Engines for Sailboats

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isbn号码:9780871650115
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  • 帆船
  • 内燃机
  • 柴油机
  • 汽油机
  • 船舶工程
  • 机械工程
  • 动力系统
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具体描述

Engines and sailboats have

always blended naturally into

Conrad Miller s life.

Starting at age six, he spent

his boyhood days sailing duck-

boats, sneakboxes, shorebirds,

and catboats on Barnegat Bay.

By the time he was ten, he was

puttering with one-lung skiff

engines and fixing cantankerous

outboard auxiliaries.

After studying thermody-

namics and internal combustion engines in college, he joined a con-

sulting engineering firm specializing in engines, and started writing

technical articles. In the late 30 s he contributed to the old Rudder

and to Yachtin,g, also having his first book, "Small Boat Engines,"

published in 1939.

World War II interrupted the sailing and writing. However, Miller

taught military engines in army schools before going overseas. After

serving in North Africa, India, Burma and China, he left the army

with the rank of major.

Following WW 1I, and after an expedition to the Pacific with

Woods Hole Oceanographic Institution, the author resumed sailing,

teaching engines, and writing aboul marine technology. He was tech-

nical editor of Rudder while simultaneously half owner of an elec-

ti onics business. He then became editor of Rudder, also having his

second marine engine book published. More recently, he had a third

book published, this one on rnarine electricity.

He is on the staff of Tenney Engineering, Inc., Union. N.J., con-

sultant to NAEBM Westlawn School, member American Boat &

Yacht Council. member Institute of Navigation, member Institute of

Electrical & Electronic Engineers, His favorite pastime, when not

sailing, is pottering about on auxiliary engines, ably assisted by son

Keith who, at the age of nine, can hand the main sheet over to his

father, and proceed to do a workman-like job of changing spark plugs

on Fat Cat s auxiliary outboard.

破浪者的征途:远洋航行的艺术与科学 本书将带您深入探索现代帆船远洋航行的复杂世界,从最基础的理论构建到最前沿的导航技术,为您揭示如何安全、高效地驾驭风力,跨越浩瀚的海洋。 本书并非专注于介绍特定型号的船舶结构或发动机原理,而是将焦点完全置于“风的利用”和“航海的智慧”之上。我们相信,真正的远洋航行家,是将风作为伙伴而非仅仅是动力源的人。因此,本书的核心在于提升读者的环境感知能力、决策制定能力以及对气候模式的深刻理解。 第一部分:风的语言——气象学与空气动力学基础 第一章:大气环流与全球信风带的秘密 本章将详尽解析驱动全球气候系统的主要机制,如哈德利环流、费雷尔环流及极地环流。我们将深入探讨科里奥利力的作用,以及它如何塑造出信风(Trade Winds)、中纬度西风带(Westerlies)和季风(Monsoons)的稳定模式。理解这些宏观尺度的气流,是制定长距离航线规划的首要前提。我们不会提及任何机械动力系统,而是着重分析如何在不同纬度寻找最可靠、最持久的风能。 第二章:帆的空气动力学:效率与受力分析 本章聚焦于帆的物理学。我们将拆解不同类型帆型(如三角帆、大三角帆、龙骨帆)在不同迎风角度下的升力与阻力特性。深入研究伯努利原理在帆上的应用,解释为什么帆能产生远超风速的推力。重点内容包括:如何调整帆的迎角(Angle of Attack)、控制帆的形状(Draft Control)以及理解“失速”(Stall)现象的发生机制与避免方法。我们将通过大量的图解来阐明风向与船首方向之间的复杂关系,强调如何通过精细的索具调整来榨取每一份风能。 第三章:局地风场与微气候的捕捉 远洋航行中,宏观天气模式固然重要,但局地微气候的掌握往往决定了航行的成败。本章探讨海陆温差引起的阵风、海风与陆风的日变化规律。此外,我们详细解析了积雨云(Cumulonimbus)的形成过程、识别其危险信号,以及如何安全地规避雷暴。书中提供了识别“无风区”(Doldrums)的经验法则,并教授如何在静水区利用微小的气压梯度进行航行调整。 第二部分:航线的艺术——规划、导航与风险管理 第四章:天气预报的解读与应用:从传统到数字 本章是关于信息获取与决策的结合。我们详细分析了传统气象图(如等压线图、天气锋面图)的阅读方法,重点在于识别高压脊和低压槽的移动轨迹。随后,我们转向现代电子导航工具,探讨如何有效利用GRIB文件、卫星云图和船载气象接收器。关键在于如何将收集到的数据转化为实际的航线修正,例如,如何预测一个快速移动的低压系统将如何在未来48小时内影响预定航线,并提前调整帆装以应对预期的风力变化。 第五章:最优航线计算:大圆航线与等角航线 在地球曲面上航行,最有效的路径并非直线。本章深入探讨了球面三角学在航海中的实际应用。我们将清晰界定大圆航线(Great Circle Route)与墨卡托投影下的等角航线(Rhumb Line)的优劣势,并教授读者如何在不同风向条件下,计算出最佳的“等效航线”(Optimum Sailing Angle),即考虑了风力效率的实际航行路径。本章不涉及任何关于发动机推算油耗的计算,完全基于风力驱动下的时间与距离优化。 第六章:远洋导航技术:保持方向的独立性 在长时间脱离陆地视野的情况下,保持准确的船位至关重要。本章详尽介绍了天文导航(Celestial Navigation)的基本原理——如何使用六分仪观测太阳、月亮和行星,并结合航海历表(Nautical Almanac)计算船位。我们强调了这一传统技术的独立性和可靠性,它是在任何电子设备失灵时保障航行的最后防线。此外,本书还涵盖了现代GPS/GNSS系统的原理、数据校验方法,以及如何交叉验证不同来源的定位信息,确保航行位置的绝对准确。 第三部分:船只的平衡——操控与系统优化 第七章:船体与风力的交互:水动力学基础 帆船的性能不仅取决于风,更取决于它在水中的表现。本章探讨了船体设计如何影响航速和抗侧漂性。重点分析龙骨(Keel)和舵(Rudder)的设计对“侧滑”(Leeway)的影响,以及如何通过调整帆的受力平衡来最小化侧向阻力。我们将讲解如何通过观察船艏波(Bow Wave)和尾迹(Wake)来判断船只是否处于最佳的“入水”状态。 第八章:配重与稳定性的科学:压载与重心管理 对于长航来说,船的稳定性至关重要。本章专注于被动稳定系统,即配重(Ballast)和船的重心(Center of Gravity)的优化。我们将分析不同水线下的复原力矩(Righting Moment),解释为什么在不同海况下需要调整船上的物资分布。如何利用水箱(Water Tanks)的轻微移动来精细调整船体的横摇(Rolling)特性,以提高船员的舒适度和操作效率。 第九章:耐力与维护:纯风力驱动系统的可靠性 本章的维护重点完全集中在帆装、索具、舵机和水下船体。我们将提供一份详尽的清单,指导船东如何检查和预防横杆(Boom)、桅杆(Mast)以及所有拉索(Stays and Shrouds)的疲劳损伤。内容包括:如何现场修补撕裂的帆面,如何使用临时绳索替代断裂的索具,以及如何应对舵杆(Tiller)或舵柱(Pedestal)在恶劣天气下的机械故障,确保在完全依赖风力推进时,船只的控制系统始终处于最佳状态。 --- 《破浪者的征途》 是一本面向严肃航海爱好者的实用手册,它将您的注意力从机械的轰鸣中解放出来,引导您回归到风、水和天空的原始对话中。阅读本书,您将掌握的不是如何启动一台机器,而是如何阅读自然界最伟大的动力系统——风,并利用其驱动您的船只抵达地球的任何角落。 目标读者: 渴望进行长距离、自主航行,对传统航海技术、气象学和空气动力学有深度学习需求的帆船爱好者与专业船长。

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