船帆的作用原理（欧洲早期的航海技术，以及船帆的作用原理）

船帆的作用原理同飞机翅膀一样。风从它的两侧经过，但由于弯曲而使得一侧的速度比另一侧稍微快一些，造成一侧的气压比另一侧小一些，从而导致将船帆偏向该侧。如果风直接从背面吹过来，船帆就会像降落伞一样，但同样，一侧的压力比另一侧小。这样的效率不高，当风直接吹向船帆时，船只并不在最佳航行状态。

图片来源网络

当帆与风成大约15°角时，它实现平衡。一部分推动船只向前，还有一部分向侧面，被称为偏航。这种偏航可以被船体的形状大部分抵消，毕竟船只在设计时是要向前而不是侧面；但每种帆船都会有一定程度的偏航。

船只都是抢风航行——如果风从右舷吹来，它就是右舷抢风。海拔越高风越强，因此所有船帆都是以不同角度设置的。舰上值班军官需要不断留意风的变化。如果风向发生变化，他要命令水手拉动转帆索以改变帆桁的角度。如果风变得更强，他会让水手们收帆，首先是卷起最高处的帆，如上桅帆和顶桅帆。随后再卷起低位置的船帆，如下桁大横帆。最终他可能会收起上桅帆，派人上去迎风行驶并根据需要收起上面部分的船帆。只有在极端天气条件下，他可能会下令收起所有船帆，不张帆地航行。

在“凤凰”号高处的水手

横帆船可以在迎着风向的±22.5°之内行驶，这就意味着罗盘上其他的135°的区域是基本无用的——虽然在帆船因遇到强风而偏航时可能会有些作用。水手还必须小心，不要被困在海湾里或是驶入背风岸。

船只可以迎风行驶，尽可能地驶近并间或将风引向另一面，具体来说有两种方法。船只可以让船尾向风，以225°或更大角度穿过，这被称为转向下风。在三桅船上，前桅的大帆被用来为船只提供动力，其他船帆颤动，也就是它们的边缘点迎风、不发挥任何作用。转向下风比在困难条件下改变航向要容易得多，但它需要更多的时间和距离。

扬帆航行的船

另外，船只可以抢风航行，让船首迎着风。主帆和后桅帆调整到相反角度，前桅的大帆保持不变以帮助船首绕过。当风吹向船只的另一侧时，前帆拉到指定位置，船只准备继续航线以完成新的抢风调向。如果风太小或者海浪太高的话这种办法可能行不通，船只可能转动不灵，无法转向下风进行另一次抢风航行。