Когда люди научились плыть в любом направлении независимо от направления ветра?

Из позднейшей истории парусного спорта мы отмечаем, что первым известным типом продольного вооружения , способного работать против ветра, является шпритсейл:

Самым ранним продольным вооружением был шпритсель , появившийся во 2 веке до нашей эры в Эгейском море на небольших греческих судах.

Латинский парус возник несколько позже, во времена Римской империи в Средиземном море.

Поскольку эффективность продольной установки для движения против ветра в значительной степени зависит от способности корпуса ограничивать свободу действий своим килем (или швертом на современной лодке), неизвестно, насколько близко к ветру эти ранние лодки. мог бы сделать. Однако на ровной воде и широком русле эти лодки, несомненно, могли - в конце концов - двигаться против ветра. Скорее всего, они были ограничены близостью и предпочитали ждать более попутного ветра, за исключением крайней необходимости. Вспомним приключения Улисса в «Одиссее».

В то время как с квадратным вооружением можно плыть ближе к ветру, чем досягаемость луча (ветер дует поперек луча корабля), только в идеальных условиях, включая плоскую воду, было бы возможно преодолеть люфт и достичь чистого прогресса. против ветра, что стоило усилий. Неспособность галеонов Испанской армады с квадратным вооружением продвигаться против ветра при неблагоприятном ветре обрекла их на попытку бурного обхода Британских островов, из которых выжили лишь немногие.

Важность правильной конструкции корпуса, позволяющей лодке плыть против ветра, объясняется в физике плавания против ветра.

Киль должен создавать гидродинамическую подъемную силу достаточной величины и подходящего направления, чтобы преодолевать силу аэродинамического сопротивления на парусе, позволяя лодке действовать под действием результирующей силы, которая близка к ветру и примерно параллельна корпусу. Без эффективной конструкции киля и корпуса вообще невозможно плыть против ветра, независимо от принятого парусного вооружения. Это, вероятно, было обнаружено очень медленно, так что, даже несмотря на то, что поперечное вооружение обеспечивало лучшую производительность на ширине и широком ближнем расстоянии, вероятно, это был постепенный процесс, чтобы понять, как эффективно плыть против ветра. Не исключено, что это действительно ждет развитие доу и каравеллы .

Подробнее о квадратных буровых установках здесь и здесь . Даже на пике своего развития в 18-м и 19-м веках парус с квадратным вооружением можно было плыть только в пределах 60-65 градусов по ветру. В сочетании с типичным запасом хода в 5 или около того градусов судно практически не движется против ветра, что связано с очень большими усилиями по плаванию и большим количеством времени, проведенным в плавании. На практике судно должно было бы оказаться в отчаянном положении, например, у подветренного берега во время шторма, чтобы его не беспокоила попытка - лучше отдохнуть на берегу и дождаться попутного бриза.

Обратите также внимание, что корабли с квадратным вооружением 18-го и 19-го веков имели несколько косых парусов (все кливеры и стаксели ниже пронумерованы 1-4 и 27), которые использовались для движения против ветра, с квадратным вооружением. Суда, рассчитывающие часто плыть против ветра, также будут иметь продольный парус, установленный в качестве грота (с номерами 5, 12 и 20 ниже) на одной или нескольких мачтах, с квадратными парусами, установленными над ним.

Утверждения о более раннем развитии в Аравийском море и Индийском океане возможны, но бездоказательны. Джеймс Тейлор отмечает в «Традиционных арабских парусных кораблях »:

На данный момент след арабского корабля остывает и остается таковым уже около 3000 лет.

... нет упоминаний о кораблях, задействованных до середины 6 века н.э., когда [Тарафа бин аль-Абд сравнивает] верблюжьи носилки ... с зигзагообразным переходом халии сафина в море.

Хотя это описание явно подразумевает движение против ветра , оно относится к 6 веку нашей эры и намного позже того, как плавание против ветра стало известно в Средиземноморье.

Вопросы .
Когда люди научились плыть в любом направлении независимо от направления ветра?

Короткий ответ:

Англосаксы-скандинавы, ранние викинги, должны были быть первыми, кто путешествовал близко к ветру где-то в 6 веке. Без киля нельзя плыть близко к ветру. Конфигурация паруса менее важна, чем способность управлять и стабилизировать корабль и не скользить, когда ветер толкает его вбок. Это важное изобретение (киль), по мнению некоторых историков, было первым словом в английском языке, записанным письменно . Изобретенный викингами киль с малой осадкой, способный пересекать реки, был бы полезен только для плавания против ветра.

Подробный ответ:

Морской термин будет все точки паруса

Парусные суда и сегодня не могут плыть по всем направлениям (в любом направлении) независимо от ветра. Все парусные суда имеют угол против ветра. Обычно этот непроходной угол составляет 45 градусов по обе стороны от прямого направления ветра, хотя различная оснастка может уменьшить непроходимый угол. Плавание близко к непроходному углу называется малой тягой. Плавание в бездорожье называется плаванием в айронах, или, по сути, паруса не производят энергии, и движение корабля вперед останавливается.

Кажется, что парусные корабли плывут по всем точкам паруса, итеративно плывя вперед и назад, изменяя свой угол к ветру. Это называется лавировать или приближаться. Это описывает движение луча и паруса, когда судно проходит через непроходной угол или вокруг него.

Лавирование
Лавирование или разворот — это навигационный маневр, при котором парусное судно, идущее против ветра, поворачивает нос по ветру так, что направление, с которого дует ветер, меняется с одного борта на другой, позволяя двигаться вперед по курсу. желаемое направление.

Джибинг, или ношение, — это когда вы бежите по ветру, а паруса переходят на другую сторону.

Джайбинг
фордевинд (США) или фордевинд (Великобритания) — это маневр под парусом, при котором парусное судно, идущее по ветру, поворачивает корму по ветру, так что направление ветра меняется с одной стороны лодки на другую. Для кораблей с квадратным вооружением этот маневр называется носящим кораблем.

Суть в том, что хотя даже примитивные корабли с квадратным вооружением могли двигаться в непроходной угол, им просто потребовалось бы больше итераций, поскольку их непроходные углы требовали все больше и больше времени для настройки своих парусов. Однако; любой корабль, способный плыть за пределами досягаемости луча или имеющий угол непрохода менее 90 градусов, может плыть по ветру с достаточным количеством итераций.

Таким образом, прежде чем человек сможет двигаться вперед и назад через непроходимый угол, он должен уметь управлять. Прежде чем рулить, нужно было придумать несколько вещей.

• Изобретение кормового руля приписывают китайцам, 1050 г. до н.э. - 256 г. до н.э.

• Киль . Структурная балка, которая проходит от носа корабля к его корме и находится ниже, чем остальная часть корпуса, киль был впервые изобретен теми бесстрашными скандинавскими мореплавателями, известными как викинги.

Это были бы викинги, которые были бы первыми, кто плыл на леща, а может быть, и на ближнюю дистанцию.

Корабль викингов с квадратным вооружением.

У них были и задний руль, и киль, их парусам, возможно, потребовалось бы больше времени, чтобы настроиться на разные точки паруса; но без заднего руля и киля путешествие на ширину луча невозможно, так как вы просто будете плыть боком. Это ваш киль и руль в той же степени, что и парус, который позволяет вам путешествовать на расстояние до луча. Также важно ответить на этот вопрос: если кто-то не плывет на расстоянии луча, у них не было причин изобретать киль. Киль служит двум целям на современной парусной лодке. Он удерживает вас от скольжения в сторону на большом вылете и удерживает вашу лодку в устойчивом положении, выступая в качестве противовеса опрокидыванию. Только киль Vikings был неглубоким и не имел противовеса, поэтому его можно было использовать только для плавания против ветра.

.

10 главных нововведений в истории парусного спорта.
Структурная балка, которая проходит от носа корабля к его корме и располагается ниже, чем остальная часть корпуса, киль был впервые изобретен теми бесстрашными скандинавскими мореплавателями, известными как викинги. Поскольку их парусные корабли имели квадратное вооружение, они были склонны делать большую свободу действий при лавировании по ветру. Добавление киля предотвратило это боковое движение, увеличило скорость и сделало корабли викингов более устойчивыми.

Что мы знаем о длинных кораблях викингов
Длинные корабли викингов были одними из первых, у которых был киль.

.

Киль
Слово «киль» происходит от древнеанглийского cēol, древнескандинавского kjóll, = «корабль» или «киль». Отличительной чертой этого слова является то, что некоторые ученые считают его самым первым словом в английском языке, записанным в письменной форме, которое было записано Гильдасом в его латинском труде VI века De Excidio et Conquestu Britanniae под написанием cyulae (он имел в виду три корабля, на которых впервые прибыли саксы)

.

Английская история
Существует только одно известное сообщение об английском завоевании от коренного романо-британца, который, возможно, жил в то время. Гильдас (ок. 494 или 516– ок. 570) был популярным членом бриттской христианской церкви в выдающиеся знания, а также литературный стиль принесли ему прозвище Gildas Sapiens ( Гилдас Мудрый). Он определяет реакцию романо-бриттов на неоднократные удары Гильдаса , описывает разграбление Южной Британии англосаксами следующим образом:

.

Корабли викингов
Типы лодок были весьма разнообразны, в зависимости от того, для чего предназначался корабль, но в основном они характеризовались как тонкие и гибкие лодки с симметричными концами и истинным килем.

Лодки мира: от каменного века до средневековья, стр. 308 - самый ранний киль (а не дощатый киль) происходит из Китая тринадцатого века,

• Латинский треугольный парус .
  Хотя это и не обязательно для плавания на ближней дистанции, это было бы для плавания на ближней дистанции и значительного улучшения парусных технологий. Мы не знаем, кто, когда и где изобрел лантинские паруса, но мы знаем, что греки использовали их в первом веке до нашей эры.

  ---

Из комментариев

Корабли @PieterGeerkens Square плыли против ветра, используя свои носовые и кормовые паруса со свернутыми квадратными парусами. Квадратные паруса не могли достигать большего, чем ширина луча.

.
Питер Никакая конфигурация паруса не позволит вам плавать на большом расстоянии без киля.

Знайте, как плавать под парусом 101
Как лодка продвигается вперед, плывя поперек ветра или даже против ветра? ... Парусник скользил бы в сторону по ветру, если бы у него не было шверта или киля под корпусом.

.

Направление паруса Чем выше судно направлено против ветра, тем сильнее боковая сила, что приводит к увеличению дальности полета и крена. Свободе хода, эффекту движения лодки боком по воде, можно противодействовать килем или другими подводными крыльями, включая шверт, шверт, скег и руль.

.

Кривые парусов
имеют форму крыла самолета, создавая подъемную силу, которая в сочетании с эффектом киля приводит к тому, что лодку тянет вперед.

И хотя носовая и кормовая конфигурация паруса (морские термины кливер и грот) более эффективны, нет причин, по которым корабль с квадратным вооружением, способный плавать на большом расстоянии, не может плыть дальше этого теми же средствами, что и на большом расстоянии; поворачивая паруса в стороны. –

Вот лодка с квадратным вооружением и близкой тягой (см. парус относительно палубы, а затем проверьте конфигурацию паруса на приведенной выше схеме).

Дэвид Хардинг проводит прямое сравнение осколков с хламовой и бермудской оснасткой, чтобы выяснить, как они управляются. Что лучше — бермудская буровая установка или мусорная буровая установка? Ответ, конечно же, ни тот, ни другой. Или, возможно, оба. Это зависит от того, что вы хотите.

@slebetman - Корабли с ветряными мельницами (где ветряная мельница связана с гребным винтом) могут плыть прямо против ветра и не иметь непроходимых углов.

Я не думаю, что это точно. Я не думаю, что ветряная мельница, прикрепленная к гребному винту, будет генерировать достаточную силу, чтобы толкать лодку прямо по ветру без батареи. Обычно корабли с ветряными мельницами используют ветер для зарядки аккумуляторов, а эти аккумуляторы используются для работы электродвигателей, что, на мой взгляд, делает их моторными лодками или электрическими лодками. Это спорно.

Считать их спорно исключением. Это не делает вас неправым, просто я менее интересен в обсуждении исключения, чем правила.

От PieterGeerkens @JMS: Ваша цитата: «Никакая конфигурация паруса не позволит вам плыть на большой дистанции без киля». Обратите внимание: «широкий радиус действия», а не «близкий радиус действия» и не « *дальность луча* ». А глиссирующие шлюпки регулярно меняют радиус действия при сильном ветре, их шверт почти убран , а гидродинамически действуют только руль направления и корпус.

И Ваша цитата заключалась в том, что квадратные паруса не могли достичь большего радиуса действия, чем ширина луча, что неверно.

Что касается моей цитаты, то верно, Питер, без центральной доски вы не сможете плыть против ветра независимо от конфигурации паруса. Нет широкой досягаемости, нет дальности луча, нет близкого расстояния. Центральный борт — это то, что дает лодке возможность сопротивляться ветру и плыть под углом к ​​нему.

Планирующие лодки? Не знаю, что вы имеете в виду под этим... возможно, вы имеете в виду то, с чем я знаком, как с исцелением , когда парусная лодка находится на вылете или близком буксировании, и лодка наклоняется? Пара соображений... почти втягивание шверта - это не то же самое, что втягивание его или отсутствие шверта в воде, и да, без шверта тоже нельзя вылечиться. Причина, по которой центральную доску нужно убрать после того, как ваша лодка восстановится, состоит в том, чтобы позволить лодке скользить по ветру и прекратить восстановление. Исцеление рискованно, потому что вы можете опрокинуться, исцеление трудно контролировать. и самое главное лечение неэффективно и в гонке стоит вам скорости. Слегка приподнять центральную доску — это попытка выровнять лодку, чтобы она шла под более эффективным углом к ​​воде (плоско).

Поднятие шверта шверт
работает с парусом, чтобы вести лодку вперед. Он обеспечивает сопротивление воде сбоку и, как только лодка начинает двигаться вперед, создает подъемную силу. Одним из результатов этого является кренящая сила.

Лучший способ визуализировать (или сделать это в реальных условиях) это. Двигаясь против ветра, тяните доску вверх до упора - лодка будет скользить вбок, потеряет передний привод и потребует гораздо меньшего веса, чтобы удержать лодку в вертикальном положении. Итак, теперь мы знаем, что можем уменьшить силу крена, подняв шверт. Но мы также узнаем, что мы теряем некоторое боковое сопротивление, т.е. мы скользим вбок вместо того, чтобы двигаться вперед.

Таким образом, идея поднять доску на 2-4 дюйма, когда вы больше не можете удерживать лодку, является попыткой уменьшить боковое сопротивление настолько, чтобы сделать лодку более плоской. Вы укажете немного ниже, но на самом деле не будете скользить вбок.

Без шверта или киля, как правило, нельзя сделать поступательный ход против ветра. Есть исключения, как правило, для небольших и легких лодок (увеличенные рули, специализированные корпуса), которые я не буду рассматривать, потому что они на самом деле не относятся к Вопросу. Для древних кораблей с квадратным вооружением их способность плыть против ветра ограничивалась не парусами, а отсутствием киля. Корабли с квадратным вооружением были менее эффективны и требовали больше времени для настройки под разные точки паруса, но с килем они могли это сделать. Они делают это, как я продемонстрировал выше.

Ответ на этот вопрос неизвестен, хотя он много обсуждается историками. Кормовое и кормовое вооружение для этого не нужно, как видно на примере больших европейских кораблей XVI-XIX веков, которые все имели квадратное вооружение и могли бить против ветра, хотя эта способность была весьма ограничена. Продольное вооружение современных яхт гораздо эффективнее, чем древнее продольное вооружение.

Так что наличие продольного вооружения само по себе не является явным свидетельством способности плавать близко к ветру. Вот корабль с квадратным вооружением, плывущий по ветру

В древнеримской литературе есть несколько неясных упоминаний, которые можно интерпретировать как указание на борьбу с ветром, но они редки и открыты для других интерпретаций. Современные копии древних и средневековых кораблей имеют очень ограниченные возможности плыть против ветра.

Ссылка Дженни Беннетт, изд. Плавание в прошлое. Учимся у копий кораблей. Издательство Seaforth, Барнсли, 2009 г.

Во всех предыдущих ответах и ​​комментариях отсутствуют некоторые критические моменты:

1. Вам не нужен шверт или киль, чтобы плыть против ветра (подробнее я расскажу ниже).
2. Вы застряли на европейской истории вместо того, чтобы смотреть на мировую историю парусного спорта.

Полинезийцы плавали и покоряли Тихий океан с 1200 г. до н.э. Им не нужен ни киль, ни шверт, чтобы плыть ближе, чем досягаемость луча. Почему? Потому что длинный вырытый корпус обеспечивает большое боковое сопротивление и небольшое лобовое сопротивление. Вам не нужно зацикливаться ни на шверте, ни на киле.

А как насчет катамаранов, тримаранов или парусных каяков? Это тот же принцип. Конечно, наличие дополнительного центрального борта или киля улучшает боковое сопротивление, но это всего лишь улучшение по сравнению с тем, что уже есть. Форма корпуса действует как шверт или киль.

Другой пример – виндсерфинг. Я занимаюсь виндсерфингом 40 лет и участвовал в гонках на парусных лодках в начале 1980-х. Вам не нужен шверт, чтобы идти против ветра. Вы обеспечиваете некоторое боковое сопротивление, направляя доску (наклоняя ее). Вот и все.

А капитан Кук? Его корабли не имели киля и были плоскодонными кораблями. Это было все потому, что они хотели высадить корабли на любой песчаный берег и сделать все необходимое обслуживание самостоятельно.

Использованная литература:

1. Полинезийские корабли, плывущие ближе, чем на расстояние луча: эволюция гавайского каноэ (1998)

Корпуса были достаточно глубокими, чтобы хорошо отслеживать движение по ветру или на близком расстоянии от ветра. Закругленные V-образные корпуса туамотуанских и таитянских пахи, а также наличие закругленной V-образной формы на чертеже сечения корпуса на главной поперечной балке гавайского двухкорпусного парусного каноэ начала XIX века свидетельствуют о том, что наветренная эффективность этого форма, обеспечивающая боковое сопротивление воде под парусом, была хорошо известна древним строителям.

2. Одной из моих самых старых книг по виндсерфингу является «Карманный справочник по виндсерфингу» Джереми Эванса 1984 года.

стр. 16:

Funboard/Sinker Характеристики funboard: - Нет кинжала [шверта]

стр. 22:

Основная теория: Центр усилия (ЦЭ) — это область, где сила ветра концентрируется на парусе. Центр бокового сопротивления (CLR) — это точка, вокруг которой должна поворачиваться доска. Если CE и CLR находятся в равновесии, доска будет двигаться по прямой.

Вернемся к моему исходному пункту: корпус фанборда для виндсерфинга (даже лучше, когда рейлинг / наклон / окучивание / наклон), каяка, катамарана, тримарана, долбленого каноэ обеспечивает боковое сопротивление, поэтому специальный ковш, шверт или киль не требуются для плыть ближе, чем досягаемость луча (ближе 90 градусов к ветру).

Чтобы узнать о плоскодонных кораблях капитана Кука, включая Endeavour , изучите изображения и детали его кораблей . Хотя в описании есть ссылка на киль, в современном термине бокового сопротивления киля нет функционального киля:

Она была оснащена корабельным вооружением и прочно построена с широким плоским носом, квадратной кормой и длинным коробчатым корпусом с глубоким трюмом. Плоскодонная конструкция делала его подходящим для плавания на мелководье и позволяла высаживать его на берег для погрузки и разгрузки груза, а также для основного ремонта без сухого дока.