FI80415B - Koelkonstruktion foer segelfarkoster. - Google Patents

Description

8041 5

Purjealuksen kölirakennne - Kölkonstruktion för segelfarkos-ter Tämä keksintö kohdistuu purjealusten, esimerkiksi kilpa- tai huvipursien kölirakenteisiin.

Tämän keksinnön mukaisesti on aikaansaatu kölirakenne purjealusta varten, kölirakenteeseen kuuluessa pääköli, jonka jalasta ulottuu eteenpäin yhdyskappale, ja etukantotaso tai -köli, joka on asennettu aluksen alapinnan ja yhdyskappaleen etuosan välille siten, että se tulee sijaitsemaan pääkölin etupuolella ja peräkkäin sen kanssa.

Keksinnön mukaisella rakenteella, jossa pääkölin etupuolelle on sijoitettu etukantopinta, aikaansaadaan kasvittumisen estäminen, mikä taas sallii suuremman joustavuuden pääkölin muotoon nähden, mikä voi mahdollistaa pääkölin hydrodynaamisen hyötysuhteen ja/tai oikaisumomentin parantamisen.

Seuraavaksi keksintöä kuvataan lähemmin havainnollistamalla sitä ei-rajoittavalla esimerkillä ja viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa samat viitenumerot tarkoittavat kaikissa samoja osia, ja joissa varjostetut alueet osoittavat trimmattavia osia tai pintoja, joita voidaan purjehduksen aikana säätää. Piirustuksissa:

Kuva 1 on sivukuvanto purresta, johon on sovitettu keksinnön mukainen tandemkölirakenne;

Kuva 2 on kaaviomainen yläkuvanto, joka havainnollistaa ra-kovaikutusta, joka voi tapahtua kölirakenteen etu- ja pääkö-lien tai -kantotasojen välillä, jolloin kantotasojen välinen virtaus kiihtyy;

Kuva 3 on suurennettu sivukuvanto keksinnön mukaisesta tan-demkölirakenteesta, jossa pääkantotasolla ei ole riittävää nuolimaisuutta johtoreunassaan, jotta se estäisi kasvittumi- 2 80415 sen tehokkaasti, vaan tämä estäminen aikaansaadaan osittain etukantotasolla;

Kuva 4 on suurennettu sivukuvanto keksinnön mukaisesta tan-demkölirakenteesta, jossa pääkantotason johtoreunalla on voimakas negatiivinen nuolimuoto, etukantotason aikaansaadessa kasvittumisen eston;

Kuva 5 on suurennettu sivukuvanto keksinnön mukaisesta tan-demkölirakenteesta, jossa etukantotason ylä- ja alaliitokset on nivelletty trimmattavan pinnan aikaansaamiseksi, joka voi muuttaa virtausta pääkantotason suhteen;

Kuva 6 onn suurennettu sivukuvanto keksinnön mukaisesta tan-demkölirakenteesta, jossa on trimmattava etukantotaso, joka on riittävän tehokas toimiakseen peräsimenä, jolloin ei tarvita erillistä peräperäsintä;

Kuva 7 on suurennettu sivukuvanto keksinnön mukaisesta tan-demkölirakenteesta, jossa pääkantotason peräosassa on trimmilapa;

Kuva 8 on suurennettu sivukuvanto keksinnön mukaisesta tan-demkölirakenteesta, jossa takakantotason trimmattava osa on riittävän tehokas toimiakseen peräsimenä, jolloin ei tarvita erillistä peräperäsintä.

Kuva 9 on suurennettu sivukuvanto keksinnön mukaisesta tan-demkölirakenteesta, jossa sekä etukantotaso että peräkanto-tason perimmäinen osa ovat trimmattavia.

Kuva 10 onn suurennettu sivukuvanto keksinnön mukaisesta tandemkölirakenteesta, jossa sekä trimmattavaa etukantotasoa että takimmaista peräkantotason osaa voidaan käyttää toisistaan riippumatta tai yhdessä ohjaamaan venettä, jolloin ei tarvita erillistä peräperäsintä; 3 80415

Kuva 11 on kaaviomainen yläkuvanto kuvan 10 mukaisesta tan-demkölistä, jossa säätöpinnat on esitetty käännettyinä ohjaamaan venettä paapuuriin; ja

Kuva 12 on suurennettu sivukuvanto keksinnön mukaisesta tan-demkölirakenteesta, jossa takatrimmilapa tai -peräsin on kiinnitetty pääkantotason pohjaan, mutta erotettu siitä raolla.

Kuva 1 esittää purtta 10, johon on sovitettu tandemkölira-kenne 12, johon kuuluu pää- tai takaköli tai hydrodynaaminen katotaso 14, jonka jalasta ulottuu eteenpäin yhdyskappale 16, ja toinen köli tai hydrodynaaminen kantotaso 18, joka on sovitettu purren 10 rungon alapuolen ja yhdyskappaleen 16 etupään välille siten, että se tulee sijaitsemaan pääkantotason 14 etupuolella ja sen kanssa peräkkäin, jolloin kanto-tasot määrittelevät välissään raon 20. Toinen tai etukanto-taso 18 on suositeltavasti mutta ei välttämättä pienempi kuin pääkantotaso 14.

Kun tandemkölirakenne on kuormitettuna (esim. purren 10 purjehtiessa tuuleen), kehittyy kantotasojen 14, 18 välisessä raossa 20 edullinen rakovaikutus siten, että veden virtaus kiihtyy raossa 20 ja sen takakantotason 14 tuulenpuolelle parantaen takakantotason 14 "nostoa", ts. voimmaa, joka pyrkii siirtämään kantotasoa 14 tuuleen. Tarkemmin sanottuna, kuten kuvassa 2, jossa nuoli W osoittaa tuulen suuntaa, on esitetty, nuolelle A merkittyyn veden virtaukseen kohdistuu kiihtyvyys raon 20 läpi veden kulkiessa etukantotason 18 korkean paineen puolelta takakantotason 14 matalan paineen puolelle siten kiihdyttäen virtausta takakantotason (pää-kölin) 14 yli, ja siten vuorostaan lisäten kölin 14 aikaansaamaa nostoa (jota esittää nuoli L) tuuleen, ja siten vaikuttaessa sortoa vähentävästi ja vähentäen rungon liikkeen aiheuttamaa kokonaisvastusta.

4 80415

Kuvattu etukantotaso ja taka- tai pääkantotasorakenne on hyvin sakkausvarma tavalla, jonka uskotaan olevan jollain tapaa analoginen sille sakkauskestävyydelle, jota sellaiset lähekkäin kytketyt etu/pääsiipirakenteet osoittavat, joita käytetään useann tyyppisissä nykyaikaisissa hävittäjälentokoneissa. Sakkauksessa tai lähellä sitä etukantotaso 18 takaa virtauksen pää- tai takakantotason 14 matalan paineen puolen yli. Tuloksena oleva sakkauskestävyys on tärkeä luo-vimanöövereissä, erityisesti välittömästi luovikäännöksen jälkeen, kun vauhti on loppunut, sortokulma kasvanut ja virtaus voi siten osittain tai kokonaan irrota kantotasosta. Tällaisen tandemrakenteen parantunut sakkauskestävyys pyrkii siten parantamaan kiihtyvyyttä luovin jälkeen, mikä on tärkeä potentiaalinen etu kilpapurjehduksessa.

Etukantotaso 18, jolla on nuolimainen johtoreuna, ja joka ulottuu eteenpäin yhdyskappaleen 16 etupäästä, mahdollistaa huomattavat muunnokset takakantotason 14 muodossa, samalla kun tandemkölirakenteella 12 kokonaisuutena säilyvät hyvät kasvittumisen esto-ominaisuudet. Rakenteellisesti tulee mahdolliseksi suuri valikoima takakantotason 14 johtoreunan kaltevuuskulmia, kuten myös suurempi (juuresta levenevän) käänteisen kartiomaisuuden aste takakantotason 14 jättöreu-nan jokaiselle annetulle nuolikulmalle. (Viimeaikainen tutkimus 12-metrin köleillä on osoittanut (juuresta levenevän) käänteisen kartiomaisuuden mahdolliset edut siirrettäessä kölin painekeskipistettä poispäin vapaasta ilma-vesipinnasta, sen salliessa myös alemman painovoimakeskipisteen annetulla kölipainolla).

Pää- tai takakantotasolla 14 voi olla sellaisia erilaisia ominaispiirteitä, kuten johtoreunan vähennetty nuolimaisuus, lähes kohtisuora tai kohtisuora johtoreuna, negatiivisesti nuolimainen (eteenpäin kallistettu) tai voimakkaasti negatiivinen nuolimainen johtoreuna, ja se voi olla siten muo 5 80415 toiltu, että se on vähän kartiokas, ei-kartiomainen, (juuresta levenevä) käänteisen kartiomainen, tai olennaisesti käänteisen kartiomainen. Tämä pääkölin tai -kantotason 14 halutun muodon valinnanvapaus voi mahdollistaa parannukset sen hydrodynaamisessa hyötysuhteessa ja/tai oikaisumoment-issa. Esim. oikaisumomenttia voidaan suurentaa muotoilemalla köli 14 siten, että sen painovoimakeskipiste alenee.

Etukantotasolla 18 voi myös olla erilaisia muotoja.

Kuvassa 3 esitetään esimerkinomaisesti tandemkölirakenne, jossa taka- tai pääkantotason tai -kölin 14 johtoreuna on lähes pystysuora, eikä sillä sen takia ole etureunassaan riittävää nuolimaisuutta kasvittumisen estämiseksi tehokkaasti. Tällaista rakennetta voidaan kuitenkin käyttää, koska kasvittumisen esto aikaansaadaann etukantotasolla tai -kölillä 18. Kuvassa 4 on lisäksi esitetty rakenne, jossa pääkantotason tai -kölin 14 johtoreuna on voimakkaasti negatiivisen nuolimainen (eteenpäin kallistettu). Tavanomaisessa kölirakenteessa ei johtoreunan voimakas negatiivinen nuoli-maisuus (esim. yli 15°) ole toivottavaa, koska köli pyrkii keräämään leväkasvustoa, hajonneita ravunpyydyksiä jne., jotka voivat alentaa suorituskykyä ja olla jopa vaarallisia esim. sotkiessaan ankkuriköydet tai -ketjut. Etukantotason 18, jonka johtoreuna on nuolimainen, estovaikutus, mahdollistaa negatiivisesti nuolimaisen pääkantotason 14 käytön (mikä voi olla edullista huomioonottaen parantuneen hydrodynaamisen hyötysuhteen ja sakkauskestävyyden) suhteellisen turvallisesti.

Kuvassa 5 onn esitetty kölirakenne 12, jossa etukantotaso 18 on kääntyvästi tai trimmattavasti asennettu akselille 22 käyttämällä liitoselimiä vastaavasti sen ylä- ja alaliitos-kohdissa runkoon ja yhdyskappaleeseen 16, mikä mahdollistaa muutettavan säädön sekä etu- ja takakantotasojen 14, 18 vä- 6 80415 liselle "rakovaikutukselle" että virtaukselle takakantotason 14 yli. Jos se on riittävän tehokas koosta tai sijoituspaikasta tai molemmista johtuen, esim. sijoitettu painekeskipisteen etupuolelle, on tällaisella etukantotasolla 18 myös potentiaaliset ohjausominaisuudet, jotka vuorostaan voivat tehdä tarpeettomaksi purren 10 taka- tia peräperäsimen; kts. kuva 6.

Virtauksen parantunut kiinnittyminen taka- tai pääkantotason 14 matalan paineen puolelle lisää myös virtauksen kiinnittymistä trimmattavan tai käännettävän osan 24 suhteen (trimmi-lapa tai peräsin), jota voidaan käyttää pääkantotason 14 takaosassa siten että se kääntyy akselin 26 määrittelemän ni-velliitoksen suhteen? kts. kuva 7. Virtauksen parantunut kiinnittyminen tällaisille pinnoille lisää myös niiden hyötysuhdetta tuulenpuoleisen noston tai veneen suunnan ohjauksen suhteen annetulla vastushäviöllä. Jos elin 24 on riittävän tehokas (kts. kuva 8) sen koosta tai sijoituksesta tai molemmista johtuen, sitä voidaan käyttää taka- tai peräperäsimen sijasta.

Kuvassa 9 on esitetty tandemkölirakenne, johon kuuluu sekä trimmattava etukantotaso 18 (kuten kuvissa 5 ja 6) että trimmattava osa 24 pääkantotason 14 takaosassa (kuten kuvissa 7 ja 8). Trimmattavan etukantotason 18 ja pääkantotason 14 trimmattavan takaosan 24 välinen vuorovaikutus on monimutkainen, mutta sen täytyy perustua suureksi osaksi havaintoon, että kun takatrimmilavan tai osan 24 kääntymä kasvaa, lisääntyy pääkantotason 14 muodostama ylävirtaus ja siten vuorostaan virtauksen tulokulma etukantotasossa 18 (joka on pääkantotason aiheuttaman ylävirtauksen alueella). Etukantotason 18 trimmaus tällaisissa olosuhteissa käsittäisi trim-mikulmakokeiluja annetuilla takatrimmilavan 24 asetuksilla optimien nosto-vastussuhteiden löytämiseksi.

7 80415 Tällaisten rakenteiden kokonaisetu on siinä, että trimmaamalla kääntyvät osat muodostamaan nostomuoto, joka on tehokkaampi kuin kiinteässä kölissä, voidaan kölin kokoa ja mär-käpintaa kokonaisuutena pienentää, mikä vuorostaan vähentää kokonaisvastusta suhteessa kiinteään köliin.

Trimmattavan etukantotason 18 ja osan 24 muodostamia etu- ja takaohjauspintoja voidaan käyttää veneen ohjaamisen yhteydessä; kts. kuva 10. Kuva 11 on yläkuvanto kuvan 10 kölira-kenteesta, joka esittää kuinka venettä voidaan ohjata trimmaamalla etukantotaso 18 ja pääkantotason 14 takaosa 24 muodostamaan vääntömomentti kiinteässä osassa 14 sijaitsevan painekeskipisteen E suhteen. Etukantotason 18 muodostamaa voimaa on merkitty nuolella F, ja pääkantotason 14 takaosan 24 muodostamaa voimaa on merkitty nuolella R. Kuva 11 esittää näitä kahta ohjauspintaa käännettyinä kääntämään venettä paapuuriin. Tyyrpuuriin kääntämiseksi vastaavat kääntymät vaihdetaan päinvastaisiksi.

Kuvassa 12 on esitetty vielä eräs muoto tandemkölirakentees-ta, jossa trimmattavan takakantotason 24 ja kiinteän pääkantotason 14 välille on muodostettu lisäväli tai rako 28.

Keksintö voidaan luonnollisesti toteuttaa myös muulla tavalla kuin mitä edellä esimerkinomaisesti on kuvattu. Vaatimusten suojapiiriin kuuluvat esimerkiksi kaikki edellä kuvan-tunlaiset tandemkölirakenteet, joiden toisen tai kummankin kantotason pohjassa on palko (bulb), päätylevy tai hydrodynaamiset siivekkeet, johtuen pystysuorien pintojen tandem-kantotasorakenteesta.

Lisäksi vaatimusten suojapiiriin kuuluvat kaikki kölit, joissa edellä esitetyn tandemkölirakenteen lisäksi on muita kantotasoja tai lisäkantotaso sillä tavalla, että kaikki kantotasot, olivatpa ne sitten kiinteitä tai kääntyviä, on pohjasta liitetty yhdyskappaleella.

Claims (11)

1. Kölirakenne (12) purjealusta (10) varten, tunnettu siitä, että kölirakenteeseen (12) kuuluu pääköli (14), jonka jalasta ulottuu eteenpäin yhdyskappale (16), ja etukantotaso tai -köli (18), joka on asennettu aluksen alapuolen ja yh-dyskappaleen (16) etupään välille siten, että se tulee sijaitsemaan pääkölin (14) etupuolella ja peräkkäin sen kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kölirakenne, tunnet-t u siitä, että etukantotaso tai -köli (18) on pienempi kuin pääköli (14).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai vaatimuksen 2 mukainen kölirakenne, tunnettu siitä, että pääkölin (14) johtoreuna on negatiivisesti nuolimainen.

4. Patenttivaatimuksien 1, 2 tai 3 mukainen kölirakenne, tunnettu siitä, että etukantotaso (18) on asennettu aluksen alapuolen ja yhdyskappaleen (16) välille siten, että se on käännettävä tai trimmattava.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kölirakenne, tunnet-t u siitä, että etukantotaso (18) on koosta tai sijoituksesta tai molemmista johtuen riittävän tehokas toimiakseen etuperäsimenä, jolloin aluksessa ei tarvita minkäänlaista erillistä peräperäsintä.

6. Patenttivaatimuksien 1, 2 tai 3 mukainen kölirakenne, tunnettu siitä, että pääkölin (14) takaosa on tehty kääntyväksi tai trimmattavaksi käyttämällä nivelliitosta (26) takaosan etupäässä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kölirakenne, tunnet-t u siitä, että pääkölin (14) trimmattava takaosa (24) on 9 8G415 koosta tai sijoituksesta tai molemmista johtuen riittävän tehokas toimiakseen peräsimenä, jolloin aluksessa ei tarvita minkäänlaista erillistä peräperäsintä.

8. Patenttivaatimuksien 1, 2 tai 3 mukainen kölirakenne, tunnettu siitä, että sekä etukantotason (18) että pääkölin (14) takaosa (24) ovat käännettäviä tai trimmattavia, ja niitä voidaan kääntää tai trimmata erikseen tai yhdessä .

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kölirakenne, tunnet-t u siitä, että trimmattava etukantopinta (18) ja pääkölin (14) trimmattava takaosa (24) ovat riittävän tehokl aita käytettäviksi joko toisistaan riippumatta tai yhdessä ohjaamaan venettä, jolloin aluksessa ei tarvita minkäänlaista erillistä peräperäsintä.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kölirakenne, tunnettu siitä, että pääkölin (14) ja/tai etukantotason (18) pohjaan on kiinnitetty palko (bulb), pääty-levy tai hydrodynaamiset siivekkeet tai mikä tahansa tällaisten rakenteiden yhdistelmä.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kölirakenne, tunnettu siitä, että pääkölin (14) pohjaan on vielä suoraan tai yhdyskappaletta käyttäen liitetty ainakin yksi lisäkantotaso tai -köli, lisäkantotason tai -kantota-sojen ollessa kiinteitä tai käännettäviä. 10 80415