迎風揚帆之一起成為航海王

專題名稱迎風揚帆之一起成為航海王

專題描述一、研究動機
在不久之前和家人一起到澎湖遊玩的時候，認識了一位奧運風帆國手「張浩」，經由他的帶領，第一次體驗到迎風揚帆航行在水面上的樂趣，但對於新手來說，駕馭帆船需要經過複雜的練習。所以我們想透過遙控帆船的實驗，研究出易於操控的帆船，讓大眾更容易學習風帆的操縱，最終也能快樂的航行在美麗的大海上。
二、研究目的
(1)了解帆船行進的原理。
(2)探討船體造型對於航行速度的影響。
(3)探討帆面大小對於航行速度的影響。
(4)探討帆面形狀對於航行速度的影響。
三、研究方法
(1)以專業船模繪圖軟體繪製船體後，使用3D列印機列印出船體外型，再使用真空成型機製作出船殼，最後設計一套機電整合遙控系統，完成遙控帆船的基本船體。
(2)使用特製充氣水池及空氣門作為模擬具有側風海面的場地。
(3)依照研究目的逐項進行實驗並收集相關數據。
(4)透過分析實驗數據後，找出最佳遙控帆船的模型。

隊伍名稱我們不靠海但是我們玩風帆

指導老師余忠道　張育豪

參賽學生戴銘昱　張藝敏　張晉瑜　

序號檔案內容上傳者最後修改
6作者 蔡志申
來源 https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=16748
描述 逆風行駛帆船的力學解析，使我們更了解牛頓作用力的應用方式，在實際操控上可以試著掌握。		張藝敏2022/9/26 下午 11:17:16
5作者 John Van Arsdale, Erin Eiholzer
來源 加州州立大學北嶺水上運動中心娛樂部和旅遊管理@ment
描述 風和帆的作用。		張晉瑜2022/9/18 上午 09:41:04
4作者 Sbirley H.M. Reekie
來源 https://www.sjsu.edu/people/shirley.reekie/courses/sailing/s2/Sailing-Made-Simple-whole-book.pdf
描述 學會基本的帆船知識，並以自己的想法加以利用。		張晉瑜2022/9/18 上午 09:29:02
3作者 國立海洋科技博物館
來源 國立海洋科技博物館
描述 帆船逆風航行的原理		戴銘昱2022/9/17 上午 09:57:29
2作者 麥克 袁振凱 陳育鋒 郭霞翰 許玉晶 吳雨衡 嚴祖強
來源 國立中山大學物理系
描述 本研究探討風浪板及帆船之航行原理與設計理念，並討論六分儀之製作與原理。古
代的橫帆無法逆風行駛。 當學生理解帆船為何能逆風行駛時，除了驚奇，更是一種物理與生活結合的親
切感。
戴銘昱2022/9/17 上午 09:38:26
1作者 國立海洋科技博物館
來源 國立海洋科技博物館
描述 描述帆船演化的歷史，原理和器具等……。		戴銘昱2022/9/17 上午 09:36:14

序號封面照內容說明上傳者最後修改
8類別 youtube影片
名稱 迎風揚帆之一起成為航海王論文創作過程
說明
論文創作過程，包含討論，製作到測試的紀錄。		戴銘昱2022/9/29 下午 11:09:14
7類別 相簿集
名稱 帆型
說明
更換帆型的變因中不同的帆。		戴銘昱2022/9/17 上午 08:48:02
6類別 相簿集
名稱 帆型
說明
更換帆型的變因中不同的帆。		戴銘昱2022/9/17 上午 08:48:00
5類別 相簿集
名稱 紀錄數據
說明
觀看回放來判斷每一台船的航行時間
戴銘昱2022/9/17 上午 08:46:34
4類別 相簿集
名稱 測試數據2
說明
測試2號及3號船的基本數據		戴銘昱2022/9/17 上午 08:45:23
3類別 相簿集
名稱 測試數據
說明
測量三台帆船的數據		戴銘昱2022/9/7 下午 11:08:14
2類別 相簿集
名稱 討論變因
說明
討論出操作變因為船型，其餘參數不變，後期操作變因為帆型、帆的大小、中央版、壓艙物和操作者。由上述操作變因取出最佳結果。		戴銘昱2022/8/21 下午 03:33:17
1類別 相簿集
名稱 製作
說明
製作帆船(真空成形機製作船殼，再用剪刀修型狀)
張晉瑜2022/8/21 下午 03:31:36

序號內容上傳者最後修改
10作者 戴銘昱
標題 比賽心得
內容
這次的小論文競賽。花了很多的心力來研究風帆這項特殊的運動，和科展最大的不同是，論文需要先透過文獻來找出要研究的目的，所以比科展更難，製作過程中也學習了如何使用真空成型機等新技能，帆船的航行原理以及如何去操控它還有如何製作出一艘好的帆船，也花了很多時間來練習操控帆船測量出準確的數據。謝謝我們的指導老師和同學幫忙，也希望大家也可以愛上帆船這項運動。

戴銘昱2022/9/28 下午 11:22:42
9作者 戴銘昱
標題 比賽心得
內容
這次的小論文競賽。花了很多的心力來研究風帆這項特殊的運動，和科展最大的不同是，論文需要先透過文獻來找出要研究的目的，所以比科展更難，但我們也成功地完成了報告，感謝我們的指導老師和同學幫忙。

戴銘昱2022/9/28 下午 11:12:44
8作者 張晉瑜
標題 關於比賽心得
內容
從一開始討論主題去向，到後來訂了大致方向，開始策畫如何將我們所想表達的，使用科學、圖文的方式展現在大家面前。我們以原理告訴了大家帆船力的來源，以實驗、科學告訴了大家變因的影響，並以圖文濃縮了我們這幾十天的努力。這次比賽學到了好多好多，我們接觸了在這不靠海的南投根本不可能玩到的"風帆"，理解了其原理並應用於小型遙控船來模擬情境，也學到了團隊合作的分工永遠大於一個人苦幹，謝謝所有指導老師和我的隊友們。

張晉瑜2022/9/28 下午 09:58:30
7作者 張藝敏
標題 心得
內容
在這一次的小論文競賽中我收穫頗豐，我瞭解了遙控帆船的難度，也學會了如何使用真空成型機。每一個競賽中，想要獲取名次都不容易，都必須付出時間及心力來完成!正因為是帆船遙控，所以必須收集多項數據取平均值達到更高的準確度。

張藝敏2022/9/28 下午 09:47:31
6作者 張藝敏
標題 測試帆船
內容
9/4和隊友一起練習了帆船，過程中握擔任了負責攝影的人，可因時間有限，我們只測試了一種款式的帆船。我們一個款式測10次，再取平均值，之後要繼續統計資料，將各種款式的帆船用不同的方式嘗試，得出一種最完美的數據。

張藝敏2022/9/7 下午 08:03:28
5作者 戴銘昱
標題 測量數據
內容
今天我們先測量了基本三台船的數據，跑的很快，但由於要測的次數很多，只好下次再測。我發現船只要做的正，船就可以航行的很直。

戴銘昱2022/9/5 上午 12:17:39
4作者 戴銘昱
標題 測試帆船
內容
今天我們先測試了其中一艘樣本帆船，發現帆船在傾斜時的阻力最小，因為接觸水的面積減小，所以速度變得更快了，雖然遙控帆船比較簡單，但還是需要多次練習，需要知道風向和帆的鬆緊，真佩服那些帆船選手驚人的智慧和體力。

戴銘昱2022/8/23 下午 10:57:03
3作者 張藝敏
標題 開會討論小論文發展方向
內容
8/21早上與隊友和老師一起開會討論做帆船的方向，討論結果為:1.船型3種選擇2.帆的形狀設計3.中央版的長短寬窄以及鉛(壓艙物)的重量。討論結束後，利用已成形的3D建模，使用真空成型機及熱縮模製作出船殼。在使用真空成型機時，兩隻手必須不同方向的旋轉，對於不自覺會轉同一個方向的我來說，還真的...有點難。

張藝敏2022/8/22 下午 01:21:13
2作者 戴銘昱
標題 製作帆船
內容
今天討論完實驗目的後，我們先製作了基本的三種帆船，從用3D軟體製作出船殼，到安裝舵及帆面，每一個細節都要很注意，其中有一個很困難的利用熱縮膜製作船體，需要眼手並用，速度要很快，最困難的應該就是綁繩子了，除了綁緊以外還要調整到適合的長度，我綁了很多次才成功，多練習幾次之後就比較熟練了。

戴銘昱2022/8/21 下午 03:21:27
1作者 張晉瑜
標題 討論
內容
隊伍主題為帆船，討論結果前期操作變因為船型，其餘參數不變，預定後期操作變因為帆型、帆的大小、中央版、壓艙物和操作者。由上述各項操作變因取出最佳結果。

張晉瑜2022/8/21 下午 03:21:16

序號封面簡介（摘要）上傳者最後修改
6書名 交通工具的演進
作者 劉俊坤，朱明春，陳武義，簡芳陸
出版社 光復書局
簡介（摘要）
本書介紹了帆船演化的歷史。
導讀
最早帆船是簡單的帆和船體組成的，後來的帆越多，速度也更快了		戴銘昱2022/9/17 上午 08:29:23
5書名 汽車‧船
作者 劉俊坤，朱明春
出版社 光復書局
簡介（摘要）
本書介紹各式各樣的帆船。
導讀
本書介紹了帆船的各部分的構造和不同帆船的數據。		戴銘昱2022/9/17 上午 08:11:13
4書名 帆船理論與務實
作者 劉寧生，郭廷祥
出版社 海洋台灣基金會
簡介（摘要）
這本書提供各種船體，帆型，舵的優缺點，使我們在設計帆船時更容易選擇帆船類型。
導讀
無動力帆船設計之精進，使近代航海者產生無比的興趣。		戴銘昱2022/9/16 下午 10:49:57
3書名 遙控模型帆船與動力艇
作者 林金東
出版社 徐氏
簡介（摘要）
本書介紹模型帆船及如何操縱
導讀
這本書包含了多種遙控帆船，讓我們在製作帆船時的參考依據。		戴銘昱2022/9/15 下午 10:24:04
2書名 帆船航海術
作者 沈繩一
出版社 徐氏基金會
簡介（摘要）
這本書講解如何在海中操作帆船及如何分辨風向。
導讀
書中介紹各類帆船的操作方式，以及如何在各種風向下航行。		戴銘昱2022/9/15 下午 09:45:19
1書名 帆船世界
作者 袁美範
出版社 業強出版社
簡介（摘要）
這本書介紹紹了世界各地的帆船，帆船的構造，航行原理。
導讀
世界帆船的種類和船型		戴銘昱2022/9/15 下午 09:33:16

序號截圖網站簡介上傳者最後修改
6網站名稱 航行原理
網址 http://library.taiwanschoolnet.org/cyberfair2005/ymjhsky/web/Sail_theorem.htm
網站簡介
帆船是依賴風力航行的船隻，所以一般人以為船隻向前移動是風從後面推動的。 ... 側滑的力量會被"中央板"化作側倒的力量， 需經由操作者調整重心相抵，並整帆適應航向。
戴銘昱2022/9/7 下午 11:03:43
5網站名稱 國立海洋科技博物館
網址 http://ship.nmmst.gov.tw/ship/content/128/499#
網站簡介
人類就已經發現可以利用風的力量推動船舶在水上前進，於是發明了帆船（ Sail Boat ）作為海上交通工具。由於科技的進步，現在已被速度快、載重量大的動力引擎所取代。		戴銘昱2022/9/7 下午 11:02:32
4網站名稱 Ron玩運動
網址 https://ronfunsports.com/windsurfing/?fbclid=IwAR1dXma-Xj94wGFYM7xcBKI0brWqsWPUwOAGqfx1sO5vgsLo4IaXGj2tsyc#.YxiyJXZBzIW
網站簡介
滑浪風帆，聽起來就是一門不簡單的運動！你想的沒錯，是真的很不簡單！初學者是一定會一直摔進水─>再爬上板子─>再摔進水，但就算這麼難學，還是有不少人摔了一百次水還是想要學，為的就是當風、水、帆、板、人合而為一時所獲得的無限成就感！
戴銘昱2022/9/7 下午 11:01:33
3網站名稱 海洋教育數位典藏
網址 http://meda.ntou.edu.tw/activities/?t=1&i=0045
網站簡介
近代以來，喜愛水上運動的人士結合帆船與滑浪兩項運動的特點，在滑浪板上裝起簡單的帆，使之既有衝浪的功能，又可藉風力在海上飛馳；自此，一項新興的海上運動─ 滑...。
戴銘昱2022/9/7 下午 10:59:03
2網站名稱 中文百科
網址 https://www.newton.com.tw/wiki/%E5%B8%86%E8%88%B9
網站簡介
帆船（Sailboat）是利用風力前進的船，是繼舟、筏之後的一種古老的水上交通工具，已有5000多年的歷史。按船桅數可分為單桅帆船、雙桅帆船和多桅帆船；按船型劃分有平底和尖底帆船；按首型分為寬頭、窄頭和尖頭帆船。
中國宋、元、明、清時代使用過的帆船有平底沙船、尖底的福船、廣船和快速小船鳥船，以及大型戰船樓船和運糧的漕船。帆船通常為單體，也有抗風浪較強的雙體船。帆船主要靠帆具藉助風力航行，靠槳、櫓和篙作為無風時推進和靠泊與啟航的手段。		戴銘昱2022/9/7 下午 10:57:29
1網站名稱 科學Online 逆風行駛帆船
網址 https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=16748
網站簡介
最簡單的帆船是被風推著跑的，船隻只能順風前進，再藉由船舵與水的作用些微調整方向，這樣的交通工具並不能滿足人類的使用需求。 現代的帆船則運用『白努利效應』，當空氣流經一類似機翼的弧形帆面時，會產生一垂直帆面向外側的作用力，再配合水對船身的作用力，就可以讓船逆風前進。 即為使船前進的作用力。		戴銘昱2022/9/7 下午 10:54:10

序號書面報告說明上傳者最後修改
1說明 主要是從書籍文獻與網路上學習到帆船的各個構造與功能用途，老師指導我們使用軟體進行船型設計、3D列印船體與真空成形製作船殼，並且實際組裝測試遙控帆船的整個生產過程，我們也練習著遙控帆船，測試帆船的穩定性、航行速度等，從各種實驗中，找出最佳的船體外型與搭配的帆面形狀，研究出最佳的船型與帆面，適合讓所有人更容易享受海上風帆運動的船型。張藝敏2022/9/28 下午 09:41:22