帆の風圧計算機
風に直角な30 m²の帆に20ノットの風が当たると、力は約1945 N、200キログラム重弱になります。風圧中心の高さを入れればヒールモーメントも分かり、リーフの判断に役立ちます。ブラウザで無料で使えます。
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- ブラウザで動作
- 登録不要
- データは端末の外に出ません
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計算例
- 風速 (kn)
- 20
- 帆面積 (m2)
- 30
- 風速 (m/s)
- 10.28888889
- 空気密度 (kg/m3)
- 1.225
- 圧力係数
- 1
- 風向角 (°)
- 90
セーリングの船長、ヨット設計者、リガーは、シートの寸法、ヒールの確認、リーフの判断の前に、風が帆布をどれだけ押すかの一次見積もりを必要とします。本帆風圧計算機は国際ノットで真風速を秒速メートルに換算し、空気密度の半分に速度の二乗を掛けて動圧を作り、任意の形状係数と風と帆面のなす角の正弦二乗でその圧をスケールし、帆面積を掛けてニュートン、キログラム重、ポンド重の合力を返します。任意のセンター・オブ・エフォート高さはその力をヒールモーメントに変え、復原レバーとの簡単な比較に使えます。無効な入力は課金されません。
帆の風圧をどう見積もるか
帆は薄い揚力面ですが、リギング荷重と最初のヒール確認では、入射空気の動圧がいまだに有用な出発点です。ノットから秒速メートルへの換算は国際ノットの定義に従います。動圧 q は空気密度の半分に v の二乗を掛けたものです。
海面の国際標準大気では既定密度は 1.225 キログラム毎立方メートルで、摂氏十五度の乾燥空気です。より暑いか高い場所での帆走では、力が rho とともに下がるため密度を下げます。布への実効風圧は無次元の圧力係数 Cp を q に掛けたもので、垂直平板の見積もりとして既定は一です。
キャンバーと膨らんだ形を入れると、実用帆はおおよそ一から一・五付近に収まるので、この欄は隠さず公開しています。帆に垂直な力は古典的な傾斜平板の法則に従い、F は P に A と、風と帆面のなす角の正弦の二乗を掛けたものです。
九十度、すなわち帆が流れを横切るビームリーチでは正弦は一となり、岸壁の経験則で使う F イコール P かける A の全値が得られます。三十度や四十五度では同じ面積でも横力がずっと小さく、同じ真風速でもクローズホールドの船がビームリーチよりヒールしにくい理由です。
水中の横抵抗中心の上にある帆のセンター・オブ・エフォート高さも分かる場合、ヒールモーメントはその力にその高さを掛けたニュートンメートルです。これは比較と艤装の話のための見積もりであり、速度予測プログラム、マストの有限要素模型、建造者の復原冊子の代わりではありません。
帆の風力計算が役立つ場面
クルージングの船長とセーリング学校の指導者は、リーフ、シート荷重、突風がレールをどれだけ押すかを話す前に帆の風圧計算機を使います。二十ノットのビームリーチで三十平方メートルは、同じ帆布をクローズホールドにしたときとは全く違う数になるからです。
ヨット設計者とアマチュア建造者は決定的な一次の力を必要とし、センター・オブ・エフォートが分かれば、速度予測プログラムを開かずに簡単な復原レバー見積もりと比べられるヒールモーメントも必要です。リガーと金物店はビューフォートの逸話ではなくニュートンまたはキログラム重の荷重からブロック、トラック、コントロールラインを寸法取りします。
同じ面積と控え目な Cp をこの端点に通すと、見積もりを監査できます。検証失敗は残高を消費しません。すでに選んだ風と帆布を圧と力に換えるだけです。
活用例
リーフとシート荷重の確認
リーフする、緩める、ヘッドセイルを落とす前に、ノットの予報と常用帆面積をニュートンとキログラム重に換算します。
一次のヒールモーメント
風速と面積にセンター・オブ・エフォート高さを添えると、船の復原レバーと簡単に比べられるニュートンメートルのヒールモーメントが得られます。
リギングと金物の寸法取り
リガーと船舶金物店に、ノットと面積から決まる帆の力を渡します。ブロック、トラック、コントロールラインをビューフォートの話ではなく数で見積もれます。
よくある質問
帆の風圧と合力はどう計算しますか？
国際ノット（1852/3600）でノットを m/s に換え、動圧 q = ½ρv² を求め、Cp でスケールし、F = P × A × sin²(θ) とします。
風速と帆面積はどの単位で入れますか？
応答は m/s、パスカル、ポンド毎平方フィート、ニュートン、キログラム重、ポンド重も報告します。
圧力係数 Cp とは何ですか？
Cp（別名 cp、cd、coefficient）は動圧の上に乗る無次元の形状係数です。既定 1.0 は垂直平板の見積もりです。実用帆は 1.0–1.5 付近が多く、控え目なリギング荷重なら上げます。
クローズホールドだとアビームより帆にかかる力が小さいのはなぜですか？
力は風と帆面のなす角の正弦の二乗に比例するためです。90度では風圧に面積を掛けた力がそのまま働きますが、30度では同じ帆でも横向きの力がずっと小さくなり、艇のヒールも小さくなります。
ヒールモーメントはどのように求めますか？
水面下の横抵抗中心から帆の風圧中心までの高さを入力すると、帆の力にその高さを掛けた値をニュートンメートルで示します。比較のための目安であり、造船所の復原性資料の代わりにはなりません。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/travel/wind-force-on-sail \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"wind_speed_kn":20,"sail_area_m2":30}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/travel/wind-force-on-sail", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"wind_speed_kn": 20,
"sail_area_m2": 30
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/travel/wind-force-on-sail",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"wind_speed_kn": 20,
"sail_area_m2": 30
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/travel/wind-force-on-sail", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"wind_speed_kn":20,"sail_area_m2":30}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"wind_speed_kn":20,"sail_area_m2":30}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/travel/wind-force-on-sail", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"wind_speed_kn": 20,
"sail_area_m2": 30
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "travel.wind_force_on_sail",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
成功した呼び出しは公開の基本料金 $0.002 を使います。
帆の風圧をどう見積もるか
すなわち一時間に正確に 1852 メートルの海里なので、v は wind_speed_kn に 1852 を掛けて 3600 で割った値です。
入力契約、単位、応答欄
ゼロノットは有効で力ゼロを返します。面積がゼロまたは負なら拒否されます。高さを送らなかった場合、センター・オブ・エフォートとヒールモーメントの鍵は完全に省略され、null では返りません。例として、既定のまま二十ノットを三十平方メートルにかけると、動圧はおよそ 64.84 パスカル、力はおよそ 1945 ニュートン、二百キログラム重を少し下回る値になり、これは新鮮な風でクルージングのメインとジブが受ける大きさです。POST で JSON 本体に、必須の有限数を二つ送ってください。wind_speed_kn はゼロ以上二百以下の真風速（ノット）、sail_area_m2 はゼロより大きく最大二万の帆面積（平方メートル）です。任意の air_density_kg_m3 の既定は 1.225 で、0.5 から 2 の間になければなりません。任意の pressure_coefficient（別名 cp、cd、coefficient）の既定は 1 で、0.01 から 3 の間になければなりません。任意の wind_angle_deg は風と帆面のなす角で、0（エッジオン、力なし）から 180、既定 90 なので角なしの初回呼び出しでもビームの全圧が出ます。任意の center_of_effort_m は横抵抗中心の上のセンター・オブ・エフォート高さ（メートル）で、指定すると応答に heeling_moment_nm が含まれます。各数値欄は JSON 数でも数値文字列でも受け取れます。必須欄の欠落、空文字、非有限値、範囲外の数は invalid_input で欄名を示して失敗し、課金されません。成功時は整えた入力を返し、wind_speed_ms、dynamic_pressure_pa、wind_pressure_pa、wind_pressure_psf、projected_area_m2、force_n、force_kgf、force_lbf に加え、公式文字列と一行の要約を報告します。
帆の風力 API が価値を生む場面
予報ノットと帆の在庫を既に持つ船隊アプリや航程計画ノートは、言語バインディングごとに二分の一 rho v 二乗を再導出せず、小さな parse API を呼べます。実装は純粋な parse の段階 A なので、成功した呼び出しは毎回公開の $0.002 で、モデルトークンも外向き網も使いません。要求を小さく保ち、試験で force_n と wind_pressure_pa を固定すれば、教室、LMS プラグイン、エッジワーカー向けに再現可能なリギングとヒールの数が得られ、自前の船舶工学一式は不要です。この端点は船速、横流れ、転覆を予測しません。
技術的な質問
ヒールモーメントはどう計算しますか。
center_of_effort_m（横抵抗中心の上の帆のセンター・オブ・エフォート高さ）を送ると、heeling_moment_nm = force_n × center_of_effort_m です。高さを省くとその欄は応答に出ません。
帆の風圧計算機の料金はいくらですか。
ブラウザの道具は無料です。API 要求は成功した呼び出しごとに前払い KIT 残高から $0.002 を使います。無効な入力は課金されません。