compassVECTOR ACCOUNT · 可复算案例
GPS 显示 014.3°，为什么 leeway 仍然只有 5°？
先计算船相对水的位移，再叠加海流。把最终对地航迹与船首向直接相减，会把侧滑和海流混成一个角。对水距离 = 6 kn × 4 h = 24 NMΔNwater = 24 × cos 5° = 23.91 NMΔEwater = 24 × sin 5° = 2.09 NMΔEcurrent = 1 kn × 4 h = 4.00 NM| 向量 | 方向 | 速度 | 时间 | 距离 | ΔN | ΔE |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 对水运动 | 005°T | 6.00 kn | 4 h | 24.00 NM | +23.91 | +2.09 |
| 海流 | 090°T | 1.00 kn | 4 h | 4.00 NM | 0.00 | +4.00 |
| 对地合成 | 014.3°T | 6.17 kn | 4 h | 24.67 NM | +23.91 | +6.09 |
先分清三条线：船首向、对水航迹和对地航迹
heading 是船首轴线指向的方向；track through water 是船相对周围水体真正移动的方向；track over ground 则是相对海底或地球表面的运动方向。帆船受横向风力时，对水航迹会落到船首线的下风一侧，两者夹角才是这里讨论的 leeway angle。它描述的是斜着穿过水体，不只是船体横移了多少米。
海流会把整片水体连同船一起搬动，所以 GPS 的 course over ground 同时包含对水运动与流的向量。若船首指向 000°，GPS 显示 014°，不能据此断言侧滑是 14°；其中可能只有 5°来自 leeway，其余来自向东的海流。罗盘 heading、对水速度、可靠流资料与对地定位需要放进同一张向量图，三个参考系不能混写。
侧滑同时是损失，也是水下船体产生侧向力的条件
帆的合力通常含有明显横向分量。为保持近似稳定航行，船体、龙骨、中央板或舵必须产生相反的水动力侧向力。水下表面需要以一定迎角穿过水流才能建立这种压力差；因此真实帆船往往以一个小 leeway 角取得力的平衡。把龙骨说成完全锁死横移，会漏掉它作为水下翼面工作的必要角度。
实验与数值研究把侧滑角作为帆船平衡状态的基本变量，并同时测量横倾、舵角、风速和船速。角度增大通常能提高水下侧向力，却也增加诱导阻力、分离流和航迹损失。最佳值不是通用常数：船体长宽、龙骨展弦比、舵、吃水、横倾、航速与浪况都会改变同一个角度对应的力。
一个 5° 小角度，四小时后可以变成两海里的横向位移
假设船首保持 000°T、对水速度 6 节，leeway 向东为 5°，持续 4 小时。对水航程为 24 海里；北向分量是 24×cos5°≈23.91 海里，东向分量是 24×sin5°≈2.09 海里。即使没有海流，船也已在下风方向偏离船首线约两海里。距离越长，同一角度造成的横向偏移越大。
若同一时段还有 set 090°T、drift 1 节的海流，水体再向东移动 4 海里。对地合位移便成为北 23.91、东 6.09 海里，GPS 航迹约 014.3°T，对地速度约 6.17 节。这里 leeway 仍是 5°，不是 14.3°。专属作业图把船首线、对水航迹、海流向量与对地航迹分开，因此每一步都能复算。
历史领航员靠风况、船性与日志估计，而不是读取一个仪表
英国历史日志研究把 leeway 描述为风对船体和帆的横向压力改变航程的程度，并指出修正量取决于风向、风力和船舶航行特性。值班期间的航向与速度先记在 traverse board 或粗日志，领航员在正午观测后整理过去二十四小时，加入侧滑、磁差与漂移修正，得到 course made good 和 distance made good。
这种记录链说明旧日志里的 leeway 多半是判断值，不是直接观测真值。风常以 32 方位、16 方位甚至更粗粒度记录，船速又来自间歇抛测程。后一次天文或陆标船位能显示此前核算整体偏了多少，却不能把差值唯一分解成海流、侧滑、操舵和计程误差。先确认每份记录使用的栏位和改正流程，数字之间的差异才有可比性。
现代测量仍要先选择参考系，GPS 一项数据不够
现代试航可以同步记录艏向、船相对水的速度向量、GPS 对地速度、真风或视风、横倾和舵角。若要从 heading 与 course over ground 的差中提取 leeway，必须估计或测得海流；否则得到的是风流合成后的总偏航。全尺度游艇试验正是把 leeway angle 与风、船速、横倾、舵角和波浪一起测量，而不是单独看一条 GPS 轨迹。
船尾迹有时能给操船者直观线索，但浪、螺旋流、舵流和观察位置都会干扰；电子罗盘也有磁差、自差与安装误差。可靠做法是说明每个方向相对真北还是磁北、速度相对水还是地、时间区间多长，再用独立船位或流测量交叉检查。没有这些标签，一个精确到小数点的侧滑角仍可能概念错误。
修正 leeway 的目标是守住航迹，而不是让罗盘数字好看
现代英式海图作业把 DR 船位建立在罗盘航向和计程距离上，再将 set、drift 与 leeway 纳入 EP；Bowditch 也把加入侧滑、海流和操舵误差后的结果区分为 estimated position。若计划航迹贴近下风岸，领航员必须在上风方向预留修正量，并以频繁 fix 检查结果，而不是等船首看似对准目的地。
减少侧滑可以从保持足够对水速度、避免过度横倾、合理缩帆、放下合适深度的中央板或稳向板、调整帆力平衡与选择更安全航线入手。MIT 的训练手册说明中央板用于限制平底小艇横向滑动，但升板能减阻也会削弱横向阻力；这正体现操纵中的交换。对历史帆船而言，长龙骨、leeboard、船体吃水和装载状态都会改变表现，不能给所有船套一个固定 3° 或 5° 修正。
问题
继续理解这个主题
下风侧滑与海流漂移有什么区别？
侧滑是船相对周围水体向下风的运动；海流则移动水体本身。两者都会改变对地航迹，但参考系和修正方法不同。
罗盘艏向减去 GPS 航迹就是 leeway 角吗？
通常不是。该差值还包含海流、罗盘误差和操舵变化。要估计 leeway，需要把对水运动与海流向量分开。
龙骨能把侧滑完全消除吗？
不能按绝对意义理解。龙骨显著限制横移，但它通常要以一定迎角穿过水流才能产生抵抗帆横向力的水动力侧向力。
leeway 角可以固定设成 5°吗？
5°适合做计算示例，不是通用船舶常数。风角、风力、船速、横倾、船体和附体、载荷及海况都会改变它。
历史帆船怎样估计侧滑？
领航员结合风向风力、船舶特性、值班航向与测速记录作出估计，并在正午观测或陆标定位后检验整个推算结果。
来源
从哪里继续查证
- American Practical Navigator, Volume 1National Geospatial-Intelligence Agency
- Navigation and Radar Examination SyllabusUK Maritime and Coastguard Agency
- British Logbooks in UK ArchivesInternational Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set
- Sailing and the Tech DinghyMIT Sailing
- An experimental investigation of the flow past hulls at leewayJournal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics
- Sailing Performance of Ocean Cruising Yacht by Full-Scale Sea TestJapan Society of Naval Architects and Ocean Engineers
- Low-aspect ratio appendages for wind-assisted shipsJournal of Marine Science and Technology
- Practical Sailing and Motor-BoatingLibrary of Congress