Как материальная магия меняет доиндустриальное кораблестроение?

У меня есть несколько замечаний, которые еще не были освещены в других ответах.

• Гибкость: традиционно в деревянном судостроении использовался трудоемкий процесс, называемый паровой гибкой, для временного смягчения кусков дерева, чтобы пластически деформировать их в необходимые изогнутые формы. Если бы маг мог сделать это быстрее с помощью магии, строительство могло бы идти значительно быстрее.
• Структура: корпус корабля выдерживает большую часть сил, которым подвергается корабль. Теоретически корпус можно было бы сделать достаточно толстым, чтобы выдерживать такие нагрузки, но для этого в нашей реальности потребовалось бы так много дополнительного дерева и такой дополнительный вес, что это никогда не делалось. Вместо этого корпуса делают настолько тонкими, насколько это практически возможно с учетом условий, с которыми они будут сталкиваться (прибрежные и речные суда [коричневой и зеленой воды] могут иметь более тонкие корпуса, чем корабли открытого моря [голубой воды], торговые суда могут иметь более тонкие корпуса. корпуса, чем военные корабли, и так далее). Корпус установлен на сложной структурной раме, которая пытается максимально увеличить прочность при минимальном весе. Сложность частично вызвана тем фактом, что прочность древесины против любой силы сильно зависит от ориентации силы относительно волокон. и, таким образом, рама сделана из множества коротких бревен, расположенных в наилучшем направлении для нагрузок, которые каждая из них выдержит, и скреплена в местах соединения большим количеством бревен, которые распределяют напряжения по всей раме, а не позволяют им концентрироваться в одной точке. В вашем же мире, однако, возможность бесшовного сплавления кусков дерева вплоть до соединения их зернистой структуры позволяет вам избавиться от значительной части этой структуры и сделать ваши корабли легче и просторнее при той же прочности. Уплотнение также помогает освободить немного внутреннего пространства. Вам по-прежнему нужны обширные распорки спереди и сзади и от балки к балке, чтобы противостоять изгибу, изгибу и скручиванию, но не так сильно. Забота и укреплены в стыках большим количеством бревен, которые распределяют напряжения по всей раме, а не позволяют им концентрироваться в одной точке. В вашем же мире, однако, возможность бесшовного сплавления кусков дерева вплоть до соединения их зернистой структуры позволяет вам избавиться от значительной части этой структуры и сделать ваши корабли легче и просторнее при той же прочности. Уплотнение также помогает освободить немного внутреннего пространства. Вам по-прежнему нужны обширные распорки спереди и сзади и от балки к балке, чтобы противостоять изгибу, изгибу и скручиванию, но не так сильно. Забота и укреплены в стыках большим количеством бревен, которые распределяют напряжения по всей раме, а не позволяют им концентрироваться в одной точке. В вашем же мире, однако, возможность бесшовного сплавления кусков дерева вплоть до соединения их зернистой структуры позволяет вам избавиться от значительной части этой структуры и сделать ваши корабли легче и просторнее при той же прочности. Уплотнение также помогает освободить немного внутреннего пространства. Вам по-прежнему нужны обширные распорки спереди и сзади и от балки к балке, чтобы противостоять изгибу, изгибу и скручиванию, но не так сильно. Забота способность плавно сплавлять куски дерева до степени соединения их структуры волокон позволяет вам избавиться от значительной части этой структуры и сделать ваши корабли легче и просторнее при той же прочности. Уплотнение также помогает освободить немного внутреннего пространства. Вам по-прежнему нужны обширные распорки спереди и сзади и от балки к балке, чтобы противостоять изгибу, изгибу и скручиванию, но не так сильно. Забота способность плавно сплавлять куски дерева до степени соединения их структуры волокон позволяет вам избавиться от значительной части этой структуры и сделать ваши корабли легче и просторнее при той же прочности. Уплотнение также помогает освободить немного внутреннего пространства. Вам по-прежнему нужны обширные распорки спереди и сзади и от балки к балке, чтобы противостоять изгибу, изгибу и скручиванию, но не так сильно. Заботакак уже упоминалось, все еще необходимо учитывать направление сросшихся волокон древесины. Корпус выиграет от многослойной структуры зерна, ортогональной друг другу для максимальной устойчивости к давлению — вы можете изготовить что-то вроде монокока, сделанного из сплава морской фанеры и перекрестно-ламинированной древесины , что позволит вам иметь еще более прочные корпуса при том же весе. .
• Режимы отказа: прочность материалов включает в себя больше, чем твердость. Вы сказали, что магическая система может улучшить ударную вязкость дерева , но вы также хотите выяснить, что ваша магия может и чего не может сделать с точки зрения прочности на сжатие , прочности на растяжение и прочности на усталость . В нормальных условиях древесина трескается при превышении любого из этих пределов прочности, и чем больше силы требуется для достижения предела прочности, тем драматичнее будет высвобождение этой силы.
• Огнестойкость: уплотненная древесина склонна к обуглению, а не к сгоранию, что поможет ограничить распространение пожаров на борту корабля. Веревки и паруса по-прежнему будут чрезвычайно уязвимы, если в вашем мире не предусмотрен какой-либо способ их защиты от огня.
• Мачты и такелаж: разрушение мачты из-за изгиба и, в конечном итоге, растрескивания (известное как «подпружиненная мачта», если она просто не отламывается полностью) стало серьезной проблемой, поскольку корабли становились больше и получали больше парусов, что сильно нагружало мачты. В нашем мире с этим боролись, добавляя обширные паутины «стоячего такелажа», прочные канаты, которые проходили между вершиной мачты и рамой верхней палубы так же, как современная радиомачта поддерживается растяжками. По мере того, как мачты становились все выше, а силы на мачтах становились все больше, даже обширного стоячего такелажа часто было недостаточно, и стало обычным, а затем и стандартным усиление мачт путем обматывания их через определенные промежутки времени туго скрученными веревками и / или железными обручами. Это помогло предотвратить разделение древесных волокон под нагрузкой на изгиб. С твоей магией, Похоже, было бы целесообразно покрыть вертикально ориентированный сердечник слоем горизонтально ориентированных волокон, соединенных в полные петли, что должно обеспечить сопоставимое увеличение прочности. Существует также потенциал волшебного соединения деревянных балок по горизонтали между мачтами, чтобы добавить поддержку при сжатии (по сравнению с веревкой, которая прочна только при растяжении), и по диагонали от рамы к мачте, чтобы действовать как контрфорсы.
• Биообрастание : Все корабли и лодки (и любые другие сооружения на воде), независимо от того, из чего они сделаны, подвержены накоплению слоя водных организмов, включая морские водоросли, водоросли, усоногих ракушек, трубчатых червей и сотни других видов. разновидность. Это быстрое нарастание делает поверхность все более шероховатой, вызывая турбулентность и сопротивление, которые могут замедлить корабль до 10%. Корабли должны регулярно проходить техническое обслуживание для очистки корпуса и противодействия этим эффектам. Деревянным кораблям тоже приходится иметь дело с корабельными червями., группа моллюсков, которые прогрызают и в конечном итоге разрушают любую подводную древесину. Единственной эффективной долговременной защитой от корабельных червей в нашем мире было крепление медной обшивки к корпусу до ватерлинии (что также удобно снижает биообрастание, но неудобным образом запрещает использование железных гвоздей, так как сильно ускоряет их коррозию). Другие металлы, такие как свинец и железо, заметно тяжелее и быстро подвергаются коррозии, что делает их непрактичными. Иногда использовался жертвенный ненесущий слой дерева, который временно защищал структурный корпус от повреждений и требовал частой замены. Также использовались различные токсичные покрытия, но они представляют опасность для здоровья и требуют частого повторного нанесения для поддержания их эффективности. Что-либомагия может решить эту проблему, даст любому флоту с магией существенное преимущество перед любым флотом без магии .
• Стоимость: эта магия может значительно снизить стоимость строительства и обслуживания корабля, особенно в отношении времени. Отказ от гвоздей сэкономит огромнуюколичество денег и времени (как говорит @Kepotx, изготовление гвоздей требует очень много времени без индустриализации и / или гибки металла, и иногда корпус корабля необходимо полностью разобрать, чтобы заменить проржавевшие гвозди до того, как днище корабля упадет выключенный). Менее сложная рама значительно сокращает время строительства. Возможность манипулировать «живым материалом» в значительной степени подразумевает возможность магического удаления биообрастания, и если такая магия сама по себе не требует много времени и трудна/редка, это почти наверняка будет проще, чем необходимость вручную соскребать загрязнение. Если эту очистку можно будет выполнить изнутри корабля без необходимости крена или использования сухого дока, экономия времени и усилий будет огромной., так как это можно было сделать вообще не выводя корабль из эксплуатации. Ремонт корабля, как упоминает @DarthDonut, будет гораздо более гладким процессом, поскольку трещины можно будет заделать напрямую, а дыры можно залатать без необходимости снимать и заменять поврежденные доски. Более быстрый ремонт означает большую надежность и меньшее время простоя. Возможность превращать небольшие куски относительно низкокачественной древесины в единую длинную однородную высокопрочную балку означает, что мачты можно делать из любых деревьев, находящихся поблизости, вместо того, чтобы искать деревья нужной высоты, толщины и прямолинейности. , и снова экономия времени и денег.

Дальнейшее чтение:

Механические свойства древесины (1914 г.), Сэмюэл Дж. Рекорд [веб-страница и электронная книга без ограничений] - Подробно описаны сильные и слабые стороны древесины при механическом воздействии.

Структуры английских деревянных кораблей (1993 г.), Тревор Кенчингтон [неограниченный PDF] - описание конструкции и конструкции английских кораблей около 1710 г., основанное на современной книге, написанной Уильямом Сазерлендом после карьеры на Королевских верфях, особенно в Портсмут и Дептфорд. Проходит по всей конструкции трехпалубного линейного корабля.

Иллюстрированный глоссарий морских и лодочных терминов (1994 г.) Дж. Ричарда Стеффи [веб-страница без ограничений и PDF] - содержит определения, описания и иллюстрации морских терминов, использованных в статье Кенчингтона, среди многих других. Отрывок из книги Стеффи « Деревянное судостроение и интерпретация кораблекрушений» . Опубликовано как часть Оксфордского справочника по морской археологии , большинство глав которого предназначены только для онлайн-подписчиков и людей, купивших книгу [ограниченная электронная книга, в твердом или мягком переплете], но которая также содержит много дополнительной информации о конструкции кораблей. на протяжении всей истории.

История мачт из Национального музея Королевского военно-морского флота Новой Зеландии [веб-страница без ограничений] - содержит подробную информацию о конструкции мачты.

Элементы и практика такелажа и мореходства (1794 г.), Дэвид Стил [веб-страница без ограничений] - содержит подробные сведения обо всех аспектах судового такелажа, включая канаты, мачты, паруса, якоря и блоки (шкивы), а также подробные описания морского дела, практики работы с кораблями и военно-морской тактики.

История предотвращения обрастания (1952 г.), из Военно-морского института США [неограниченный PDF] - Объясняет некоторые из методов, которые пытались противостоять биологическому обрастанию как для деревянных, так и для металлических корпусов.

На каких частях корабля можно использовать эту магию?

1. Корпус: у кораблей эпохи парусного спорта всегда была проблема с попаданием воды через небольшие щели в деревянной конструкции корпуса.
   Плавленый деревянный корпус будет (почти) полностью водонепроницаемым и, таким образом, уменьшит потребность в трюмных насосах. Полностью их не уберешь, т.к. они нужны на случай повреждения корпуса и ливневых вод, но эксплуатировать их 24/7 не будешь.
   Стабильность корпуса будет лучше, чем у традиционных кораблей, потому что в конце процесса ваш корпус будет единым сплавленным куском. Имея это в виду, ваши корабли могли бы лучше выдерживать штормы и были бы более мореходными, чем корабли обычной постройки.
2. Веревки: Большинство веревок были сделаны из конопли, поэтому их можно было укрепить. В результате получится что-то вроде более прочных веревок, которые реже рвутся.
3. Мачта: Как указал Генри Тейлор в своем ответе, высоту мачты можно было бы увеличить, если бы корабль не стал тяжелым сверху.
4. Паруса: сделанные из органического материала, паруса могут быть усилены, как веревки, и поэтому могут быть сделаны тоньше или больше. Они не порвутся так легко, что уменьшит необходимый ремонт.
5. Ремонт : Скажем, кто-то проделал дыру в вашем корабле. Скажем, у вас есть маг на борту. В зависимости от того, как применяется эта магия, вы просто берете деревянную доску, кладете ее на отверстие, маг поет, танцует или кладет руки на древесину, и вуаля! Отремонтированный корпус. Можно также зайти так далеко и использовать опилки, чтобы залатать вещи, исправив пыль до настоящего дерева.

В заключение: ваши корабли, скорее всего, станут легче (и, следовательно, быстрее), больше, прочнее и проще в ремонте по сравнению с вашими мирскими соперниками. Скоро ты будешь царствовать на семи морях!

Большая высота мачты (от соединения длин нескольких деревьев) и большая прочность мачты без увеличения веса должны обеспечить большую способность улавливать ветер и, следовательно, большую крейсерскую скорость. Удвоение прочности корпуса также повысит эффективность и безопасность тарана других кораблей, которым не хватает магии дерева.

Более простое обслуживание

TL;DR: больше не нужно заменять гвозди.

Другие ответы уже рассказывают о том, как более прочная древесина делает корабль лучше.

Но постройка или ремонт в простом море - это не единственное, о чем вы должны заботиться о корабле, есть еще и техническое обслуживание, и ваше волшебное дерево поможет ему. Кроме того, более качественная древесина - не единственное преимущество, есть еще и отсутствие металлических гвоздей.

Моя материальная магия также позволяет плотникам соединять/соединять древесину, как если бы она всегда была цельным куском. Нет необходимости скреплять доски гвоздями

Это большое преимущество. Однажды я посетил Альбаолу , место, где перестроили Сан-Хуан, корабль 16-го века. Одной интересной частью была стоимость гвоздей. Сегодня гвоздь стоит только своего веса на металле, но его легко сделать. Однако делать это с доиндустриальными технологиями гораздо дольше. Это сэкономит вам много времени/денег на строительство, но не только.

Гвозди ржавеют. Их нужно довольно часто заменять. это почти означает, что вы должны воссоздать тонны гвоздей и заменить каждый из них, в основном перестраивая корабли. Древесные гвозди (деревянные гвозди) также использовались, но они не всегда могут заменить гвозди.

Стоимость и места строительства:

Одним из самых больших последствий того, что возможность волшебным образом обрабатывать древесину для судостроительной промышленности, будет значительно сниженная стоимость строительства, а также открытие гораздо большего количества регионов для эффективной индустрии больших кораблей.

В то время как большие деревья, вероятно, по-прежнему будут цениться за их престиж и меньшую потребность в рабочей силе лесных магов, регионы с меньшими деревьями все еще могут производить более крупные корабли, имея меньший риск краха промышленности из-за чрезмерного сбора урожая.

Скорость производства судов становится больше похожей на современную целлюлозно-бумажную промышленность: сколько земли у вас может быть вокруг верфи и сколько «разумного роста» древесной продукции вы можете получить с нее за 20-40-летние циклы.

Ваш труд может быть сосредоточен на сборе древесины и работе с более низкими навыками. Обработка и транспортировка древесины с 30-летнего дерева, которое можно разрезать на куски, достаточно короткие для того, чтобы один человек мог собрать их самостоятельно, требует гораздо меньше навыков и усилий, чем обрезка и обработка 500-летнего дерева...

Затем большие корабли можно строить из дешевого материала, собранного и перевозимого на тележках, вместо того, чтобы полагаться на специализированную обработку материалов. Это требует немного больше усилий, чем перемещение местных запасов дров, а не отправка колонистов в отдаленные уголки земли в поисках специфических старых пиломатериалов.

Тем не менее, без усовершенствований методов движения вы вряд ли увидите влияние кораблей, намного больших, чем мы имели в конце эпохи парусов с железными корпусами. Они просто становятся слишком сложными для безопасного обращения в условиях открытого океана и во время плавания в портах.