Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Парус
Парус

Анимация

Описание

 
 
Парус — прикрепляемая к некоему объекту ткань, растягиваемая относительно ветра таким образом, чтобы его давление создавало силу, приводящую объект в движение.
Простейший парус представляет из себя кусок материи, изготовленной из нитей натуральных или синтетических материалов. Паруса большего размера сшиваются из нескольких кусков. Полотнищам перед сшивкой придают такую форму, чтобы готовый парус, установленный на свое место и наполненный ветром, имел хорошо обтекаемую выпукло-вогнутую форму, в разрезе напоминающую крыло птицы, и развивал наибольшую полезную силу.
Для изготовления современных парусов применяются синтетические ткани. В некоторых случаях (например, для изготовления парусов для виндсёрферов) применяется не ткань, а прочная плёнка. Существуют и более сложные и дорогостоящие технологии изготовления парусов, при которых весь парус изготавливается не из кусков материи или плёнки, а из высокопрочных синтетических нитей, размещаемых между двумя слоями плёнки по линиям действия на парус наибольших нагрузок.
Встречаются и совсем уж не похожие на обыкновенный парус конструкции, представляющие собой поставленное вертикально крыло и использующие силу ветра для тех же целей, что и парус. Такие конструкции иногда устанавливают, например, на спортивные лодки (также, кстати, довольно сильно не похожие на обычные лодки, знакомые большинству) с целью достижения рекордов скорости на воде. Имеющие очень мало общего с растянутым куском материи, эти крылья, тем не менее, называют по инерции либо «жестким парусом», либо «парусом-крылом».
В парусном спорте части паруса имеют свои названия, термины (рисунок 1). Большинство парусов в данное время являются треугольными, для большинства яхт верны шесть терминов, по одному на каждый угол и сторону паруса. Сторона паруса, в общем случае, называется шкаториной. Различают переднюю, заднюю, нижнюю шкаторины. Передней считается шкаторина, прилегающая к мачте. Углы паруса треугольной формы называются галсовым, фаловым и шкотовым. Нижний, прилегающий к мачте — галсовый угол, верхний, прилегающий к мачте — фаловый угол, и задний, прилегающий к гику — шкотовый угол. Шкаторины и углы паруса, как наиболее нагруженные участки паруса, оформляются различными усилениями, выполняемыми из ткани с применением т. н. «дельных вещей». Усиления углов именуются боутами и бантами. Усиления шкаторин, как правило, специальных названий не имеют. Боуты и банты углов паруса несут на себе основную долю нагрузок, передаваемых от полотнища паруса на корпус судна через такелаж и рангоут. Оформление углов паруса, в общем случае, представляет собой накладывание на угол паруса нескольких слоев парусной ткани, ориентированных по направлению действия наибольшей нагрузки, а также установку какой-либо детали, позволяющей закрепить такелажный конец.
Строение и части паруса
Рисунок 1
Работа паруса на полных курсах. Если парус поставить поперек ветра, он будет притормаживать обтекающий его поток воздуха. При этом часть кинетической энергии воздуха преобразуется в кинетическую энергию движения яхты.
 

 

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Используемые естественнонаучные эффекты

Возникновение резкого увеличения давления, скорости, температуры и уменьшение скорости течения газа в сверхзвуковой области (Точка разветвления струй, критическая скорость потока при обтекании)
Истечение газа со сверхзвуковой скоростью в область, где давление больше давления в струе (Истечение газа со сверхзвуковой скоростью в область, где давление больше давления в струе)
Вихревое движение газа (Вихревое движение газа)
Перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия составляющих его частиц (Теплопроводность. Закон Фурье)
Центр давления (Центр давления)

 

Разделы естественных наук используемых естественнонаучных эффектов

1Сверх и гиперзвуковое обтекание незакрепленных тел
5Общие вопросы газо- и гидродинамики
1Сверх и гиперзвуковые потоки в отсутствие незакоепленных необтекаемых тел
1Дозвуковые течения жидкости и газа в отсутствии незакрепленных обтекаемых тел
1Явления переноса
1Термодинамика
1Аэро- и гидростатика
1Динамика

 

Применение эффекта

Как правило, парус используется для приведения в движение плавательных средств, к которым он крепится с помощью рангоута и такелажа. Однако имеются свидетельства применения парусов в сухопутном транспорте — например, парус широко использовался для создания вспомогательной движущей силы на повозках в Китае. Кроме того, космический парус (использующий солнечный ветер) может применяться в космических аппаратах. Паруса активно используются в кораблестроении и других технических отраслях, где требуется осуществлять механическое перемещение за счет энергии ветра.
Парус
Рисунок 1

Реализации эффекта

Яхта (нидерл. jacht, от jagen — гнать, преследовать) — первоначально лёгкое, быстрое судно для перевозки важных персон. Впоследствии — любое парусное, моторное или парусно-моторное судно, предназначенное для спортивных или туристских целей. Наиболее распространены парусные яхты. Первые упоминания о спортивных парусных яхтах относятся к XVII веку.
В современном использовании термин Яхта означает два различных класса судов: парусные яхты и моторные яхты. Традиционные яхты отличались от рабочих судов в основном назначением — как быстрое и комфортабельное средство перевозки богатых. Практически все современные парусные яхты имеют вспомогательный мотор (подвесной мотор) для маневрирования в порту или движения с небольшой скоростью в отсутствие ветра.
Парусные яхты делятся на крейсерские, имеющие каюту, и рассчитанные на дальние походы и гонки, прогулочные и гоночные — для плавания в прибрежной зоне.
По форме корпуса различают килевые яхты, у которых днище переходит в балластный киль (точнее фальшкиль), повышающий остойчивость яхты и препятствующий её сносу (дрейфу) при ходе под парусами, мелкосидящие (швертботы), с выдвижным килем (швертом) и компромиссы, имеющие балластный и выдвижной кили.
Существуют двухкорпусные яхты — катамараны, трёхкорпусные яхты — тримараны, а также многокорпусные — полимараны (например, пентамараны).
Яхты бывают одно- и многомачтовые с различным парусным вооружением.
Парусная яхта
Рисунок 1

Фрегаты являлись одним из наиболее разнообразных по характеристикам классов парусных кораблей. Своё происхождение фрегаты ведут от лёгких и быстроходных судов, применявшихся для рейдов в проливе Ла-Манш начиная приблизительно с XVII века. С ростом морских флотов и их радиуса действия, характеристики дюнкеркских фрегатов перестали удовлетворять адмиралтейства, и термин начал трактоваться расширительно, означая, фактически, любой лёгкий быстроходный корабль, способный к самостоятельным действиям.
Классические фрегаты парусного века были созданы во Франции в середине XVIII столетия. Это были корабли среднего размера с водоизмещением около 800 тонн, вооружённые примерно двумя-тремя десятками 12-18 фунтовых пушек на одной орудийной палубе. В дальшейшем водоизмещение и мощь вооружения фрегатов росли, и ко времени наполеоновских войн они имели около 1000 тонн водоизмещения и до шестидесяти 24-фунтовых орудий. Наиболее крупные из них могли включаться в боевую линию и носили название линейных фрегатов, подобно линейным крейсерам XX века.
Подобно нынешним крейсерам, фрегаты являлись наиболее загруженным типом кораблей парусного флота. В мирное время фрегаты, как правило, не ставились на прикол, подобно линейным кораблям, а применялись для патрульной и крейсерской службы, борьбы с пиратством и тренировки экипажей. Надёжность и скорость фрегатов делали их популярными судами для исследователей и путешественников. Например, французский путешественник Луи Антуан де Бугенвиль совершил кругосветное плавание на фрегате «Будёз» (Сердитый) в 1766—1769, а знаменитый фрегат «Паллада», на котором в 1855 году адмирал Е. В. Путятин прибыл в Японию для установления дипломатических и торговых отношений, был построен в 1832 году как личная яхта императора Николая I.
В британском Королевском Флоте, который имел, по многим свидетельствам, самое большое число фрегатов в мире, они имели ранги с четвёртого по шестой.

Литература

1. В.М. Перегудов "Туристические разборные парусные суда", Москва, "Физкультура и спорт", 1987.

2. Марквардт К. Х. "Рангоут, такелаж и паруса судов XVIII века", Л.: Судостроение, 1991.

3. Рославлев Л. "Парусники мира", М.: Майор, 2001.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина