¿Cómo cambia la magia material la construcción de buques de guerra preindustriales?

Tengo algunas cosas que señalar que aún no se han cubierto en otras respuestas.

• Flexibilidad: tradicionalmente, la construcción naval de madera utilizaba un proceso lento llamado Steam Bending para ablandar temporalmente las piezas de madera con el fin de deformarlas plásticamente en las formas curvas necesarias. Si un mago puede hacer eso más rápido con magia, la construcción podría ir mucho más rápido.
• Estructura: El marco de un barco soporta la mayoría de las fuerzas a las que está sujeto el barco. En teoría, se podría hacer un casco lo suficientemente grueso para resistir tales fuerzas, pero hacerlo en nuestra realidad requeriría tanta madera extra y agregaría tanto peso extra que nunca se hace. En su lugar, los cascos se fabrican tan delgados como sea práctico dadas las condiciones a las que se enfrentarán (los barcos costeros y fluviales [aguas marrones y aguas verdes] pueden tener cascos más delgados que los barcos de alta mar [aguas azules], los barcos mercantes pueden tener cascos más delgados cascos que buques de guerra, etcétera). El casco está montado sobre un marco estructural complejo que intenta maximizar la resistencia y minimizar el peso. La complejidad se debe en parte al hecho de que la resistencia de la madera contra cualquier fuerza varía mucho según la orientación de la fuerza en relación con el grano. y, por lo tanto, el marco está hecho de muchas vigas cortas dispuestas para estar en la mejor dirección para las tensiones que soportará cada una, y arriostradas en las juntas con más vigas que distribuyen las tensiones en todo el marco en lugar de dejar que se concentren en un solo punto. Sin embargo, en su mundo, la capacidad de fusionar piezas de madera a la perfección hasta el punto de unir su estructura de grano les permite eliminar una buena parte de esta estructura y hacer que sus naves sean más livianas y espaciosas con la misma resistencia. La densificación también ayuda a recuperar un poco de espacio interior. Todavía necesita un arriostramiento extenso hacia adelante y hacia atrás y de viga a viga para resistir el pandeo, la flexión y la torsión, pero no tanto. Cuidado y reforzado en las uniones con más vigas que distribuyen las tensiones en todo el marco en lugar de dejar que se concentren en un solo punto. Sin embargo, en su mundo, la capacidad de fusionar piezas de madera a la perfección hasta el punto de unir su estructura de grano les permite eliminar una buena parte de esta estructura y hacer que sus naves sean más livianas y espaciosas con la misma resistencia. La densificación también ayuda a recuperar un poco de espacio interior. Todavía necesita un arriostramiento extenso hacia adelante y hacia atrás y de viga a viga para resistir el pandeo, la flexión y la torsión, pero no tanto. Cuidado y reforzado en las uniones con más vigas que distribuyen las tensiones en todo el marco en lugar de dejar que se concentren en un solo punto. Sin embargo, en su mundo, la capacidad de fusionar piezas de madera a la perfección hasta el punto de unir su estructura de grano les permite eliminar una buena parte de esta estructura y hacer que sus naves sean más livianas y espaciosas con la misma resistencia. La densificación también ayuda a recuperar un poco de espacio interior. Todavía necesita un arriostramiento extenso hacia adelante y hacia atrás y de viga a viga para resistir el pandeo, la flexión y la torsión, pero no tanto. Cuidado la capacidad de fusionar a la perfección piezas de madera hasta el punto de unir su estructura de grano le permite eliminar una buena parte de esta estructura y hacer que sus naves sean más livianas y espaciosas con la misma resistencia. La densificación también ayuda a recuperar un poco de espacio interior. Todavía necesita un arriostramiento extenso hacia adelante y hacia atrás y de viga a viga para resistir el pandeo, la flexión y la torsión, pero no tanto. Cuidado la capacidad de fusionar a la perfección piezas de madera hasta el punto de unir su estructura de grano le permite eliminar una buena parte de esta estructura y hacer que sus naves sean más livianas y espaciosas con la misma resistencia. La densificación también ayuda a recuperar un poco de espacio interior. Todavía necesita un arriostramiento extenso hacia adelante y hacia atrás y de viga a viga para resistir el pandeo, la flexión y la torsión, pero no tanto. Cuidadotodavía debe tomarse con las direcciones de las vetas de madera fusionadas, como se mencionó. El casco se beneficiaría al tener estructuras de grano en capas ortogonales entre sí para una máxima resistencia a la presión; podría producir algo como un monocasco hecho de una fusión de madera contrachapada marina y madera laminada cruzada , lo que le permitiría tener cascos aún más fuertes para el mismo peso. .
• Modos de falla: la Resistencia de los Materiales involucra más que la dureza. Dijiste que el sistema mágico puede mejorar la resistencia al impacto de la madera , pero también quieres descubrir qué puede y qué no puede hacer tu magia en términos de resistencia a la compresión , resistencia a la tracción y resistencia a la fatiga . En condiciones normales, la madera se agrieta cuando se excede cualquiera de estas fuerzas, y cuanto más fuerza se necesita para alcanzar el punto de ruptura, más dramático será cuando se libere esa fuerza.
• Resistencia al fuego: la madera densificada tiende a carbonizarse en lugar de ser consumida por el fuego, lo que ayudará a limitar la propagación de incendios a bordo. Las cuerdas y las velas seguirán siendo extremadamente vulnerables, a menos que su mundo también incluya alguna forma de protegerlas contra incendios.
• Mástiles y aparejos: la falla del mástil al doblarse y finalmente agrietarse (conocido como "mástil suspendido" si no se rompe por completo) se convirtió en un problema importante a medida que los barcos crecían y tenían más velas, lo que ejercía una tensión extrema en los mástiles. En nuestro mundo, esto se combatió agregando redes extensas de "jarcias fijas", cuerdas fuertes que corrían entre la parte superior de un mástil y el marco de la cubierta superior de la misma manera que una torre de radio moderna está sostenida por cables de sujeción. A medida que los mástiles se hacían cada vez más altos y las fuerzas sobre los mástiles cada vez mayores, incluso los aparejos fijos extensos a menudo eran insuficientes, y se volvió común y luego estándar que los mástiles se reforzaran envolviéndolos a intervalos con cuerdas bien enrolladas y/o aros de hierro. Estos ayudaron a evitar que las fibras de madera se separaran bajo la tensión de flexión. con tu magia, Parece que sería factible revestir un núcleo orientado verticalmente con una capa de fibras orientadas horizontalmente unidas en bucles completos, lo que debería ofrecer aumentos de resistencia comparables. También existe la posibilidad de unir mágicamente las vigas de madera de forma horizontal entre los mástiles para agregar soporte en compresión (en comparación con la cuerda, que solo es fuerte en tensión) y en diagonal desde el marco hasta el mástil para actuar como contrafuertes.
• Incrustaciones biológicas : todos los barcos y botes (y cualquier otra estructura en el agua), sin importar de qué estén hechos, están sujetos a la acumulación de una capa de vida acuática que incluye algas, algas, percebes, gusanos tubulares y cientos de otros. especies. Esta rápida acumulación hace que la superficie sea cada vez más áspera, lo que provoca turbulencias y resistencia que pueden ralentizar un barco hasta en un 10 %. Los barcos deben someterse a un mantenimiento regular para limpiar sus cascos y contrarrestar estos efectos. Los barcos de madera también tienen que lidiar con Shipworms, un grupo de moluscos que perforan, y eventualmente destruyen, cualquier madera sumergida. La única protección efectiva a largo plazo contra los gusanos de barco en nuestro mundo ha sido sujetar el revestimiento de cobre al casco hasta la línea de flotación (que también reduce convenientemente la bioincrustación, pero inconvenientemente prohíbe el uso de clavos de hierro, ya que acelera enormemente su corrosión). Otros metales como el plomo y el hierro son notablemente más pesados ​​y se corroen rápidamente, lo que los hace poco prácticos. A veces se usaba una capa de madera no estructural de sacrificio, que protegía temporalmente el casco estructural de daños y necesitaba ser reemplazada con frecuencia. También se han utilizado varios recubrimientos tóxicos, pero representan un peligro para la salud y deben volver a aplicarse con frecuencia para mantener su eficacia. Cualquier cosala magia puede hacer para aliviar este problema le dará a cualquier armada con magia una ventaja sustancial sobre cualquiera que no la tenga .
• Costo: esta magia tiene el potencial de reducir drásticamente el costo de construir y mantener un barco, especialmente en lo que respecta al tiempo. Eliminar las uñas ahorrará una enormecantidad de dinero y tiempo (como dice @Kepotx, los clavos requieren mucho tiempo para fabricarse sin industrialización y / o control de metales, y a veces sería necesario desmontar completamente el casco de un barco solo para reemplazar los clavos corroídos antes de que el fondo del barco se caiga apagado). Un marco menos complicado reduce significativamente el tiempo de construcción. Ser capaz de manipular "material vivo" implica en gran medida la posibilidad de eliminar mágicamente la bioincrustación y, a menos que esa magia en sí consuma mucho tiempo y sea difícil/rara, es casi seguro que sería más fácil que tener que raspar manualmente la incrustación. Si ese defouling se puede hacer desde el interior del barco, sin necesidad de carenarlo o usar un dique seco, el ahorro de tiempo y esfuerzo sería enorme ., ya que podría hacerse sin dejar el barco fuera de servicio en absoluto. Reparar un barco, como menciona @DarthDonut, será un proceso mucho más sencillo, ya que las grietas se pueden reparar directamente y los agujeros se pueden reparar sin tener que quitar y reemplazar los tablones dañados. Reparación más rápida significa mayor confiabilidad y menos tiempo fuera de servicio. Ser capaz de convertir piezas pequeñas de madera de calidad relativamente baja en una sola viga larga, uniforme y de alta resistencia significa que los mástiles se pueden hacer con cualquier árbol que esté cerca, en lugar de tener que encontrar árboles con la altura, el grosor y la rectitud deseados. , y nuevamente ahorrando tiempo y dinero.

Otras lecturas:

The Mechanical Properties of Wood (1914), de Samuel J. Record [página web y libro electrónico sin restricciones]: detalla las fortalezas y debilidades de la madera bajo tensión mecánica.

The Structures of English Wooden Ships (1993), de Trevor Kenchington [PDF sin restricciones]: una descripción de la estructura y construcción de los barcos ingleses alrededor de 1710, basada en un libro contemporáneo escrito por William Sutherland después de una carrera en los astilleros reales, particularmente en Portsmouth y Deptford. Recorre toda la estructura de un navío de línea de tres cubiertas.

Glosario ilustrado de términos de barcos y barcos (1994), de J. Richard Steffy [Página web sin restricciones y PDF]: proporciona definiciones, descripciones e ilustraciones de los términos náuticos utilizados en el artículo de Kenchington, entre muchos otros. Extracto del libro de Steffy Wooden Ship Building and the Interpretation of Shipwrecks . Publicado como parte de The Oxford Handbook of Maritime Archaeology , la mayoría de los capítulos están restringidos a suscriptores en línea y personas que compran el libro [libro electrónico restringido, tapa dura o tapa blanda] pero que también contiene una gran cantidad de información adicional sobre diseño de barcos a través de la historia.

Historia de los mástiles, del Museo Nacional de la Marina Real de Nueva Zelanda [página web sin restricciones]: proporciona detalles de la construcción del mástil

The Elements and Practice of Rigging and Seamanship (1794), de David Steel [página web no restringida]: proporciona detalles extensos sobre todos los aspectos del aparejo de un barco, incluidas cuerdas, mástiles, velas, anclas y bloques (poleas), así como detalles detallados. descripciones de la náutica, la práctica de los barcos de trabajo y las tácticas navales.

The History of the Prevention of Fouling (1952), del Instituto Naval de EE. UU. [PDF sin restricciones]: explica algunos de los métodos que han intentado contrarrestar la bioincrustación, tanto para cascos de madera como de metal.

¿En qué partes de un barco podría usarse esta magia?

1. El casco: Los barcos durante la Era de la Vela siempre tenían el problema de que el agua entraba a través de pequeños huecos en la madera del casco.
   Un casco de madera fusionado sería (casi) completamente impermeable y, como tal, reduciría la necesidad de bombas de achique. No los eliminará por completo, porque los necesitará en caso de daños en el casco y aguas pluviales, pero no los operará las 24 horas del día, los 7 días de la semana.
   La estabilidad del casco sería mejor que la de los barcos construidos tradicionalmente, porque al final del proceso su casco sería una sola pieza fusionada. Con esto en mente, sus barcos podrían capear mejor las tormentas y serían más aptos para navegar que los diseños construidos normalmente.
2. Cuerdas: la mayoría de las cuerdas estaban hechas de cáñamo y, como tal, debería ser posible fortalecerlas. El resultado sería algo parecido a cuerdas más resistentes que no se rompen con tanta frecuencia.
3. Mástil: como señaló Henry Taylor en su respuesta, la altura del mástil podría mejorarse en la medida en que el barco no se vuelva pesado en la parte superior.
4. Velas: Hechas de material orgánico, las velas se pueden reforzar como las cuerdas y así hacerse más delgadas o más grandes. No se romperían tan fácilmente, lo que reduciría las reparaciones necesarias.
5. Reparaciones : digamos que alguien hizo un agujero en su nave. Digamos que tienes un mago a bordo. Dependiendo de cómo se aplique esta magia, simplemente tomas una tabla de madera, la pones en el hoyo, el mago canta, baila o pone sus manos sobre la madera, ¡y vóila! Casco reparado. También se podría ir tan lejos y usar aserrín para remendar las cosas al convertir el polvo en madera real.

Para concluir: lo más probable es que sus naves se vuelvan más livianas (y, por lo tanto, más rápidas), más grandes, más resistentes y más fáciles de reparar en comparación con sus rivales mundanos. ¡Pronto reinarás supremo en los siete mares!

Mayores alturas de mástil (por la unión de las longitudes de varios árboles) y una mayor resistencia del mástil sin aumentar el peso deberían proporcionar una mayor capacidad de captura de viento y, por lo tanto, mayores velocidades de crucero. Duplicar la dureza del casco también aumentaría la efectividad y la seguridad de embestir a otras naves que carecen de la magia de la madera.

Mantenimiento más fácil

TL; DR: ya no es necesario reemplazar las uñas.

Otras respuestas ya cubren cómo una madera más fuerte hace un mejor barco.

Pero la construcción, o reparación en mar abierto, no es lo único que debe preocuparte de un barco, también está el mantenimiento, y tu madera mágica te ayudará. Además, una mejor madera no es la única ventaja, también está la falta de clavos de metal.

Mi magia material también permite a los carpinteros unir/conectar la madera, como si siempre fuera una sola pieza. No es necesario clavar los tablones entre sí

Esto, es una gran ventaja. Una vez visité albaola , lugar donde reconstruyeron el san juan, un barco del siglo XVI. Una parte interesante fue el costo de las uñas. Hoy en día, un clavo cuesta solo su peso sobre el metal, pero es fácil de fabricar. Sin embargo, es mucho más largo hacerlo con tecnología preindustrial. Esto le ahorrará mucho tiempo/dinero para la construcción, pero no solo.

Las uñas se oxidan. Necesitas reemplazarlos con bastante frecuencia. esto casi significa que debes recrear toneladas de clavos y reemplazar cada uno de ellos, básicamente reconstruyendo los barcos. También se usaron treenails (clavos de madera), pero no siempre pueden reemplazar a los clavos.

Costo y lugares de Construcción:

Uno de los mayores impactos de poder trabajar mágicamente la madera para una industria de construcción naval será un costo de construcción muy reducido, además de abrir muchas más regiones a la industria efectiva de Big Ship.

Si bien los árboles grandes probablemente aún serían apreciados por su prestigio y la reducción de los requisitos de mano de obra de los magos de la madera, las regiones con árboles más pequeños aún podrían producir embarcaciones más grandes y tener menos riesgo de colapso de la industria debido a la sobreexplotación.

La tasa de producción de barcos se parece más a la industria moderna de pulpa y papel: cuánta tierra puede tener alrededor de un astillero y cuánto producto de madera de 'crecimiento razonable' puede cosechar en ciclos de 20 a 40 años.

Su trabajo puede enfocarse en la recolección y el trabajo de madera de menor habilidad también. Manipular y transportar madera de un árbol de 30 años, que se puede cortar en trozos lo suficientemente cortos como para que un solo hombre la recoja por su cuenta, requiere mucha menos habilidad y esfuerzo que cortar y manipular un árbol de 500 años...

Entonces, se pueden construir barcos grandes con material recolectado y transportado a bajo costo, en lugar de depender de un manejo de materiales altamente especializado. Se convierte en poco más esfuerzo que mover las existencias locales de leña, en lugar de enviar colonos a lugares remotos de la tierra en busca de madera vieja específica.

Sin embargo, sin mejoras en los métodos de propulsión, es poco probable que vea un impacto de barcos mucho más grande que el que tuvimos al final de la era de las embarcaciones a vela con casco de hierro. Simplemente se vuelven demasiado difíciles de manejar de manera segura en condiciones de mar abierto y mientras se mueven en los puertos.