CN115009496A - 船用可变翼型风帆及船舶 - Google Patents

船用可变翼型风帆及船舶 Download PDF

Info

Publication number
CN115009496A
CN115009496A CN202210608749.9A CN202210608749A CN115009496A CN 115009496 A CN115009496 A CN 115009496A CN 202210608749 A CN202210608749 A CN 202210608749A CN 115009496 A CN115009496 A CN 115009496A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sail
flap
driving
mast
main sail
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210608749.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115009496B (zh
Inventor
经鹏飞
邱晓峰
司小冬
胡彬彬
陶杨
杜鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Marine Machinery Plant Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Marine Machinery Plant Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Marine Machinery Plant Co Ltd filed Critical Wuhan Marine Machinery Plant Co Ltd
Priority to CN202210608749.9A priority Critical patent/CN115009496B/zh
Publication of CN115009496A publication Critical patent/CN115009496A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115009496B publication Critical patent/CN115009496B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
    • B63H9/06—Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
    • B63H9/061—Rigid sails; Aerofoil sails
    • B63H9/0621—Rigid sails comprising one or more pivotally supported panels
    • B63H9/0635—Rigid sails comprising one or more pivotally supported panels the panels being pivotable about vertical axes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B15/00—Superstructures, deckhouses, wheelhouses or the like; Arrangements or adaptations of masts or spars, e.g. bowsprits
    • B63B15/0083—Masts for sailing ships or boats
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
    • B63H9/06—Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
    • B63H9/061—Rigid sails; Aerofoil sails
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
    • B63H9/06—Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
    • B63H9/061—Rigid sails; Aerofoil sails
    • B63H9/0621—Rigid sails comprising one or more pivotally supported panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
    • B63H9/08—Connections of sails to masts, spars, or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
    • Y02T70/5236—Renewable or hybrid-electric solutions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本公开提供了一种船用可变翼型风帆及船舶，属于风帆助航技术领域。所述船用可变翼型风帆包括蒙皮、第一驱动组件和桅杆；所述蒙皮包括主帆、第一襟翼和第二襟翼，所述主帆与所述桅杆连接，沿着垂直于所述桅杆的方向，所述第一襟翼和所述第二襟翼位于所述主帆的相对两侧，且所述第一襟翼和所述第二襟翼中的至少一个能够沿靠近所述主帆的方向相对所述主帆移动；所述第一驱动组件与所述主帆连接，且与所述第一襟翼和所述第二襟翼中能够相对主帆移动的襟翼连接，所述第一驱动组件用于控制所连接的襟翼相对所述主帆移动，以改变所述蒙皮的展开面积。本公开提供的船用可变翼型风帆，可以根据风况，来调整船用可变翼型风帆的受风面积。

Description

船用可变翼型风帆及船舶
技术领域
本公开属于风帆助航技术领域，特别涉及一种船用可变翼型风帆及船舶。
背景技术
越来越多的船舶采用风帆产生的辅助推力来降低主机功率，达到节能的目的。
相关技术中，船用的风帆多为翼型风帆。翼型风帆是一种剖面呈对称结构的机翼型的风帆。翼型风帆包括多个骨架、蒙皮和桅杆。多个骨架与蒙皮连接在一起以支撑蒙皮。桅杆与船舶的甲板面上的回转驱动机构可转动地连接。通过调整桅杆的转动角度，便可调整翼型风帆的攻角(机翼弦线与来风之间的夹角)，使得翼型风帆的向前的动力与船舶航向尽可能一致，最终实现翼型风帆为船舶提供辅助动力。
然而，由于翼型风帆的受风面积受限于蒙皮的展开面积(展开面积是指翼型风帆使用时，蒙皮所占与桅杆的轴线方向所平行的平面的大小)。而以上结构中的蒙皮的展开面积为固定的，这样就会导致翼型风帆所提供的动力不佳，影响翼型风帆的推进效率。
发明内容
本公开实施例提供了一种船用可变翼型风帆及船舶，可以根据风况，使得翼型风帆能够改变风帆面积，以提高翼型风帆的推进效率。所述技术方案如下：
本公开实施例提供了一种船用可变翼型风帆，所述船用可变翼型风帆包括蒙皮、第一驱动组件和桅杆；所述蒙皮包括主帆、第一襟翼和第二襟翼，所述主帆与所述桅杆连接，沿着垂直于所述桅杆的方向，所述第一襟翼和所述第二襟翼位于所述主帆的相对两侧，且所述第一襟翼和所述第二襟翼中的至少一个能够沿靠近所述主帆的方向相对所述主帆移动；所述第一驱动组件与所述主帆连接，且与所述第一襟翼和所述第二襟翼中能够相对主帆移动的襟翼连接，所述第一驱动组件用于控制所连接的襟翼相对所述主帆移动，以改变所述蒙皮的展开面积。
在本公开的又一种实现方式中，所述第一襟翼朝向所述主帆的一侧具有第一空腔，所述主帆的一侧位于所述第一空腔内；所述第一驱动组件的至少一部分位于所述第一空腔内，且分别与所述第一襟翼和所述主帆连接。
在本公开的又一种实现方式中，所述第一驱动组件包括第一驱动电机、第一驱动齿轮和第一驱动齿条，所述第一驱动电机位于所述主帆与所述第一襟翼之间，且与所述主帆的一侧壁连接；所述第一驱动齿轮与所述第一驱动电机传动连接；所述第一驱动齿条与所述第一襟翼的内壁连接，所述第一驱动齿条的延伸方向与所述第一襟翼相对所述主帆的移动方向相同，所述第一驱动齿轮与所述第一驱动齿条相互啮合。
在本公开的又一种实现方式中，所述第二襟翼朝向所述主帆的一侧具有第二空腔，所述主帆的另一侧位于所述第二空腔内；所述第一驱动组件的至少一部分位于所述第二空腔内，且分别与所述第二襟翼和所述主帆连接。
在本公开的又一种实现方式中，所述第一驱动组件还包括第二驱动电机、第二驱动齿轮和第二驱动齿条，所述第二驱动电机位于所述主帆与所述第二襟翼之间，且与所述主帆的另一侧壁连接；所述第二驱动齿轮与所述第二驱动电机传动连接；所述第二驱动齿条与所述第二襟翼的内壁连接，所述第二驱动齿条的延伸方向与所述第二襟翼相对所述主帆的移动方向相同，所述第二驱动齿轮与所述第二驱动齿条相互啮合。
在本公开的又一种实现方式中，所述船用可变翼型风帆还包括一个或多个导向组件，所述多个导向组件沿所述桅杆的轴线方向间隔布置；每个所述导向组件均包括导轨和多个导向轮，所述导轨连接在所述主帆的外壁上，所述导轨的延伸方向分别与所述桅杆垂直；所述多个导向轮排成至少一排，每一排所述导向轮分别与所述导轨相贴合；每一排所述导向轮中的一部分导向轮可转动地连接在所述第一襟翼的内壁上，所述多个导向轮中的另一部分导向轮可转动地连接在所述第二襟翼的内壁，所述多个导向轮中各导向轮的转动轴均与所述桅杆垂直。
在本公开的又一种实现方式中，所述船用可变翼型风帆还包括制动组件，所述制动组件与所述第一驱动组件连接。
在本公开的又一种实现方式中，所述蒙皮的剖面为对称结构，所述蒙皮的剖面与所述桅杆的轴线垂直，所述蒙皮的剖面的对称面与所述主帆的中心面重合，且与所述桅杆的轴线平行。
在本公开的又一种实现方式中，所述船用可变翼型风帆还包括第二驱动组件，所述第二驱动组件与所述桅杆的底端连接，所述第二驱动组件用于驱动所述桅杆在第一位置与第二位置之间切换，所述第一位置为所述桅杆与船体的甲板垂直时对应的位置，所述第二位置为所述桅杆与所述船体的甲板平行时对应的位置。
在本公开的又一种实现方式中，还提供一种船舶，船舶包括船体和船用可变翼型风帆，船用可变翼型风帆为以上的船用可变翼型风帆，船用可变翼型风帆与船体连接。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过本公开实施例提供的船用可变翼型风帆作为船舶的辅助动力时，由于该船用可变翼型风帆包括蒙皮、第一驱动组件和桅杆，且桅杆的底端用于与回转驱动机构连接，这样，便可通过桅杆将该船用可变翼型风帆安装在船舶上。
与此同时，由于第一襟翼和所述第二襟翼中的至少一个能够沿靠近所述主帆的方向相对所述主帆移动，这样便可通过第一驱动组件来控制所连接的襟翼相对主帆移动，以此随时调整蒙皮在横向方向的展开面积，进而调整该船用可变翼型风帆的受风面积，大大提高该船用可变翼型风帆的推进效率。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例提供的船用可变翼型风帆的第一使用状态图；
图2为本公开实施例提供的船用可变翼型风帆的第二使用状态图；
图3为本公开实施例提供的船用可变翼型风帆在第一使用状态的部分结构的剖视图；
图4为本公开实施例提供的船用可变翼型风帆在第二使用状态的一部分结构的剖视图；
图5为本公开实施例提供的船用可变翼型风帆在第二使用状态的另一部分结构的剖视图。
图中各符号表示含义如下：
1、蒙皮；11、主帆；12、第一襟翼；121、第一空腔；13、第二襟翼；131、第二空腔；
2、第一驱动组件；21、第一驱动电机；22、第一驱动齿轮；23、第一驱动齿条；24、第二驱动电机；25、第二驱动齿轮；26、第二驱动齿条；
3、桅杆；
4、导向组件；41、导轨；411、第一轨段；412、第二轨段；42、导向轮；
5、制动组件；51、第一制动器；52、第二制动器；
6、第二驱动组件；61、驱动油缸；62、连接件。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
为了清楚的说明本公开实施例提供的船用可变翼型风帆，这里优先说明一下翼型风帆的工作原理。
翼型风帆在风能的驱动下，能够为船舶提供辅助驱动力。具体原理如下：
当空气流动得快的时候，在空气的流动方向上挡住它的物体就会受到空气的冲击，这种冲击产生的压力为动压力。当翼型风帆顺风行驶时，就是空气对翼型风帆的动压力推动船舶前进。
当迎风驶帆时，船舶在风的静压力推动下前进。当气流通过翼型风帆时，由于翼型风帆的剖面为弧形，根据伯努利原理，翼型风帆的剖面的前面的气流速度高而产生低压区，这样就会使翼型风帆的和后面产生压强差，这个压强差使翼型风帆产生了向前的动力。
本公开实施例提供了一种船用可变翼型风帆，如图1所示，船用可变翼型风帆包括蒙皮1、第一驱动组件2和桅杆3。蒙皮1包括主帆11、第一襟翼12和第二襟翼13，主帆11与桅杆3连接，沿着垂直于桅杆3的方向，第一襟翼12和第二襟翼13位于主帆11的相对两侧，且第一襟翼12和第二襟翼13中的至少一个能够沿靠近主帆11的方向相对主帆11移动。
第一驱动组件2与主帆11连接，且与第一襟翼12和第二襟翼13中能够相对主帆11移动的襟翼连接，第一驱动组件2用于控制所连接的襟翼相对主帆11移动，以改变蒙皮1的展开面积。
通过本公开实施例提供的船用可变翼型风帆作为船舶的辅助动力时，由于该船用可变翼型风帆包括蒙皮1、第一驱动组件2和桅杆3，且桅杆3的底端用于与回转驱动机构连接，这样，便可通过桅杆3将该船用可变翼型风帆安装在船舶上。
与此同时，由于第一襟翼12和第二襟翼13中的至少一个能够沿靠近主帆11的方向相对主帆11移动，这样便可通过第一驱动组件2来控制所连接的襟翼相对主帆11移动，以调整第一襟翼12或者第二襟翼13与主帆11之间的重叠区域的面积大小，进而改变蒙皮1在横向方向的展开面积，最终调整该船用可变翼型风帆的受风面积，大大提高该船用可变翼型风帆的推进效率。
比如，船舶行驶且船用可变翼型风帆顺风时，可以通过第一驱动组件2驱动第一襟翼12或者第二襟翼13中至少一个朝向主帆11移动，以此增大襟翼与主帆11的重叠区域的面积，使得蒙皮1的展开面积最小，这样便可使得船用翼型风帆的受风面积最小(参见图2)，受到的推动力最大。
而当船舶行驶且船用可变翼型风帆迎风时，可以通过第一驱动组件2驱动第一襟翼12或者第二襟翼13中至少一个远离主帆11移动，以此减小襟翼与主帆11之间的重叠区域的面积，使得蒙皮1的展开面积最大，这样便可使得船用翼型风帆的受风面积最大(参见图1)，受到的压强差和推动力最大。
以上所说的展开面积是指翼型风帆使用时，蒙皮1所占与桅杆3的轴线方向所平行的平面的大小。也就是说，展开面积为图1和图2中所说的蒙皮1在图示中显示的面积。
示例性地，桅杆3的底部与船舶之间通过回转驱动机构(图中未示出)连接。回转驱动机构用于驱动桅杆3相对船舶转动。
这样方便调整桅杆3的转动角度，使得桅杆3在回转驱动机构的驱动下可以让船用可变翼型风帆进行360°自由的旋转，以适应风向。
图3为本公开实施例提供的船用可变翼型风帆在第一使用状态的部分结构的剖视图，结合图3。可选地，第一襟翼12朝向主帆11的一侧具有第一空腔121，主帆11的一侧位于第一空腔121内，第一驱动组件2的至少一部分位于第一空腔121内，且分别与第一襟翼12和主帆11连接。
在上述实现方式中，将第一襟翼12的一侧设有第一空腔121，这样便可使得第一襟翼12在移动过程时，通过第一空腔121对主帆11的一侧进行容纳，以此实现第一襟翼12相对主帆11移动，进而改变第一襟翼12与主帆11之间的重叠区域的面积，使得蒙皮1的展开面积能够增大或者减小。
继续参见图1和3，可选地，第一驱动组件2包括第一驱动电机21、第一驱动齿轮22和第一驱动齿条23。第一驱动电机21位于主帆11与第一襟翼12之间，且与主帆11的一侧壁连接，第一驱动齿轮22与第一驱动电机21的传动连接。
第一驱动齿条23与第一襟翼12的内壁连接，第一驱动齿条23的延伸方向与第一襟翼12相对主帆11的移动方向相同，第一驱动齿轮22与第一驱动齿条23相互啮合。
在上述实现方式中，第一驱动电机21的输出轴与第一驱动齿轮22传动连接(例如第一驱动齿轮22固定在第一驱动电机21的输出轴上)，进而使得第一驱动齿轮22能够与第一驱动齿条23啮合，以此通过第一驱动齿轮22带动第一襟翼12相对主帆11移动。
继续参见图1和3，可选地，第二襟翼13朝向主帆11的一侧具有第二空腔131，主帆11的另一侧位于第二空腔131内。
第一驱动组件2的至少一部分位于第二空腔131内，且分别与第二襟翼13和主帆11连接。
在上述实现方式中，将第二襟翼13的一侧设有第二空腔131，这样便可使得第二襟翼13在移动过程时，通过第二空腔131对主帆11的另一侧进行容纳，以此实现第二襟翼13相对主帆11移动，进而改变第二襟翼13与主帆11之间的重叠区域的面积，使得蒙皮1的展开面积能够增大或者减小。
可选地，第一驱动组件2还包括第二驱动电机24、第二驱动齿轮25和第二驱动齿条26，第二驱动电机24位于主帆11与第二襟翼13之间，且与主帆11的另一侧壁连接。
第二驱动齿轮25与第二驱动电机24的传动连接。第二驱动齿条26与第二襟翼13的内壁连接，第二驱动齿条26的延伸方向与第二襟翼13相对主帆11的移动方向相同，第二驱动齿轮25与第二驱动齿条26相互啮合。
在上述实现方式中，第二驱动电机24的输出轴与第二驱动齿轮25传动连接，进而使得第二驱动齿轮25能够与第二驱动齿条26啮合，以此通过第二驱动齿轮25带动第二襟翼13相对主帆11移动。
本实施例中，第一襟翼12和第二襟翼13均为弧形中空结构件，且第一空腔121和第二空腔131均为长条形的腔体，第一空腔121和第二空腔131的延伸方向与主帆11的两侧的延伸方向相同，且与桅杆3的轴线方向垂直。
图4为本公开实施例提供的船用可变翼型风帆在第二使用状态的一部分结构的剖视图，结合图4。示例性地，第一驱动齿条23和第二驱动齿条26的长度相同，且第一驱动齿条23的长度与第一襟翼12相对主帆11的移动的最大距离相同，第二驱动齿条26的长度与第二襟翼13相对主帆11的移动的最大距离相同。
这样可以通过第一驱动齿条23或者第二驱动齿条26使得第一襟翼12或者第二襟翼13的伸缩长度进行有效控制，避免第一襟翼12或者第二襟翼13与主帆11相互碰撞。
示例性地，第一驱动组件2可以为多个，多个第一驱动组件2沿桅杆3的轴线方向间隔排布。这样可以通过多组第一驱动组件2，加大第一驱动组件2的驱动动力，进而提高第一襟翼12和第二襟翼13相对主帆11的移动效率。
再次参见图1和图2，可选地，船用可变翼型风帆还包括一个或多个导向组件4，多个导向组件4沿桅杆3的轴线方向间隔布置。下面以多个导向组件为例对本公开实施例进行示例性说明。
图5为本公开实施例提供的船用可变翼型风帆在第二使用状态的另一部分结构的剖视图，结合图5。每个导向组件4均包括导轨41和多个导向轮42，导轨41连接在主帆11的外壁上，导轨41的延伸方向与桅杆3垂直。
多个导向轮42排成至少一排，每一排导向轮42分别与导轨41相贴合。每一排导向轮42中的一部分导向轮42位于第一空腔121内且可转动地连接在第一襟翼12的内壁上，每一排导向轮42中的另一部分导向轮42位于第二空腔131内且可转动地连接在第二襟翼13的内壁，多个导向轮42中各导向轮42的转动轴均与桅杆3垂直。
在上述实现方式中，通过在主帆11的外壁上布置导轨41，在第一襟翼12和第二襟翼13上设置导向轮42，这样可以通过导轨41对导向轮42进行限位导向，使得导向轮42在转动过程中，只能沿着导轨41行走，进而确保第一襟翼12和第二襟翼13相对主帆11移动时不会跑偏。
示例性地，导轨41包括第一轨段411和第二轨段412，第一轨段411靠近第一空腔121布置，且第一轨段411的延伸方向与第一襟翼12的移动方向相同。第二轨段412靠近第二空腔131布置，且第二轨段412的延伸方向与第二襟翼13的移动方向相同。这样能够有效的对第一襟翼12和第二襟翼13的移动进行限位。
示例性地，导轨41的内部具有限位槽，导向轮42的相对两侧壁分别与导轨41的限位槽的内壁相贴合。这样可以有效的通过导轨41对导向轮42的转动进行限位。
再次参见图1和图2，示例性地，导向组件4的数量大于第一驱动组件2的数量，其中一部分导向组件4与第一驱动组件2一一对应布置，另一部分导向组件4中各导向组件4分别布置在相邻两个第一驱动组件2之间。这样可以有效对第一襟翼12和第二襟翼13的移动方向进行限位导向。
每个导向组件4中可以包括两根导轨41，两根导轨41分别连接在主帆11的相对的两个外壁上。两根导轨41沿着桅杆3的轴线方向间隔排布。对应的，每个导向组件4中多个导向轮42排成两排，其中一排导向轮42与其中一根导轨41相贴合，另一排导向轮42与另外一根导轨41相贴合(此时，可以参见图1或者图2，其中，图1或者图2为部分透视图，以便将导轨41的布置展示出来)。这样可以提高导向组件4的导向效果。
当然，沿着垂直于桅杆3的轴线方向，两根导轨41也可以重叠在一起。而且，沿着桅杆3的轴线方向，导轨41的两侧分别具有限位槽。对应的，导向轮42排成四排。每两排导向轮42与一根导轨41对应，且各两排导向轮42中的一排导向轮42位于对应的导轨41的一个限位槽内，各两排导向轮42中的另一排导向轮42位于对应的导轨41的另一个限位槽内。
本公开实施例中，导轨41与导向轮42的排列的方式并不局限于以上所说的方式，也可以为其他形式，导轨41与导向轮42只要能够对襟翼相对主帆11的移动进行导向限位即可，本公开对此不做限制。
再次参见图1或者图2，可选地，船用可变翼型风帆还包括制动组件5，制动组件5与第一驱动组件2连接，制动组件5用于制动第一驱动组件2，以阻碍第一襟翼12和第二襟翼13中的任一个相对于主帆11移动。
在上述实现方式中，制动组件5用于在第一襟翼12和第二襟翼13移动到位后，对第一驱动组件2进行制动，使得第一襟翼12和第二襟翼13能够保持在移动后的位置。
当然，在其他实施例中，可以为第一襟翼12与主帆11通过第一驱动组件2连接，而第二襟翼13与主帆11固定连接。或者第二襟翼13与主帆11通过第一驱动组件2连接，而第一襟翼12与主帆11固定连接。此时，制动组件5就用于制动第一襟翼12或者第二襟翼13的移动。
再次参见图1或者图2，可选地，制动组件5包括第一制动器51和第二制动器52，第一制动器51与第一驱动电机21连接，第一制动器51用于制动第一驱动电机21。第二制动器52与第二驱动电机24连接，第二制动器52用于制动第二驱动电机24。
在上述实现方式中，第一制动器51用于对第一驱动电机21的输出轴的转动进行制动，进而对第一驱动齿轮22的转动进行制动。第二制动器52用于对第二驱动电机24的输出轴的转动进行制动，进而对第二驱动齿轮25的转动进行制动。
示例性地，第一制动器51和第二制动器52的结构相同，第一制动器51和第二制动器52均为常闭式电磁制动器。当第一襟翼12和第二襟翼13移动到位后，可以关闭第一制动器51和第二制动器52，以便锁定第一襟翼12和第二襟翼13相对主帆11所处的位置。
示例性地，第一驱动电机21和第二驱动电机24的结构相同，第一驱动电机21和第二驱动电机24均为变频电机，这样可以提高第一驱动电机21和第二驱动电机24的自动化操作。
可选地，蒙皮1的剖面为对称结构，蒙皮1的剖面与桅杆3的轴线垂直，蒙皮1的剖面的对称面与主帆11的中心面重合，且与桅杆3的轴线平行。
其中，主帆11的中心面(参见图5中的平面a)与主帆11的延伸方向垂直。
在上述实现方式中，将蒙皮1设置为左右对称的弧形结构，即第一襟翼12和第二襟翼13结构对称，主帆11为左右结构对称。这样一方面可以使得翼型风帆的内外两侧(弧形面的内弧面和外弧面所对应的两侧)的层流等出现较大的速度差，进而具有较高的气动特性，产生较大驱动力，另一方面，又可以提高蒙皮1的结构稳定性。
另外，每一个第一驱动组件2也为对称布置，即第一驱动齿轮22和第二驱动齿轮25关于平面a对称布置，第一驱动电机21和第二驱动电机24关于平面a对称布置，第一驱动齿条23和第二驱动齿条26关于平面a对称布置。
这样可以使得蒙皮1在承重方面也是左右对称，进而有效提高蒙皮1的稳定性。
类似的，每一个导向组件4也为对称布置，即每一排导向轮42关于平面a对称布置在第一空腔121和第二空腔131内，每一根导轨41关于平面a对称布置在主帆11的左右两侧。
这样也可以进一步使得蒙皮1在承重方面是左右对称，进而有效提高蒙皮1的稳定性。
示例性地，蒙皮1为钢质结构件。这样可以提高蒙皮1的结构强度，以此提高船用可变翼型风帆的结构强度。
示例性地，为了提高蒙皮1的支撑强度，第一襟翼12和第二襟翼13的内部均连接有多个加强骨架或者加强筋(图中未示出)，这样可以通过加强骨架或者加强筋增加第一襟翼12和第二襟翼13的支撑强度。
再次参见图1，可选地，船用可变翼型风帆还包括第二驱动组件6，第二驱动组件6与桅杆3的底端连接，第二驱动组件6用于驱动桅杆3在第一位置与第二位置之间切换，第一位置为桅杆3与船体的甲板垂直时对应的位置，第二位置为桅杆3与船体的甲板平行时对应的位置。
在上述实现方式中，第二驱动组件6用于驱动船用可变翼型风帆放平收起。即在不使用或者极端恶劣的天气时，可以通过第二驱动组件6将船用可变翼型风帆动至第二位置以放倒在船舶上，以免破坏船用可变翼型风帆。
示例性地，第二驱动组件6包括驱动油缸61，驱动油缸61的固定端与船舶铰接，驱动油缸61的伸缩端与桅杆3的底端的外壁连接。
在上述实现方式中，驱动油缸61能够方便的对桅杆3进行驱动，以便桅杆3在第一位置和第二位置之间切换。
可选地，第二驱动组件6还包括连接件62，连接件62套接在桅杆3的底端的外壁，第三驱动油缸61的伸缩端与连接件62连接。
在上述实现方式中，连接件62用于将驱动油缸61与桅杆3连接在一起。
示例性地，驱动油缸61可以为两个，两个驱动油缸61位于桅杆3的轴线的同一侧，且两个驱动油缸61分别与船舶的甲板面铰接。
通过布置两个驱动油缸61，可以增大驱动油缸61的驱动力，进而提高第二驱动组件6的驱动效率。
下面简单介绍本公开实施例提供的船用可变翼型风帆的工作方式：
当船舶行驶且船用可变翼型风帆顺风时，可以通过第一驱动组件2驱动第一襟翼12和第二襟翼13同时朝向主帆11移动，使得翼型风帆的展开面积最小，进而使得翼型风帆的受风面积最小，受到的推动力最大。
而当船舶行驶且船用可变翼型风帆迎侧风时，可以通过第一驱动组件2驱动第一襟翼12和第二襟翼13同时远离主帆11移动，使得翼型风帆的展开面积最大，这样便可使得翼型风帆受风面积最大，受到的压强差和推动力最大。
另一方面，本公开实施例还提供一种船舶，船舶包括船体和船用翼型风帆，船体包括甲板和船身，船身与甲板连接，船用翼型风帆为前述的船用可变翼型风帆，船用翼型风帆通过桅杆与甲板连接。
以上船舶具有与前述船用翼型风帆相同的有益效果，这里不再赘述。
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船用可变翼型风帆，其特征在于，所述船用可变翼型风帆包括蒙皮(1)、第一驱动组件(2)和桅杆(3)；
所述蒙皮(1)包括主帆(11)、第一襟翼(12)和第二襟翼(13)，所述主帆(11)与所述桅杆(3)连接，沿着垂直于所述桅杆(3)的方向，所述第一襟翼(12)和所述第二襟翼(13)位于所述主帆(11)的相对两侧，且所述第一襟翼(12)和所述第二襟翼(13)中的至少一个能够沿靠近所述主帆(11)的方向相对所述主帆(11)移动；
所述第一驱动组件(2)与所述主帆(11)连接，且与所述第一襟翼(12)和所述第二襟翼(13)中能够相对所述主帆(11)移动的襟翼连接，所述第一驱动组件(2)用于控制所连接的襟翼相对所述主帆(11)移动，以改变所述蒙皮(1)的展开面积。
2.根据权利要求1所述的船用可变翼型风帆，其特征在于，所述第一襟翼(12)朝向所述主帆(11)的一侧具有第一空腔(121)，所述主帆(11)的一侧位于所述第一空腔(121)内；
所述第一驱动组件(2)的至少一部分位于所述第一空腔(121)内，且分别与所述第一襟翼(12)和所述主帆(11)连接。
3.根据权利要求2所述的船用可变翼型风帆，其特征在于，所述第一驱动组件(2)包括第一驱动电机(21)、第一驱动齿轮(22)和第一驱动齿条(23)，
所述第一驱动电机(21)位于所述主帆(11)与所述第一襟翼(12)之间，且与所述主帆(11)的一侧壁连接；
所述第一驱动齿轮(22)与所述第一驱动电机(21)的传动连接；
所述第一驱动齿条(23)与所述第一襟翼(12)的内壁连接，所述第一驱动齿条(23)的延伸方向与所述第一襟翼(12)相对所述主帆(11)的移动方向相同，所述第一驱动齿轮(22)与所述第一驱动齿条(23)相互啮合。
4.根据权利要求3所述的船用可变翼型风帆，其特征在于，所述第二襟翼(13)朝向所述主帆(11)的一侧具有第二空腔(131)，所述主帆(11)的另一侧位于所述第二空腔(131)内；
所述第一驱动组件(2)的至少一部分位于所述第二空腔(131)内，且分别与所述第二襟翼(13)和所述主帆(11)连接。
5.根据权利要求4所述的船用可变翼型风帆，其特征在于，所述第一驱动组件(2)还包括第二驱动电机(24)、第二驱动齿轮(25)和第二驱动齿条(26)，
所述第二驱动电机(24)位于所述主帆(11)与所述第二襟翼(13)之间，且与所述主帆(11)的另一侧壁连接；
所述第二驱动齿轮(25)与所述第二驱动电机(24)传动连接；
所述第二驱动齿条(26)与所述第二襟翼(13)的内壁连接，所述第二驱动齿条(26)的延伸方向与所述第二襟翼(13)相对所述主帆(11)的移动方向相同，所述第二驱动齿轮(25)与所述第二驱动齿条(26)相互啮合。
6.根据权利要求1至5任一项所述的船用可变翼型风帆，其特征在于，所述船用可变翼型风帆还包括一个或多个导向组件(4)，所述多个导向组件(4)沿所述桅杆(3)的轴线方向间隔布置；
每个所述导向组件(4)均包括导轨(41)和多个导向轮(42)，所述导轨(41)连接在所述主帆(11)的外壁上，所述导轨(41)的延伸方向与所述桅杆(3)垂直；
所述多个导向轮(42)排成至少一排，每一排所述导向轮(42)分别与所述导轨(41)相贴合；
每一排所述导向轮(42)中的一部分导向轮(42)可转动地连接在所述第一襟翼(12)的内壁上，每一排所述导向轮(42)中的另一部分导向轮(42)可转动地连接在所述第二襟翼(13)的内壁，所述多个导向轮(42)中各导向轮(42)的转动轴均与所述桅杆(3)垂直。
7.根据权利要求1至5任一项所述的船用可变翼型风帆，其特征在于，所述船用可变翼型风帆还包括制动组件(5)，所述制动组件(5)与所述第一驱动组件(2)连接。
8.根据权利要求1至5任一项所述的船用可变翼型风帆，其特征在于，所述蒙皮(1)的剖面为对称结构，所述蒙皮(1)的剖面与所述桅杆(3)的轴线垂直，所述蒙皮(1)的剖面的对称面与所述主帆(11)的中心面重合，且与所述桅杆(3)的轴线平行。
9.根据权利要求1至5任一项所述的船用可变翼型风帆，其特征在于，所述船用可变翼型风帆还包括第二驱动组件(6)，所述第二驱动组件(6)与所述桅杆(3)的底端连接，所述第二驱动组件(6)用于驱动所述桅杆(3)在第一位置与第二位置之间切换，所述第一位置为所述桅杆(3)与船体的甲板垂直时对应的位置，所述第二位置为所述桅杆(3)与所述船体的甲板平行时对应的位置。
10.一种船舶，其特征在于，所述船舶包括船体和船用可变翼型风帆，所述船用可变翼型风帆为权利要求1至9任一项所述的船用可变翼型风帆，所述船用可变翼型风帆与所述船体连接。
CN202210608749.9A 2022-05-31 2022-05-31 船用可变翼型风帆及船舶 Active CN115009496B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210608749.9A CN115009496B (zh) 2022-05-31 2022-05-31 船用可变翼型风帆及船舶

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210608749.9A CN115009496B (zh) 2022-05-31 2022-05-31 船用可变翼型风帆及船舶

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115009496A true CN115009496A (zh) 2022-09-06
CN115009496B CN115009496B (zh) 2024-05-24

Family

ID=83070901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210608749.9A Active CN115009496B (zh) 2022-05-31 2022-05-31 船用可变翼型风帆及船舶

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115009496B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115503920A (zh) * 2022-09-23 2022-12-23 哈尔滨工程大学 一种适用于帆船的可调节帆面面积的风帆

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4388888A (en) * 1981-04-24 1983-06-21 Gushurst Jr Fred W Adjustable airfoil
FR2595656A1 (fr) * 1986-03-11 1987-09-18 Ducrocq Louis Nouveau type de dispositif de cadres pour voile
DE3613700A1 (de) * 1986-04-23 1987-10-29 Gerhard Dipl Ing Steen In der segelflaeche verstellbares segel
US20140144362A1 (en) * 2010-10-26 2014-05-29 Gregory Mark Atkinson Power module for use in marine vessel, and wind-propelled vessel provided with said power module
KR20140109054A (ko) * 2013-03-05 2014-09-15 (주)에스마린시스템 선박용 복합 세일 시스템
CN104085521A (zh) * 2014-07-16 2014-10-08 上海海事大学 一种多联式非对称型船用风帆系统
CN104890845A (zh) * 2015-06-23 2015-09-09 江苏科技大学 横向可折叠自动收放翼型帆
CN104925241A (zh) * 2015-06-11 2015-09-23 江苏科技大学 一种可收缩式双尾襟翼翼型风帆
CN105539795A (zh) * 2015-12-21 2016-05-04 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 层叠可调式硬质帆面风帆
CN108891569A (zh) * 2018-07-02 2018-11-27 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） 一种可变翼型船用风帆
CN208498774U (zh) * 2018-06-15 2019-02-15 江苏大洋海洋装备有限公司 一种节能型自动迎风风帆船舶助航装置
KR20190097575A (ko) * 2018-02-12 2019-08-21 목포해양대학교 산학협력단 스마트형 세일링 요트
CN110937067A (zh) * 2019-12-25 2020-03-31 义乌哒林船舶有限公司 一种可伸缩折叠的帆船桅杆
CN111727152A (zh) * 2018-02-02 2020-09-29 M·弗雷泽 帆
CN212685257U (zh) * 2020-07-02 2021-03-12 河南光坤能源科技工程有限公司 一种基于太阳能发电的汽车顶部帆板
US20210163112A1 (en) * 2018-08-14 2021-06-03 Darrell Stephen Smith A propulsion system for a boat
CN113772068A (zh) * 2021-08-31 2021-12-10 武汉理工大学 一种可横向张开的翼型风帆助航装置
WO2022085794A1 (ja) * 2020-10-22 2022-04-28 エコマリンパワー株式会社 帆抗力増大部材を具備する帆、帆モジュール、及び抗力増大部材

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4388888A (en) * 1981-04-24 1983-06-21 Gushurst Jr Fred W Adjustable airfoil
FR2595656A1 (fr) * 1986-03-11 1987-09-18 Ducrocq Louis Nouveau type de dispositif de cadres pour voile
DE3613700A1 (de) * 1986-04-23 1987-10-29 Gerhard Dipl Ing Steen In der segelflaeche verstellbares segel
US20140144362A1 (en) * 2010-10-26 2014-05-29 Gregory Mark Atkinson Power module for use in marine vessel, and wind-propelled vessel provided with said power module
KR20140109054A (ko) * 2013-03-05 2014-09-15 (주)에스마린시스템 선박용 복합 세일 시스템
CN104085521A (zh) * 2014-07-16 2014-10-08 上海海事大学 一种多联式非对称型船用风帆系统
CN104925241A (zh) * 2015-06-11 2015-09-23 江苏科技大学 一种可收缩式双尾襟翼翼型风帆
CN104890845A (zh) * 2015-06-23 2015-09-09 江苏科技大学 横向可折叠自动收放翼型帆
CN105539795A (zh) * 2015-12-21 2016-05-04 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 层叠可调式硬质帆面风帆
CN111727152A (zh) * 2018-02-02 2020-09-29 M·弗雷泽 帆
KR20190097575A (ko) * 2018-02-12 2019-08-21 목포해양대학교 산학협력단 스마트형 세일링 요트
CN208498774U (zh) * 2018-06-15 2019-02-15 江苏大洋海洋装备有限公司 一种节能型自动迎风风帆船舶助航装置
CN108891569A (zh) * 2018-07-02 2018-11-27 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） 一种可变翼型船用风帆
US20210163112A1 (en) * 2018-08-14 2021-06-03 Darrell Stephen Smith A propulsion system for a boat
CN110937067A (zh) * 2019-12-25 2020-03-31 义乌哒林船舶有限公司 一种可伸缩折叠的帆船桅杆
CN212685257U (zh) * 2020-07-02 2021-03-12 河南光坤能源科技工程有限公司 一种基于太阳能发电的汽车顶部帆板
WO2022085794A1 (ja) * 2020-10-22 2022-04-28 エコマリンパワー株式会社 帆抗力増大部材を具備する帆、帆モジュール、及び抗力増大部材
CN113772068A (zh) * 2021-08-31 2021-12-10 武汉理工大学 一种可横向张开的翼型风帆助航装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115503920A (zh) * 2022-09-23 2022-12-23 哈尔滨工程大学 一种适用于帆船的可调节帆面面积的风帆

Also Published As

Publication number Publication date
CN115009496B (zh) 2024-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102112484B1 (ko) 플랩 가까이 배열된 로터를 포함하는 선박
US5237947A (en) Variable draft hull
CN110525623B (zh) 船舶侧推器电机基座及船舶侧推器电机基座焊接方法
CN115009496B (zh) 船用可变翼型风帆及船舶
AU2013308269A2 (en) Wing for ship propulsion
CN114394233A (zh) 一种海空两栖跨介质仿生飞行器及其工作方法
CA2205437C (en) Watercraft drive with a rudder propeller
CN112319747A (zh) 一种分体导管矢量推进器
KR20220106833A (ko) 추진 장치
CN112173054A (zh) 一种架桥汽艇
EP0474363A1 (en) Wind propulsion system
CN110065614A (zh) 一种两自由度并联式水下矢量推进器
WO2023148099A1 (en) Wingsail structure for a wind-assisted propulsion arrangement of a marine vessel
CN114834635A (zh) 一种水空两栖推进装置
EP0438561B1 (en) Integrated propulsion and hydrafoil system
CN114889375A (zh) 水空跨介质折叠翼无人机
CN209192194U (zh) 一种应用升降式磁悬浮推进器的船舶
KR100607095B1 (ko) 공기부양선의 다단 노즐식 선수추진장치
US20240328327A1 (en) Rotary-Wing Vehicle, and Rotary-Wing Turbine
CN216611554U (zh) 混合动力水下航行器便携式可变后掠翼装置
CN218343508U (zh) 一种折叠式的风阻制动板
CN208036574U (zh) 双驱动船舶
CN116238689B (zh) 一种基于推进翼的可垂直起降跨介质飞行器及其控制系统
CN221393978U (zh) 一种可收放式的导管串列螺旋桨
CN103183122A (zh) 蛙式船舶推进装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant