EP0358888A1 - Segelyacht - Google Patents
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- B63B2035/009—Wind propelled vessels comprising arrangements, installations or devices specially adapted therefor, other than wind propulsion arrangements, installations, or devices, such as sails, running rigging, or the like, and other than sailboards or the like or related equipment
Definitions
- the invention relates to a sailing yacht according to the preamble of claim 1.
- Sailing yachts especially high-performance sailing yachts, are cheaply designed with regard to the use of wind forces, minimization of water resistance and controllability and stabilization. It is desirable that the relevant properties of known sailing yachts are further improved.
- a yacht is known, essentially consisting of a hull and a sail, with a bow and stern keel, the lower ends of which are each provided with a lift control wing, laterally
- a cantilever arm is arranged on the ship's hull, the end of which has a downwardly projecting wing handle which carries a plurality of lift control wings, the lift control wings forming a four-point wing system for generating lift as well as for control and stabilization.
- the ship is shown in high speed with the hull and outrigger arms above the waterline. This yacht shows no means of accelerating the transition phase from the immersed to the high-speed state.
- the invention is based on the object of designing a generic sailing yacht in such a way that it has significant improvements in terms of utilizing the wind forces, minimizing the induced water resistance and reducing the wetted area, and in terms of stabilization.
- FIG. 1 shows in perspective a sailing yacht 1 in the upwind sailing configuration, consisting essentially of a ship's hull 2, a sail 3, which is designed as a full profile sail and a tandem keel system consisting of a bow keel 13 and a stern keel 14 and a four-point Wing system, consisting of two lateral lift control wings 8,8 'and two lift control surfaces, which are arranged on the keels 13,14.
- the spinnaker usual for sailing in front of the wind and additional special sails for space wind and half wind courses are not shown here.
- boom arms 6,6 ' are arranged, at the ends of which there are wing handles for receiving the lateral lift control wings 8,8'.
- a floating body 12, 12' of hydrodynamic shape is arranged at the ends of the cantilever arms 6, 6 '.
- a floating body 12, 12' of hydrodynamic shape is arranged.
- To the Keels 13, 14 each have a bow lift control surface 9 and a rear lift control surface 10.
- the jib arms 6, 6 ′ are narrow-surface and swept forward like wings.
- the bow area 5 of the fuselage 2 has a slim shape.
- the underwater ship in question has a concavely curved V-shape in cross section. This water-repellent shape deflects splash water to the sides.
- the sail 3 is arranged approximately midships, where there are approximately the roots of the cantilever arms 6,6 '.
- the cockpit 4 is located aft of the sail 3 and is of a broad shape, so that there is good visibility even to the front.
- the cockpit 4 is followed by a rear control carrier 7, the end of which supports the stern keel 14. This carrier 7 is of minimal cross-section for reasons of weight and aerodynamics.
- the sail 3 has a geometric twist that can be adapted to the regional wind conditions. Furthermore, the sail 3 shows an end plate 17 for reducing the induced resistance.
- the floating bodies 12, 12 ' are hydrodynamically shaped so that they have a minimal water resistance when traveling with immersed floating bodies 12, 12'. These bodies are still used as ballast tanks.
- a ram-powered intake system is provided, which means that the tanks can be filled quickly if necessary.
- To empty the tanks they are each provided with at least one quick release flap on their underside or at the rear.
- appropriate entry openings are provided at suitable stowage points, preferably in the area where the bow and stern control surfaces intersect.
- extendable receiving devices can also be arranged at other points on the hull, for example directly at the floating bodies 12, 12 '.
- the yacht lies in the water with the floating bodies 12, 12 'and the keels 13, 14.
- the four wings take effect so that the hulls lift off the surface of the water.
- This transition phase is accelerated by the hydrodynamic shape of the hull and the floating bodies 12, 12 'designed for maximum lift generation.
- all known hydrodynamic means such as step-shaped or S-shaped underwater contours and the like, can be used.
- the picture shows the yacht at high speed on the wind. The entire hull is above the waterline. There are only the keels 13, 14 and the port-side lateral control wing 11 ' immersed. The ship is thus carried by the bow and stern lift control surfaces 9 and 10 and the leeward lift control wing 8 '.
- the air wing 8 is immersed. In this sailing condition, the yacht has a minimal wet area, which considerably reduces water resistance. In the case of ramming movements, a damping effect results from the fact that the bow keel 13 and the stern keel 14, in particular in their upper regions, are designed in such a way that their cross-sectional area decreases steadily downwards. This shape causes the keel displacement to increase rapidly with deeper immersion, so that the keels act as hydrostatic stabilizers.
- the axes of the lateral lift control wings 8,8 ' form a V-shape in the front view. This ensures that the vertically projected area of the respectively immersed leeward buoyancy control wing increases when the yacht leans more strongly under the wind load. This results in a stabilizing effect around the longitudinal axis.
- the yacht has numerous means for quick maneuvering.
- the keels 13, 14 are designed to be pivotable about their profile axes. This results in a very effective control around the vertical axis.
- the lateral control wings 11, 11 'and the lift control wings 8, 8' are each designed to be pivotable about their profile axis.
- the invention is not limited to the configuration of the yacht shown and to the exemplary designs described. Rather, it extends to all configurations that are conceivable within the scope of the claims.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Segelyacht nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Segelyachten, insbesondere Hochleistungssegelyachten, sind hinsichtlich Ausnutzung der Windkräfte, Minimierung des Wasserwiderstandes sowie hinsichtlich der Steuerbarkeit und Stabilisierung günstig ausgelegt. Dabei ist es wünschenswert, daß die betreffenden Eigenschaften bekannter Segelyachten weiter verbessert werden.
- Aus der GB-Z The Times, Thursday, July 7, Titelseite, ist eine Yacht bekannt, im wesentlichen bestehend aus einem Schiffsrumpf und einem Segel, mit einem Bug- und einem Heckkiel, deren untere Enden je mit einem Auftriebssteuerflügel versehen sind, wobei seitlich am Schiffsrumpf je ein Auslegerarm angeordnet ist, dessen Ende einen nach unten ragenden Flügelstiel aufweist, der mehrere Auftriebssteuerflügel trägt, wobei die Auftriebssteuerflügel ein Vier-Punkt-Tragflächensystem zur Auftriebserzeugung sowie zur Steuerung und zur Stabilisierung bilden. Das Schiff ist im Hochgeschwindigkeitszustand dargestellt, wobei sich der Rumpf und die Auslegerarme oberhalb der Wasserlinie befinden. Dies Yacht zeigt keinerlei Mittel zur Beschleunigung der Transitionsphase vom eingetauchten in den Hochgeschwindigkeitszustand. Dies wirkt sich so aus, daß beim Start, wenn eine ausreichende Tragfähigkeit des Tragflügelsystems noch nicht gegeben ist, erheblich instabile Fahrtzustände eintreten können. Weiterhin lassen die gezeigten Flügelkonfigurationen relativ hohe Werte bezüglich des induzierten Widerstandes erwarten. Dabei ist die benetzte Fläche der Unterwasserkonfiguration keineswegs minimiert.
- Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Segelyacht derart auszubilden, daß diese bezüglich Ausnutzung der Windkräfte, Minimierung des induzierten Wasserwiderstandes und Reduzierung der benetzten Fläche sowie hinsichtlich der Stabilisierung deutliche Verbesserungen aufweist.
- Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Segelyacht durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß ein kombiniertes Tandemkiel-Ruder-System mit kleinsten Hochgeschwindigkeits-Steuerflächen angewendet wird, und die Yacht ein verbessertes Stabilitätsverhalten zeigt.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 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 Schiffsrumpf 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, bestehend 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 Bugauftriebs- steuerfläche 9 bzw. eine Heckauftriebssteuerfläche 10 angeordnet. Unterhalb dieser Flächen befinden sich je ein Hochgeschwindigkeitsbugruder (15 bzw. ein Hochgeschwindigkeits- heckruder 16, die mit dem jeweiligen Kiel und der jeweiligen Auftriebssteuerfläche 9,10 eine Kreuzkonfiguration bilden. Die Auslegerarme 6,6′ sind schmalflächig und nach vorn flügel- artig 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 positiv, also nach achtern gepfeilt. Werden diese Flügel 11,11′ jedoch nach vorn gepfeilt, so ergibt sich bei einer vorbestimmten Elastizität der Auslegerarme 6,6′ durch deren Zusammenwirken mit den seitlichen Auftriebssteuerflügeln 8,8′ eine stabilisierende Wirkung. Diese beruht darauf, daß aus einer erhöhten Last an dem betreffenden Steuerflügel infolge der Elastizität des Auslegerarms eine Vergrößerung des Anstellwinkels dieses Flügels resultiert, so daß sich hieraus eine erhöhte Tragkraft des Flügels ergibt.
- 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 Bootsmittelebene 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′ hydrodynamisch 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 Schnellablaßklappe 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 Waseroberfläche abheben. Diese Transitionsphase wird durch die hydrodynamische, auf maximale Auftriebserzeugung ausgelegte Formgebung des Rumpfes und der Schwimmkörper 12,12′ beschleunigt. Zur Erleichterung des Abhebevorganges sind alle bekannten Mittel der Hydrodynamik, wie stufen- oder s-förmige Unterwasserkonturen und dgl. anwendbar. Das Bild zeigt die Yacht bei Hochgeschwindigkeitsfahrt am Wind. Dabei befindet sich der gesamte Rumpf oberhalb der Wasserlinie. Es sind nur die Kiele 13, 14 und der backbordseitige Lateralsteuerflügel 11′ eingetaucht. Das Schiff wird somit von den Bug- und Heckauftriebssteuerflächen 9 bzw. 10 und dem leeseitigen Auftriebssteuerflügel 8′ getragen. Der Lufflügel 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 Heck- kiel 14, insbesondere in ihren oberen Bereichen, derart ausge- bildet sind, daß ihre Querschnittsfläche 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 Auslegerarmen und an den Kielen 13,14 erreichten Stabilitätsverhaltens, sind automatische Mittel zur Lagestabilisierung weitgehend entbehrlich. Dennoch verfügt die Yacht über zahlreiche Mittel zur schnellen Maneuversteuerung. 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 Lateralsteuerflügel 11,11′ sowie die Auftriebssteuerflügel 8,8′ jeweils um ihre Profilachse schwenkbar ausgebildet sind.
- Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Konfiguration der Yacht sowie auf die beschriebenen Beispielausführungen beschränkt. Sie erstreckt sich vielmehr auf alle Ausgestaltungen, die im Rahmen der Ansprüche denkbar sind.
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