轉向操控。
一樣是三桅帆船後方正角順風，一樣的船型，連每片帆的大小都一樣。
開方橫帆就比只開縱帆的船來的快，方橫帆加船首斜支帆就會比單開方橫帆的來的快。
但是若不是後方正角順風就不是這樣一回子事了。
前側風跟頂風甚至於得Z字航行才能前進，那這時縱帆三角帆為主的船又比方橫帆為主的船快。
這就是為啥現代帆船賽艇都是以單桅前後三角帆的縱帆形式為主，因為是跑一圈，所以去程就算順風但回程一定頂風，方橫帆無法應付頂風航行。
那除了順風與否、風力級數多少的環境因素之外，還有是不是搭上順向海流也是個問題。
像黑潮流速就達到1m/s，相當於2節(3.6km)，那順流就加了2節上去，逆流就減了兩節。
而某些海灣激出的離岸流甚至於可以超過黑潮的兩節。
所以變數太多了，這無法這簡單單純就比出來，跟現代船舶是不一樣的。
連橫搖性都會受到桅干數量與帆具形式的影響了哩。
真的要比，大概只能比去掉帆具桅干後的船身船型在定向推力與靜水環境下的水阻力狀況而已吧。 |
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SleeplessPrometheus
路人甲乙丙
3126 Posts |
Posted - 04/10/2012 : 07:35:34
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那另外一本書，孤帆獨航繞地求，約書亞•史洛坎著，馬可波羅出版。
這是一本1892年的著作，內容有些許澎風，那時代人的風格。
作者的船叫浪花號的單桅小帆船。
長36英呎9英吋(11.2米)，寬14英呎2英吋(4.318米)，船艙身4英呎2英吋(1.27米)，主桅高度22英呎6英吋(6.858米)，淨重9噸，載重12.71噸。
主帆是類似中國帆船的梯型縱帆，前帆是三角縱帆，主桅與船首間還有一面飛三角帆(船首斜支帆)，帆面積多少不知。
但是就作者所言，它首段航程是從1895年4月24日從波士頓港出發，連續的壞天氣與航向垂直的側風讓它到7月1日才通過薩布爾角。此時風向西北，船速8海里。七月四日晚上九點通過薩布爾島，通過薩布爾島之後風向改為後斜側風與順風，並且作者在此時搶搭上墨西哥灣流的順流。
7月20號下午抵達亞速群島的法雅爾島，從薩布爾角開始算起航程18天。
作者自稱一天約航行150哩，因為本書有特別標出海里所以我把哩當成英哩，所以是240km，133.33海里，平均時速約5.5節。
但是反觀7月1日通過薩布爾角之前，作者花了68天的時間才從波士頓港延海岸到加拿大的薩布爾角。
但是後段薩布爾角到亞速群島的法雅爾島順風加乘上墨西哥灣流後只花了18天跑完波士頓港延海岸到加拿大的薩布爾角三倍以上的距離。
所以這要怎算航程航速? |
Edited by - SleeplessPrometheus on 04/10/2012 07:38:28 |
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helldog
路人甲乙丙
4791 Posts |
Posted - 04/10/2012 : 09:19:55
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我想寫一篇17th 中國帆船與西方帆船性能比較的文,看起來很不容易寫呀
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以年輕的生命力換取剎那間的永恆 |
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MACOS8
路人甲乙丙
3316 Posts |
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helldog
路人甲乙丙
4791 Posts |
Posted - 04/10/2012 : 10:41:24
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這個網站我有看過.就鎖定最常出現的荷蘭Jacht吧.
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dasha
版主
41804 Posts |
Posted - 04/10/2012 : 11:51:32
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| 要先去找造船學的論文,鎖定具代表性的水下船型,才能比. |
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helldog
路人甲乙丙
4791 Posts |
Posted - 04/10/2012 : 15:09:29
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dasha兄,你知道要如何入手嗎?我不是這方面的相關專業
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SleeplessPrometheus
路人甲乙丙
3126 Posts |
Posted - 04/11/2012 : 01:09:11
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我問個風帆阻力系數的問題，我是用皮舟那個去倒推的
是因為帆面是亞麻布所以風壓過大會漏風嗎?
我用依中央氣象局採用日本發展之經驗式 --風壓 P(kgf/m2)=0.124V^2
然後把0.124改成C：物體形狀之阻抗係數，然後船噸位移速度能量去反求C
可5-6級順風=8m/s-13.8m/s，時速可達到5-7浬(9-12.6km)
結果反推出來在13.8m/s時，C值只有0.54，8m/s的時後C值是1.071。
這代表是因為風壓太大導致亞麻帆布漏風還是因為我這樣擬算式邏輯是錯的?
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helldog
路人甲乙丙
4791 Posts |
Posted - 04/11/2012 : 01:25:19
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有人算出這些東西,SleeplessPrometheus兄你就看吧,我看不懂,也不了其意義.
論文<<17世紀「臺灣船」性能研究與初步復原規劃設計>> 裡面沒有建立風洞,所以沒有算上帆的風阻.不過論文有說,台灣船要超過9節,阻力會變大很多,不容易.
勇氣與耐力的考驗-
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Edited by - helldog on 04/11/2012 01:28:48 |
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MACOS8
路人甲乙丙
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SleeplessPrometheus
路人甲乙丙
3126 Posts |
Posted - 04/11/2012 : 06:29:54
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helldog兄，它這個表就是純就船形而言，就是跟現代船舶跑船型的那些相關數據一樣。
所以你看它的數據裡頭沒有帆桅長度也沒有帆桅數量，那更不要說帆面積了。
所以你要算應該也是照這種算法，只比較計算船身的形狀造成的因素。
我是想先決定後方正角順風時，在相同桅數與高度與帆面積下，所有的帆都吃滿，然後這樣在不同風速下可以產生多少推力?
那後方乾弦部份所承受的風壓推力另計。
有推力系數後才能夠決定船形在靜水中可用多少能量前進。 |
Edited by - SleeplessPrometheus on 04/11/2012 06:34:48 |
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helldog
路人甲乙丙
4791 Posts |
Posted - 04/11/2012 : 10:30:02
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如果SleeplessPrometheus想要研究中國船型與中式硬帆的話,
野本謙作、增山豐、櫻井晃，〈復元菱垣迴船「浪華丸」の帆走性能〉，《關西造船協會誌》，第234
期（2000），頁115-124。
小嶋良一、安達裕之，“On the Stability and Seaworthness of Benzaisen”, 《關西造船協會誌》，第234期
（2000），頁267-273.
韓國人也同樣對於新安沈船（中式帆船船型）與韓國傳統船隻的性能曾有造船工程學的研究，研究方法包括結構及流體力學方面的分析，以及對相似沈船的流體
力學及性能研究
Lee, Chang-Euk, “A Study on the Structural and Fluid Characteristics of a Rabetted Clinker Type Ship (the
Sunken Ship Salvaged off Shinan)”, MAHIR ‘91 China Conference, Shanghai(1991), pp.154-168.
Choi, H. S.; Yuck, R. H., “On the Performance of the Sunken Chinese Ship at Shinan, Korea”, Proceedings of
International Academic Forum in Memory at the 600th Anniversary of Zheng He's Expedition, Nanjing, July
2005. Social Sciences Academic Press (2005), pp.528-536.
Choi, H. S., “Preliminary Study on the Hydrodynamic Characteristics of the Nº 3 Penglai Ancient Ship”,
Proceedings International Symposium of Penglai Ancient Ship, Penglai, China: 53-60, 2006.
至於西式帆與西式船型,我發e mail問成大的陳政宏教授,希望他發善心,能告訴我方向與研究資料
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helldog
路人甲乙丙
4791 Posts |
Posted - 04/11/2012 : 11:22:42
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SleeplessPrometheus兄,陳老師給回應了,他說西方復原船的資料與研究,學術期刊中並不常見。歷史考古及性能分析，甚至復原船建造常見於ISBSA, international symposium on
boat and ship archaeology 這兩個學術研討會中，而且有專書出版。
還有，風對船最有幫助的角度是90或140度角。但是如果你有多桅的話，90度角後桅會擋到前桅或中桅，前桅或中桅根本無法受風，所以船身要跟風向有個角度讓所有的桅都有受風機會。
丁永良的风帆空气动力学特性研究试验，應該有你要的東西。
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Edited by - helldog on 04/11/2012 12:20:17 |
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SleeplessPrometheus
路人甲乙丙
3126 Posts |
Posted - 04/12/2012 : 00:04:00
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剛看了NGC的綻放真台灣四的綠色寶藏那一集。
主軸之一是在講搞出花博保特瓶綠建築的那個團隊想搞艘寶特瓶環保船。
那用的就是他們發明的那個空心保特磚。
問題是船做成V型尖底，還是三體，然後船身又短。
整艘船是靠鋼或鋁結構體撐起來的，保特磚用三角型木板固定起來一層一層的縱向組成船身。
最後還要在外殼跟甲板鋪上耐水膠合板，船殼還在鋪一層回收的海報布上去在塗防水漆。
整艘船設計上看起來就是爛到一個頂，真的是隔行如隔山，會蓋房子的完全不懂造船。
還設計好做到一半才跑去問會開帆船的人。
直接用保特磚做成膠筏可能還比這好，亞當與傑米的膠帶船都比它優秀多了。
以保特磚那種利於方形平面結構組合的方式，我覺得做仿古平底沙船還比三體現代帆船好多了。
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helldog
路人甲乙丙
4791 Posts |
Posted - 04/12/2012 : 13:47:49
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SleeplessPrometheus兄,我有找到風帆風阻的論文,它有比較三桅風帆與中式風帆的升阻比,不過是英文的.
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oops
路人甲乙丙
689 Posts |
Posted - 04/14/2012 : 14:39:50
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關於帆船操作,之前有查過些資料
所以提供些一知半解的零碎片段(承認有些來自漫畫海皇記,遮臉)
不適合正背對著風向行駛→
光是帆船賽中,上風處被同等帆面積的對手船卡位(這時雙方距離不遠,我方的帆吃到的風會減弱)
就足以奪走1/4的航行速度,因此後桅帆遮住中桅前桅帆這種做法在常規航行中不大可能
承上點→
因此假設設定航線與當時風向正好同向時,不論帆具配置種類,帆船都會刻意走之字航線
大型帆船的帆具大約分full rigged(所有桅階裝橫帆) barque(後桅縱帆其餘橫帆)
barquentine(前桅橫帆其餘縱帆) schooner(全部縱帆,但topsail子型前桅上裝橫帆下縱帆)
縱帆對橫風及逆風航行及運動大大有利
(schooner至少可延風向30'角逆風航行,刻意將前後桅開帆向顛倒時可快速迴轉
,附帶一題,這些似乎也都是中式帆具的優勢點)
橫帆可以輕鬆擁有更大帆面積,條件相同時barque:barquentine:schooner帆面積比
約是1.3 : 1.2 : 1.0 因此順風&小角度橫風時對schooner不利(也許也對中式帆不利)
此外橫帆桅可在既有橫帆左右兩側再加掛橫帆(此時追加的帆懸空於船體左右側之外)
但加掛帆的特性我完全不清楚
橫帆發展至末期時,似乎改進了些先天缺點例如Gorch-Fock號之類 大型船體三桅間距
很寬,只裝了2000m^的帆,開帆角度似乎因此增大,有些照片可看到其開帆角快接近
縱帆船了,船速也沒下降,可達18節(半世紀前速度頓位接近的cutty sark帆具3000m^)
船體
大概發展到clipper才達到速度上限,但17世紀下半時西方就已經開始逐步掌握流線技術
(uss憲法號以接近輕戰艦的噸位,速度反而比快速偵防艦還快就是受惠於此
速:戰艦9 憲法14~13 偵防12 重:戰艦3000 憲法2000 偵防900) |
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