巨大プールに帆を張ったイカダを停泊する力学的な方法

質問

巨大なプールに帆を張ったイカダを停泊させる力学的な方法をご教授ください。
水面に浮かぶ面（帆）を動かす力の計算とそれを固定させるための構造について。

諸条件
・イカダは幅2M・長8Mの木製パネル状の底に厚さ10cmの発泡スチロールを取りつけたもの
・帆は幅2M・高さ4Mでイカダの端に垂直に固定（イカダと帆の強度は無限大とする）
・帆には風を抜くための切れ込みなど加工出来ない。
・プールの深さは4メートル
・プールサイドは無く無限にプールがあると想定
・プールには流れが無いが風が吹いている。
・風速は10m/s
・イカダの設置は1週間程度
・プールの底に穴をあけるなどの加工は不可能

質問A
1：風速10m/sの場合、帆にかかる力は何kgなのか
2：質問1の力と釣り合う重さは何Kgか（浮力はかかるが水圧はかからないと想定）

質問B
1：図のようにイカダにロープを結わえ下記条件の構造体AまたはBを沈めた場合イカダを停泊させる事が可能か（風は常に一方向から吹くと仮定）
　構造体の条件
・素材はベニヤ（900x1800mm厚み11mm）を2枚使用し断面形状を「X」または「T」に組む
・ベニヤの組構造は強度があり水圧による変形は無いものとする
・ベニヤの重量は2枚で20kg
・ベニヤを沈めるために、ブロック合計40kg+α？を取付る（図参照）
2：不可能な場合、
　・面積はどのぐらい増やせば良いか。※面積に比例して重量は増やす。
　・または同じ物が複数個あれば可能か
　・浮力の影響により重量不足の場合どのくらいの重量（ブロックの数）が必要か。
2：風が二方向（北風と南風）の場合、可能か（どういった構造なら可能か）
3：風が三方向（北、南、東）の場合、可能か（どういった構造なら可能か）
4：構造体からのロープはイカダ中央に固定するが他に適切な位置はあるか

質問C
もっとシンプルあるいは（複雑でも）斬新な方法はあるか

以上大変細かい条件を書いてしまいましたが、なにとぞご教授願います。

実は、実際に流れの無い運河で同様のものを停泊させる予定があり、現在そのための方法を探っている所です。
ちなみに現場で実際に実験してみたところ、ブロックを5個沈めた程度では風に流されてしまいました（当然ですね）
また同じイカダを6基停泊させる予定です。

よろしくお願いします。

回答No.1

植松 一三（@jf2kgu）

例えば実際に船舶には、パラシュートアンカーと言われる物が有り
船首から、パラシュートの様なものを流して、風による流れから水の抵抗で、流れにくくする物が有ります
それの応用で、帆柱の延長線上の水中に、帆以上の面積の物を抵抗物として、帆の様に張ってははいかがでしょうか
頭悪いので、この程度しか思いつきません
参考までに（＾－＾）

お礼

jf2kguさん
早速のご回答ありがとうございます。
なるほどパラシュートアンカーというのがあるんですね。盲点でした。
私も以前、帆と同じ面積の物を真下の水中に設置する事で対応出来るのではないかと考えていたのですが、それだけの面積を水中にどう固定するか方法が具体的に出来なかったので、固定しないという案は可能性がありそうです。
ただ、二方向、三方向からの風に対処するにはそれだけの数が必要ですね。
大変参考になりました！