Парус -крыло , двухслойный парус [1] или парус с двойной оболочкой [2] — это аэродинамическая конструкция с изменяемым изгибом , которая устанавливается на морском судне вместо обычных парусов . Паруса-крылья аналогичны крыльям самолета , за исключением того, что они предназначены для обеспечения подъемной силы с обеих сторон, чтобы приспособиться к любому галсу . В то время как крылья регулируют изгиб с помощью закрылков , паруса-крылья регулируют изгиб с помощью гибкой или сочлененной конструкции (для жестких парусов-крыльев). Паруса-крылья обычно устанавливаются на незакрепленном лонжероне — часто из углеродного волокна для легкости и прочности. Геометрия парусов-крыльев обеспечивает большую подъемную силу и лучшее отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению , чем у традиционных парусов. Паруса-крылья сложнее и дороже обычных парусов. [3]
Крылатые паруса бывают двух основных конструкций, которые создают аэродинамический профиль, «мягкие» и «жесткие», обе они устанавливаются на нефиксированной вращающейся мачте. [4] В то время как жесткие парусные паруса представляют собой жесткие конструкции, которые убираются только после снятия с лодки, мягкие парусные паруса [5] [6] можно сворачивать или убирать на борту. [4]
L. Francis Herreshoff был пионером предшественника такелажа, который имел стаксель и грот , каждый с двухслойным парусом с передними кромками, прикрепленными к вращающемуся лонжерону. Класс катамаранов класса C экспериментировал и совершенствовал паруса-крылья в гоночном контексте с 60-х годов. Англичанин Джон Уокер исследовал использование парусов-крыльев на грузовых судах и разработал первое практическое применение для парусных яхт в 1990-х годах. Паруса-крылья применялись на небольших судах, таких как швертбот Optimist и Laser , на крейсерских яхтах и, в частности, на высокопроизводительных многокорпусных гоночных парусных лодках, таких как USA-17 . Самые маленькие суда имеют единое крыло, которое вручную устанавливается. Крейсерские такелажи имеют мягкую оснастку, которую можно опустить, когда она не используется. Высокопроизводительные такелажи часто собираются из жестких компонентов и должны устанавливаться (устанавливаться) и сниматься с помощью берегового оборудования. [3]
.svg/1280px-Chord_length_definition_(en).svg.png)
Крылатые паруса изменяют изгиб (асимметрию между верхней и нижней поверхностями аэродинамического профиля ) в зависимости от галса и скорости ветра. [7] [ нужна страница ] Крылатый парус становится более эффективным с большей кривизной на подветренной стороне. Поскольку наветренная сторона меняется с каждым галсом, также должна меняться кривизна паруса. Это происходит пассивно в обычном парусе, поскольку он заполняется ветром на каждом галсе. В крыльчатом парусе изменение изгиба требует механизма. Крылатые паруса также изменяют изгиб, чтобы приспособиться к скорости ветра. На самолете закрылки увеличивают изгиб или кривизну крыла, повышая максимальный коэффициент подъемной силы — подъемную силу, которую может создавать крыло — при более низких скоростях воздуха (скорости проходящего над ним воздуха). Крылатый парус имеет такую же потребность в регулировке изгиба, поскольку скорость ветра изменяется — более прямая кривизна изгиба при увеличении скорости ветра, более изогнутая при ее уменьшении. [3]
Механизмы регулировки изгиба одинаковы для мягких и жестких парусов-крыльев. Каждый использует независимые ведущие и задние сегменты аэродинамического профиля, которые регулируются независимо для изгиба. Более сложные такелажные установки позволяют изменять регулировку изгиба в зависимости от высоты над водой, чтобы учитывать возросшую скорость ветра. [3] [8]
Наличие такелажа, поддерживающего мачту обычного продольного такелажа, ограничивает геометрию паруса формами, которые менее эффективны, чем узкая хорда паруса-крыла. Однако обычные паруса легко подстраиваются под скорость ветра путем рифления . Паруса-крыла обычно имеют фиксированную площадь поверхности. Обычные паруса можно легко свернуть; некоторые гибкие паруса-крыла можно сбросить, когда они не используются; жесткие паруса-крыла необходимо снимать, когда воздействие ветра нежелательно. [3]
Нильсен подытожил эффективность парусов-крыльев по сравнению с обычными парусами для различных точек парусности следующим образом: [3]
Медиа, связанные с Wings (парусный спорт) на Wikimedia Commons