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 изготавливаемом 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 такелажные устройства имеют мягкое такелажное устройство, которое можно опустить, когда оно не используется. Высокопроизводительные такелажные устройства 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