¿Cuánta armadura de acero puedes usar y aun así ser capaz de nadar?

La densidad del acero de ~7,75 veces la del agua significa que puede descontar el 13% de su peso a la flotabilidad, pero eso es todo.

En una ocasión, levanté 18 kg de cinturones de pesas caídos desde el fondo, lo que me dejó en -10 kg de flotabilidad en la superficie después de tener en cuenta el peso de mi equipo y la flotabilidad del ala. El peso pico fue de -14 kg en la parte inferior para el ascenso inicial, debido a la compresión del ala (fue de 45 metros de profundidad). Este fue un gran esfuerzo físico y tuve que entregar los cinturones al bote lo antes posible, pero pude mantenerme lo suficientemente a flote para pedir la asistencia.

En general, un buzo técnico experimentado que use aletas jet puede soportar unos 12 kg de empuje hacia arriba, con aletas. Esto es útil para un ascenso de emergencia con dispositivos de flotabilidad fallados. El empuje estático se ha medido en 15-19 kg para buzos profesionales de ~90 kg de peso corporal . Producir fuerza hacia arriba no es completamente equivalente a nadar, ya que tu velocidad lateral será baja. Es solo una lucha llegar a la superficie, y probablemente podrías desafiar una corriente estrecha como esa.

Este no es el promedio. El empuje promedio sostenido con aletas se midió en alrededor de 64-69 N , o alrededor de 7 kg. Esto se puede hacer durante un nado prolongado, un río de varios cientos de pies de ancho.

Una práctica entre buenos nadadores llamada "buceo con monos" consiste en no usar un compensador de flotabilidad y compensar los cambios de flotabilidad solo con empuje de natación, por lo que esto puede considerarse un peso de natación práctico. La flotabilidad al comienzo de una inmersión con monos es de aproximadamente -4 kg. Esto requiere un poco de esfuerzo, pero es fácilmente manejable con aletas.

Sin aletas, los humanos producen mucho menos empuje estático. Puedo mantenerme a flote y nadar con los -3 kg de flotabilidad mencionados anteriormente sin aletas, pero es agotador y me frena. Puedo cargar más por poco tiempo, pero -3 kg es todo lo que estaría dispuesto a correr el riesgo de cargar a lo largo de más de 400 metros, estando listo para deshacerme del peso. Sobre un arroyo angosto (<50 m), tal vez -5 kg ​​en una situación de vida o muerte. Mi peso y condición física para nadar estarían en el rango para el personaje que describe.

Su soldado medieval promedio ciertamente no era un buzo hábil o un nadador hábil, ni tenían aletas en absoluto. Esto limita su capacidad para superar la flotabilidad negativa a -1 kg para la mayoría, y quizás de -3 a -6 kg para los mejores nadadores, con un cuerpo bastante grande para la época. Este número es para nadar en aguas tranquilas; grandes lagos, ríos muy anchos o rápidos, el mar abierto puede ser un desafío tal como es (por esa razón, todo lo que está arriba y abajo es para agua dulce).

Un chaleco de malla sin mangas pesa alrededor de 5 kg. La armadura es inútil sin un arma (otro 1-2 kg), por lo que uno traería primero las armas, luego la armadura. Es posible hacer una armadura más ligera, por ejemplo, una placa de acero con una cobertura similar a un inserto SAPI . Estas pequeñas placas a veces se adjuntaban al correo o al cuero. Pero es poco probable que alguien se moleste en crear eso solo para nadar, ya que también pueden hacer una bolsa de cuero encerado que le da a uno +20 kg de flotabilidad.

Entonces, la respuesta corta es: sin aletas ni ningún dispositivo de flotación, un simple registro servirá, no puede contar con nadar sobre un río de tamaño decente con cualquier tipo de armadura de acero medieval común que sería útil por sí sola.

Un nadador competente sin aletas puede cruzar ríos con su arma y sus armaduras de cuero. Con aletas, los buenos nadadores también pueden llevar un chaleco de malla sin mangas.

Un escudo sería una buena ayuda para la flotación, y los primeros estilos (madera de tilo de baja densidad con poco metal) pueden soportar aproximadamente el propio peso del escudo en flotabilidad. Como tales ayudas interfieren con la natación, su flotabilidad reemplaza el empuje dinámico de natación en lugar de aumentarlo, pero es una forma mucho más práctica de cruzar ríos que apresurarse.

Si vamos fuera del ejército, los nadadores profesionales, como los pescadores de perlas, existían en ese momento y serían más capaces. Pero encontrar uno que se convirtiera en soldado sería una ocurrencia entre mil y no sería suficiente para formar un ejército. Las balsas y las bolsas de cuero son mucho más prácticas.

Para poner un límite superior a lo que es posible, los atletas de nivel olímpico modernos producen aproximadamente el mismo empuje estático sin aletas que un buceador experto con aletas, por lo que también se puede esperar de ellos la capacidad de transportar ~ 10 kg de acero a través de un río. Este nivel de condición física para nadar lleva años de entrenamiento y solo llegó a existir con el restablecimiento del atletismo profesional a tiempo completo a principios del siglo XX.

Varias personas han intentado nadar con armaduras pesadas de estilo medieval como experimentos, con videos disponibles en YouTube o sitios similares. Nunca he visto uno en el que la persona realmente haya tenido éxito. Tienden a estar en un punto en el que especulan que con más fuerza y ​​entrenamiento podrían hacerlo mejor, pero... sin éxito hasta ahora.

Vea aquí una muestra de tres de estos videos.

Los guerreros gordos podían llevar más.

Rechazaremos por adelantado las afirmaciones de que la gordura es incompatible con la buena forma física, lo cual es, por supuesto, ridículo. Siguiente: la respuesta anterior de @ Therac cubre el empuje hacia arriba producido por los brazos y las piernas para contrarrestar el peso adicional.

Consideremos a tu gordo guerrero. Usaremos Andre the Giant como nuestro ejemplo. Andre era un guerrero de 201 kg con un 27% de grasa corporal. Eso es 54 kg de grasa. La grasa tiene el 90 % de la densidad del agua (dulce), por lo que 1 kg de grasa + 100 g de masa adicional tendrán una flotabilidad neutra.

En otras palabras, cada kg de grasa de tu guerrero, además de sí mismo, hará flotar 100 g de masa adicional o el 10 % de su propia masa. El 10% de 54 kg son 5,4 kg y, por lo tanto, en virtud de la grasa adicional, Andre podría flotar con un equipo de metal extra pesado y compararlo con un guerrero delgado que corre un maratón. Esto es independiente de cualquier esfuerzo realizado para mantenerse a flote; Andre simplemente se paseaba por ahí.

Puede escalar eso tanto como desee, aunque espero un rendimiento decreciente para un marco humano estándar con cantidades muy altas de peso graso. Estos valientes guerreros, por supuesto, flotarán aún mejor en agua salada que en agua dulce en virtud de la mayor densidad del agua salada, pero su equipo se oxidaría más rápido.

Si su soldado sabe que nadará con armadura, puede proporcionarle un flotador lleno de aire. ¡El flotador puede incluso ser de acero! Esto puede ser una parte permanente de su armadura o un archivo adjunto.

Algunas armaduras ya tienen una coraza abultada que podría albergar un flotador (aunque esta puede no ser la mejor distribución de flotabilidad, ya que podría hacer que se voltee sobre su espalda).

Un litro de acero pesa 7,5 kg, por lo que por cada litro de acero necesitaría 7,5 litros de aire (desplazando 7,5 kg de agua) para una flotabilidad neutra.

A medida que agrega volumen, agrega más resistencia a la fricción, pero esto puede compensarse con aletas para mejorar la eficiencia de la natación. Y un escudo que también funciona como tabla de bodyboard/tabla de surf, ¿por qué no?

Otras respuestas aquí parecen mirar la capacidad de nadar bajo carga desde una perspectiva de buceo, creo que esto puede no ser aplicable ya que muchas técnicas de buceo se basan en aletas.

Los jugadores de waterpolo y los nadadores sincronizados estarán familiarizados con lo que se llama la patada batidora de huevos , esta patada es muy eficaz para proporcionar una fuerza ascendente constante con demandas de energía razonables. Esta técnica es la que permite a los jugadores de waterpolo lanzarse fuera del agua para pasar y hacer tiros ya los nadadores sincronizados sacar a sus compañeros del agua. Desde una perspectiva personal, esto también es lo que permite a los salvavidas levantar y nadar con un ladrillo de 9 kg (20 lb) que se usa en el entrenamiento.

Este artículo sugiere que la fuerza de flotación producida por la patada del batidor de huevos puede oscilar entre el 10 y el 20 % del peso corporal de la persona. Esto significaría que un guerrero que pesa 180 libras podría sostenerse en el agua con 36 libras de armadura.

Nota: la patada de batidor de huevos es principalmente efectiva para proporcionar fuerza hacia arriba y no tanta fuerza horizontal, por lo que, si bien un guerrero podría usar esto para sostenerse en el agua, no se movería rápidamente. También correrían un riesgo mucho mayor en aguas agitadas, ya que la altura de la cabeza bajo tal carga estaría muy cerca de la superficie del agua y las olas les interrumpirían la respiración con frecuencia.

Iré con una aproximación de orden 0: el humano permanece inmóvil en el agua, simplemente flotando.

La densidad media del cuerpo humano es$985\ \mathrm{kg/m^3}$, y la densidad típica del agua de mar es de aproximadamente$1020\ \mathrm{kg/m^3}$. (a) La densidad promedio del cuerpo humano, después de la inhalación máxima de aire, cambia a$945\ \mathrm{kg/m^3}$. ( fuente )

Esto significa que, para un$80\ \mathrm{kg}$humano, su cuerpo ocupará después de la inhalación máxima$0.085\ \mathrm{m^3}$y flotará desplazandose$0.078\ \mathrm{m^3}$de agua de mar Esto deja un peso adicional de$(0.085\ \mathrm{m^3}-0.078\ \mathrm{m^3})\times 1020\ \mathrm{kg/m^3}=7.14\ \mathrm{kg}$, que se puede agregar sin hundirse, si la densidad del material agregado es mayor que la densidad del agua.

Teniendo en cuenta que la nariz de uno se hundirá bajo el agua antes que la cabeza, y que uno no puede estar constantemente en la inhalación máxima, el peso adicional es ligeramente menor.

Si se tratara de un nado planificado con tiempo para hacer algo especial, reemplazar gran parte del cuero debajo (que es una parte importante de la armadura pero tiene, en el mejor de los casos, una flotabilidad neutra cuando está mojado) con una madera liviana mejoraría mucho las cosas. Tal vez un compuesto formado de balsa en el interior para proporcionar flotabilidad y acolchado, con aliso laminado, abeto o pino (menos flotante pero más fuerte) contra el metal. La idea sería formar madera contrachapada en el lugar ; Los pliegues en 2D son fáciles, pero los pliegues en 3D son posibles. Por supuesto, necesitaría un pegamento no soluble.

Si la madera tiene una densidad media de 200 kg/m ³ (es decir, principalmente balsa) y se utiliza para soportar acero de 1,5 mm con una densidad de 8000 kg/m ³ , necesitaría 13 mm de madera (1/2") para lograr una flotabilidad neutra. Esto parece un poco grande pero no imposible al menos para grebas y una coraza; una versión simplificada de este último (petral de acero más protección para el cuello y los hombros, con un collar grueso de material flotante para sostener la cabeza Sería una buena idea atar un casco y armas a un escudo y remolcarlos.

El bambú también se ha utilizado en la construcción de armaduras (incluso ocasionalmente solo) y flota bien; una armadura hecha casi completamente de bambú flotaría fácilmente. Si la natación fuera para un ataque furtivo de una fuerza con armadura ligera, ese sería un enfoque.

Incluso si tiene flotabilidad neta o mejor, nadar con obstáculos es agotador y no es rápido. He sido conocido por nadar con el equipo completo de kayak; e incluso un casco flotante y abierto se arrastra sobre el agua, por lo que evita nadar con un casco pesado. Una ayuda a la flotabilidad es más gruesa de lo que sugerí para la armadura, pero se arrastra mucho.

Sé que pediste una armadura de acero, pero Samurai tenía un estilo de natación especial solo para nadar con armadura.

http://www.daitoryu.ca/html/kandan/012808_2.htm

Nihon Eiho, o natación samurái, comenzó como una disciplina marcial fundamental, una habilidad militar tan apreciada como la equitación y el tiro con arco, e igual de práctica. Ya en el período Heian (794-1191), la natación formaba parte del entrenamiento formal de los guerreros japoneses, y no faltan historias militares relacionadas con las habilidades de natación.

En el Período Edo (1603-1867), el arte de Eiho alcanzó su apogeo. Ya se establecieron varios ryu diferentes y los maestros alcanzaron un estatus reconocido.

https://pop-japan.com/culture/swimming-the-way-of-the-samurai/

Durante la época de Sengoku, también conocida como el período de los Reinos Combatientes, los clanes de samuráis a menudo luchaban entre sí por ríos y mares. En el siglo XV hasta el siglo XVII, los guerreros nadaban a través de los ríos con su armadura y casco. En los siglos XVII y XIX, los samuráis se enviaban mensajes navegando por los ríos, mares y lagos de Japón. Con un traje de samurái que pesaba hasta 44 libras, se esperaba que los guerreros supieran cómo luchar en el agua, o al menos mantenerse a flote.

Incluso hay videos al respecto: https://www.youtube.com/watch?v=WwDvJeP4WOg&feature=youtu.be

Según wikipedia, para Samurai más ricos, el peto y el casco estaban hechos de metal, por lo que tal vez sean comparables a las armaduras europeas.

TL/DR: Es una habilidad que puedes aprender.

Hay algunas cosas a tener en cuenta para esto.

La primera es que la armadura de metal es costosa, por lo que es discutible cuántos soldados realmente la usarían. Hacer clic indica que la malla de placas sería el equivalente a entre uno y cuatro años de ingresos para un hombre de armas (según el período en cuestión, cosas como la Peste Negra tuvieron un gran impacto en los costos laborales).

https://armstreet.com/news/the-cost-of-plate-armor-in-modern-money

Y es pesado tanto dentro como fuera del agua: hay una razón por la que los caballeros tendían a cargar a caballo (más allá del hecho de que están relativamente indefensos cuando están en el suelo; hay muchas historias de caballeros desmontados que fueron desjarretados y asesinados a través de un ¡cuchillo en el ojo por páginas y similares)!

Además, como han notado otras personas, normalmente hay mucho acolchado absorbente de agua debajo de la armadura, lo que aumentaría aún más el peso y dificultaría los movimientos de natación; el peso adicional también se quedaría después de que salieran del agua.

Y aunque la grasa corporal podría ayudar con la flotabilidad, es poco probable que muchos soldados sean lo suficientemente "voluminosos" para que ayude. La vida era mucho más difícil, la comida escaseaba y era mucho más probable que las personas tuvieran defectos físicos; por ejemplo, los arqueros británicos a menudo tenían deformidades esqueléticas debido a su entrenamiento. Además, ya sabes, las raciones del ejército rara vez son elogiadas por los soldados :)

Entonces, si hay un soldado con armadura de metal cruzando el agua a pie, probablemente sea el resultado de una derrota y probablemente haya sido desmontado y ya esté sufriendo los efectos físicos y mentales de la derrota, el agotamiento y las lesiones.

En general, no daría mucho por sus posibilidades de llegar al otro lado...

Por otro lado, es interesante mirar al ejército romano, con su armadura estandarizada. Una mirada indica que su armadura de malla (lorica hamata) pesaba alrededor de 11 kg (~24 lb). Tuvieron bastante éxito cuando se trataba de marchar y conquistar, por lo que esto puede representar el mejor compromiso de peso para marchar/luchar/vadear/etc.

¿Qué nivel de tecnología?

Dada la fabricación de gravedad cero, puede hacer espuma metálica, libra por libra más fuerte que el metal simple y lo suficientemente liviana como para flotar.

Respuesta aún más simple: snorkel. Por supuesto, depende de la profundidad del agua, pero unos pocos metros de tubo de respiración estarían bien dentro de la tecnología medieval. Entonces no importa si puedes flotar en la superficie o no.