自然風作為帆船動力的唯一來源，那它們的航速有可能超過風速麼。這看似是不可能的事，還違背常理，牛頓的棺材板更是蓋不住。實則不然，它們不僅能輕易超過風速甚至能以數倍於風速的速度航行。
2012年「風帆火箭2號」就在45公裡/小時的風速下跑出了125.95公裡/小時，約68節的航速，這是當時風速的2.7倍，但這仍不是終點。
這看似違背直覺，但並不違反物理規律，不過其作用機理著實有些匪夷所思。
事實上，我們所熟知的歐洲古典帆船是不可能做到這一點的，那是因為這種帆所形成的推動力只有一種，那就是風直接吹在帆面上形成的推力，而隨著航速的增加，帆與風之間的速度差就越來越小，推力也就越來越小，當推力與船在水中航行的阻力相持平，帆船也就不會再加速了。船速永遠無法達到風速就更別想超過風速了。
所以，如果要進一步提高航行速度，那就必須找到比風直接推動帆船來的更有效率且強大的動力來源。
我們知道飛機是靠機翼上下的空氣壓力差來製造升力的，橫截面呈水滴形的機翼下緣平整和上緣隆起，在飛行過程中空氣流過上表面速度要比下表面的快由此機翼上方的空氣壓力要小於機翼下方。由此機翼下面的大氣壓就把飛機託了起來，而飛行速度越快機翼上表面的空氣流過速度也就越快升力也就越大。
那麼，把這樣強大的力量運用在帆船上，把飛機的機翼立起來插在帆船上，把飛機向上的升力轉化為帆船前進的動力，然後側風航行，豈不美哉？
但是僅僅是把這樣的風帆立起來插在帆船上還是不夠的。因為此時風帆的作用在船上的力仍然有兩股，由上圖可見，一股提供給船隻向前航行的推力（水平方向的升力），而另一股則是作用在帆面上的一個側向推力。這股側向的推力會在大迎角逆行和大橫風條件下讓船橫著漂甚至是吹翻。
這樣不僅產生了極大的阻力加速變得困難而且會非常危險。為了克服這股「無用」的力就衍生出了在船隻底部長長的插入水下的板狀龍骨，利用水的阻力來克服橫風對船的側向推力。這樣極大的緩解了船的橫移，對側傾也有很大的幫助。
橫風風力過大的時候風給船的側向力也會增大，而衍生龍骨的減搖能力也是有限的，這時候就要增加配重了。在船傾斜的反方向增加重量來降低船隻的橫搖，現代經濟帆船沒有那麼多的空間和多餘重量來增加專門的配重塊，那就只能靠人力來充當壓艙石。但若風力過大而帆位或航向調整不及時可能就壓不住了。
現在我們知道，船帆設計成曲面而形成的側風升力能夠使船更高效而穩定的航行，但此時帆船仍然是達不到數倍風速的。
而隨著航行速度的加快，前進的阻力也隨之越來越大，直到阻力抗衡了動力，船又到達了極速，若想要讓航速數倍於風速，這樣的推力又顯得捉襟見肘了。
如何才能讓帆船速度更快，更大的風究竟要從哪裡來呢？
自然總是那麼的令人超乎想像，這種更大的風居然是帆船自己創造出來的，然後供自己使用。。。
舉個例子，假如在一個西向微風的天氣中，走在路上能的我們夠清晰的感覺到風向和風力，但當我們騎上自行車以時速20公裡向北行駛，這時感覺到的風向和風力就會發生變化，風力會略大於20公裡，風向是北偏西一點。
我們把相對於陸地或海面的風，也就是自然的風稱為「真風」；大家在運動狀態中感覺到的風叫做「視風」或「體感風」，視風的大小與方向是真風和你運動速度產生的行進風疊加的結果，三者是矢量關係。行進風是假設周圍空氣靜止時，運動對象感受到的風，與運動速度相同只是方向相反，在船上就叫做船風。
由此，我們可以知道真實作用於船帆上的風是視風，在側真風至逆真風範圍內航行時，視風總是大於船速和真風的。
那麼，只要船在真風的作用下開始動了、有了初速，視風風速開始增加（大於真風），作用於船帆上的升力也隨之增大；增大的升力進一步將船加速，船速的增加又使得視風的風速進一步增大，繼而升力繼續增大、船繼續加速……這就帶來了一個相當違背直覺的現象，循環加速，匪夷所思！
那麼這個循環可以無限進行下去、最終速度無極限嗎？感覺上好像是不可能，但在數學理論上來說的確是沒有限制的，因為好像真的可以無限接近、無限大、無限小……
然而，真實世界中物理規律終歸無法超越，多個物理量是在同時發揮作用、相對變換、也在彼此限制的。對於帆船來說，視風的速度雖然在不斷增加，但它的方向也是隨之不斷變化的，逐漸向正逆風方向接近。
在這個過程中，如果保持帆位不變，船帆對視風的迎角將變小，空氣流過船帆凸面和凹面時的壓力差減小，升力也隨之變小，直至與水的阻力相平衡而勻速行駛。風若是直接吹到了曲面船帆的凸面上，不但沒有升力了，還會把船吹得倒退。
所以，為了繼續獲得升力，就需要不斷的調整帆位。而帆位的調整將使升力的方向發生改變（升力垂直於風向），但它可以分解出在航行方向上的分力，只是這個航向力將隨著視風向正逆風方向的不斷偏轉而逐漸減小趨於零，同時升力的側向分力逐漸增加，帆的凹面對風的阻力也成為前進的阻力之一。在隨視風不斷增大的加速過程中，航向力先是隨之增大，然後又逐漸減小，直至與總的前進阻力平衡而終止了加速，此時達到最大航速。
實際上，在達到理想的最大航速之前，側向力已增長到難以抗衡，航向與姿態都會失控，很容易側傾翻船。
在現實的工程設計中，想要獲得更高航速的關鍵之處主要在於三點。
儘量減小行駛阻力，能夠最大限度的以接近正逆風的角度航行，克服側向力和側傾。
所以，很多運動帆船都採用了水翼設計，就是像飛機那樣讓船在水中「飛」起來，減少船身的行駛阻力；為了克服側傾，多採用雙體、三體船身來加寬；海上的風向在小角度內並沒有那麼穩定，迎角過小時軟面的織物船帆很容易鼓不起來癟掉了，此時像機翼一樣的剛性帆體就成為首選。
為美洲杯設計的雙體輕型帆船能夠達到2倍真風速，小小的兩片水翼就能讓它飛起來，巨大的主帆是硬質剛性的，採用可操控的活動襟翼來改變帆面的曲度。
單體帆船為了對抗側向力更是絞盡腦汁，例如這樣舉著一隻腳跑的。
而純粹為打破速度紀錄而設計的風帆火箭2號，捨棄了操控性將船帆設計成傾斜的以更好的平衡各種力之間的作用來穩定航行姿態，空重也僅有275公斤。
在空氣沒有被壓縮之前，速度仍然可以繼續提高。但是，水中的航行限制仍然非常大，船重、行駛阻力、側向力、側傾之間的問題很難平衡，海面上的波浪也導致了巨大的顛簸，穩定性的降低使得進一步突破3倍風速異常困難。
那麼，把帆船安上輪子、在平坦的陸地上行駛如何？
前進的阻力小（滾動摩擦）、側向阻力大（滑動摩擦），行駛過程中通過空氣動力學下壓車身進一步增大側向阻力和抗側傾能力。
由此，童年時期就是超級航海愛好者的英國工程師詹金斯，花費十年設計、建造出的第五輛風力車「綠鳥（Greenbird）」創造了202.9公裡時速的世界紀錄，達到了約3倍風速。如果天氣與場地合適，詹金斯認為綠鳥能夠達到5倍風速（最終速度不一定太高，但加速時間和距離要夠長）。
但是，車輪的前進阻力仍然不夠理想，大家若是看過輪滑與滑冰比賽的話可能會感覺到它們之間的差異，所以還是給帆船穿上冰鞋吧！
因為極低的摩擦係數，冰船可以在真風速非常小的氣象條件下行駛，達到5倍風速是比較容易的，在良好的氣象與場地條件下甚至能夠達到10倍風速，國際冰帆船競賽協會比賽中的冰船大多在3～5倍風速之間行駛。
達到風速倍數的差別如此之大的原因在於，冰船與視風之間最小能夠以7度角行駛，水上的輕型多體運動帆船最小是20度，而普通的現代帆船在45度角之內就無法航行了，這是由足夠小的前進阻力與抗衡側向力的能力決定的，帆船可以因此獲得最寬泛的持續加速範圍，也就是儘量做到升力最大化、阻力最小化。
人類對世界的理解，取決於對大自然的提問方式，沒有被偶然發現的、也沒有被主動提出問題進行研究的那些範圍，就是完全不知道、一直在隱藏著的。
來源：人類旅程