Да, вы можете использовать паруса, но они не будут выглядеть как обычные паруса и будут работать по-другому.

В основном паруса работают на кораблях, имеющих большое сопротивление по оси ширины, это означает, что составляющая ветра на этой оси может быть повернута назад. Это изменяет импульс ветра по оси длины, что создает равную силу, толкающую корабль вперед.

В вашем случае вместо сильного сопротивления по оси ширины у вас есть функционально бесконечное сопротивление по вертикальной оси. Это означает, что ваши паруса должны работать на вертикальную составляющую ветра. Это означает либо восходящие, либо нисходящие потоки воздуха.

Птицы и планеры используют такие течения, так что это определенно возможно. Самая трудная часть — выяснить, какими будут воздушные потоки в вашей обстановке. Я конечно понятия не имею. В нашем мире эти течения в значительной степени обусловлены формой подстилающей поверхности, но в вашем случае это применимо только к островам. Предположительно, токи исходили бы от токов в нижележащем «газовом гиганте».

Обратите внимание, что если вы можете изменить высоту, что вам действительно нужно, вы можете легко имитировать вертикальный воздушный поток, изменяя высоту.

Что касается внешнего вида. Паруса, вероятно, были бы по бокам корабля, чтобы корпус не препятствовал потоку воздуха. В качестве альтернативы или дополнительно, для устойчивости может быть лучше иметь катамаранную компоновку, и тогда между корпусами можно было бы поставить паруса. Дополнительные паруса будут добавлены спереди и сзади корпуса. В любом случае корабли и паруса будут простираться горизонтально, а не вверх. Таким образом, корабли были бы довольно плоскими. Возможно, с некоторыми «замковыми» конструкциями на палубе для защиты и для того, чтобы офицеры могли хорошо видеть экипаж.

Лонжероны, к которым крепятся паруса, должны быть в направлении оси ширины. Они не могут быть вдоль оси, по которой вы хотите двигаться, или направления воздушного потока, который вы хотите использовать, так что это фактически единственный пригодный для использования вариант. Обычные корабли могут использовать ветер сбоку или сзади, но ваши дирижабли имеют полезное сопротивление только по одной оси, поэтому они более ограничены. Тем не менее, если ветер дует в правильном направлении, вы будете дрейфовать, так что на самом деле вы ничего не теряете, кроме сложности оснастки.

На самом деле, вы, вероятно, можете предположить, что судоходные пути, как правило, будут проходить по направлению ветра и что настоящие паруса необходимы для управления и движения вбок к основному воздушному потоку.

Паруса отходят от лонжеронов по оси длины. На практике они прикреплялись к лонжерону в прямом направлении, а «веревки» на их заднем крае прикреплялись к следующему лонжерону. Это позволит задней кромке двигаться в направлении воздушного потока, в то время как передняя кромка остается неподвижной. Это заставляет парус принимать изогнутую форму, которая поворачивает воздушный поток назад, и корабль получает импульс вперед.

Контроль будет заключаться в обрезке сторон по-разному. Корабль отвернется от борта с большей парусностью. На практике судно, как правило, было бы направлено под углом 90 ° к основному ветру, поскольку паруса действительно были бы полезны только для движения вбок по ветру. Вблизи островов, где могут существовать сильные восходящие потоки, они также могут быть полезны для остановки корабля в гавани или для отвода корабля от гавани.

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Отвечая на комментарий JoeBloggs, я вспомнил несколько довольно важных аспектов этого, поэтому я добавлю их сюда, поскольку они имеют решающее значение.

Поскольку корабли перемещаются и могут перемещаться только между островами, которые также плавают по той же технологии, и в сеттинге нет местности, которая сделала бы ветры очень переменчивыми или непредсказуемыми, пункт назначения почти всегда будет дрейфовать по тому же ветру, что и корабль. и остров происхождения дрейфуют. Были бы турбулентность и штормы, чтобы все испортить, но в целом вы можете игнорировать дрейф по ветру, так как он не сильно перемещает корабль относительно близлежащих островов.

Это, очевидно, делает этот тип плавания более удобным и практичным, так как движение, которое паруса извлекают из вертикальных воздушных потоков, будет не просто управляемой частью движения корабля, но, вероятно, будет основной частью движения относительно островов и других кораблей. . Это продвинуло бы корабли от примитивных парусных кораблей до чего-то более похожего на ранние пароходы, которым не нужен уголь. Большой апгрейд.

Кроме того, необходимо учитывать навигацию. Когда пункт назначения постоянно движется по ветру, использование звезд для навигации не очень полезно. Даже если ветер очень ровный и предсказуемый, ошибки быстро накапливаются, и вы не сможете предсказать положение пункта назначения относительно звезд очень долго или очень точно.

Так что вам нужно будет дополнить свою навигацию наблюдением за воздушными потоками, птицами и, возможно, подзорными трубами и маяками.

Весла.

Их можно реализовать несколькими способами; более простым было бы довольно обычное весло (в масштабе, похожем на весло римской галеры), с замененным лезвием тканевой поверхности паруса. Гребец (как гребцы всегда должны) вращать весло так, чтобы лопасть была обращена к ветру во время восстановительного гребка, и удерживать его горизонтально на воздухе во время рабочего гребка.

Более простая в эксплуатации (хотя и более сложная с точки зрения механики) версия, подходящая для приведения в движение животными, идущими по беговой дорожке или колесу, представляла бы собой весла с поверхностями паруса, шарнирно закрепленными в центре, поэтому они складываются при толкании в одну сторону и раскрываются при толкании в другую (привод они с коленчатым валом) - потенциально упрощены до чашек, как на анемометре (или удлинены для большей рабочей зоны).

Я ожидаю, что несколько поколений небесных кораблей, приводимых в движение таким образом, приведут к открытию принципа подъемной силы, за которым последует воздушный винт (обтянутый тканью, с низкими оборотами, более или менее похожий на те, что на вертолете да Винчи или на аэродроме Лэнгли).

ПРИМЕЧАНИЕ: этот ответ был сделан * до * ОП заявил, что в рассматриваемом мире нет земли.

Итак, я собираюсь пойти нетрадиционным путем и предложить буксировать ваши дирижабли животными по земле.

Спасибо об этом. Вам не нужны хорошо покрытые металлом дороги, вам не нужно беспокоиться о трении о землю или трение осей, вам не нужны каналы или реки, вам не нужно беспокоиться о водонепроницаемости. Вам просто нужны достаточно сильные животные, чтобы быть в состоянии преодолеть инерционную массу дирижабля и его полезную нагрузку и противостоять некоторой силе ветра. В очень ветреные дни вам, вероятно, придется просто бросить якорь. Если бы вы были особенно умны, вы могли бы приручить больших, длинноногих, сильных животных, которые выполняли бы за вас тяжелую работу... только представьте, что вашу воздушную крепость или дворец буксирует стадо оленей или слонов! Или, в более простом масштабе, представьте, что вы буксируете свою хижину за собой, завязываете ее на ночь и отдыхаете в своей постели вдали от хищников и вредителей.

Для более эксцентричного варианта вы можете использовать крюки для захвата. Что-то вроде большого якоря, выбрасываемого катапультой или баллистой, привязанного к длинной веревке. Потяните веревку обратно с помощью шпиля, чтобы переместить дирижабль к якорю, потяните его и повторите. Это может быть хорошим способом двигаться против ветра, независимо от того, какой двигатель вы используете.

Если вы находитесь рядом с побережьем, вы действительно можете плыть. Положите длинный киль, радуйтесь отсутствию движения волн, морской болезни и простому затоплению. Но это менее круто, чем лосиная лапута, с чем, я уверен, все согласятся.

Интересный вопрос. Сначала думал, что да, потом нет, а теперь не уверен.

Даже если вы можете использовать ленты в качестве своего рода «киля», ваш дирижабль имеет дополнительную степень свободы, которая не позволит вам лавировать против ветра. По сути, корабль не может двигаться вверх или вниз из-за океана или из стороны в сторону из-за киля, поэтому, когда дует ветер, он должен двигаться вперед. Ваш корабль не может двигаться вверх или вниз, но может двигаться как из стороны в сторону, так и вперед и назад.

Но не бойтесь!! У вас есть варианты!!

Если ваши волшебные макгаффины могут включаться и выключаться относительно быстро, то вы можете использовать их пространственную блокировку, чтобы механически (хотя и рывками) тащить свой корабль за собой. Представьте, что у вас есть одна из этих штуковин, привязанная к веслу. Толкните весло вниз, поднимите корабль вверх и в сторону. Вертикальное сопротивление, которое он предлагает, даст вам что-то, что можно «оттолкнуть», чтобы сдвинуть корабль.

'Ага!' Вы можете плакать: «Но Ньютон говорит, что вы просто будете двигать свой корабль туда-сюда!»

Ну нет. Вы можете отключить вертикальное сопротивление при перемещении рукоятки вперед, что позволит вам меньше работать, чтобы вернуть ее в исходное положение. Это означает, что вы можете постепенно толкать корабль вперед, двигая веслами вниз и назад (с дополнительным сопротивлением), а также вверх и вперед (с меньшим сопротивлением).

Этот эффект еще больше усиливается, если у вас есть большой фиксированный корпус, который будет в дальнейшем противодействовать движению весел вниз: в основном вы толкаете два своих запорных устройства высоты друг против друга, чтобы создать небольшую тягу, а затем отключаете один из них. , сбросить и снова пройти. Это немного нарушает физику, но эй: магия.

Отказ от ответственности: я очень устал, и у меня не было возможности нарисовать для этого силовые диаграммы. Вполне возможно, что не работает...

Проблема: как написано, он вообще не работает как дирижабль.

В моем мире есть транспортные средства, которые могут пространственно «привязываться» к одной высоте. Запорный механизм представляет собой волшебное ядро ​​в сочетании с руническими металлическими полосами, охватывающими корабль и остающимися почти полностью статичными на одной высоте.

Все идет нормально ...

Остальная часть корабля построена из этих лент,

Так что ядро ​​и «остальная часть корабля» могут оставаться на этой высоте. Это означает, что ядро ​​и «остальная часть корабля» всегда имеют эффективную плотность, равную окружающему воздуху.

Это то, к чему стремятся настоящие дирижабли: средняя плотность, равная местной плотности воздуха на высоте их полета.

и любой другой материал, кроме полос и сердцевины, подвергается гравитации, как обычно.

Вот почему это не сработает.

Только «основные материалы» будут иметь среднюю плотность, эквивалентную местной плотности воздуха. Когда вы добавите полезную нагрузку (груз и т. д.), их средняя плотность поднимет среднюю плотность корабля выше плотности местного воздуха. Он больше не будет в среднем легким, как воздух, но в среднем тяжелее воздуха, а тяжелее воздуха означает, что он падает.

Иными словами, магия создает ровно столько направленной вверх силы, чтобы сбалансировать вес ядра и «остальной части корабля». Когда вы добавляете полезную нагрузку, у которой нет восходящей силы для ее подъема, она просто тянет все это вместе с полезной нагрузкой.

Так что это не сработает.

Чтобы магические материалы работали, они должны распространять свои магические свойства на все, что в них заключено (или что-то подобное).

Вопрос о движущей силе нем, пока вы не решите его каким-то образом. Конечно, если вы это исправите, мы столкнемся с другой проблемой:

Если жители мира не имеют возможности активно приводить в движение дирижабли (то есть не имеют пропеллеров или двигателей), что они могут использовать?

Во-первых, немыслимо, чтобы они построили такое транспортное средство и не смогли его привести в движение. Как кто-то сказал, его может двигать парень с вентилятором (хорошо, достаточно парней с вентиляторами). Пар может, и все, что вам нужно, чтобы сделать пар, это вода, горячий огонь и кастрюля для воды (магия стимпанка манит :-( ). Паруса могут работать, и даже отдаленно не реально сказать, что у них не будет парусов - черт возьми, даже пропеллер найти невозможно, так как это, по сути, просто ротор от ветряной мельницы - они очень быстро разберутся в этих вещах, как только им это понадобится.

Мне было интересно, можно ли использовать сопротивление вверх-вниз от высотного замка для реализации парусов, поскольку я читал о том, что большинству дирижаблей не хватает сопротивления, создаваемого водой, и, следовательно, они не могут их использовать.

Блокировка высоты не обеспечивает сопротивления вверх-вниз. Нечего "переводить" в импульс.

Паруса — это просто листы чего-то максимально легкого, но достаточно прочного, чтобы не порваться, растянутые, чтобы поймать ветер.

Наконец, трудно представить, что у них есть магия, чтобы что-то плавать, но нет магии, чтобы что-то двигать. Это крайне избирательная магия.

Поэтому я думаю, что вся концепция и так полна недостатков.

Хорошо, ваши условия немного странные, но я думаю, что их можно экстраполировать, поскольку в основном вы можете создавать подъемную силу, но у вас нет возможности создавать тягу. Сегодня это решенная проблема, потому что так работают планеры.

Планеры в основном обменивают высоту на скорость, меняя свое положение на определенный угол. Пилотам-планеристам приходится полагаться на типы поднимающегося воздуха, чтобы набирать высоту и поддерживать поступательный импульс, но ваши условия в основном означают, что у вас есть столько подъемной силы, сколько вы хотите, чтобы вы могли постоянно поддерживать высоту, которую вы обмениваете на скорость.

«Если бы качество планирования было единственным определяющим фактором, планеры не смогли бы оставаться в воздухе так долго, как они это делают. Так как же они это делают?

Ключом к тому, чтобы оставаться в воздухе в течение более длительного периода времени, является получение помощи от Матери-природы, когда это возможно. В то время как планер будет медленно снижаться по отношению к окружающему его воздуху, что, если воздух вокруг него движется вверх быстрее, чем снижается планер? Это похоже на попытку плыть на каяке вверх по течению; даже если вы плывете по воде в приличном темпе, на самом деле вы не продвигаетесь по берегу реки. То же самое работает и с планерами. Если вы снижаетесь со скоростью один метр в секунду, а воздух вокруг самолета поднимается со скоростью два метра в секунду, вы фактически набираете высоту».

https://science.howstuffworks.com/transport/flight/modern/glider3.htm

Дракон пукает

Каждое действие имеет противодействие. Все, что вам нужно, это что-то, что толкает вас назад, чтобы подтолкнуть вас вперед. Теперь, конечно, драконы не известны силой своего ветра, но это все, о чем вам нужно думать.

Кажется, у вас все еще есть какая-то промышленная база для постройки этих дирижаблей, так что нам не нужно сильно зависеть от какой-либо другой магии, хотя магическое управление погодой может быть наиболее эффективным. Возможно, вам нужен вентилятор с педальным приводом с каждой стороны. Вы не собираетесь быстро ехать против ветра, но это простая конструкция.

Зачем полагаться на непостоянный ветер, наполняющий ваши паруса, на мускулы ваших людей вместо весел, когда вы можете просто создать ветер самостоятельно?

Используйте магию (поскольку она находится в вашем мире), чтобы создать/помочь создать двигательную установку, основанную на обдуве корабля воздухом в качестве двигателя.

У вас все еще могут быть технологии, которые широко используются для направления или управления ветром, создаваемым вашим устройством.

Вкратце: бросьте сопло под корабль и используйте воду в качестве реакционной массы, чтобы толкнуть корабль. Если он закончится слишком рано, вас спасут только огромные пропеллеры с ручным приводом.

Как показано в обсуждении, невозможно получить «свободное» движение в контролируемом направлении за счет взаимодействия ветра и сопротивления силового поля, если силовое поле ортогонально гравитации (т. е. горизонтально) и не имеет трения.

Так что в целом ответ - нет. Вы не можете вести эти корабли в таких условиях. Необходимо ослабить запрет на то, что у местных «нет винтов и двигателей». Двигатели построить труднее, а пропеллеры сделать несложно — у ветряных мельниц есть пропеллеры. Это большие пропеллеры, но это то, что вам нужно: большие пропеллеры вращаются медленно, а не маленькие пропеллеры, вращающиеся быстро. Вы могли управлять этими большими пропеллерами мускульной силой человека или ломового животного.

Другой способ получения движущей силы — использование реактивной массы . Обратите внимание, что у этих дирижаблей нет главного ограничения земных самолетов: они не должны быть легкими . Таким образом, вы можете взять с собой большой резервуар с реакционной массой — лучше всего будет вода, так как ее можно легко загрузить с плавучих островов, и она будет пополняться в источнике дождем.

Далее вам придется выбросить реакционную массу таким образом, чтобы придать ей максимальную практическую горизонтальную скорость. Вы можете сделать это под действием силы тяжести. Установите изогнутую трубу под кораблем. вход в трубку вертикальный --- простое сливное отверстие в нижней части резервуара для воды. Выход горизонтальный, суженный к соплу, и оптимальная форма изгиба --- траектория --- брахистохрона, но достаточно и простого колена в четверть окружности. Теперь, чтобы максимизировать движущую силу галлона воды, вам нужно сделать высоту между входом и выходом как можно большей. Энергия на единицу реакционной массы прямо пропорциональна высоте, на которую вода опускается внутри трубы.

Таким образом, у дирижабля не было бы мачт наверху, но был бы сравнительно огромный дон внизу, обращенный назад, но несколько поворачиваемый в стороны для управления. Вы можете выливать воду постоянным потоком, чтобы уравновесить сопротивление воздуха и обеспечить постоянную скорость. Но это дало бы вам гораздо лучшее время в пути, если бы вы вылили его сразу, сразу достигнув высокой скорости; затем доберитесь до места назначения вдоль силового поля. На практике слишком высокая скорость будет давать чрезмерное сопротивление воздуха, поэтому лучший выход — компромисс; выливайте, пока не достигнете оптимальной скорости, затем периодически впрыскивайте еще, чтобы поддерживать эту скорость.

Все это становится еще более интересным из-за необходимости сохранять некоторую запасную реактивную массу для преодоления неблагоприятных ветров или изменения вектора, чтобы убежать от пиратов или шторма. Сколько вы держите в запасе? Экономнее использовать все это в поездке. И если у вас кончится вода посреди ниоткуда, вам нужно будет поднять эти паруса ветряной мельницы и положить спину на рукоятку, чтобы бесславно хромать в порт. :-) Или раскинуть большую воронку и надеяться на дождь.

И, наконец, компромисс: лодка, приводимая в движение винтами ветряной мельницы, с длинной веревкой, обмотанной вокруг гребного вала, с ведрами на каждом конце. Вы наливаете воду в одно ведро, и, спускаясь по веревке, она приводит в движение опору. На конце веревки рывком останавливается, срабатывая расцепитель для слива воды из ведра; вы крутите паруса гребного винта (теперь они будут вращаться в другую сторону) и наливаете воду в другое ведро. Продолжайте повторять. Чем длиннее веревка, тем больше миль вы проедете с галлона. Но есть верхний предел длины веревки, потому что длинную веревку будет тянуть ветер.

Единственный аргумент против парусов для дирижаблей заключается в том, что они будут переворачивать их, тогда как корабли имеют естественную тенденцию оставаться в вертикальном положении. Если у вашего корабля 2 ядра заблокированы на разных высотах, его вертикальное выравнивание станет жестким, и его нельзя будет перевернуть. В этом случае очень хорошо подойдут паруса.