帆船運動起源於數千年以前，先驅們最初支起獸皮來借助風力航行，並且發現在風向不錯的情況下可以減少劃槳所耗的氣力。在風向不佳的情況下，他們還不得不依靠劃槳。幾個世紀以後，帆船不斷發展，在捕魚、貿易和軍事方面都大展身手。用來借助風力的獸皮帆逐漸被織物帆所取代。 這些帆船在順風和側風的情況下都可以借助風力順利前行，但在逆風航行的情況下速度會顯著放慢。 因為它們不得不在狹窄的水道中航行，在這裏它們在大多數時間裏除了逆風航行之外別無選擇，所以出現了不同類型的更小的船只： 紅海的阿拉伯獨桅帆船以及英國的布裏斯托爾獨桅帆船是具有良好逆風航行能力的第一代船只。
    當今的帆船不但可以逆風順利航行，在某些時候速度甚至比順風還快。自從采取船用發動機驅動之後，帆船運動逐漸成為人們獲得樂趣的一項運動： 它逐漸成為一項比賽運動，而對涉及其中的物理概念的理解是十分重要的。
帆船前行的原理
   人們通常認為帆船只能沿風吹動的方向移動 － 即順風移動。但三角帆使帆船還能夠迎著風移動（逆風移動）。 在理解如何逆風移動之前，我們首先需要了解一些與船帆有關的知識。 
    船帆的最先著風之帆緣稱作前緣，它位於船只的前部。後部的船翼後緣稱作帆的後緣。從前緣到帆的後緣的假想水平線稱作弦。船帆的曲度稱作吃水，並且從弦到最大吃水點的垂直距離稱作弦深。充滿空氣以形成凹面彎曲的船帆的一面稱作迎風面。向外吹以形成凸起形狀的一面稱作背風面。了解了這些術語後，我們將繼續介紹帆船運動。 
 

帆船部件和術語
船只借助帆的每一面所產生的力量沿著迎風方向移動。迎風面的正向力量（推力）和背風面的負向力量（拉力）合在一起形成了合力，這兩種力量都作用於同一方向。盡管您可能不認同，但拉力確實是這兩種力量中較強的力量。 
在 1738 年，科學家丹尼爾•伯努力發現，氣流速度與周圍自由氣流成比例增加，從而導致壓力的降低，而這可令氣流速度更快。這種情況在帆的背風面發生 － 空氣流動速度加快並在帆的後面形成低壓區域。 
 

作用於雨傘的伯努力原理
為什麽空氣加速？空氣與水一樣，都是流動的。當風匯聚並且風被帆分開時，一些風附著在凸起面（背風面）並將帆扯起。為了其上“未附著”的空氣穿過帆，帆必須向不受帆影響的氣流外彎曲。但此類的自由氣流往往保持其直線流動並妨礙航行。自由氣流和彎曲的船帆合在一起形成了一個窄道，起初的氣流必須從中經過。因為它不能自行壓縮，所以空氣必須加速以從該窄道擠過。這就是氣流速度在帆的凸起面增加的原因。 
一旦發生這一情況，伯努力的理論就得以生效。窄道中增加的氣流要快於周圍的空氣，並且在氣流速度加快的區域壓力將下降。這就產生了鏈式反應。隨著新的氣流接近最先著風之帆緣並分開，它更多地流向背風面 － 氣流被吸引到低壓區域並被高壓區域所排斥。現在即使更大塊的空氣也必須更快地擠進凸起帆面和自由氣流形成的窄道，這令空氣壓力更低。這一情況不斷發展直至達到現有風力條件的最大速度，並且在背風面形成最大低壓區域。請註意，只有在氣流達到曲面（弦深）的最深點後氣流才增加。在達到這一點之前，空氣不斷匯聚和加速。超出這一點後，空氣分開並減速，直到再次與周圍空氣速度相當。 

帆周圍的片狀氣流（帆與風之間保持最佳角度）
在其間，在帆的迎風面發生相反的情況。隨著更多的空氣流過背風面，迎風面上流過帆的凸起面和自由氣流之間的擴展空間的空氣將減少。因為這些氣流四散流動，所以其流速下降到比周圍空氣還低的速度，這導致壓力增加。 
 

由片狀氣流內的風帆產生的力量
在了解了這些潛在的力量之後，我們如何在實際中借助這些力量來使船只移動呢？我們需要在風帆和風之間建立理想的關系，使風不但加速流動，而且可以沿著帆的凸起面流動。船帆和風之間的這一關系的一部分稱作迎角。描繪與風平直的船帆。空氣均勻分開到每一面上 － 船帆下垂而不是充滿成彎曲形狀，空氣沒有加速以在背風面形成低壓區域，並且船只沒有移動。但如果船帆與風向剛好成正確角度，則船帆會一下子充滿風並產生空氣動力。 
迎角的角度必須十分精確。如果該角度保持與風太近，則船帆的前部將“搶風”或擺動。如果其角度太寬，則沿著帆的曲面流動的氣流將分開並且周圍的空氣重新聚合。這一分離產生了旋轉空氣的“停轉區域”，導致風速下降、壓力增加。因為船帆的曲率將始終導致帆的尾端與風向所成的角度大於與最先著風之帆緣所成角度，所以帆的後緣的空氣不能沿著曲面流動並返回周圍自由空氣的方向。理想上講，在氣流到達帆的後緣前不應開始分離。但隨著船帆的迎角加寬，分離點逐漸前移並將其後的一切保留在停轉區域。 
 

迎角的影響
您可能看到，除了迎角保持正確角度以使空氣能夠順利通過外，關於風與帆關系的另一重要因素就是船帆必須具有正確的曲率，以保證空氣始終附著在船尾。如果曲線太小，則氣流將不彎曲，並且將不會產生導致速度增加的壓擠效果。如果曲線太大，則氣流不能被附著。因此，只有在曲率不太大並且迎角不太寬的情況下才能發生分離。 
這樣，我們現在就知道風帆壓力是如何在理論上和實際中形成的。但這些壓力是如何令船只前行的呢？ 讓我們更深入地了解其中的奧妙。
在海平面上，每平方米的氣壓是 10 噸。當船帆的背風面上的氣流增強時，您從上文可以知道氣壓將下降。假定每平方米將下降 20 千克。同樣，迎風面上的氣壓將增加 － 假定每平方米增加 10 千克（請記住，下拉壓力強於推送壓力）。並且即使背風壓力是負向並且迎風壓力是正向的，它們都作用於同一方向。因此現在我們每平方米約有共 30 千克的壓力。將其乘以 10 平方米風帆大小，我們在該風帆上已產生了共 300 千克的合力。 
船帆上的每一點都作用了不同的壓力。壓力最強處位於弦深處，即船帆曲面最深處。這也是氣流最快和壓力下降最大的地方。隨著氣流向後移動並分離，力量也隨之減弱。這些力量的方向也會更改。在船帆的每一點上，該力量與帆面保持垂直。船帆前部的力量最強處也在最前方向上。在船帆的中部，力量更改為側方向，或傾斜方向。在船帆的後部，隨著風速的下降力量也逐漸減弱，並導致向後方向或往後拉的方向。 
船帆各處上的壓力都可以計算出來，以便確定其每一面上前部、後部和牽引部位的相對力量。因為向前的力量還是最強的，所以施加在船帆上的合力還稍偏向前的，但主要是側方向。增加船帆作用以獲得更多向前的驅動力還導致側向力的更大的增加。因此，當風施加在側面的力量達到最大時，船只是如何前行的呢？ 這涉及船帆與風的迎角，還涉及船只與水的阻力問題。
 

在船只逆風航行時作用的力量
合力的方向與帆弦近乎垂直。當帆弦與船只的中線平行時，主要力量幾乎完全施加在側面。但是，如果船帆成一點兒角度，以便船帆產生的力量稍微向前，則船只本身會立即前行。為什麽會這樣？船的中線（即龍骨）作用於水的方式類似於船帆作用於風的方式。龍骨產生的力量與船帆傾斜力相反的力量 － 它使船完全保持船帆形成的力量的方向。並且盡管風帆合力始終作用於迎風的那面，但正確的迎角將使船只前行。 
船帆的角度距離船體中線越遠，著力點施加於正面相對於施加於側面的數量越多。 將正向力量的稍微調整與水相對於空氣的反向力量結合起來，我們將令船只迎風前行，因為現在水流的阻力最小。