奇异的弗莱特纳船

1924 年，著名学者及工程师弗莱特纳在一艘快艇上装上两个直径为

米、高为 13 米的圆柱体来代替帆，用 6
马力的发动机带动钢铁圆柱体转动，并用这艘快艇横渡了英国与丹麦之间的北海。人们惊呼它为“无帆的帆船”！

这艘构造奇特的快艇是如何前进的呢？你也许想不到它竟是靠圆柱体转动来推动快艇前进的。

要讲清这个道理，可以先看一下乒乓球比赛中常见的削球现象。乒乓球运动员经常把对手打过来的球“削”回去，被“削”的球总

是离开其原始方向而飞向对手意想不到的地方。这是因为运动员给了乒

乓球一个旋转力，使球边旋转边前进。球的旋转使它周围的边界层也开始与球一起旋转，发生空气旋流。在乒乓球的一侧，水平气流与空气旋流方向相反，使气流速度减少；在球的另一侧，两种流动方向相同，结果使气流速度增加。所以球的两侧压力不同，压力差就使球发生偏转。乒乓球运动员就是靠击球产生不同的旋转方向和控制旋转的强弱，来进行削球、拉弧圈球及抽杀的。实际上不光乒乓球运动员利用了这一方法，足球及棒球等运动员也常采用这一技术。

比如踢足球时，如果你用力的方向不通过球心，那么足球就会旋转。如果足球飞行时是带左旋的，则足球左侧的转向运动与气流方向相反，右侧的转向运动与气流方向相同，这样就使足球向左拐弯，绕过对方队员或守门员。反过来，若足球飞行时是带右旋的，则足球就会向右拐弯。

旋转的球仿佛是在自己造成的压力波波峰上飞驰，这个压力波一刻不离地跟着球前进。弗莱特纳船就是利用了被削球的偏转力原理来推动船航行的，它靠旋转的圆柱体两侧压力不同产生推进力。决定弗莱特纳船前进推力的主要因素是圆柱体的旋转，这一推进力的方向和大小与圆柱体旋转方向和快慢有紧密关系。改变圆柱体的旋转方向和速度，就可以改变船的航行方向和前进速度，使它像带帆的船一样在水中航行。

推动弗莱特纳船上的圆柱体转动的能量可以从风中获得，圆柱体所消耗的能量只是从风中获得的能量的 1/5。圆柱体代替船帆，结构简单，不用装 4～6 根或更多的桅杆，就能够在波涛汹涌的大海中远航。既然装有圆柱体的船有不少优点，为什么至今还没有得到推广使用呢？这是因为柴油机船更有吸引力，它在航行中受变化无常的大自然的影响小。而对于帆船和轮船，人类经过几百年的研制、使用，积累了丰富的宝贵经验。对于一般的木帆船，普通的小造船场就可以制造，并且又经济又实惠。但是，随着能源危机的不断加深，也许人类又会转向弗莱特纳船的研究上来。

由弗莱特纳船前进的道理，同学们一定能在日常生活中发现许多类似的现象。体育运动中所玩的掷飞盘就是其中之一，它与踢足球的道理一样，也是利用掷出时的左、右旋来控制飞行方向。朋友们经过仔细观察，就会发现这样的例子还有很多很多。