ITMI20012373A1

ITMI20012373A1 - THICK SAIL REDUCABLE TO VARIABLE SECTION

Info

Publication number: ITMI20012373A1
Application number: IT2001MI002373A
Authority: IT
Inventors: Pietro Bellinvia
Original assignee: Pietro Bellinvia
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-09
Also published as: WO2003039948A1; AU2002351858A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione concerne una nuova vela spessa o alare, di tipo riducibile e con sezione variabile. The present invention relates to a new thick or winged sail, of the reducible type and with a variable section.

Il campo dell’invenzione è quello delle vele spesse (o vele alari), in particolare del tipo a due superfici distanziate sul piano trasversale. The field of the invention is that of thick sails (or wing sails), in particular of the type with two surfaces spaced apart on the transverse plane.

Le attuali vele spesse, in genere realizzate esclusivamente a titolo sperimentale, presentano una struttura rigida monolitica, di solito dotata di flaps atti a modificare il profilo aerodinamico della vela con il variare del lato di incidenza del vento. Queste vele hanno l’inconveniente di essere molto pesanti, e quindi poco adatte alla navigazione. Inoltre la rigidità della struttura non consente né di ridurre la superficie esposta della vela, particolarmente quando il vento rinforza, né di ammainare del tutto la vela quando la barca non naviga. The current thick sails, generally made exclusively on an experimental basis, have a rigid monolithic structure, usually equipped with flaps designed to modify the aerodynamic profile of the sail with the variation of the incidence side of the wind. These sails have the drawback of being very heavy, and therefore not very suitable for navigation. Furthermore, the rigidity of the structure does not allow either to reduce the exposed surface of the sail, particularly when the wind strengthens, or to completely lower the sail when the boat is not sailing.

Dal canto loro le tradizionali vele semplici, che possono essere ridotte ed ammainate, hanno l’albero posizionato sul bordo di attacco. Questa soluzione costruttiva provoca tuttavia dei cospicui disturbi sul flusso deN’aria, riduce sensibilmente la portanza e aumenta in generale la resistenza della vela stessa. Inoltre la descrìtta posizione dell'albero e della vela fa sì che il centro di spinta velico sia lateralizzato rispetto alla mezzeria dello scafo. Come conseguenza viene generata una coppia di forze che, da un lato, rende la barca meno equilibrata (orziera) mentre, dall’altro lato, complica alcune manovre, in particolare la strambata, che risulta particolarmente violenta in caso di vento forte. For their part, the traditional simple sails, which can be reduced and lowered, have the mast positioned on the leading edge. However, this constructive solution causes conspicuous disturbances on the air flow, significantly reduces lift and generally increases the resistance of the sail itself. Furthermore, the described position of the mast and the sail causes the sail thrust center to be lateralized with respect to the center line of the hull. As a result, a pair of forces is generated which, on the one hand, makes the boat less balanced (orziera) while, on the other hand, complicates some maneuvers, in particular the jibe, which is particularly violent in strong winds.

Costituisce lo scopo principale della presente invenzione quello di realizzare una nuova vela spessa, adatta per superare gli inconvenienti e i limiti sopra ricordati. The main purpose of the present invention is to produce a new thick sail, suitable for overcoming the drawbacks and limitations mentioned above.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di fornire una vela spessa che sia più semplice e meno pesante delle attuali vele alari rigide, pur mantenendo analoghe caratteristiche aerodinamiche. A further object of the invention is to provide a thick sail that is simpler and less heavy than the current rigid wing sails, while maintaining similar aerodynamic characteristics.

Costituisce un altro scopo dell’invenzione quello di realizzare una vela del tipo anzidetto, capace di modificare il suo profilo alare in maniera semplice e ottimale grazie alla sola azione del vento e, quindi, senza l’ausilio di flaps. Another purpose of the invention is to create a sail of the aforementioned type, capable of modifying its wing profile in a simple and optimal way thanks to the action of the wind alone and, therefore, without the aid of flaps.

L’invenzione ha anche lo scopo di fornire una vela spessa che consenta di ridurre la sua superficie esposta al rinforzare del vento, e che possa essere ammainata del tutto quando la barca non naviga (come avviene nel caso delle tradizionali vele semplici, ma senza il notevole disturbo aerodinamico che queste subiscono a causa del posizionamento dell’albero anteriormente alla vela stessa). The invention also has the purpose of providing a thick sail that allows to reduce its surface exposed to the strengthening of the wind, and that can be completely lowered when the boat is not sailing (as in the case of traditional simple sails, but without the considerable aerodynamic disturbance that these suffer due to the positioning of the mast in front of the sail itself).

Questi ed altri scopi dell’invenzione sono raggiunti con la vela della rivendicazione 1. Dei preferiti modi di realizzare questa vela risultano dalle restanti rivendicazioni. These and other purposes of the invention are achieved with the sail of claim 1. Preferred ways of making this sail result from the remaining claims.

Le caratteristiche della vela dell’invenzione sono tali da rispondere appieno alle esigenze sopra esposte. In particolare questa vela può essere completamente ammainata quando la barca non naviga e, al rinforzare del vento, la sua superficie esposta può venire ridotta. The characteristics of the sail of the invention are such as to fully meet the above requirements. In particular, this sail can be completely lowered when the boat is not sailing and, as the wind strengthens, its exposed surface can be reduced.

Inoltre, secondo un suo ulteriore aspetto essenziale, grazie alla disposizione arretrata dell’albero rispetto al bordo d’entrata o di attacco della vela dell’invenzione, quest’ultima si trova sempre con una parte a destra e l’altra a sinistra dell’asse di simmetria dello scafo. Il centro velico sarà posto pertanto sulla mezzeria dello scafo o molto vicino ad essa, con riflessi positivi su stabilità, equilibrio e velocità della barca. Le manovre saranno più semplici, e in particolare la strambata (virata in poppa) avverrà in modo meno violento rispetto alle attrezzature tradizionali. Questo particolare equilibrio dinamico renderà superflua la vela di prua (fiocco) e tutti i suoi accessori, con un risparmio sia in termini di costi, sia di peso complessivo della struttura. Moreover, according to a further essential aspect, thanks to the rearward arrangement of the mast with respect to the leading or leading edge of the sail of the invention, the latter is always located with one side on the right and the other on the left of the axis of symmetry of the hull. The sail center will therefore be placed on the centerline of the hull or very close to it, with positive effects on the stability, balance and speed of the boat. The maneuvers will be simpler, and in particular the jibe (tack downwind) will be less violent than traditional rigs. This particular dynamic balance will make the headsail (jib) and all its accessories superfluous, saving both costs and overall weight of the structure.

Questi ed altri scopi, caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risultano dalla descrizione che segue della stessa, svolta con riferimento alle figure delle allegate tavole di disegni che ne illustrano un modo di realizzazione preferito e non limitativo. In questi disegni, i quali formano parte integrante della presente descrizione: These and other purposes, characteristics and advantages of the invention result from the following description of the same, carried out with reference to the figures of the attached drawings that illustrate a preferred and non-limiting embodiment. In these drawings, which form an integral part of the present description:

la figura 1 illustra, in vista prospettica d’insieme, la vela dell’invenzione come issata su uno scafo; Figure 1 illustrates, in an overall perspective view, the sail of the invention as hoisted on a hull;

la figura 2 illustra la vela di figura 1 , parzialmente aperta per consentire la vista ai suoi organi interni; Figure 2 illustrates the sail of Figure 1, partially open to allow a view of its internal members;

la figura 3 illustra in pianta il particolare di una centina della vela di figura 2; Figure 3 is a plan view of the detail of a rib of the sail of Figure 2;

le figure 4, 5 e 6 illustrano il diverso profilo aerodinamico assunto dalla vela dell’invenzione con il variare del lato di incidenza del vento su di essa; Figures 4, 5 and 6 illustrate the different aerodynamic profile assumed by the sail of the invention with the variation of the incidence side of the wind on it;

le figure 7 e 8 illustrano la vela dell’invenzione in posizione rispettivamente ridotta e ammainata. Figures 7 and 8 illustrate the sail of the invention in a reduced and lowered position, respectively.

La vela spessa a sezione variabile dell’invenzione è indicata complessivamente con 1 in figura 1 , nella quale essa è illustrata in posizione montata su uno scafo 2. Si sottolinea fin da ora che la vela 1 , illustrata in forma rettangolare, potrebbe in realtà essere realizzata con altre forme, compatibilmente con le esigenze di funzionalità della vela dell’invenzione. The thick sail with variable section of the invention is indicated as a whole with 1 in Figure 1, in which it is shown in a position mounted on a hull 2. It is already emphasized that the sail 1, shown in rectangular form, could actually be made with other shapes, compatibly with the functionality requirements of the sail of the invention.

Come meglio risulta dalla figura 2, la vela 1 è formata da una pluralità di centine 3, montate scorrevoli sull’albero 4. In particolare secondo la figura 3, ciascuna centina 3 è composta da due stecche elastiche esterne 5 e 6, mantenute in posizione reciprocamente distanziata per il tramite di uno o più elementi distanziatori 7. Il tessuto 8 di copertura della vela 1 presenta delle opportune tasche (non illustrate), che accolgono le stecche 5 e 6. La messa in tensione orizzontale della vela è realizzata tendendo il tessuto 8 attorno al complesso di centine 3, per il tramite di opportune cimette, As can be seen better from Figure 2, the sail 1 is formed by a plurality of ribs 3, mounted slidingly on the mast 4. In particular according to Figure 3, each rib 3 is composed of two external elastic ribs 5 and 6, kept in position mutually spaced by means of one or more spacer elements 7. The fabric 8 covering the sail 1 has suitable pockets (not shown), which accommodate the battens 5 and 6. The horizontal tensioning of the sail is achieved by stretching the fabric 8 around the complex of ribs 3, by means of suitable lines,

Il trattenimento reciproco del descritto complesso di stecche ed elementi distanziatori è realizzato per il tramite di un braccio centrale di supporto 9 il quale, in corrispondenza del bordo d'attacco della vela 1 sorregge, imperniato su di esso, un piatto rotante 10, su cui si appoggia la corrispondente estremità delle stecche 5 e 6. Dal canto suo, il bordo di uscita della vela 1 riceve, in posizione di appoggio o di chiusura reciproca, le restanti estremità delle medesime stecche 5 e 6. The mutual retention of the described set of slats and spacer elements is achieved by means of a central support arm 9 which, at the leading edge of the sail 1, supports, hinged on it, a rotating plate 10, on which the corresponding end of the battens 5 and 6 rests. For its part, the trailing edge of the sail 1 receives, in a position of support or reciprocal closure, the remaining ends of the same battens 5 and 6.

Sul braccio centrale di supporto 9 è anche previsto un alloggiamento 11 sagomato ad anello, adatto per trattenere la corrispondente centina 3 in posizione scorrevole sull’albero 4. Di preferenza questo alloggiamento 11 è posizionato ad una distanza dal bordo di attacco della vela 1 o dal piatto rotante 10, che è leggermente minore di 1/3 della lunghezza del braccio di supporto 9. A ring-shaped housing 11 is also provided on the central support arm 9, suitable for holding the corresponding rib 3 in a sliding position on the shaft 4. This housing 11 is preferably positioned at a distance from the leading edge of the sail 1 or from the turntable 10, which is slightly less than 1/3 of the length of the support arm 9.

Questo braccio 9 presenta inoltre dei fori trasversali 12, all’interno dei quali sono alloggiati scorrevoli i corrispondenti elementi distanziatori 7. Le estremità di tali elementi distanziatori sono a loro volta ospitate, con una certa libertà di movimento, all’interno di asole 13 previste sulla corrispondente sezione delle stecche 5 e 6. Vantaggiosamente, i medesimi elementi distanziatori 7 sono provvisti di riscontri di arresto 14 a posizionamento regolabile, adatti per limitare l’ampiezza dei movimenti di questi distanziatori all’interno dei fori 12 del braccio 9. This arm 9 also has transverse holes 12, inside which the corresponding spacer elements 7 are housed sliding. The ends of these spacer elements are in turn housed, with a certain freedom of movement, inside slots 13 provided on the corresponding section of the slats 5 and 6. Advantageously, the same spacer elements 7 are provided with stop abutments 14 with adjustable positioning, suitable for limiting the amplitude of the movements of these spacers inside the holes 12 of the arm 9.

La struttura della vela sopra descritta è completata da un sostegno superiore o picco 15, nonché da un sostegno inferiore o boma 16, anch'essi provvisti di opportuni supporti scorrevoli per l’albero 4, posti anch’essi ad una distanza, dai bordo di attacco della vela 1 o dal piatto rotante 10, che è leggermente minore di 1/3 della lunghezza del braccio di supporto 9. The structure of the sail described above is completed by an upper support or peak 15, as well as by a lower support or boom 16, also provided with suitable sliding supports for the mast 4, also placed at a distance from the edge of attachment of the sail 1 or from the turntable 10, which is slightly less than 1/3 of the length of the support arm 9.

Risulta dalla descrizione che precede, nonché dall’esame delle figure delle allegate tavole di disegni, che l’albero 4 presenta una disposizione arretrata rispetto al bordo d’entrata o di attacco della vela 1. Questa si trova pertanto sempre con una parte a destra e l’altra a sinistra dell'asse di simmetria dello scafo, con la conseguenza che il centro velico sarà posto sulla mezzeria dello scafo o molto vicino ad essa. In questo modo risulteranno migliorati la stabilità, l’equilibrio e la velocità della barca, le manovre saranno più semplici, e in particolare la strambata (virata in poppa) avverrà in modo non violento. Questo particolare equilibrio dinamico rende inoltre superflua la vela di prua (fiocco) e tutti i suoi accessori, con un risparmio sia in termini di costi, sia di peso complessivo della struttura. It appears from the foregoing description, as well as from the examination of the figures of the attached drawing tables, that the mast 4 has a rearward arrangement with respect to the leading or leading edge of the sail 1. This is therefore always with a part on the right and the other to the left of the hull axis of symmetry, with the consequence that the sail center will be placed on the center line of the hull or very close to it. In this way, the stability, balance and speed of the boat will be improved, maneuvers will be simpler, and in particular the jibe (tack downwind) will take place in a non-violent way. This particular dynamic balance also makes the headsail (jib) and all its accessories superfluous, saving both costs and overall weight of the structure.

A partire dalla posizione ammainata illustrata in figura 8, nella quale le centine 3 sono disposte sostanzialmente impilate sull’albero 4, la vela 1 viene issata alando un cavo 17 o drizza, alloggiato all’interno dell’albero stesso (figura 2). A tale scopo, il cavo 17 è fissato, da un lato, al picco 15 e, dall’altro lato, ad una carrucola posta sull’estremità superiore dell’albero 4. In questo modo si realizza il sollevamento della vela 1, per scorrimento degli alloggiamenti anulari 11 lungo l’albero deH’imbarcazione. La messa in tensione della vela 1 è completata da opportuni tiranti o caricabasso 18, collegati al boma 16 e al piede d’albero 19. Starting from the lowered position illustrated in Figure 8, in which the ribs 3 are arranged substantially stacked on the mast 4, the sail 1 is hoisted by hauling a cable 17 or halyard, housed inside the mast itself (Figure 2). For this purpose, the cable 17 is fixed, on one side, to the peak 15 and, on the other side, to a pulley placed on the upper end of the mast 4. In this way the sail 1 is raised by sliding. annular housings 11 along the boat shaft. The tensioning of the sail 1 is completed by appropriate tie rods or downhaul 18, connected to the boom 16 and to the mast foot 19.

Per ottenere una superficie esposta della vela 1 più piccola o ridotta rispetto a quella di alatura completa, come illustrato in figura 7, sarà sufficiente issare la vela bloccando, sulla parte inferiore dell’albero 4, un numero opportuno di centine 3. Il completo ammainamento della vela dell’invenzione sarà invece ottenuto lasciando semplicemente la drizza: la tela fra le centine, grazie ad opportune plicature d’invito e all’aiuto di elastici interni (non illustrati), si piegherà “a fisarmonica”, chiudendosi in tal modo su se stessa. To obtain an exposed surface of the sail 1 that is smaller or smaller than that of the complete wing, as illustrated in figure 7, it will be sufficient to hoist the sail blocking, on the lower part of the mast 4, an appropriate number of ribs 3. The complete lowering of the sail of the invention will instead be obtained by simply leaving the halyard: the canvas between the ribs, thanks to suitable folds of invitation and the help of internal elastic bands (not shown), will fold "like an accordion", thus closing on herself.

L’azione del vento sulla vela dell’invenzione è illustrata nelle figure 5 e 6. A partire dallo stato di vela a riposo (figura 4), nella quale le stecche 5 e 6 sono disposte ugualmente distanziate dal braccio centrale di supporto 9, così da conferire simmetria al profilo della vela 1 rispetto al medesimo braccio 9, quando il vento (freccia F1 di figura 5) spira dalla parte del tessuto che contiene la stecca 6, questa si deforma in maniera corrispondente, esercitando un’azione di spinta sugli elementi distanziatori 7. Questi vengono quindi indotti a scorrere all’interno dei rispettivi fori 12 del braccio 9, provocando la corrispondente deformazione della stecca 5 contrapposta e, in definitiva, modificando il profilo aerodinamico della vela 1 . Il descritto cambiamento di profilo della vela è favorito dalla rotazione del piatto 10, che permette al tessuto 8 di scorrere sul bordo di attacco della vela, nonché dalla descritta liberà di movimento delle estremità degli elementi distanziatori 7 all’interno delle asole 13 delle stecche 5 e 6. La descritta modifica del profilo aerodinamico della vela dell’invenzione avviene anche con il contributo della depressione che si crea sottovento, cioè dal lato del tessuto 8 che insiste sulla stecca 5. The action of the wind on the sail of the invention is illustrated in Figures 5 and 6. Starting from the state of the sail at rest (Figure 4), in which the battens 5 and 6 are equally spaced from the central support arm 9, so to give symmetry to the profile of the sail 1 with respect to the same arm 9, when the wind (arrow F1 in figure 5) blows from the part of the fabric that contains the batten 6, this deforms correspondingly, exerting a thrust action on the elements spacers 7. These are then induced to slide inside the respective holes 12 of the arm 9, causing the corresponding deformation of the opposite batten 5 and, ultimately, modifying the aerodynamic profile of the sail 1. The described change in profile of the sail is favored by the rotation of the plate 10, which allows the fabric 8 to slide on the leading edge of the sail, as well as by the described freedom of movement of the ends of the spacer elements 7 inside the slots 13 of the battens 5 and 6. The described modification of the aerodynamic profile of the sail of the invention also takes place with the contribution of the depression that is created downwind, that is, on the side of the fabric 8 which insists on the batten 5.

Il comportamento della vela 1 con vento che spinge sulle stecche 5 (freccia F2) è rappresentato in figura 6, secondo una dinamica esattamente speculare a quella descritta con riferimento alla figura precedente. The behavior of the sail 1 with the wind pushing on the battens 5 (arrow F2) is represented in figure 6, according to a dynamics exactly mirroring that described with reference to the previous figure.

Vantaggiosamente i descritti riscontri di arresto 14 possono essere bloccati in posizione variabile sui corrispondenti elementi distanziatori 7, con lo scopo di fissare il profilo aerodinamico preferito della vela 1. Advantageously, the described stop abutments 14 can be locked in a variable position on the corresponding spacer elements 7, with the aim of fixing the preferred aerodynamic profile of the sail 1.

Ovviamente all'invenzione, come descritta e illustrata, è possibile apportare delle modifiche per realizzare delle varianti che, tuttavia, rientrano nell'ambito delle rivendicazioni che seguono. Obviously, as described and illustrated, modifications can be made to the invention in order to realize variants which, however, fall within the scope of the following claims.

Così, per esempio, l’albero potrà essere montato fisso oppure girevole assialmente rispetto allo scafo, con o senza cavi di sostegno. Similmente anche gli alloggiamenti 11 delle centine 3 sull’albero 4 potranno avere forma tale da consentire il solo movimento di scorrimento verticale, e non anche quello di rotazione attorno all'albero stesso. Anche il numero degli elementi distanziatori 7 potrà essere diverso da quello illustrato. Inoltre, come già si è ricordato, la vela potrà avere forme diverse da quella rettangolare, pur mantenendo tutte le restanti caratteristiche e i conseguenti vantaggi della struttura descritta. Thus, for example, the mast can be fixed or rotatable axially with respect to the hull, with or without support cables. Similarly, the housings 11 of the ribs 3 on the shaft 4 may have a shape such as to allow only the vertical sliding movement, and not also that of rotation around the shaft itself. The number of spacer elements 7 may also be different from that illustrated. Furthermore, as already mentioned, the sail may have different shapes from the rectangular one, while maintaining all the remaining characteristics and the consequent advantages of the described structure.

Claims

CLAIMS 1. Thick sail or wing profile, of the type provided with two surfaces spaced apart on the transverse plane and mounted on a mast (4), characterized by the fact that it has suitable means to allow the lowering and / or reducibility of the said sail.

2. Sail according to claim 1, characterized in that the aforementioned means are constituted by supports for supporting said sail, mounted slidingly on the aforementioned mast (4).

3. Sail according to claim 2, characterized by the fact that the aforementioned support supports consist of a plurality of ribs (3), equipped with housings (11) sliding on the shaft (4).

4. Sail according to claim 3, characterized in that said ribs (3) comprise lateral ribs (5,6), held in a mutually spaced position by one or more spacer elements (7).

5. Sail according to one or more of the preceding claims, characterized by the fact that the aforementioned ribs (3) include a support arm (9), equipped with a corresponding housing (11) slidable sliding on the shaft (4).

6. Sail according to claims 1 or 2, characterized by the fact that said mast (4) is mounted inside said sail (1), in a rearward position with respect to the leading edge of the latter.

Sail according to claims 5 and 6, characterized in that said housing (11) is placed at a distance from the leading edge of the sail (1), which is slightly less than 1/3 of the length of the aforementioned support arm (9).

Sail according to one or more of the preceding claims, characterized by the fact that said ribs (3) have a plate (10), rotatably mounted on the end of said arm (9) corresponding to the leading edge of the sail (1).

9. Sail according to one or more of the preceding claims, characterized by the fact of providing, inside the aforementioned arm (9), transverse holes (12) for sliding housing of said spacer elements (7) in the same arm (9).

Sail according to one or more of the preceding claims, characterized by the fact of providing, on the aforementioned ribs (5,6), slots (13) for engaging, with the possibility of movement, of the corresponding ends of the spacer elements (7) on the same slats (5,6).

11. Sail according to one or more of the preceding claims, characterized in that it also presents, on said spacer elements (7), stop abutments (14), suitable for delimiting the width of the sliding of the same elements (7) at the inside of the aforementioned transverse holes (12) of the arm (9).

12. Sail according to one or more of the preceding claims, characterized in that it also provides a peak (15) and a boom (16), mounted slidingly on the mast (4) by means of a housing placed at a distance from the edge of sail attachment (1), which is slightly less than 1/3 of the length of the aforementioned support arm (9).

13. Sail according to one or more of the preceding claims, characterized by the fact that it, however oriented, always has one part to the right and the other to the left of the axis of symmetry of the hull.

14. Sail according to one or more of the preceding claims, characterized by the fact that it also provides suitable invitation folds, as well as internal elastic bands, suitable for facilitating the complete lowering of the sail.

15. Sailboat, characterized in that it is equipped with at least one sail according to any one of the preceding claims.