DE3831468C2

DE3831468C2 -

Info

Publication number: DE3831468C2
Application number: DE3831468A
Authority: DE
Inventors: Ernst-August Dipl.-Ing. 2114 Hollenstedt De Bielefeldt
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1988-09-16
Publication date: 1993-02-18
Also published as: DK398389D0; US5063869A; DK398389A; EP0358888A1; USD337300S; JPH02109791A; EP0358888B1; DE3831468A1; DK165231B; AU3948889A; DK165231C; AU643424B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Segelyacht nach dem Ober begriff des Anspruchs 1.

Segelyachten, insbesondere Hochleistungssegelyachten, sind hin sichtlich Ausnutzung der Windkräfte, Minimierung des Wasser widerstandes sowie hinsichtlich der Steuerbarkeit und Stabilisie rung günstig ausgelegt. Dabei ist es wünschenswert, daß die betreffenden Eigenschaften bekannter Segelyachten weiter verbes sert werden.

Die GB-Z The Times, Thursday, July 7, 1988, zeigt auf der Titel seite eine Segelyacht mit einem Rumpf mit seitlichen Ausleger armen, wobei am Bug und am Heck des Rumpfes und an den äußeren Enden der Auslegerarme jeweils nach unten ragende Flügelstiele in Form seitlicher Lateralsteuerflügel bzw. Kiele angeordnet sind, die mit Auftriebssteuerflügeln versehen sind. Das Schiff ist im Hochgeschwindigkeitszustand dargestellt, wobei sich der Rumpf und die Auslegerarme oberhalb der Wasserlinie befinden. Bei einer derartigen Yacht sind immer Maßnahmen zur Erhöhung der dynamischen Stabilität erforderlich. Eine übliche Maßnahme, um dies zu erreichen, ist beispielsweise eine entsprechende Ansteue rung der Auftriebssteuerflügel, um einer eingeleiteten Schwin gung entgegenzuwirken.

Laut allgemeinem Kenntnisstand der Fachwelt kann die dynamische Stabilität eines derartigen Schiffes mittels der Auftriebssteuer flügel erhöht werden, indem diesen als Reaktion auf eine eingeleitete Schwingung eine antizyklische Ruderbewegung erteilt wird, die eine der Schwingung entgegenwirkende wechselnde Gegen kraft erzeugt. Im einfachsten Falle werden die betreffenden Ausschläge manuell ausgelöst. Im Falle einer automatischen Erhöhung der dynamischen Stabilität besteht eine entsprechende Lösung mindestens aus einer aufwendigen Anordnung, die sowohl eine Sensorik als auch eine Regelschaltung und entsprechende Betätigungseinrichtungen für die Auftriebssteuerflügel umfaßt, wobei die Sensorik zur Erfassung von Schwingungsbewegungen, etwa auf der Basis von Beschleunigungsmessern denkbar ist. Die eingangs genannte Segelyacht zeigt keinerlei Merkmale, wodurch eine Erhöhung der dynamischen Stabilität auf einfache Weise erreicht wird.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gat tungsgemäße Segelyacht derart auszubilden, daß die Erhöhung der dynamischen Stabilität auf einfache Weise erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Segelyacht durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß eine aufwendige Lösung mit einer Sensorik, einer Regelschaltung und entsprechenden Betätigungseinrichtungen entfällt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt und in der Beispielbeschreibung näher erläutert.

Die Figur zeigt perspektivisch eine Segelyacht 1 in Am-Wind- Segelkonfiguration, im wesentlichen bestehend aus einem Schiffs rumpf 2, einem Segel 3, das als Vollprofilsegel ausgebildet ist sowie einem Tandemkielsystem, bestehend aus einem Bugkiel 13 und einem Heckkiel 14 und einem Vier-Punkt-Tragflügelsystem, beste hend aus zwei seitlichen Auftriebssteuerflügeln 8, 8′ und zwei Auftriebssteuerflächen, die an den Kielen 13, 14 angeordnet sind. Der zum Segeln vor dem Wind übliche Spinnacker und zusätzliche Spezialsegel für Raumwind und Halbwindkurse sind hier nicht gezeigt. Seitlich des Schiffsrumpfes 2 sind Auslegerarme 6, 6′ angeordnet, an deren Enden sich Flügelstiele zur Aufnahme der seitlichen Auftriebssteuerflügel 8, 8′ befinden. An den Enden der Auslegerarme 6, 6′ ist jeweils ein Schwimmkörper 12, 12′ von hydrodynamischer Formgebung angeordnet. An den Kielen 13, 14 ist je eine Bugauftriebssteuerfläche 9 bzw. eine Heckauftriebssteuerfläche 10 angeordnet. Unterhalb dieser Flächen befinden sich je ein Hochgeschwindigkeitsbugruder 15 bzw. ein Hochgeschwindigkeitsheckruder 16, die mit dem jeweiligen Kiel und der jeweiligen Auftriebssteuerfläche 9, 10 eine Kreuzkonfiguration bilden. Die Auslegerarme 6, 6′ sind schmalflächig und nach vorn flügelartig gepfeilt.

Der Bugbereich 5 des Rumpfes 2 ist von schlanker Formgebung. Das betreffende Unterwasserschiff weist im Querschnitt eine konkav gekrümmte V-Form auf. Durch diese wasserabweisende Form wird Spritzwasser zu den Seiten abgelenkt. Das Segel 3 ist etwa mittschiffs angeordnet, wo sich annähernd auch die Wurzeln der Auslegerarme 6, 6′ befinden. Das Cockpit 4 befindet sich achterwärts des Segels 3 und ist von breiter Form, so daß auch nach vorn gute Sichtverhältnisse bestehen. An das Cockpit 4 schließt sich ein Hecksteuerungsträger 7 an, dessen Ende den Heckkiel 14 trägt. Dieser Träger 7 ist aus Gewichtsgründen sowie aus Gründen der Aerodynamik von minimalem Querschnitt. Das Segel 3 weist eine geometrische Verwindung auf, die an die regionalen Windverhältnisse anpaßbar ist. Weiterhin zeigt das Segel 3 eine Endscheibe 17 zur Verringerung des induzierten Widerstandes.

Die seitlichen Lateralsteuerflügel 11, 11′ sind negativ, also nach vorn gepfeilt. Hierdurch ergibt sich bei einer vorbestimmten Elastizität der Auslegerarme 6, 6′ und durch deren Zusammen wirken mit den seitlichen Auftriebssteuerflügeln 8, 8′ eine Er höhung der dynamischen Stabilität. Diese Wirkung beruht darauf, daß der Auslegerarm 6, 6′ infolge einer erhöhten Last an dem betreffenden Auftriebssteuerflügel 8, 8′ eine elastische Drillung erfährt, die zu einer Vergrößerung des Anstellwinkels dieses Auftriebssteuerflügels 8, 8′ führt. Der höhere Anstellwinkel bewirkt dann eine erhöhte Trag kraft des besagten Auftriebssteuerflügels 8, 8′.

Die seitlichen Auftriebssteuerflügel 8, 8′ bilden mit den unteren Enden der seitlichen Lateralsteuerflügel 11, 11′ eine L-Form derart, daß die Enden der Auftriebssteuerflügel 8, 8′ zur Boots mittelebene zeigen. Hierbei ist sehr vorteilhaft, daß die L-Form gegenüber einer T-Form hinsichtlich des induzierten Widerstandes niedrigere Werte liefert.

Bei der gezeigten Yacht sind die Schwimmkörper 12, 12′ hydro dynamisch geformt, damit diese bei Fahrt mit eingetauchten Schwimmkörpern 12, 12′ einen minimalen Wasserwiderstand aufweisen. Diese Körper werden weiterhin als Ballasttanks genutzt. Hierzu ist ein staudruckbetriebenes Aufnahmesystem vorgesehen, wodurch die Tanks im Bedarfsfall schnell gefüllt werden können. Zum Entleeren der Tanks sind diese an ihrer Unterseite oder am Heck jeweils mit mindestens einer Schnell ablaßklappe versehen. Bei dem Aufnahmesystem sind an geeigneten Staupunkten, vorzugsweise im Kreuzungsbereich der Bug- und Hecksteuerflächen entsprechende Eintrittsöffnungen vorgesehen. Es können aber auch ausfahrbare Aufnahmeeinrichtungen an anderen Stellen der Schiffskörper angeordnet werden, beispielsweise direkt bei den Schwimmkörpern 12, 12′.

Vor dem Start liegt die Yacht mit den Schwimmkörpern 12, 12′ und den Kielen 13, 14 im Wasser. Mit zunehmender Fahrt werden die vier Flügel wirksam, so daß die Schiffskörper von der Wasseroberfläche abheben. Diese Transitionsphase wird durch die hydrodynamische, auf maximale Auftriebserzeugung ausgelegte Formgebung des Rumpfes und der Schwimmkörper 12, 12′ beschleu nigt. Zur Erleichterung des Abhebevorganges sind alle bekannten Mittel der Hydrodynamik, wie stufen- oder s-förmige Unterwasser konturen und dgl. anwendbar. Das Bild zeigt die Yacht bei Hochgeschwindigkeitsfahrt am Wind. Dabei befindet sich der gesamte Rumpf 2 oberhalb der Wasserlinie. Es sind nur die Kiele 13, 14 und der backbordseitige Lateralsteuerflügel 11′ eingetaucht. Das Schiff wird somit von den Bug- und Heckauf triebssteuerflächen 9 bzw. 10 und dem leeseitigen Auftriebs steuerflügel 8′ getragen. Der Luvflügel 8 ist ausgetaucht. Die Yacht weist in diesem Fahrtzustand eine minimale benetzte Fläche auf, wodurch der Wasserwiderstand erheblich reduziert ist. Bei Stampfbewegungen ergibt sich eine dämpfende Wirkung dadurch, daß der Bugkiel 13 und der Heckkiel 14, insbesondere in ihren oberen Bereichen, derart ausgebildet sind, daß ihre Quer schnittsfläche nach unten stetig abnimmt. Diese Form bewirkt, daß die Verdrängung der Kiele mit tieferem Eintauchen rasch zunimmt, so daß die Kiele als hydrostatische Stabilisatoren wirken.

Die Achsen der seitlichen Auftriebssteuerflügel 8, 8′ bilden in der Frontansicht eine V-Form. Hierdurch wird erreicht, daß sich die vertikal projizierte Fläche des jeweils eingetauchten leeseitigen Auftriebssteuerflügels vergrößert, wenn sich die Yacht unter der Windlast stärker neigt. Dies ergibt eine stabilisierende Wirkung um die Längsachse.

Aufgrund des durch die vorgenannten Maßnahmen an den Ausleger armen und an den Kielen 13, 14 erreichten Stabilitätsverhaltens sind automatische Mittel zur Lagestabilisierung weitgehend entbehrlich. Dennoch verfügt die Yacht über zahlreiche Mittel zur schnellen Manöversteuerung. Hierzu ist vorgesehen, daß die Kiele 13, 14 um ihre Profilachsen schwenkbar ausgebildet sind. Hierdurch ergibt sich eine sehr wirksame Steuerung um die Hochachse. Weiterhin ist vorgesehen, daß die Lateralsteuerflü gel 11, 11′ sowie die Auftriebssteuerflügel 8, 8′ jeweils um ihre Profilachse schwenkbar ausgebildet sind.

Claims

1. Segelyacht mit einem Rumpf (2) mit seitlichen Ausleger armen (6, 6′), wobei am Bug und am Heck des Rumpfes (2) und an den äußeren Enden der Auslegerarme (6, 6′) jeweils nach unten ragende Flügelstiele (seitliche Lateralsteuerflügel 11, 11′, Kiele 13, 14) mit Auftriebssteuerflügeln (8, 8′, 9, 10) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Auslegerarme (6, 6′) gegenüber dem Rumpf (2) eine nega tive Pfeilung,
b) die Auslegerarme (6, 6′) eine vorbestimmte Elastizität,
c) die seitlichen Flügelstiele (seitliche Lateralsteuerflügel 11, 11′) eine negative Pfeilung aufweisen,

so daß, wenn eine erhöhte Last an einem der Auftriebssteuer flügel (8, 8′) angreift, infolge der Elastizität der Aus legerarme (6, 6′) eine Vergrößerung des Anstellwinkels dieses Auftriebssteuerflügels (8, 8′) resultiert.

2. Segelyacht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Auf triebssteuerflügel (8, 8′) mit den unteren Enden der seitlichen Lateralsteuerflügel (11, 11′) eine L-Form derart bilden, daß die Enden der Auftriebssteuerflügel (8, 8′) zur Bootsmittelebene zeigen.

3. Segelyacht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (12, 12′) und der zentrale Schiffsrumpf (2) eine zur hydro dynamischen Auftriebserzeugung ausgelegte Formgebung aufweisen.

4. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (12, 12′) als Ballasttanks ausgebildet sind.

5. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme von Wasserballast ein staudruckbetriebenes Aufnahmesystem vorgesehen ist.

6. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (12, 12′) an ihrer Unterseite jeweils mindestens eine Schnellablaßklappe aufweisen.

7. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bugkiel (13) und der Heckkiel (14) insbesondere in ihren oberen Bereichen derart ausgebildet sind, daß deren Querschnittsfläche nach unten stetig so abnimmt, daß diese Kiele (13, 14) als hydrostatische Stabilisatoren wirken.

8. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Heckbereich (7) des Rumpfes (2) als Hecksteuerungsträger vom minimalem Quer schnitt ausgebildet ist.

9. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Auf triebssteuerflügel (8, 8′) in der Frontansicht eine V-Form bilden.

10. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterwasserschiff des Rumpfes (2) eine wasserabweisende Formgebung zeigt.

11. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Bugauftriebs steuerfläche (9) und der Heckauftriebssteuerfläche (10) ein Hochgeschwindigkeitsbugruder (15) bzw. ein Hochgeschwindig keitsheckruder (16) angeordnet ist.

12. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Cockpit (4) eine breite Form aufweist.

13. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Heckkiel (14) und der Bugkiel (13) um ihre Profilachsen schwenkbar ausgebildet sind.

14. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lateralsteuerflügel (11, 11′) um ihre Profilachsen schwenkbar ausgebildet sind.

15. Segelyacht nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftriebssteuerflügel (8, 8′) um ihre Profilachsen schwenkbar ausgebildet sind.