Mast (sailing)

The mast of a sailing vessel is a tall spar, or arrangement of spars, erected vertically or near-vertically on the median line of a ship or boat. A mast may carry sails, spars, and derricks. It may also give necessary height to a navigation light, look-out position, signalyard, control position, radio aerial, or signal lamp.^[1] Large ships have several masts, with the size and configuration depending on the style of ship. Nearly all sailing masts are guyed.^[2]

Until the mid-19th century, all vessels' masts were made of wood, formed from one or several pieces of timber. This was typically the trunk of a single conifer tree; however, from the 16th century, vessels were often built too large for that. Larger vessels needed taller and thicker masts, which could not be made from single tree trunks. To achieve the required height, these masts were built from up to four sections (also called masts). From lowest to highest, these were called "lower", "top", "topgallant", and "royal" masts.^[3] In addition, the lower sections themselves needed to be built from multiple pieces of wood to make them thick enough. Sections made from multiple pieces were known as made masts, while a section formed from a single piece was known as a pole mast.

Those who specialised in making masts were known as mastmakers.

For square-sail carrying ships, masts in their standard names in bow to stern (front to back) order, are:

• Sprit topmast: a small mast set on the end of the bowsprit (discontinued after the early 18th century); not usually counted as a mast, however, when identifying a ship as "two-masted" or "three-masted"
• Fore-mast: the mast nearest the bow, or the mast forward of the main-mast.^[3] As it is the furthest afore, it may be rigged to the bowsprit.
  • Sections: fore-mast lower, fore topmast, fore topgallant mast
• Main-mast: the tallest mast, usually located near the center of the ship
  • Sections: main-mast lower, main topmast, main topgallant mast, royal mast (if fitted)
• Mizzen-mast: the aft-most mast. Typically shorter than the fore-mast.
  • Sections: mizzen-mast lower, mizzen topmast, mizzen topgallant mast^[4]

Some names given to masts in ships carrying other types of rig (where the naming is less standardised) are:

• Bonaventure mizzen: the fourth mast on larger 16th-century galleons, typically lateen-rigged and shorter than the main mizzen.
• Jigger-mast: typically, where it is the shortest, the aftmost mast on vessels with more than three masts.
  • Sections: jigger-mast lower, jigger topmast, jigger topgallant mast

When a vessel has two masts, as a general rule, the main mast is the one setting the largest sail. Therefore, in a brig, the forward mast is the foremast and the after mast is the mainmast. In a schooner with two masts, even if the masts are of the same height, the after one usually carries a larger sail (because a longer boom can be used), so the after mast is the mainmast. This contrasts with a ketch or a yawl, where the after mast, and its principal sail, is clearly the smaller of the two, so the terminology is (from forward) mainmast and mizzen. (In a yawl, the term "jigger" is occasionally used for the aftermast.)^[5]

Some two-masted luggers have a fore-mast and a mizzen-mast – there is no main-mast. This is because these traditional types used to have three masts, but it was found convenient to dispense with the main-mast and carry larger sails on the remaining masts. This gave more working room, particularly on fishing vessels.^[6]:19

On square-rigged vessels, each mast carries several horizontal yards from which the individual sails are rigged.^[7]

Folding mast ships use a tabernacle anchor point. Definitions include: "the partly open socket or double post on the deck, into which a mast is fixed, with a pivot near the top so that the mast can be lowered";^[8] "large bracket attached firmly to the deck, to which the foot of the mast is fixed; it has two sides or cheeks and a bolt forming the pivot around which the mast is raised and lowered"; "substantial fitting for mounting the mast on deck, so that it can be lowered easily for trailering or for sailing under bridges",^[9] "hinged device allowing for the easy folding of a mast 90 degrees from perpendicular, as for transporting the boat on a trailer, or passing under a bridge" ^[10]

The oldest evidence for the use of masts comes from the Ubaid period site of H3 in Kuwait, dating to the second half of the sixth millennium BC. Here, a clay disc made from a sherd that appears to depict a reed bundle boat with two masts has been recovered.^[11]

In the West, the concept of a ship carrying more than one mast, to give it more speed under sail and to improve its sailing qualities, evolved in northern Mediterranean waters: The earliest foremast has been identified on an Etruscanpyxis from Caere, Italy, dating to the mid-7th century BC: a warship with a furled mainsail is engaging an enemy vessel, deploying a foresail.^[12] A two-masted merchant vessel with a sizable foresail rigged on a slightly inclined foremast is depicted in an Etruscan tomb painting from 475 to 450 BC.^[13] An artemon (Greek for foresail) almost the same size as the galley's mainsail can be found on a Corinthiankrater as early as the late 6th century BC; apart from that Greek longships are uniformly shown without it until the 4th century BC.^[14] In the East, ancient Indian Kingdoms like the Kalinga from as early as 2nd century are believed to have commanded naval sail ships. One of the earliest documented evidence of Indian sail building comes from the mural of the three-masted ship in Ajanta caves that date back to 400–500 CE.^[15][16]

The foremast became fairly common on Roman galleys, where, inclined at an angle of 45°, it was more akin to a bowsprit, and the foresail set on it, reduced in size, seems to be used rather as an aid to steering than for propulsion.^[14][17] While most of the ancient evidence is iconographic, the existence of foremasts can also be deduced archaeologically from slots in foremast-feets located too close to the prow for a mainsail.^[18]

Artemon , junto con la vela mayor y la gavia , se convirtió en el aparejo estándar de los buques marítimos en la época imperial , complementado por una mesana en los cargueros más grandes. ^{[ 19 ]} Los primeros barcos de tres mástiles registrados fueron el gigante Syracusia , un objeto de prestigio encargado por el rey Hierón II de Siracusa y diseñado por el polímata Arquímedes alrededor del 240 a. C., y otros barcos mercantes siracusanos de la época. ^{[ 20 ]} Los cargueros imperiales de grano que viajaban por las rutas entre Alejandría y Roma también incluían embarcaciones de tres mástiles. ^{[ 20 ]} Un mosaico en Ostia (c. 200  d. C.) representa un carguero con aparejo de tres mástiles entrando en el puerto de Roma. ^{[ 21 ]} Embarcaciones especiales podían llevar muchos más mástiles: Teofrasto ( Hist. Plant. 5.8.2) registra cómo los romanos importaban madera corsa mediante una enorme balsa impulsada por hasta cincuenta mástiles y velas. ^{[ 22 ]}

A lo largo de la Antigüedad , tanto la vela de proa como la de mesana siguieron siendo secundarias en cuanto al tamaño de la vela, aunque lo suficientemente grandes como para requerir un aparejo de maniobra completo . ^{[ 19 ]} En la Antigüedad tardía , el palo de proa perdió la mayor parte de su inclinación, quedando casi vertical en algunos barcos. ^{[ 19 ]}

Al comienzo de la Alta Edad Media , el aparejo había experimentado una transformación fundamental en la navegación mediterránea: el aparejo latino , que había evolucionado durante mucho tiempo en embarcaciones grecorromanas más pequeñas, reemplazó al aparejo cuadrado , el principal tipo de vela de los antiguos, que prácticamente desapareció de los registros hasta el siglo XIV (aunque siguió siendo dominante en el norte de Europa). ^{[ 23 ] [ 24 ]} El dromón , la birreme de aparejo latino y remos de la armada bizantina , casi con certeza tenía dos mástiles, un mástil de proa más grande y uno en el centro. Su longitud se ha estimado en 12  m y 8  m respectivamente, algo menores que las galeras de guerra sicilianas de la época. ^{[ 25 ]}

Los veleros de varios mástiles se reintrodujeron en el mar Mediterráneo a finales de la Edad Media . El uso de grandes embarcaciones aumentó progresivamente, y la necesidad de mástiles adicionales para controlar adecuadamente estos barcos creció con el incremento del tonelaje. A diferencia de la antigüedad, el palo de mesana se adoptó en los veleros medievales de dos mástiles antes que el palo de proa, un proceso que se remonta a mediados del siglo XIV gracias a la evidencia pictórica de Venecia y Barcelona . Para equilibrar el aparejo, el siguiente paso lógico fue añadir un mástil delante del palo mayor, que aparece por primera vez en un dibujo a tinta catalán de 1409. Con el barco de tres mástiles ya establecido, propulsado por aparejo cuadrado y latín, y guiado por el timón de pivote y bisagra , toda la tecnología avanzada de diseño naval necesaria para los grandes viajes transoceánicos estaba disponible a principios del siglo XV. ^{[ 26 ]}

El primer mástil hueco se instaló en la balandra estadounidense Maria en 1845, con 28 m (92 pies) de largo y construido con duelas unidas con aros de hierro como un barril. Otros mástiles huecos se fabricaron con dos maderas cónicas ahuecadas y pegadas entre sí. ^{[ 27 ]} Casi un siglo después, se llegó a la forma simple de caja del mástil . ^{[ 27 ]}  

Aunque los veleros fueron reemplazados por barcos a motor en el siglo XIX, los veleros y yates de recreo se siguen diseñando y construyendo.

En la década de 1930 se introdujeron mástiles de aluminio en los grandes yates de la clase J. Un mástil de aluminio presenta considerables ventajas sobre uno de madera: es más ligero y delgado que uno de madera de la misma resistencia, es resistente a la putrefacción y puede fabricarse como una sola pieza extruida. Durante la década de 1960, la madera fue eclipsada por el aluminio. Las aleaciones de aluminio, generalmente de la serie 6000 , son las más utilizadas. ^{[ 28 ]}

Recientemente, algunos veleros (en particular, los de construcción casera) han comenzado a utilizar mástiles de acero. Si bien son algo más pesados ​​que el aluminio, el acero tiene sus propias ventajas. Es significativamente más económico, y un mástil de acero de resistencia equivalente puede tener un diámetro menor que uno de aluminio, lo que permite una menor turbulencia y un mejor flujo de aire hacia la vela. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

Desde mediados de la década de 1990, los yates de regata comenzaron a utilizar fibra de carbono y otros materiales compuestos para construir mástiles con una relación resistencia-peso aún mejor. Además, los mástiles de fibra de carbono podían construirse con perfiles aerodinámicos diseñados con mayor precisión.

Los mástiles modernos forman el borde de ataque del perfil aerodinámico de la vela y suelen tener una sección transversal en forma de lágrima. En los veleros de regata y catamaranes más pequeños, el mástil gira hasta alcanzar el ángulo óptimo para el perfil aerodinámico de la vela. Si el mástil tiene una sección transversal larga y delgada y constituye una parte significativa del perfil aerodinámico, se denomina mástil de ala; los barcos que utilizan este tipo de mástil tienen una superficie vélica menor para compensar la mayor superficie del mástil. Existen numerosos fabricantes de mástiles modernos para veleros de todos los tamaños; entre las empresas más destacadas se encuentran Hall Spars, Offshore Spars y Southern Spars.

Tras el fin de la era de la vela , los barcos de vapor conservaron los mástiles, ya que las comunicaciones entre barcos seguían dependiendo de luces y banderas de señales , desde gallardetes de servicio y banderas de compañía hasta señales y cortesías propiamente dichas. Los buques de guerra también los utilizaban como puestos de observación para los vigías y para albergar equipos de control de tiro, como telémetros . ^{[ 31 ] [ 32 ]}

Con el avance de la tecnología de las comunicaciones, los mástiles se convirtieron en un lugar de montaje conveniente para las antenas de radar y telecomunicaciones , que se benefician de una mayor altura para aumentar su alcance. Los mástiles también han evolucionado, desde el simple mástil de un velero hasta los mástiles cerrados de los buques de guerra, diseñados para reducir la sección transversal de radar del barco , y los arcos y mástiles de los buques mercantes y superyates actuales. ^{[ 33 ] [ 34 ]}

El uso de banderas sigue desempeñando un papel importante tanto en los protocolos marítimos como en las prácticas de los oficiales de regatas de yates , por lo que muchas lanchas motoras continúan incorporando mástiles en su diseño. ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

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  SMS Scharnhorst  con mástiles
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  Mástil cerrado moderno del HMS Duncan 
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  El mástil de un superyate moderno
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  Un arco de radar para yates

• Desmontaje del mástil
• Plan de navegación

• Aparejo
• Diseño de barcos
• En Arch.net: El desarrollo del barco de aparejo cuadrado desde la carraca hasta el aparejo completo.