Могу ли я сделать функциональный парус из доиндустриальных материалов?

Определение паруса из Википедии:

Вингсейл , двухслойный парус или парус с двойной обшивкой представляет собой аэродинамическую конструкцию с изменяемым изгибом, которая устанавливается на морское судно вместо обычных парусов . Крылья аналогичны крыльям самолета, за исключением того, что они предназначены для обеспечения подъемной силы с любой стороны, чтобы приспособиться к любому галсу. В то время как крылья регулируют развал с помощью закрылков, крылья регулируют развал с помощью гибкой или шарнирной конструкции (для жестких крыльев). Крылья обычно устанавливаются на нерастянутом лонжероне, часто изготавливаемом из углеродного волокна для легкости и прочности. Геометрия крыльев обеспечивает большую подъемную силу и лучшее аэродинамическое качество по сравнению с традиционными парусами. Крылья более сложные и дорогие, чем обычные паруса.

По сути, я хочу, чтобы люди, занимающиеся парусным спортом, пытались изобрести способ использовать ветер для своих каноэ. Но зачем использовать ткань, если ветер будет двигать ткань, а не лодку? Может быть, что-то более сильное дало бы более сильный эффект. В качестве прикола среди друзей я хочу, чтобы они поэкспериментировали с «парусом» из тонких деревянных досок; сама древесина может быть легкой, но не более бальзы. Плотность пробкового дерева составляет 0,11 г/см3, что само по себе значительно легче, чем у углеродного волокна (1,75–1,93 г/см3), хотя с точки зрения прочности на разрыв углеродное волокно в 149–745 раз прочнее (в зависимости от плотности конкретной бальзы). )

Подняв «парус» с квадратным вооружением, они запускают его в свою бухту в прилично ветреный день, напоминая меньший баркас викингов с дощатыми парусами, соединенными и соединенными вместе, пока они не образуют единую поверхность. Направленный прямо по ветру, как бы это судно показало скорость по сравнению с той же лодкой с обычным льняным парусом?

Давайте также скажем, что, признавая проблему убирания паруса, когда ветер не помогает, они дают мачте возможность вращаться параллельно направлению ветра. Не зная о принципе Бернулли, форма и угол наклона паруса могли бы приобрести свойства примитивного крыла.

Или... есть ли вообще? Достаточно ли конструктивно это расположение, или парус будет разорван ветром или каким-то другим механизмом, о котором я не знаю? Если бы они действительно считали, что в этом есть смысл, они могли бы также поэкспериментировать с другими материалами, такими как кожа тюленя — должны ли современные материалы использоваться при создании паруса, или доиндустриальные материалы также будут работать достаточно прилично, чтобы быть практичными?

Вы когда-нибудь видели паруса, которыми пользовались китайские джонки до 20 века?
Если вам нужны жесткие паруса, подумайте о джонке (тип корабля, очень популярный в китайской сфере культурного влияния). Но весь смысл крыла в том, что он не жесткий. (И в любом случае, все паруса ведут себя как крылья на большинстве точек паруса . Паруса полагаются на сопротивление только тогда, когда судно движется по ветру.)
Вы также сможете построить гораздо более легкую конструкцию, используя обтянутые тканью лонжероны и нервюры, чем даже из пробкового дерева, которое не так уж прочно по сравнению с волокнами. (Проблема с любой деревянной конструкцией.) Посмотрите на крылья ранних (доалюминиевых и композитных) самолетов.
@AlexP: ОП может думать о «крыльевых парусах», используемых на высокоскоростных наземных (и ледовых) парусниках, таких как Greenbird: nalsa.org/speedrecord.html Но 126,1 миль в час / 202,9 км / ч — это гораздо более высокая скорость, чем можно было попасть с лодки из-за лобового сопротивления корпуса.
@jamesqf Да, примерно в 2 раза, даже с подводными крыльями 21-го века вместо корпуса в воде, лучшее, что кто-либо получил от парусной лодки, составляет около 60 узлов (65 миль в час, плюс-минус, или около 110 км / ч). И это использует крыло-парус...
@jamesqf Нет, помните сценарий - это доиндустриальное общество, пытающееся изобрести энергию ветра для своих каноэ. И одна из первоначальных идей — использование плоских деревянных досок. Если я смогу сделать эту работу, это будет веселой шуткой для некоторых из моих друзей, но это будет с треском провалиться. Всегда ли вингсейлам нужна поверхность управления? Если это так, это начинает больше походить на два отдельных вопроса, чем я предполагал.
@Thesaurus Rex: доски и каноэ? (Здесь действительно избегайте плохих каламбуров :-)) Проблема в стабильности: просто попытка встать в каноэ - это упражнение на равновесие: я ненавижу думать, что может сделать высокая доска. Тогда, если вы собираетесь плыть в любом направлении, но довольно прямо по ветру, вам понадобится какой-нибудь киль. Чтобы получить достаточно легкую и прочную деревянную конструкцию, вам, вероятно, понадобится какая-нибудь фанера — вы когда-нибудь пробовали работать, скажем, с листом фанеры 4x8 3/8 при хорошем ветре? Тогда, может быть, с выносной опорой на каноэ это сработает.
Я хочу, чтобы они воткнули свои мечи викингов в воду, поняли, что есть подъемная сила, а затем отправились в набег на приспособлениях из крыльев, парусов, подводных крыльев, сделанных из мечей, кожи и легкого дерева :-)
--- серьезно: хотели бы ваши персонажи иметь чисто скоростную лодку? потому что я действительно думаю, что они могут получить лучшую скорость и эффективность от крыла, но более традиционный парус выиграет во всех других категориях (убираемый, ремонтопригодный, простота изготовления, долговечность, ...)

Ответы (1)

это киль

Если вы действительно имеете в виду каноэ, то вы кладете на него всю эту мебель, и центр тяжести оказывается над вашей головой. Парус будет под водой, а ваше каноэ будет перевернуто. Так что вам нужно иметь аутригер на них. Теперь у вас есть старая добрая кай-опуа.

Kai 'opua каноэ с выносными опорами (аутригер Кай 'Опуа)

Одной вещью, которой вы пожертвуете с «доиндустриальными материалами», будет долговечность. Парус не будет чем-то, что вы свернете и уберете на зиму. Скорее всего, это будут соломенные пальмовые листья или другой крупный лист. Вы будете вязать их вместе перед каждой поездкой, и они могут длиться пару дней. Может быть, вы можете свернуть и привязать запасной пучок листьев к выносной опоре.

Как видите, парус представляет собой перевернутый треугольник, и когда вы хотите его убрать, гик просто поднимается к мачте. Однако вы получите смешанные результаты с лепестковыми парусами.

Как вы сказали, кожа — еще один вариант паруса. Это было бы более прочным и долговечным, может быть, немного тяжелее. Кожи тюленя или другого животного должно быть достаточно.

В конце концов, я считаю, что ваш ответ «да».