شراع طاحونة هوائية

تُشغل طواحين الهواء بواسطة أشرعتها . وتوجد الأشرعة بأشكال مختلفة، من الأشرعة البدائية الشائعة إلى الأشرعة المتطورة الحاصلة على براءة اختراع.

يوجد الشراع المثلثي في ​​دول البحر الأبيض المتوسط، ويتكون من قطعة قماش مثلثة الشكل ملفوفة حول عارضة. يجب إيقاف الطاحونة لضبط مقدار تقصير الشراع. على الرغم من ندرته في المملكة المتحدة، إلا أنه من المعروف أن طاحونتين هوائيتين على الأقل كانتا مزودتين بأشرعة مثلثية (طاحونة سانت ماري، جزيرة سيلي، وطاحونة كان، ميلبري عباس).

• 
  أشرعة الجيب
• 
  أكثر انتشارًا بشكل كامل
• 
  سانت ماري، جزر سيلي
• 
  كان ميلز، ميلبري عباس

الشراع العادي هو أبسط أنواع الأشرعة. في طواحين العصور الوسطى ، كان قماش الشراع يُلف ويُفكّ من خلال ترتيب يشبه السلم. ويمكن صنع أشرعة العصور الوسطى بقضبان خارجية أو بدونها. أما أشرعة الطواحين الحديثة فتتكون من هيكل شبكي يُفرش عليه قماش الشراع. وتوجد عدة "طيّات" لتحديد مدى اتساع الشراع، وهي: الشراع الكامل ، والشراع المدبب ، والشراع المدبب ، والشراع الأول . ويجب إيقاف الطاحونة لضبط طيّ الشراع. ^{[ 1 ]}

• 
  ملفوف
• 
  الشراع الأول (على الطراز القروسطي)
• 
  رأس السيف
• 
  رأس خنجر
• 
  أشرعة كاملة
• 
  شراع كامل (شراع على الطراز القروسطي)

اخترع أندرو ميكل، صانع الطواحين الاسكتلندي، الأشرعة الزنبركية عام ١٧٧٢. ينقسم الشراع إلى عدة أجزاء، يحتوي كل منها على عدد من المصاريع. وترتبط جميع المصاريع ببعضها بواسطة قضيب خاص، ويتم ضبط القوة اللازمة لفتحها بواسطة زنبرك منفصل في كل شراع. وعلى الرغم من أن تشغيلها آلي، إلا أنه يجب إيقاف الطاحونة لضبط مقدار طي الشراع. ^{[ ١ ]}

• 
  يفتح

اخترع ستيفن هوبر الأشرعة ذات نظام الطي الدوار عام ١٧٨٩. وكما هو الحال مع الأشرعة الزنبركية، يُقسّم الشراع إلى عدة أجزاء، يحتوي كل منها على عدد من العوارض ملفوفة حولها قطعة قماش. يُمدد القماش أو يُسحب بواسطة نظام قضيب ورافعة، ويتصل بقضيب مصراع على كل شراع. ويمكن ضبط الشراع ذي نظام الطي الدوار دون إيقاف الطاحونة. كان هذا النوع من الأشرعة شائعًا في يوركشاير ، على الرغم من أن الطاحونة الوحيدة المتبقية التي لا تزال تحتفظ بأشرعتها ذات نظام الطي الدوار سليمة هي طاحونة باليكوبلاند في أيرلندا الشمالية .

• 
  ملفوف
• 
  انفتح

اخترع ويليام كوبيت الأشرعة الحاصلة على براءة اختراع عام 1807. وهي تجمع بين مصاريع الشراع الزنبركي والتعديل التلقائي للشراع ذي البكرات. ويشبه تصميمها تصميم الشراع الزنبركي. ويمكن تعديل الأشرعة الحاصلة على براءة اختراع دون إيقاف الطاحونة. ^{[ 1 ]}

مكابح هوائية

في عام 1860، قام صانع الطواحين الإنجليزي كاتشبول بتركيب مكابح هوائية أوتوماتيكية على أطراف الأشرعة الحاصلة على براءة اختراع. كانت هذه المكابح عبارة عن مصاريع طولية في طرف كل شراع، والتي كانت تُفتح إذا اشتدت الرياح، مما يؤدي إلى إبطاء الشراع. ^{[ 1 ]}

• 
  يفتح
• 
  مغلق

تتميز الأشرعة ذات براءة الاختراع الزنبركية بزنبرك يسمح بضبط كل شراع على حدة، كما يتيح نظام الأشرعة الحاصل على براءة اختراع ضبط جميع الأشرعة دون إيقاف الطاحونة. لم يكن هذا النظام شائعًا.

في هولندا ، يسود الشراع التقليدي. خلال القرنين التاسع عشر والعشرين، قام صانعو الطواحين الهولنديون بتطوير شراع طاحونة الهواء لجعلها أكثر كفاءة من الناحية الديناميكية الهوائية وأسهل في التشغيل في محاولة للحفاظ على جدوى طاحونة الهواء التقليدية اقتصادياً في منافسة مع المصانع ومحطات الضخ الكهربائية.

في فرنسا، تستخدم بعض المطاحن نظامًا من المصاريع الطولية الممتدة على طول الشراع. يُطلق على هذا النظام، الذي اختُرع عام 1842، اسم "أجنحة بيرتون" (Ailes Berton )، تخليدًا لذكرى مخترعه، بيير-تيوفيل بيرتون . ^{[ 8 ]} ويمكن تعديل هذه الأجنحة دون إيقاف المطحنة.

• 
  أشرعة بيرتون مغلقة
• 
  أبحر بيرتون مفتوحًا

كانت بعض المطاحن مزودة بأشرعة حلقية، تشكل دائرة. وقد اعتمدت هذه الأشرعة على نظام براءات الاختراع، مما مكّن من إجراء التعديلات دون إيقاف المطحنة. ومن الأمثلة على المطاحن ذات الأشرعة الحلقية مطحنة فيلتويل ، نورفولك . ^{[ 9 ]} كما عُرف وجود مطاحن أخرى في هافرهيل ، سوفولك ، ^{[ 10 ]} وبوكسفورد ، سوفولك ، وروكسويل ، إسكس . ^{[ 11 ]} واستُخدمت الأشرعة الحلقية أيضًا في محركات الرياح الكبيرة، مثل محرك تيت في كروكس إيستون ، هامبشاير .

في هولندا، يُستخدم وضع الأشرعة كوسيلة للتعبير عن الفرح أو الحزن. ويستخدمها الطحان عادةً للإشارة إلى مناسبات مثل الولادة أو الزواج أو الوفاة في عائلته أو دائرة أصدقائه، ولكنها قد تُستخدم أحيانًا أيضًا للتعبير عن الحداد في المناسبات الوطنية، مثل وفاة الأمير فريزو ، وفي يوم الحداد الوطني على ضحايا رحلة الخطوط الجوية الماليزية رقم 17. ^{[ 12 ]}

تُعرف الأشرعة في مقاطعتي كينت وساسكس باسم "الأشرعة ذات التصميم الانسيابي " ، وذلك بشكل أساسي بسبب الحركة التي تؤديها، ولأن صناعتها لا تتطلب بالضرورة استخدام قماش الشراع أو الكتان. ولذلك، تُسمى الأشرعة ذات التصميم الانسيابي " الأشرعة ذات التصميم الانسيابي" .