“破浪一号”双体帆船

谭皓宇

发明原因

在人类文明的发展过程中，船只一直是重要的交通工具。在中国，船的历史可以追溯到5000年前，那時的船是将木头挖空而制成的独木舟。后来，人类发明了帆船。帆船利用风力驱动，按船桅数可分为单桅帆船、双桅帆船和多桅帆船。

我很喜欢帆船，在很多帆船俱乐部体验过多种帆船。有一次，我和朋友聊起帆船后就有一个想法，要设计制作一艘双体遥控帆船，计划利用手柄控制帆船的速度和转向。暑假期间，我查阅了很多的资料，开始了双体帆船的设计制作。

研究制作过程

我先按预想绘制出船体草稿，再通过伯努利原理、浮力公式进行相应的数据测算。接下来，我准备了一些电子元器件与乐高积木块，并通过3D打印制作出了一些特殊零件。所有零部件准备齐全后，我测量各个部件的质量，并做好布局，平均分布于两个船体上，再将两个船体通过积木连接固定在一起。

接着就需要固定相应的电子元器件，包括电池、线路板、发动机、开关、灯带、舵机，以及遥控手柄的蓝牙接收器等。所有的电子元器件安装固定好后的工作是进行接线并做好线路防水措施，再将船体使用防水胶带密封。

船体组装完成，最后一步就是下水实验测试。测试中，我发现不少问题。先是双体帆船的重心很难控制，船身易发生倾斜，速度稍快一点就会侧翻，这表明严格控制双船体的平衡非常关键。其次，需要考虑帆船快速航行过程中的空气流动。通过方程计算，我对模型船只进行合理改进，确保了航行过程中船体的稳定。

驱动原理

我设计的双体遥控帆船驱动动力，分为风力驱动、电能驱动和风电混合驱动等3种方式。

在航行过程中，如果风力较大，帆船就可以利用自然风力来驱动航行，通过船帆的作用将风能转化为帆船的动能；风力较小时，帆船则可通过遥控器控制发动机正转驱动帆船前进，反转驱动帆船后退，也可通过遥控器来调节发动机速度。在航行过程中，若需要提速或者转弯，帆船可通过风力加电能进行双重驱动来实现。

发明感想

双体帆船的研制过程很艰难，有很多要学习的地方，例如浮力、伯努利原理、重心等知识。双体帆船很难控制重心，如果一边轻一边重，船就会倾斜，开快一点就会侧翻，所以掌握双体帆船的平衡是设计中的一大难关。此外，还要考虑如何用帆逆风前进等细节。

今后，我有信心通过努力，将这个发明改进得更为完善。 展示获奖证书

（本作品荣获2022-2023年度广东省青少年通信科技创新大赛一等奖；作者：广东省深圳市南山外国语学校（集团）第二实验学校学生；指导教师：邢跃进）