AT524489A1 - Wasserfahrzeug mit tragflügeln - Google Patents

Abstract

Es wird ein Wasserfahrzeug beschrieben, welches umfasst: mindestens einen Schwimmkörper, und einen ersten und einen zweiten Tragflügel mit einer elastischen Oberflächenmembran mit veränderbarer geometrischer Form, die backbord- bzw. steuerbordseitig an- geordnet sind. Gemäß einer weiterem Ausführungsbeispiel wird ein Wasserfahrzeug beschrieben, welches umfasst: zwei nebeneinander angeordnete Schwimmkörper, einen ersten und einen zweiten Hilfsschwimmkörper, die backbord- bzw. steuerbordseitig angeordnet sind, und einen dritten Hilfsschwimmkörper ,der bugwärtig angeordnet ist. Die Schwimmkörper und die Hilfsschwimmkörper sind mit Verbindungsstangen gekoppelt, welche an einem zentralen Fixierpunkt miteinander verbunden sind.

Description

WASSERFAHRZEUG MIT TRAGFLÜGELN TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Wasserfahrzeug mit Tragflügeln

(„Hydrofoils‘“), welches Roll- und Krängbewegungen vermeiden kann.

HINTERGRUND

[0002] Das Krängen ist ein typisch auftretendes Phänomen beim Segeln und bezeichnet ein Rollen des Bootsrumpfs bezüglich seiner Längsachse, welches das Boot in Schräglage bringt. Mögliche Ursachen dafür sind der vom Wind auf das Segel ausgeübte Druck quer

zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs oder ein starker Seegang.

[09003] Eine unerwünschte Auswirkung dieses Phänomens ist das Problem des durch eine Änderung der Fahrtrichtung hervorgerufen Krängens. Die durch Richtungsänderung hervorgerufenen Querkräfte lassen den Mast, der entgegen der Richtung der Bewegungsänderung kippt, als Hebel wirken, der den Schiffsrumpf oder die Rümpfe zusätzlich zu den bereits wirkenden Kräften zum Krängen bringt. Wird ein ein- oder mehrrumpfiges Wasserfahrzeug mit Tragflächen, sogenannten Hydrofoils, ausgestattet, lassen diese sich so trimmen, dass der wirkenden Krängung durch die Ausrichtung der Hydrofoils entgegengewirkt werden kann. Dies macht jedoch einen Steuerungsmechanismus mit Feedback, der die relative Lage des Schiffsrumpfes oder der Schiffsrümpfe zur Wasseroberfläche misst und diese Daten als Grundlage zur Ausrichtung der Position der Hydrofoils verwendet, notwendig. Dieses Feedback kann entweder über elektrische oder mechanische Vorrichtungen 0-

der Messinstrumente erfolgen.

[0004] Diese notwendigen Feedbackmechanismen machen einen Einsatz solcher adaptiven Stabilisierungsvorrichtungen jedoch für kleine Wasserfahrzeuge unrentabel und kompliziert, da die verwendeten Komponenten die mechanische Fertigungs-und Wartungskomplexität oder das Gewicht des Fahrzeugs erhöhen. Aus diesem Grund ist die Anwendung der beschriebenen Vorrichtungen für kleine Boote, Katamarane, oder Wasserfahrzeuge

ähnlicher Größe nicht sinnvoll.

{00051 Aus den Publikationen US 4,905,622 A, US 4,326,475 A, US 3,295,487 A und DE 41 19 430 A1 sind Segelboote bekannt, welche mechanisch schwenkbare Tragflügel umfassen. Insbesondere offenbart die Publikation US 4,905,622 A ein Wasserfahrzeug mit seitlichen Tragflügeln, welche als erstreckte Metallblätter ausgebildet sind. Beim Rollen kann der Tragflügel, welcher sich der auf der Seite befindet, auf welcher sich das Boot neigt, frei nach unten schwenken, wobei die durch diesen Tragflügel ausgebeübte Kraft

vermindert wird, was zu einer Reduzierung der Krängung führt.

[0006] Die Erfinder haben es sich zur Aufgabe gemacht, eine entsprechende Stabilisierung auch für kleine, insbesondere für aufblasbare und damit leicht transportable Wasser-

fahrzeuge mit einfachen konstruktiven Mitteln zu ermöglichen.

ZUSAMMENFASSUNG

[09007] Die oben genannten Aufgaben werden durch ein Wasserfahrzeug gemäß Anspruch 1 oder 21 gelöst. Verschiedene Ausführungsbeispiele und Weiterentwicklungen

sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0008] Es wird ein Wasserfahrzeug beschrieben, welches umfasst: mindestens einen Schwimmkörper, und einen ersten und einen zweiten Tragflügel mit einer elastischen Oberflächenmembran mit veränderbarer geometrischer Form, die backbord- bzw. steuer-

bordseitig angeordnet sind.

[0009] Gemäß einer weiterem Ausführungsbeispiel wird ein Wasserfahrzeug beschrieben, welches umfasst: zwei nebeneinander angeordnete Schwimmkörper, einen ersten und einen zweiten Hilfsschwimmkörper, die backbord- bzw. steuerbordseitig angeordnet sind, und einen dritten Hilfsschwimmkörper ‚der bugwärtig angeordnet ist. Die Schwimmkörper und die Hilfsschwimmkörper sind mit Verbindungsstangen gekoppelt, welche an einem

zentralen Fixierpunkt miteinander verbunden sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN

[0010] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von den in den Abbildungen dargestellten Beispielen näher erläutert. Die Darstellungen sind nicht zwangsläufig maßstabsgetreu

und die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die dargestellten Aspekte. Vielmehr wird

Wert daraufgelegt, die der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien darzustellen. Zu den

Abbildungen:

{0011] Die Figuren la-1f zeigen eine perspektivische Darstellung (Figur 1a), eine Draufsicht (Figur 1d), eine Vorderansicht (Figur le) und eine Seitenansicht (Figur 1f) einer ersten Ausführungsform eines Wasserfahrzeugs, das als Ruderboot ausgebildet ist. Die Figu-

ren 1b und 1c zeigen Detailansichten der Figur la.

[0012] Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung zweier Schwimmkörper, die für ein

Wasserfahrzeug gemäß Figur 1 verwendet werden können.

[0013] Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung des Ruderumkehrsystems des Was-

serfahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform.

[0014] Die Figuren 4a und 4b zeigen eine perspektivische Darstellung (Figur 4a) und eine Draufsicht (Figur 4b) einer zweiten Ausführungsform eines Wasserfahrzeugs, das als

Segelboot ausgebildet ist.

[0015] Die Figuren 5a und 5b zeigen eine perspektivische Darstellung (Figur 5a) und ein Seitenprofil (Figur 5b) eines Tragflügels des Wasserfahrzeugs gemäß der zweiten Ausfüh-

rungsform. Der Tragflügel der Figur 5b ist in einem gewölbten Zustand dargestellt.

[0016] Die Figuren 6a-6c zeigen schematische Darstellungen von verschiedenen Fla-

schenzugsystemen für das Wasserfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform.

[0017] Figur 7 zeigt eine Seitenansicht des Masts des Wasserfahrzeugs gemäß der zwei-

ten Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

[0018] Die Figuren la-1f zeigen verschiedene Ansichten eines Wasserfahrzeuges 100 gemäß einer ersten Ausführungsform, darunter eine perspektivische Darstellung (Figur la), eine Draufsicht (Figur 1d), eine Vorderansicht (Figur le) und eine Seitenansicht (Figur 1f) des Wasserfahrzeugs 10. Die Figuren 1b und 1c zeigen Detailansichten der Figur la.

[0019] Die Figuren la-1f zeigen ein modulartiges, mehrrumpfiges Wasserfahrzeug 100, das als Ruderboot oder als Tretboot verwendet werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform weist das Wassersportgerät 100 einen ersten und einen zweiten Schwimmkörper 101, 102, welche die Rümpfe des Wasserfahrzeugs 100 bilden, sowie einen ersten, einen zweiten und einen dritten Hilfsschwimmkörper oder Ausleger 103, 104, 105 auf. Die Schwimmkörper 101, 102 sind gleich ausgebildet und entlang ihrer Längsachse erstreckt, wobei sie im Wesentlichen die Form eines Kajaks aufweisen. Wie dies den Figuren 1a und 1d zu entnehmen ist, sind die Schwimmkörper 101, 102 nebeneinander angeordnet, wobei der erste Schwimmkörper 101 backbordseitig und der zweite Schwimmkörper 102 steuer-

bordseitig angeordnet ist.

[0020] Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung zweier Schwimmkörper 101, sogenannte „Waterwalkers“, die für das Wasserfahrzeug 100 verwendet werden können. Die Schwimmkörper 101 sind hohl und aufpumpbar, und somit leicht und einfach zu transportieren. An einer Oberseite 162 der Schwimmkörper ist eine rutschfeste Matte angeordnet, auf welcher ein Fahrer stehen kann. Die Matte kann eine Befestigungsstelle für eine Teleskopstange zur Verbindung mit weiteren Fahrzeugteilen sowie ein Ventil zum Aufblasen des Schwimmkörpers bedecken. Außerdem weist jeder Schwimmkörper 101 an seiner Oberseite 162 eine Fußschlaufe 161 für einen Fuß des Fahrers auf, welche durch einen nicht näher dargestellten Klettverschluss in ihrer Größe einstellbar ist. Solche Fußschlaufen sind von Windsurfbrettern bekannt. Die Schwimmkörper der Figur 2 bilden bereits ein funktionsfähiges Wasserfahrzeug für einen stehenden Nutzer, der sich typischerweise mit einem Paddel sich bewegen kann. Die Schwimmkörper können außerdem die Basis für das

modulartige Wasserfahrzeug 100 der Figuren la-1f bilden.

[9021] Zurückkommend auf das Wasserfahrzeug 100 der Figuren 1a-1f sind der erste und der zweite Hilfsschwimmkörper 103, 104 gleich ausgebildet und backbordseitig bzw. steuerbordseitig an Enden des Wasserfahrzeugs 100 angeordnet. Die Hilfsschwimmkörper 103, 104, 105 sind genau wie die Schwimmkörper 101, 102 hohl und aufpumpbar ausgebildet. An einer Oberfläche der seitlichen Hilfsschwimmkörper 103, 104 kann ein Flaschenzugsystem 170 einer Rudervorrichtung angebracht sein, während an einer Unterfläche, dem

sogenannten Kiel, ein Tragflügel oder Hydrofoil angebracht werden kann, wie dies in Be-

zug auf die zweite Ausführungsform der Figuren 4a-4b unten erläutert wird.

[00221 Der dritte Hilfsschwimmkörper 105, welcher in der Detailansicht der Figur 1b dargestellt ist, ist bugwärtig angeordnet und größer als die seitlichen Hilfsschwimmkörper 103, 104 ausgebildet. Die Ausleger 103, 104, 105 dienen hauptsächlich der Stabilisierung des Wasserfahrzeugs 100.

[0023] Gemäß dieser Ausführungsform sind die Schwimmkörper 101, 102 und die Hilfsschwimmkörper 103, 104, 105 symmetrisch gegenüber einer Längsachse L des Wasserfahrzeugs 100 angeordnet, wie dies der Figur 1d zu entnehmen ist. Abweichende Konfigurationen des Wasserfahrzeugs sind auch denkbar. Insbesondere kann das Wasserfahrzeug lediglich einen Schwimmkörper oder mehr als zwei Schwimmkörper aufweisen. Gleichermaßen kann das Wasserfahrzeug keinen bugwärtigen Hilfsschwimmkörper oder, im Gegensatz dazu, mehrere zusätzliche Hilfsschwimmkörper aufweisen. Die Anzahl der Schwimmkörper und der Hilfsschwimmkörper kann somit abhängig von der gewünschten Verwendung beliebig ausgewählt werden, wobei lediglich eine geeignete Verbindung der Schwimmkörper und Hilfsschwimmkörper ausgewählt werden muss. Diese modulartige

Konfiguration ermöglicht eine einfache und flexible Montage des Fahrzeugs.

[0024] Wie den Figuren la und 1e entnommen werden kann, sind die Schwimmkörper 101, 102 und die Hilfsschwimmkörper 103, 104, 105 mit Verbindungsstangen 151-155 gekoppelt, welche an einem zentralen Fixierpunkt 111 miteinander verbunden sind. Die Verbindungsstangen 151-155 sind als Teleskopstangen ausgebildet. Die Verbindungsstangen 151-155 sind gebogen. Gemäß einer Ausführungsform können die Verbindungstangen 152, 153, die zu den Schwimmkörpern 101, 102 führen, als eine einstückige, gebogene Stange ausgebildet werden. Gleichermaßen können die Verbindungsstangen 151, 155, die zu den seitlichen Hilfsschwimmkörpern 103, 104 führen, ebenfalls als eine einstückige, ge-

bogene Stange ausgebildet werden.

[0025] Die Figuren le und 1f zeigen, dass das Wasserfahrzeug 100 außerdem einen Sitz 110 umfasst, in dem der Nutzer sitzen kann. Der Sitz 110 ist am zentralen Fixierpunkt 111 befestigt und bug- und heckwärtig verschiebbar. Außerdem ist der Sitz 110 unmittelbar über den Verbindungsstangen 151-155 angeordnet. Sowohl eine Rückenlehne als auch eine Sitzflache des Sitzes 110 können kippbar sein. Entlang der bugwärtigen Teleskopstange

155, an welcher der Sitz 110 befestigt ist, lässt er sich über eine nicht näher dargestellte

schlitzförmige Öffnung, welche ein Kugellagersystem enthält, einfach vor- und zurückstel-

len, bzw. beim Rudern hin- und her bewegen.

[0026] Das Wasserfahrzeug 100 umfasst weiter ein Netz oder ein Trampolin 140, das an den beiden seitlichen Teleskopstangen 152, 154, die zu den Schwimmkörpern 101, 102 führen, sowie an der bugwärtigen Teleskopstange 153 befestigt und in den Figuren 1d und le dargestellt ist. Das Trampolin 140 dient sowohl als Transportfläche als auch zur Stabilisierung. Außerdem kann es auch wie eine Skibox verwendet werden, sodass das Wasser-

sportgerät 100 auf einem Autodach transportiert werden kann.

[0027] Das Wasserfahrzeug 100 umfasst außerdem drei Steuerflossen 131, 132, 133 zur Steuerung der Fahrtrichtung, welche am Kiel des bugwärtigen Hilfsschwimmkörpers 105, des backbordseitigen Schwimmkörpers 101, bzw. des steuerbordseitigen Schwimmkörpers 102 angeordnet sind. Wie in Figur 1b für die Steuerflosse 131 des Auslegers 105 dargestellt, sind die Steuerflossen 131, 132, 133 im Wesentlichen als ein sich in Längsrichtung der Schwimmkörper 101, 102 , bzw. des Auslegers 105 erstreckendes Blatt 1301 mit aerodynamischer Form ausgebildet, welches quer zur Wasseroberfläche angeordnet ist und über einen oberen Verbindungsbereich mit der Unterseite des jeweiligen Schwimmkörpers verbunden ist. Außerdem umfassen die Steuerflossen 131, 132, 133 jeweils ein horizontal, nämlich parallel zur Wasseroberfläche und quer zum Blatt 1301 angeordnetes flächiges Blatt 1302, welches seitlich angeordnet ist und zur Stabilisierung des Wasserfahrzeugs beiträgt.

[0028] Die Steuerflossen 131, 132, 133 sind in einer Dreieck-Konfiguration angeordnet, wodurch der Fahrtwinkel besonders präzise gesteuert werden kann. Durch Pedale 112, welche an der bugwärtigen Teleskopstange 153 angeordnet sind und vom im Sitz 110 sitzenden Nutzer mit den Füßen betätigt werden können, werden die Steuerflossen 131, 132, 133 über ein nicht näher dargestelltes Flaschenzugsystem gleichzeitig bewegt bzw. entlang einer quer zur Wasseroberfläche verlaufenden Achse gedreht. Die Pedalen 112 sind beispielweise in den Figuren le und 1f dargestellt. Durch alternierendes Treten der Pedale 112, kann das Wasserfahrzeug 100 auch als Tretboot verwendet werden. Andere Konfigu-

rationen der Steuerflossen sind auch denkbar, insbesondere wenn das Wasserfahrzeug wei-

tere Schwimmkörper bzw. Hilfsschwimmkörper aufweist.

[0029] Im Beispiel der Figuren la-1f ist das Wasserfahrzeug 100 als Ruderboot ausgebildet und umfasst ein Rudersystem zum Rudern in Blickrichtung, das backbord- und steuerbordseitig an dem jeweiligen Hilfsschwimmkörper 103, 104 befestigt ist. Aus Klarheitsgründen wird in den Figuren la-1f nur der backbord- bzw. steuerbordseitige Teil des Rudersystems gezeigt. Das Rudersystem weist backbord- und steuerbordseitig jeweils ein schwenkbares Ruderblatt 123, das über ein zweiteiliges Ruder 121, 122 von dem im Sitz 110 sitzenden Fahrer betätigbar ist, wobei die Ruderblätter 123 unabhängig voneinander betätigbar sind. Das geteilte Ruder umfasst einen ersten Teil 121, der sich vom Sitz 110 bis zum Hilfsschwimmkörper 103, 104 erstreckt, sowie einen zweiten Teil 122, der den Hilfsschwimmkörper 103, 14 mit dem Ruderblatt 123 verbindet, wobei die zwei Teile des Ruders über ein am Hilfsschwimmkörper 103, 104 angeordnetes Flaschenzugsystem 170 aneinander gekoppelt sind, das in der Figur 1c dargestellt ist. Der erste Teil 121 und der zweite Teil 122 des Ruders können eine unterschiedliche Länge aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Teil 121 länger als der zweite Teil 122 ausgebildet. Durch die unterschiedliche Länge der beiden Teile 121, 122 entsteht eine optimale Hebelwirkung. Beide Teile 121, 122 sind durch ein nicht näher dargestelltes Auslegersystem an der Teleskopstange 151, 155 des Hilfsschwimmkörpers 103, 104 und an einer Hülle des Flaschenzugsystems 170 befestigt. Das Ruderblatt 123 wird in einem schrägen Winkel zur Wasseroberfläche eingestellt. Dadurch schlingert es bei einer Ausholbewegung über die

Wasseroberfläche, wenn es sich durch die Kraft des Ruderns senkrecht stellt.

{0030] Ein Beispiel für ein Flaschenzugsystem 170 des Rudersystems wird in Figur 3 dargestellt. Das Flaschenzugsystem 170 umfasst vier Rollen 171, um die ein Seil 172 geführt wird. Die Rollen 171 sind derart angeordnet, dass das gespannte Seil 172 im Wesentlichen V-förmig ausgebildet ist, wobei ein erster Schenkel des gespannten Seils, an dem der erste Teil 121 des Ruders gekoppelt ist, länger als ein zweiter Schenkel des gespannten Seils, an dem der zweite Teil 122 des Ruders gekoppelt ist, ausgebildet ist. Durch die Asymmetrie der Schenkel des gespannten Seils 172 und die Asymmetrie der Ruderteile 121, 122 wird eine optimale Kraftentfaltung ermöglicht. Andere Konfigurationen für das

Flaschenzugsystem 170 sind auch denkbar.

{00311 Die Figuren 4a-4b zeigen ein Wasserfahrzeug 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei das Wasserfahrzeug dieses Mal als Segelboot ausgebildet ist. Die Figuren 4a und 4b zeigen eine perspektivische Darstellung (Figur 4a) und eine Draufsicht (Fi-

gur 4b) des Wasserfahrzeugs 200.

[0032] Im Vergleich zum Wasserfahrzeug 100 umfasst das Wasserfahrzeug 200 kein Rudersystem. Dagegen umfasst das Segelboot 200 einen Mast 290 sowie zwei an den seitli-

chen Hilfsschwimmkörpern 203, 204 angeordnete Tragflügel 221, 222.

[0033] Der Mast 290 ist an dem zentralen Fixierpunkt 211 gekoppelt, an dem die zu den Schwimmkörpern 201, 202 und den Hilfsschwimmkörpern 203, 204, 205 führenden Teleskopstangen 251-255 ebenfalls gekoppelt sind. Der Mast 290 ist hohl und lässt sich je nach Windverhältnisse teleskopartig ausfahren. Außerdem ist der Mast 290 an einem Großsegel 281 gekoppelt, welches ebenfalls an einem quer zum Mast 290 laufenden Großbaum 291 gekoppelt ist. Der Großbaum 291 ist auch am Fixierpunkt 211 gekoppelt. Gemäß einer Ausführungsform ist der Großbaum 291 als Teleskopstange ausgebildet.

[0034] Figur 7 zeigt eine Seitenansicht des Masts 290 des Wasserfahrzeugs 200. Der Mast 290 weist heckwärts eine schlitzförmige Öffnung 293 auf, aus welcher ein Segel 281, das als Großsegel oder Großschot genannt wird, wie eine Overhead-Leinwand seitlich herausziehbar ist. Alternativ kann das Großsegel 281 im Großbaum 291 aufgerollt sein und aus einer nicht näher dargestellten schlitzförmigen Öffnung des Großbaums 291 nach dem Prinzip einer Overheadleinwand nach oben herausgezogen werden. Das Großsegel 281 kann aus Monofilm gefertigt werden, der aus einem thermoplastischen Elastomer besteht. Gemäß einer Ausführungsform können Kurbeln zum Aufrollen des Großsegels aus dem

Großbaum und zum Ausfahren vom Mast vorgesehen werden.

[0035] Außerdem ist der Mast 290 bug- und heckwärts schwenkbar. Dafür kann der Mast 290, wie dies in der schematischen Darstellung der Figur 6a sichtbar ist, an einem Scharniergelenk 293 befestigt sein. Der Einstellwinkel des Masts 290 kann durch einen am zentralen Fixierpunkt 221 fixierten Schwenkarm oder Hebel eingestellt werden. Ein heckwärtiges Kippen des Masts 290 führt zu einem Anluven, nämlich einer Kursänderung des Was-

serfahrzeugs höher an den Wind, und ein bugwärtiges Kippen zu einem Abfallen, nämlich

einer Kursänderung des Wasserfahrzeugs weg vom Wind. Der Mast 290 ist über entsprechende Flaschenzugsysteme 300, die unten erläutert werden, an den Tragflügeln 221, 222

gekoppelt.

[09036] Außer dem Großsegel 281 umfasst das Segelboot 200 bugwärtig zwei durchsichtige Focken oder Vorsegel 282, welche backbord- bzw. steuerbordseitig angeordnet sind. Aus Klarheitsgründen wird in den Figuren 4a, 4b nur eine Fock dargestellt. Die Focken 282 sind dreieckig ausgebildet, wobei eine erste, bugwärtige Spitze der Fock 282 mit einer jeweiligen flexiblen, an einem bugwärtigen Ende des bugwärtigen Hilfsschwimmkörpers 205 gekoppelten Antenne 283 verbunden ist und eine zweite, obere Spitze der Fock 282 an einer Mastspitze oder Masttopp 294 des Mastes 290 befestigt ist. Zwischen der Mastspitze 294 und einer Antenne 283 läuft ein Draht 284, auch Vorstag genannt, um welches die entsprechende Fock 282 eingerollt werden kann. Durch das Aufrichten des Mastes 290 wird das Vorstag 284 gestrafft. Der Winkel der Fock 282 kann durch einen Traveller oder Laufkatze, welcher an der seitlichen Teleskopstange 251 in einer nicht näher dargestellten, schlitzförmigen Öffnung bewegt wird, eingestellt werden. Ein ähnliches System befindet sich auch heckwärts, wodurch die Großschot 281 bedient werden kann. Gemäß einer Aus-

führungsform können Scheinwerfer an den Antennen 283 und/oder an der Mastspitze 294

montiert werden.

[09037] Wie in den Figuren 4a und 4b dargestellt weisen die backbord- und steuerbordseitig angeordneten Hilfsschwimmkörper 203, 204 an einer Unterseite, auch Kiel genannt, jeweils einen Tragflügel oder Hydrofoil 221, 222 auf. Eine Längsachse A der Tragflügel 221, 222 läuft quer zu einer Längsachse B des Wasserfahrzeugs 200 und der Hilfsschwimmkörper 203, 204. Die Tragflügel 221, 222 sind gleich ausgebildet und jeweils

über ein entsprechendes Seil- oder Flaschenzugsystem 300 mit dem Mast 290 verbunden.

[0038] Figur 5a zeigt eine perspektivische Darstellung eines Tragflügels 221 des Wasserfahrzeugs 200. Der Tragflügel 221 weist ein typisches gebogenes Tragflächenprofil auf, das entlang der Längsachse A erstreckt ist. Das Profil ist der Längsachse A entlang spiegelsymmetrisch. Das Hydrofoil 221 umfasst eine wölbbare Tragfläche, die ein Tragflächengerüst sowie eine über das Tragflächengerüst gespannte Folie 226 aufweist. Das Trag-

flächengerüst umfasst eine Vielzahl von flexiblen Latten 221, die nebeneinander entlang

der Längsachse A angeordnet sind und an ihren Enden mit der Folie 226 verbunden sind.

10/36 °

Die Latten 221 sind mechanisch verstellbar. Die Folie 226 ist eine elastische Oberflächenmembran mit einer veränderbaren Form. Die Steifigkeit und die Dimensionen der Oberflächenmembran 226 sind derart ausgewählt, dass diese eine optimale Konvexität der Membran ermöglichen. Jede Latte 221 ist außerdem über eine jeweilige Stange 225, die mittig an der Latte 221 angeordnet ist, mit der Folie 226 verbunden, sodass bei einer Biegung der

Latte 221 die Folie 226 sich kontinuierlich wölben kann.

[0039] Die Oberflächenmembran 226 jedes Tragflügels 221, 222 ist über ein entsprechendes Seil- oder Flaschenzugsystem 300 mit dem Masttopp 294 verbunden ist. Die Figuren 6a-6c zeigen schematische Darstellungen von verschiedenen Flaschenzugsystemen 300 für das Wasserfahrzeug 200. Figur 6a zeigt ein erstes Beispiel eines Flaschenzugsystems 300. Das Flaschenzugsystem 290 umfasst ein Kabel 301, das mit dem Mast, vorzugsweise mit dem Masttopp, verbunden ist und über eine Vielzahl von Rollen geführt wird. Das Gelenk 293, an dem der Mast 290 befestigt ist, umfasst mehrere Führungskanäle 295, welche beispielsweise heck- und bugwärtig angeordnet sind. Das Kabel 301 wird durch einen dieser Führungskanäle 295 geführt bis zu einer Doppelrolle 303. Die Doppelrolle 303 umfasst zwei sich gegendrehende Rollen. Das Kabel 301 wird dann in verschiedene Teilkabel 302 gespleißt, die jeweils mit einer Latte des Tragflügels 221 verbunden sind. Ein ähnliches Flaschenzugsystem wird für den anderen Tragflügel 222 vorgesehen, wobei das entspre-

chende Kabel über einen weiteren Führungskanal 295 des Gelenks 293 geführt wird.

[0040] Figur 6b zeigt ein zweites Beispiel eines Flaschenzugsystems mit einem Kabel 301, das über eine Vielzahl von Rollen 304 zickzackförmig geführt wird, wobei jede Latte des Tragflügels 221 durch ein Seil 305 an dem Kabel 301 gekoppelt ist. Figur 6c zeigt ein

drittes Beispiel eines Flaschenzugsystems mit einer anderen Rollenkonfiguration.

[0041] Durch das Schwenken des Mastes 290 wird das Kabel 301 über das Flaschenzugsystem alternierend luv und leeseitig jeweils ge- bzw. entspannt. Abhängig vom Zug werden die Latten 224 des entsprechenden Tragflügels 221 entweder straff oder locker, wie dies in der Figur 6a dargestellt ist, was eine entsprechende Wölbung der Membran 226 hervorruft. Es ist somit möglich, durch Schwenken des Masts die Wölbung der Membran zu regulieren. Mit dem Flaschenzugsystem können die dafür benötigten Kräfte vermindert werden. So wie beim Flugzeugflügel entsteht eine Sogwirkung, die einer Krängung des Bootes entgegenwirken kann. Der andere Tragflügel 222 erfährt durch das entsprechende

11 136°

Flaschenzugsystem dieselbe Wölbung, wobei sich die Tragflügel 221, 222 seitengegen-

gleich wölben und somit beide der Krängung des Bootes entgegenwirken können.

{0042] Gemäß einem Ausführungsbeispiel, wenn der Mast 290 heckwärtig bewegt oder geschwenkt wird, was zu einem Anluven führt, wird das mit dem Tragflügel 221 verbundene Kabel 301 gezogen, sodass ein erster Teil der Teilkabel 302 gestrafft wird, wodurch die an diesen Teilkabeln 302 gekoppelten Latten 224 nach oben gezogen werden und ein entsprechender Teil der Membran 226 eine konvexe Wölbung aufweist, während der an-

dere Teil der Teilkabel 302 gelockert wird, wodurch die an diesen Teilkabeln 302 gekoppelten Latten 224 entspannt werden und der andere Teil der Membran eine konkave Wölbung aufweist. Die Figur 5b zeigt ein Seitenprofil des Tragflügels 221 in dem gewölbten

Zustand mit einem konkaven Teil 227 und einem konvexen Teil 228. Die Richtungen des durch das Kabel 301 hervorgerufenen Zugs wird mit entsprechenden Pfeilen dargestellt.

Auch die Windrichtung wird mit einem Pfeil dargestellt.

[0043] Durch das Schwenken des Masts 290 kann sich also die geometrische Form der Oberflächenmembran so verändern, dass ein hydrodynamisch aktives Profil entsteht, das eine Trimmung des dynamischen Auftriebs der Ausleger ermöglicht, sodass diese der richtungsänderungsbedingten Krängung entgegenwirken. Die konvexe Wölbung der Membran bewirkt durch die bei der Fahrt erzeugte Strömung des Wassers eine Sogwirkung, die der Krängung des Bootes entgegenwirkt, und zwar immer luv- und leeseitig entgegengesetzt.

Durch diese Veränderbarkeit der Wölbung der Membran verbessert sie das Prinzip des

Hydrofoils.

[0044] Das in Bezug auf das Wasserfahrzeug 200 erläuterte Prinzip kann aber auch auf das Wasserfahrzeug 100 gemäß den Figuren la-1f übertragen werden, indem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ein Steuerhebel für den Nutzer zur Richtungsänderung hinzugefügt wird, der mit an den Auslegern 103, 104 angeordneten Tragflügeln gemäß Figur

5a über ein entsprechendes Flaschenzugssystem gemäß Figur 6a verbunden werden kann.

Claims (30)

ANSPRÜCHE

1. Wasserfahrzeug (100; 200), welches umfasst:

mindestens einen Schwimmkörper (101, 102; 201, 202), und

einen ersten und einen zweiten Tragflügel (221, 222) mit einer elastischen Oberflächenmembran (226) mit veränderbarer geometrischen Form, die backbord- bzw. steuer-

bordseitig angeordnet sind.

2. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß Anspruch 1, das weiter umfasst: ein Steuerelement (290), welches derart ausgebildet ist, dass ein Betätigen des Steuerelements (290) zu einer Richtungsänderung des Wasserfahrzeugs (100; 200) führt, wobei die Tragflügel (221, 222) mit dem Steuerelement (290) derart mechanisch gekoppelt sind, dass ein Betätigen des Steuerelements (290) zu einer Veränderung einer geometrischen Form der elastischen Oberflächenmembran (226) des jeweiligen Tragflü-

gels (221) führt.

3. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, das weiter umfasst: einen ersten und einen zweiten Hilfsschwimmkörper (103, 104; 203, 204), die backbord- bzw. steuerbordseitig angeordnet sind, wobei der erste und der zweite Hilfsschwimmkörper (103, 104; 203, 204) den ersten bzw. den zweiten Tragflügel (221, 222) aufweisen.

4. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Tragflügel (221, 222) jeweils eine Vielzahl von flexiblen Latten (224)

aufweisen, die mit der elastischen Oberflächenmembran (226) verbunden sind.

5. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 oder 4, soweit rückbezogen auf Anspruch 2, wobei die elastische Oberflächenmembran (226) über ein Seil- oder Flaschenzug-

system mit dem Steuerelement (290) verbunden ist.

6. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß Anspruch 5, wobei das Seil- bzw. Flaschenzugsystem (300) über mehrere, gespleißte Teil-

stränge (302) mit der Oberflächenmembran (226) verbunden ist, wobei die Teilstränge

13 136°

(302) jeweils an einer flexiblen Latte (224) eines der Tragflügel (221, 222) befestigt sind, derart, dass eine Betätigung des Steuerelements (290) zu einer Wölbung der Tragflügel

(221) führt.

7. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das weiter umfasst: einen dritten Hilfsschwimmkörper (105; 205), der bugwärtig angeordnet ist.

8. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schwimmkörper (101, 102; 201, 202) und die Hilfsschwimmkörper (103, 104, 105; 203, 204, 205) mit Verbindungsstangen (151-155; 251-255) gekoppelt

sind, welche an einem zentralen Fixierpunkt (111; 211) miteinander verbunden sind.

9. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß Anspruch 8, wobei die Verbindungsstangen (151-155; 251-255) als Teleskopstangen ausgebildet sind.

10. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Schwimmkörper (101, 102; 201, 202) und die Hilfsschwimmkörper (103, 104, 105; 203, 204, 205) hohl und aufblasbar ausgebildet sind.

11. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, das weiter umfasst: mindestens drei Steuerflossen (131, 132, 133; 231, 232), die über einen Steuerme-

chanismus gleichzeitig bewegt werden können.

12. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß Anspruch 11,

wobei das Wasserfahrzeug (100; 200) einen ersten (101; 201) und einen zweiten (102; 202) Schwimmkörper aufweist, wobei der dritte Hilfsschwimmkörper (105; 205) eine erste Steuerflosse (131; 231) aufweist und der erste und der zweite Schwimmkörper

(101, 102; 201, 202) jeweils eine weitere Steuerflosse (132, 133; 232) aufweisen.

13. Wasserfahrzeug (200) gemäß einem der Ansprüche 1-12, das weiter umfasst: einen Mast (290), der bug- und heckwärts schwenkbar ist.

14. Wasserfahrzeug (200) gemäß Anspruch 13 soweit rückbezogen auf Anspruch 8,

wobei der Mast (290) über ein Scharniergelenk (293) am zentralen Fixierpunkt (211) befestigt ist.

15. Wasserfahrzeug (200) gemäß Anspruch 14, wobei das Scharniergelenk (293) heckwärts und bugwärts Führungskanäle (294)

aufweist, durch welche jeweils ein Seil- bzw. Flaschenzugsystem (300) läuft.

16. Wasserfahrzeug (200) gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei der Mast (290) heckwärtig eine schlitzförmige Öffnung aufweist, aus wel-

cher ein Segel (281) seitlich herausziehbar ist.

17. Wasserfahrzeug (200) gemäß einem der Ansprüche 13-16, wobei der Mast (290) teleskopisch ausgebildet ist.

18. Wasserfahrzeug (100) gemäß Anspruch 3 oder gemäß einem der Ansprüche 4-17, soweit rückbezogen auf Anspruch 3, das weiter umfasst:

mindestens eine Rudervorrichtung, die backbord- oder steuerbordseitig an einem der Hilfsschwimmkörper (103, 104) befestigt ist und ein Ruder (121, 122) sowie ein an dem Ruder (121, 122) angeordnetes, schwenkbares Ruderblatt (123) umfasst.

19. Wasserfahrzeug (100) gemäß Anspruch 18,

wobei das Ruder einen ersten Teil (121) und einen zweiten Teil (122), der mit dem Ruderblatt (123) verbunden ist, umfasst, wobei der erste und der zweite Teil (121, 122) über ein Flaschenzugsystem (170) miteinander verbunden sind, das an einer Oberfläche des Hilfsschwimmkörpers (103, 104) angeordnet ist, wobei der erste Teil (121) länger als der zweite Teil (122) ausgebildet ist.

20. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß einem der Ansprüche 1-19, soweit rückbezogen auf Anspruch 6, das weiter umfasst: einen Sitz (110; 210), der am zentralen Fixierpunkt (111; 211) befestigt und bug-

und heckwärtig verschiebbar ist.

21. Wasserfahrzeug (100; 200), welches umfasst: zwei nebeneinander angeordnete Schwimmkörper (101, 102; 201, 202),

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einen ersten und einen zweiten Hilfsschwimmkörper (103, 104; 203, 204), die backbord- bzw. steuerbordseitig angeordnet sind, und

einen dritten Hilfsschwimmkörper (105; 205), der bugwärtig angeordnet ist,

wobei die Schwimmkörper (101, 102; 201, 202) und die Hilfsschwimmkörper (103, 104, 105; 203, 204, 205) mit Verbindungsstangen (151-155; 251-255) gekoppelt

sind, welche an einem zentralen Fixierpunkt (111; 211) miteinander verbunden sind.

22. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß Anspruch 21, wobei die Verbindungsstangen (151-155; 251-255) als Teleskopstangen ausgebildet sind.

23. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß einem der Ansprüche 21 oder 22, wobei die Schwimmkörper (101, 102; 201, 202) und die Hilfsschwimmkörper (103, 104, 105; 203, 204, 205) hohl und aufblasbar ausgebildet sind.

24. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, das weiter umfasst: eine erste Steuerflosse (131; 231), die an dem dritten Hilfsschwimmkörper (105; 205) angeordnet ist, und eine zweite und eine dritte Steuerflosse (132, 133; 232), die an dem ersten bzw.

dem zweiten Schwimmkörper (101, 102; 201, 202) angeordnet sind.

25. Wasserfahrzeug (200) gemäß einem der Ansprüche 21-24, das weiter umfasst: einen Mast (290), der bug- und heckwärts schwenkbar ist.

26. Wasserfahrzeug (200) gemäß Anspruch 25, wobei der Mast (290) teleskopisch ausgebildet ist.

27. Wasserfahrzeug (100) gemäß einem der Ansprüche 21-26, das weiter umfasst: mindestens eine Rudervorrichtung, die backbord- oder steuerbordseitig an einem der Hilfsschwimmkörper (103, 104) befestigt ist und ein Ruder (121, 122) sowie ein an dem Ruder (121, 122) angeordnetes, schwenkbares Ruderblatt (123) umfasst, wobei das Ruder einen ersten Teil (121) und einen zweiten Teil (122), der mit

dem Ruderblatt (123) verbunden ist, umfasst, wobei der erste und der zweite Teil (121,

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122) über ein Flaschenzugsystem (170) miteinander verbunden sind, das an einer Oberfläche des Hilfsschwimmkörper (103, 104) angeordnet ist, wobei der erste Teil (121) länger als der zweite Teil (122) ausgebildet ist.

28. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß einem der Ansprüche 21-27, das weiter umfasst: einen Sitz (110; 210), der am zentralen Fixierpunkt (111; 211) befestigt und bug-

und heckwärtig verschiebbar ist.

29. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß einem der Ansprüche 21-28, welches weiter umfasst:

einen ersten und einen zweiten Tragflügel (221, 222) mit einer elastischen Oberflächenmembran (226) mit veränderbarer geometrischen Form, die an dem backbord- bzw.

steuerbordseitigen Hilfsschwimmkörpern (103, 104; 203, 204) angeordnet sind.

30. Wasserfahrzeug (100; 200) gemäß Anspruch 29, soweit rückbezogen auf Anspruch 25, wobei die Tragflügel (221, 222) eine elastische Oberflächenmembran (226) um-

fassen, welche über ein Seil- oder Flaschenzugsystem mit dem Mast (290) verbunden ist,

so dass ein Betätigen des Masts (290) zu einer Veränderung einer geometrischen Form der

elastischen Oberflächenmembran (226) des jeweiligen Tragflügels (221, 222) führt.