KR20090038917A - 공기역학 프로파일 요소의 발진 및 회수 장치와 공기역학 프로파일 요소 - Google Patents

공기역학 프로파일 요소의 발진 및 회수 장치와 공기역학 프로파일 요소 Download PDF

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Abstract

본 발명은 견인력으로 에너지를 생산하는, 특히 선박을 구동하는 공기역학 프로파일 요소에 관한 것으로서, 가로 방향 및 길이 방향으로 연장하는 가요성 상부층과, 상부층에 평행하게 연장하고, 프로파일 요소의 깊이 방향으로 연장하는 복수의 웹에 의해 상부층에 연결되는 가요성 하부층과, 상부층과 하부층 사이의 공기로 채워진 내부 공간과, 이 내부 공간에 공기를 공급하며, 상부층과 하부층의 상호 평행한 두 개의 선단부(leading edge) 사이에 배치되는 적어도 하나의 흡기구와, 프로파일 요소 상의 이격된 위치에 제1 단부가 고정되고, 선박에 프로파일 요소를 연결하는 견인 케이블(pulling cable)에 제2 단부가 연결되는 복수의 견인 라인(pulling lines), 및 제1 단부가 상기 층들 및/또는 웹에 고정되고, 어 상부 및 하부층들의 리핑(reefing) 또는 리핑 해제(unreefing)에 의해, 공기역학 프로파일을 안정화시키기 위해 프로파일 요소의 길이 방향으로 연장하는 바 요소에 의해 전개되는 프로파일 요소의 크기를 감소 또는 증가시키도록 맞추어진 복수의 리핑 라인을 포함하며, 바 요소는 상부 및/또는 하부층에, 및/또는 웹에 고정되고, 적어도 하나의 리핑 라인은 바 요소에서, 각각 제1 단부에 있는 고정점으로부터 상부 또는 하부층의 프로파일 요소의 가로 방향으로 연장하는 리핑 라인부로부터, 길이 방향으로 연장하는 리핑 라인부로의 방향 변화를 겪는다.

Description

공기역학 프로파일 요소의 발진 및 회수 장치와 공기역학 프로파일 요소{STARTING AND RECOVERING DEVICE FOR AN AERODYNAMIC PROFILED ELEMENT, AND AERODYNAMIC PROFILED ELEMENT}
본 발명은 견인력으로 에너지를 생산하는, 특히 선박을 구동하는 공기역학 프로파일 요소에 관한 것으로서,
가로 방향 및 길이 방향으로 연장하는 가요성 상부층과,
이 상부층에 평행하게 연장하고, 프로파일 요소의 깊이 방향으로 연장하는 복수의 웹에 의해 상부층에 연결되는 가요성 하부층과,
상부층과 하부층 사이의 공기로 채워진 내부 공간과,
이 내부 공간에 공기를 공급하며, 상부층과 하부층의 상호 평행한 두 개의 선단부(leading edge) 사이에 배치되는 적어도 하나의 흡기구와,
프로파일 요소 상의 이격된 위치에 제1 단부가 고정되고, 선박에 프로파일 요소를 연결하는 견인 케이블(pulling cable)에 제2 단부가 연결되는 복수의 견인 라인(pulling lines), 및
제1 단부가 상기 층들 및/또는 웹에 고정되고, 상부 및 하부층들의 리핑(reefing) 또는 리핑 해제(unreefing)에 의해 프로파일 요소의 크기를 감소 또는 증가시키도록 맞추어진 복수의 리핑 라인을 포함하는 공기역학 프로파일 요소에 관 한 것이다.
본 발명의 다른 측면은, 앞 단락에 따른 프로파일 요소의 발진 및 회수 장치로서, 프로파일 요소는 길이 방향으로 연장하는 바(bar) 부재를 갖고, 발진 및 회수 장치는,
상단부가 마스트 헤드에 고정되는 마스트와,
마스트 헤드에 배치되고, 마스트 헤드에 프로파일 요소의 선단부를 연결시키도록 수직축 둘레로 회전가능한 커플링 장치를 포함한다.
화석 연료의 가용성의 감소와 비용 증가의 측면에서, 재생가능한 에너지원으로부터 에너지를 발생시키는, 특히 예를 들어 선박의 구동 장치와 같은 대체 장치가 크게 요구되고 있다. WO 2006/027194 및 WO 2006/027195는, 본 명세서의 도입부에 개시한 종류의 연(kite) 형태의 공기역학 프로파일 요소를 실질적으로 포함하고, 본 명세서의 도입부에 개시한 종류의 발진 및 회수 장치에 의해 선박에서 발진및 회수를 할 수 있는 새로운 선박 구동 장치를 개시한다.
국제특허출원 PCT/EP2005/004186은 방위각 선회가 가능한 유지 수단을 갖는 공기역학 프로파일 요소의 설치 시스템을 개시한다. 또, PCT/EP2005/004183은 그러한 공기역학 프로파일 요소의 위치조정 장치를 개시하는데, 이 장치는, 견인 케이블의 장력이 소정치보다 작거나 이를 초과하면 공기역학 프로파일 요소가 끌어당겨지거나 풀리는 것을 허용하는 윈치를 포함한다.
이러한 프로파일 요소와 설치 시스템은 특히 선박 구동 장치로서 사용되지 만, 기본적으로 이것들은, 견인 케이블을 풀고 끌어당기는 사이클로 에너지를 발생시키는 데 사용되는 견인 케이블의 힘에 의해 에너지, 예를 들어 전기 에너지를 발생시키는 데도 사용할 수 있다. 이러한 목적으로, 프로파일 요소는 육상에서의 정지 상태, 또는 바다에서의 정지 또는 이동 상태에서 사용할 수 있다.
상기 문헌들에서 설명된 기술들은, 공기역학 프로파일 요소, 특히 연을 가진 선박을 구동하는 데 필요한 기본 접근수단을 포함한다. 붙잡혀 있는 자유 비행을 하는 공기역학 프로파일 요소에 의한 비교적 큰 선박과 관련된 구동 개념의 경제적 실현을 위해 해결되어야 할 기본적인 문제는, 충분한 구동력을 발생시키기 위해 필요한 프로파일 요소의 크기가 스포츠 분야에서 알려진 제어 절차가 채택되는 것을 허용하지 않거나, 또는 이들의 채택을 제한적으로만 허용한다는 것이다. 특히, 비교적 작은 연의 발진 및 회수 절차는, 경제 선박 구동을 제공하는 데 필요한 실질적으로 더 큰 공기역학 프로파일 요소에는 채택할 수 없다. 큰 공기역학 프로파일 요소의 발진 및 회수는 관련 구동 개념의 실현과 관련하여 특별한 문제를 나타낸다.
여기에 포함되는 첫 번째 문제는, 지면 근방에서 나타나는 바람의 상태는 대개 너무 약하고, 또 세기 및 방향에 있어서 일정하지 않아서, 프로파일 요소에 대한 안정한 비행 자세의 형성을 어렵게 한다. 이 때문에 더 낮게 비행할수록 프로파일 요소의 제어가 더 어렵다.
본 발명의 목적은, 발진 및 회수 절차의 신뢰성 있는 실현이 달성되도록 구동 시스템을 개발하는 것이다.
프로파일 요소의 발진 전 및 회수 후에 발생하는 또 다른 문제는, 부재가 가능한 소형인 꾸려진 형태에서 전개된 형태로, 그리고 그 반대로 이루어져야 한다는 것이다. 일반적으로 이러한 절차를 리핑 해제 및 리핑이라고 일컫는다.
그 점에 있어서, 본 명세서의 도입부에 개시한 종류의 공기역학 프로파일 요소는 일반적으로, 실질적으로 가로 방향으로 연장하며, 이러한 경우 중앙으로부터, 가로 방향에 대하여 수직인 길이 방향 축 둘레의 각 가로 방향의 단부쪽으로 만곡된다. 프로파일 요소는 일반적으로, 가로 방향보다 길이 방향 축의 방향으로 더 적은 양이 연장한다. 마지막으로 상호 평행하게 배치되는 두 개의 층을 포함하는 프로파일 요소의 구조는, 가로 및 길이 방향에 수직하고, 일반적으로 가로 및 길이 방향 길이의 일부인 깊이 방향 길이를 제공한다. 길이 방향 영역에서는, 일반적으로 깊이 방향의 길이가 프로파일 요소의 길이에 걸쳐 변하며, 양력을 발생시키는 형상인 상부 저압측과 하부 고압측을 가진 에어포일 단면(aerofoil cross-section)을 형성한다.
또 다른 측면에 따라, 본 발명의 또 다른 목적은 꾸려진 상태로부터 전개된 상태로, 그리고 그 반대로의 효율적인 리핑 해제 및 리핑을 허용하는 프로파일 요소를 제공하는 것이다.
대형 크기의 프로파일 요소의 또 다른 문제는, 명확하고 신중하게 프로파일 요소의 형상을 안정화시키거나 불안정화시키는 것이다. 일반적으로 이러한 것은 프로파일의 내부 공간을 공기로, 바람직하게는 대기에 대하여 상승된 압력하의 공기로 채우거나 이곳으로부터 공기를 빼냄으로써 달성된다. 또 다른 측면에 따라, 본 발명의 목적은, 더 큰 프로파일 요소에 대해서도 프로파일 요소의 그러한 안정화와 불안정화를 신뢰성 있게 실현하는 것이다.
발진 및 회수 절차에 관련된 또 다른 문제는, 지면 근방 영역에 있는 프로파일 요소의 제어는 단지 견인 케이블과 프로파일 요소에 대한 적절한 제어 수단만으로는 신뢰성 있게 실현할 수 없다는 것이다. 특히, 그러한 방식에서는 프로파일 요소가 더 대형 크기를 가지면 커플링 장치에 대한 특정한 표적 구동이 거의 불가능하다. 상술한 특허 출원에는 그러한 목적으로, 프로파일 요소를 안내하기 위해 프로파일 요소에 연결되며 발진 및 회수 단계에서 발진 및 회수 장치에 연결할 수 있는 가이드 케이블을 사용하는 것이 공지되어 있다. 널리 인정하는 바와 같이, 지면 근방 영역에 있는 프로파일 요소의 제어는 가이드 장치에 의해 개선될 수 있지만, 프로파일 요소의 취급은, 견인 케이블, 가이드 케이블, 및 추가적인 리핑 라인들을 평행하게 동시적으로 끌어당기거나 풀어야하는 것 때문에 매우 복잡한 절차이고, 이러한 절차들의 제어는 오류의 여지가 있다. 또 다른 측면에 따라, 본 발명의 목적은, 지면 근방의 프로파일 요소의 제어, 특히 프로파일 요소를 커플링 장치의 선박 장착부로 안내하는 것을 단순화하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 특히 구동되는 선박 위의 공간으로 비행하는 다른 항공기에 대하여 프로파일 요소의 비행 안정성을 증가시키는 것이다.
이러한 목적들은 본 발명으로써 달성된다. 본 발명의 제1 측면에 따라, 본 명세서의 도입부에 개시되고, 그 길이 방향으로 연장하는 바 요소(bar element)에 의해 전개되어 공기역학 프로파일을 안정화시키는 종류의 공기역학 프로파일 요소가 제공되는데, 바 요소는 상부 및/또는 하부층에, 및/또는 웹에 고정되며, 바 요소에서는 리핑 라인들 중 적어도 하나가, 제1 단부의 고정점으로부터 각각 상부 또는 하부층의 프로파일 요소의 가로 방향으로 연장하는 리핑 라인부로부터, 길이 방향으로 연장하는 리핑 라인부로의 방향 변화를 겪는다.
그와 관련하여, 리핑 라인들은, 길이 방향으로 사실상 경직된, 즉 늘어나지 않는 라인의 형태, 또는 전체 길이에 걸쳐, 또는 개별 부분들의 영역에서 길이 방향으로 탄성적인 라인의 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 프로파일 요소는, 길이 방향으로 연장하여 길이 방향에서의 프로파일 요소의 형상을 안정화시키는 바 요소를 갖는다. 이 바 요소는 바람직하게는, 가로 방향의 중앙에, 그리고 프로파일 요소의 상부층과 하부층 사이의 깊이 방향의 중앙에 배치된다. 리핑 라인들은 바람직하게는 바 요소에 있는 편향 롤러에 의해 편향된다. 이것은, 리핑 라인들의 방향 변화가 프로파일 요소 내의 안정한 고정점에서 일어나는 것을 가능하게 하여, 리핑 라인들이 길이 방향 또는 바 요소로부터 프로파일 요소 상의 고정점까지 세로-가로 방향으로 프로파일 요소의 외부에서, 또는 내부 공간에서 안내될 수 있게 한다. 바 요소에서의 편향 후에, 리핑 라인들은 바 요소를 따라 길이 방향으로 안내되고, 예를 들어 선단부에서 프로파일 요소 밖으로 안내될 수 있다. 이것은, 원하지 않는 엉킴이나 케이블 잼의 염려가 없는 독창적인 안내 효과를 제공하며, 한편 리핑 라인들은 더 용이하게 작동한다.
제1 실시 형태에 따라, 바 요소는 상기 층들의 길이의 일부에 걸쳐서만, 특히 층들의 길이의 3분의 1에 걸쳐서만 연장하는 것이 바람직하다. 이러한 형태는 프로파일 요소가 긴 세로 길이와 관련된 전개된 상태로부터, 짧은 바 요소의 길이에 대응하는 길이 방향 길이로 줄어든 꾸려진 상태로 리핑되는 것을 가능하게 하여, 그 전체 길이에 걸쳐 바 요소를 가진 프로파일 요소와 비교하여, 길이 면에서 상당히 줄어든 꾸려진 크기를 허용한다. 이러한 실시 형태는, 바 요소에서의 리핑 라인들의 편향과 리핑 라인들이 길이 방향/가로 방향으로 놓이도록 배치될 가능성은 리핑 라인들이 정확히 길이 방향으로 연장하도록 될 필요가 없고, 사선으로 연장하는 부분들은 리핑 및 리핑 해제를 방해하지 않음을 의미한다는 자각에 기초하고 있다. 또 달리, 본 실시 형태에서는 리핑 라인들이 길이 방향으로 연장할 수 있으며, 이 경우 리핑 라인들은, 바 요소에 의해 안정화되지 않는 영역에서, 프로파일 요소의 후부 영역의 중앙으로 안내되고, 그곳에서 가로 방향으로 편향된다. 이 리핑 라인들은 리핑될 때, 길이 방향의 프로파일 요소의 길이가 즉시 줄어들게 하는데, 이는 착륙 동작에 있어서 종종 유리하다.
상부 또는 하부층의 가로 방향으로 연장하는 적어도 하나의 리핑 라인은, 이 리핑 라인부에 견인력이 작용할 때 가로 및 길이 방향으로 층들의 리핑이 일어나도록, 적어도 일부가 가로 방향에 대하여 경사지게 연장하는 것이 더 바람직하다. 이러한 방식으로 리핑 라인들이 적어도 부분적으로 사선으로 연장한다는 사실은, 리핑 라인으로 길이 방향과 가로 방향 모두에서 리핑이 이루어진다는 것을 의미하며, 이는 리핑 라인의 수의 감소와 그에 따른 리핑 동작의 단순화로 이어질 수 있다.
그와 관련하여 이 실시 형태는, 바 요소의 줄어든 길이로 인해 사선으로 연장하는 리핑 라인부에 의해 가능한 프로파일 요소의 소형으로 꾸려지는 장치를 얻기 위해, 길이가 단축된 바 요소, 특히 길이가 3분의 1로 단축된 바 요소를 갖는 실시 형태와 연결되는 것이 특히 더 바람직하다.
본 발명에 따른 프로파일 요소의 또 다른 실시 형태는, 프로파일 요소에 고정되고, 서로 연결되며, 리핑 라인부에서 운동하는 롤러 위로 리핑 및 리핑 해제가 이루어지고, 공통 리핑 라인 연속부(continuation)가 고정되는, 적어도 두 개의 리핑 라인부를 제공한다. 이러한 방식으로, 리핑 라인들에 일종의 케이블 균형 수단이 삽입된다. 이와 같이 설계된 케이블 균형 수단은, 프로파일 요소에 고정된 두 개의 리핑 라인의 가변적인 리핑은 제공하는데, 이때 리핑의 목적으로 하나의 리핑 라인 연속부에 견인력(pulling force)이 작용하며, 이 견인력은, 리핑 라인부의 하나에 저항이 일시적으로 증가했을 때 그에 따라 다른 리핑 라인부만 끌어당겨져 리핑 라인들이 찢어지는 위험성을 감소시킬수 있도록, 케이블 균형 수단에 의해 두 개의 리핑 라인부에 전달된다.
그와 관련하여, 복수의 그러한 케이블 균형 수단을 제공하는 것이 특히 바람직하며, 특히 케이블 균형 수단들은 직렬 배열로 제공될 수 있는데. 즉 두 개의 리핑 라인 연속부는 리핑 라인부의 방식으로 차례로 서로 연결되고, 케이블 균형 수단에 의해 리핑 라인 연속부의 연속부에 연결되는 것과 같이 된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 본 명세서의 도입부에 개시한 프로파일 요소, 또는 상술한 프로파일 요소의 실시 형태는, 그 제1 단부에 리핑 라인들의 모든 제2 단부가 연결되는 중앙 리핑 케이블을 제공하는데, 중앙 리핑 케이블 또는 리핑 라인들의 제2 단부는 프로파일 요소의 선단부로부터, 프로파일 요소의 가로 방향과 관련하여 대칭축에 배치된 상기 대칭축의 방향으로 연장하며, 중앙 리핑 케이블은, 중앙 리핑 케이블이 프로파일 요소의 발진 및 회수를 위한 가이드 케이블의 역할을 할 수 있도록, 그 제2 단부가 중앙 견인 케이블의 제1 단부와 제2 단부의 사이에 해제가능하게 고정된다.
이러한 실시 형태는 최근 기술에 따라 필요한 별도의 가이드 케이블을 불필요하게 만드는 것을 가능하게 한다. 그 대신, 프로파일 요소는 중앙 리핑 케이블에 의해 지면 근방에서 필요한 방식으로 안내될 수 있다. 이러한 본 발명의 측면은, 프로파일 요소를 회수할 때, 일반적으로 프로파일 요소가 커플링 장치의 선박 장착부에 연결될 때까지, 한편으로는 채워진 프로파일 요소의 내부 공간에 의해 발생하는 리핑에 대한 저항이 존재하는데, 이 저항은 원하지 않는 과도한 리핑의 발생 없이 중앙 리핑 케이블에 의한 안내를 허용하며, 다른 한편으로 회수 작업 시의 프로파일 요소의 특정하게 제어되는 리핑은, 커플링 장치의 선박 장착부에의 연결 전에 대개 유리하여, 중앙 리핑 케이블에 의해 프로파일 요소가 안내되고 있을 때 발생하여도 유리하게 허용할 수 있다.
그와 관련하여, 중앙 리핑 케이블은 커플링 장치에 의해 견인 케이블에 해제가능하게 연결될 수 있다. 커플링 장치는 견인 케이블 상의 고정된 위치에 연결될 수 있고, 바람직하게는 견인 케이블을 따라 슬라이딩할 있게 제2 단부가 견인 케이블에 고정되도록 설계된다.
상술한 프로파일 요소의 또 다른 실시 형태는, 프로파일 요소의 영역에, 중앙 리핑 케이블 또는 리핑 라인들을 해제가능하게 클램핑하도록 형성된 케이블 클랭핑 장치가 존재하는 것을 제공한다. 이 케이블 클랭핑 장치는 프로파일 요소가 중앙 리핑 케이블에 의해 안내되고 있는 단계에서, 리핑 라인들 또는 중앙 리핑 케이블의 프로파일 요소 영역에서의 차단에 의한 프로파일 요소의 의도하지 않은 리핑 또는 리핑 해제를 방지하는 것을 가능하게 한다.
그와 관련하여, 프로파일 요소가 길이 방향으로 연장하는 바 요소를 갖고, 중앙 리핑 케이블에 견인력이 존재할 때 케이블 클랭핑 장치가 자가 클램핑을 한다면, 이것은 프로파일 요소의 선단부 영역에서 바 요소에 고정되고, 케이블 클랭핑 장치의 개방을 허용하는 구동 수단에 연결되는 것이 특히 바람직하다. 이 실시 형태는, 리핑 라인들 또는 중앙 리핑 케이블의 클램핑을 외부로부터 제어하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 예를 들어, 연결이 이루어질 때까지, 또는 연결이 해제된 직후에 클램핑 작용이 이루어지도록, 커플링 장치의 선박 장착부에 연결된 상태에서 케이블 클랭핑 효과가 제거될 수 있어서, 의도하지 않은 리핑 해제/리핑이 방지되고, 연결 후 또는 연결 해제 전에는, 연결된 상태에서 프로파일 요소의 리핑 또는 리핑 해제가 가능하다. 특히, 클램핑 효과가 자동으로 제거되도록, 커플링 장치의 선박 장착부에의 연결 시에 구동 수단이 자동으로 구동되는 것이 제공될 수 있다.
본 발명에 따라, 또 다른 측면에서는, 본 명세서의 도입부에 개시한 종류, 또는 상술한 종류의 프로파일 요소가 제공되어 있는데, 여기에서는 내부 공간이, 적어도 하나의 통풍구와, 적어도 하나의 통풍구를 가변적으로 폐쇄하는 폐쇄 장치를 갖는다.
본 발명의 이러한 측면은, 비교적 대형 크기의 프로파일 요소의 경우에는, 특히 내부 공간 내의 공기가 필요한 방식으로 빠져나갈 수 없다는 사실로 인해 리핑이 방해를 받는다는 자각에 기초하고 있다. 이러한 단점을 극복하고, 동시에 프로파일 요소의 비행 특성 및 프로파일 안정성을 악화시키지 않기 위해, 프로파일 요소는 가변적으로 폐쇄가능한 통풍구를 갖는다. 그러한 방식으로 통풍구는, 프로파일 요소의 리핑이 필요해질 때 개방될 수 있고, 그러한 방식으로 내부 공간 내의 공기는 이로부터 더 빠르게 방출될 수 있지만, 비행 상태에서는 통풍구가 폐쇄 상태로 유지될 수 있어, 프로파일 요소의 프로파일이 안정화된다.
그와 관련하여, 통풍구가 긴 슬릿의 형태이면, 각각의 탄성변형이 가능한 바 요소는 개구의 적어도 하나의 에지를 따라서, 바람직하게는 통풍구의 양쪽 에지를 따라서 고정되며, 개구 케이블에 견인력이 작용할 때 바 요소가 탄성적으로 휘어져 통풍구가 개방되도록, 개구 케이블이 바 요소의 두 단부에 고정된다. 이러한 실시 형태는, 한편으로 프로파일 요소의 경량 구조와 관련된 요구를 만족시키고, 다른 한편으로 통풍구의 신뢰성 있는 개폐를 허용하는 특정한 구조를 제공한다. 그와 관련하여, 바 요소는 슬릿의 길이 방향 에지를 따라 다양한 방식으로 고정될 수 있으며, 선택적으로 바 요소들이 서로 고정될 수도 있는데, 예를 들어, 두 개의 바 요소가 슬릿의 양쪽 길이 방향 에지에 배치될 때 결과적으로 타원 또는 렌즈 형상의 개구가 되도록, 바 요소들은 힌지식으로 또는 단단히 서로 고정될 수 있다.
통풍구가 있는 실시 형태에서는, 프로파일 요소의 비행 상태에서 프로파일 요소의 외부의 저압 영역에 마련된 영역에, 특히 층들의 후단 사이 또는 상부층의 영역에 통풍구가 배치되는 것이 특히 바람직하다. 이러한 통풍구의 배치는, 내부 공간 내의 공기가 이로부터 특히 빠르게 방출되어, 특히 대형 크기의 프로파일 요소의 경우에 리핑 동작의 속도를 상당히 증가시킬 수 있음을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 본 명세서의 도입부에 개시한 프로파일 요소 또는 앞서 설명한 프로파일 요소의 실시 형태는, 상부 및 하부층의 선단부 사이의 영역은 프로파일 요소의 길이 방향 중앙선 주위에 복수의 흡기구를 갖고, 바깥 영영이 폐쇄되는 것을 제공한다. 소형 크기의 연의 설계 형상과 달리, 대형 크기의 연의 공기역학 및 비행 안정성은, 연 또는 프로파일 요소의 선단부에 있는 개구가 길이 방향 에지의 일부만을, 특히 길이 방향 중앙선 주위에 배치된 부분을 점유하지만, 다른 영역들, 특히 길이 방향 선단부의 주부분은 폐쇄됨으로써 개선될 수 있는 것이 발견되었다.
그와 관련하여, 흡기구가 앞쪽 바람 받음면(leading wind attack surface), 즉 공기역학 프로파일 요소의 전면 또는 에어포일 선단부의 10-30%, 바람직하게는 30%를 점유하면 특히 바람직하다.
흡기구가 슬랫(slat)에 의해 개방이 유지되면 더 바람직하다. 그와 관련하여, 슬랫에 의해 개방이 유지된 그러한 흡기구의 형상은, 예를 들어 상술한 통풍구의 형상에 맞게 형성되거나 서로 연결되어 흡기구의 에지를 따라 배치되는 복수의 바 요소를 수단으로 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 측면에 따라, 본 명세서의 도입부에 개시한 종류, 또는 상술한 종류의 프로파일 요소의 실시 형태는, 적어도 하나, 바람직하게는 복수의 신호 장치, 바람직하게는 자체 발광 신호 요소가 견인 케이블에 배치된다. 이러한 방식으로, 다른 항공기가 프로파일 요소로부터 선박으로 연장하는 견인 케이블을 시야에서 놓치지 않도록 하는 것이 가능하여, 전체 시스템의 작동 안정성을 향상시킬 수 있다. 그와 관련하여, 특히 야간 작동에는, 자체 발광 신호 요소, 즉 전원에 연결되어 빛을 내는 신호 요소를 사용하는 것이 바람직하다.
그와 관련하여, 신호 장치는 적백 신호 요소, 바람직하게는 약 100미터의 간격을 두고 교대로 견인 케이블에 고정되는 다방면 자체 발광 위치등을 갖는 것이 특별히 제공될 수 있다.
신호 수단이 자체 발광을 하는 경우에는, 에너지 공급을 위해 견인 케이블에서 연장하는 송전선에 신호 수단이 유도적으로 연결되는 것이 바람직하다. 그러한 종류의 에너지 공급은, 한편으로 특히 신뢰성이 있고, 다른 한편으로 그와 관련하여 견인 케이블을 통한 전력의 전송을 이용하는데, 이는 프로파일 요소, 특히 프로파일 요소 아래에 배치된 곤돌라에 대한 제어 절차의 어느 경우에든지 종종 요구된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 본 명세서의 도입부에 개시한 발진 및 회수 장치는, 수직으로 연장하는 두 개의 측면에 의해 경계가 정해지고, 바 요소의 선단부가 수용될 수 있으며, 인접벽에 의해 제1 수평 후부측, 이와 대향 관계에 있는 제2 수평 전부측, 및 측면이나 상부로부터의 바 요소의 선단부의 삽입을 위해 개방된 상방으로 경계가 정해지는 수용 공간을 포함하는 것을 제공한다.
이러한 방식으로 제공된 커플링 장치는, 특히 프로파일 요소가 고정되어 한정된 위치에 유지될 때 프로파일 요소의 특히 신뢰성 있는 발진와 특히 신뢰성 있는 회수가 가능해진다는 상기의 관점으로부터 나온 것이다. 더 정확히 말하자면, 본 발명의 이 실시 형태는, 연결된 상태에서도 프로파일 요소의 특정한 이동성이 가능해지면, 전체 시스템의 개별 부품들, 특히 프로파일 요소의 바 요소에 대한 부하를 상당히 감소시킬 수 있다는 자각에 기초하고 있다.
또한, 그러한 형상의 발진 및 회수 장치는, 프로파일 요소의 많은 비행 자세및 비행 방향에서 프로파일 요소의 발진 및 회수가 달성되게 한다. 수용 공간의 상부 전방으로 개방된 형상은, 바 요소가 상부 및 전부 양쪽으로부터 연결 및 연결 해제될 수 있음을 의미한다. 이는, 일련의 발진 및 회수 조작과 관련하여 유리하다.
그와 관련하여, 수용 공간은 바람직하게는, 프로파일 요소의 회수 및 그와 연관된 수용 공간으로의 바 요소의 삽입을 용이하게 하기 위해 바람직하게는 깔대기와 같은 형상으로 된 측벽들에 의해 경계가 정해진다.
유리한 제1 실시 형태에 따라, 본 발명에 따른 발진 및 회수 장치의 형태는, 바 요소가 연결된 상태에서 선회할 수 있는 수평 및/또는 수직 축을 커플링 장치가 포함하는 것을 제공한다. 이러한 형태는, 프로파일 요소, 특히 바 요소의 한정된 선회 운동을 제공한다. 그와 관련하여, 수평축은 장치의 구조와 관련하여 한 부품으로서 커플링 장치 내에 탑재되거나 레버 등의 공동 작동에 의해 가상 축의 형태로 탑재될 수 있다.
그와 관련하여, 기준 각 위치로의 연결된 바 요소의 탄성 귀환, 또는 바 요소의 선회 운동 감쇄를 위한 스프링 부재 및/또는 댐퍼 부재에 축이 연결되면 바람직하다. 제어된 발진 및 회수 절차를 위한 자유로운 이동성은, 한편으로는 그러한 선회 운동에 대하여 높은 수준의 가속도와 높은 속도가 얻어지지 않으면서, 다른 한편으로는 바람직한 기준 위치로의 바 요소의 귀환을 위한 귀환력이 작용하도록, 바람직하게는 한정되어야 하는 것이 발견되었다. 이는 감쇄 및 탄성 귀환을 갖는 형상에 의해 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 발진 및 회수 장치의 또 다른 형태는, 수직 및/또는 수평 방향의 각 위치에 바 요소를 록킹하는 록킹 장치에 제공된다. 이것은, 예를 들어프로파일 요소의 리핑 완료 후에, 고정된 위치에 마스트와 관련하여 바 요소의 각도 방향을 유지하여, 이에 따라 수직 평면에서의 원하지 않는 선회 운동을 방지하는 것을 가능하게 한다.
그러한 경우, 록킹 장치는 특히, 록킹 배치에서는 수용 공간의 상부 개구 영역을 폐쇄하고 록킹 해제 배치에서는 이를 개방하는 수평 방향으로 변위가능한 폐쇄 부재를 포함한다.
또 다른 바람직한 실시 형태에 따라, 발진 및 회수 장치의 형태는, 바 요소가 마스트 헤드에 연결될 때 프로파일 요소 흡기구를 덮기 위해, 적어도 하나의 커버 플랩이 마스트 헤드에, 특히 커플링 장치에 배치되는 것을 제공할 수 있다. 이 커버 플랩은, 프로파일 요소가 마스트 헤드 영역에 배치되거나 마스트 헤드에 연결될때 프로파일 요소 내부에서 프로파일 요소의 흡기구에 의해 발생된 동압(dynamic pressure)이 프로파일을 더 안정화시켜 리핑 작업을 더 어렵게 하는 것을 방지한다. 그와 관련하여 특히, 프로파일 요소의 각각의 흡기구에 대하여 커버 플랩이 존재하는 것이 제공될 수 있는데, 커버 플랩은, 어떠한 연결 상태에서도 흡기구의 전부에 배치되도록 하기 위해 바람직하게는 커플링 장치와 동일한 방식으로 마스트 헤드의 둘레로, 가능한 경우 수평축 둘레로 회전할 수 있다.
구동되는 선박의 작동을 방해하지 않기 위해, 일단 발진가 이루어지고 나면, 마스트는 적어도 하나의 축 둘레로, 완전히 회전하거나 또는 적어도 그 높이의 일부에 걸쳐 회전하여 그 높이를 줄이기 위해 힌지식 움직임이 가능하도록 형성될 수 있다. 발진 및 회수 장치의 또 다른 형태에 따라, 상술한 힌지 선택 사항과 달리, 또는 그와 더불어서, 마스트는 망원경식으로 연장 및 수축이 가능하다. 그러한 방식으로, 대형 크기의 프로파일 요소에 필요한 발진 높이는, 선박의 나머지 작동을 간섭하는 대형의 마스트 장치를 설치할 필요없이 신뢰성 있게 달성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상술한 종류의 발진 및 회수 장치와 프로파일 요소를 포함하는 선박의 구동 장치이며, 여기에서는 마스트가 선박의 선수에 배치되고, 견인 케이블이 선박의 선수 영역의 홀링점(hauling point)에 피봇되는데, 이것은 진행 방향으로 마스트의 앞에 프로파일 요소의 약 3분의 1 길이에 배치된다. 홀링점, 즉 견인 케이블이 선박에 고정되거나 고정 위치로 전환되는 위치는, 바람직하게는 선박 상의 마스트 앵커리지 점으로부터 프로파일 요소의 길이에 대하여 3분의 1의 주어진 관계로 배치되는 것이 발견되었다. 그와 관련하여, 마스트는 수직으로 연장한다고 가정한다. 발진 작업이나 회수 작업이 모두, 마스트 헤드를 통해 프로파일 요소에 전달되는 비교적 큰 가이드 힘을 포함하는 것이 아니라, 견인 케이블이 그에 대응하여 끌어당겨질 때, 마스트 헤드에 대하여 적절한 거리에 자유비행을 하는 붙잡힌 프로파일 요소의 견인 케이블이 실질적으로 프로파일 요소를 유지하므로, 그러한 거리는 신뢰성 있는 발진 절차와 신뢰성 있는 회수 절차를 모두 허용한다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 연의 견인 라인 구성을 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 연의 측면도를 도시한다.
도 3은 정면으로부터 사선 하방으로 본, 곤돌라와 리핑 라인 구성을 가진 연의 개략도이다.
도 4는 리핑 라인 구성의 개략도이다.
도 5는 전부 연 스틱 영역에 있는 가이드 라인의 클램핑 기구의 개략적인 측면도이다.
도 6은 리핑 라인용 클램프의 기능의 개략도를 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 개방 위치(a)와 폐쇄 위치(b)에 있는 가변적으로 폐쇄가능한 통풍구의 기능 원리를 도시하는 개략도를 도시한다.
도 8은 선박에 연을 연결하는 마스트 헤드의 정면에서 하방으로 본 도면을 도시한다.
도 9는 후방에서 상방으로 본 마스트 헤드의 도면을 도시한다.
도 10은 마스트 헤드로부터의 연의 발진 및 회수 절차의 개략도를 도시한다.
도 11은 연이 맞추어진 마스트 헤드의 또 다른 실시 형태의 개략도를 도시한다.
도 12는 삽입된 연 헤드가 록킹 및 록킹 해제 위치에 있는 마스트 헤드 부분의 부분 단면의 측면도를 도시한다.
도 13a-c는 마스트 헤드에 있는 커플링 장치의 수직 및 수평 방향 구속을 위한 기구를 정면에서 사선 하방으로 본 사시도를 도시한다.
도 1 및 도 2를 보면, 본 발명에 따른 연(100) 형태의 공기역학 프로파일 요소는, 제1 상부층(111)과 제2 하부층(112)을 포함한다. 도 1에 도시된 정면도에서는, 선단부(111a, 112a)들 사이에서, 상부 및 하부층(111, 112) 사이의 내부 공간으로의 공기 흡입의 역할을 하는 네 개의 개구(120a-d)를 보는 것이 가능하다. 개구들은 연의 수평 방향의 길이 방향 축 주위에 배치된다. 바깥 영역에서는 길이 방향의 선단부(111a, 112a)들 사이에 개구가 제공되지 않는다.
상부 및 하부층들은 복수의 웹(121)에 의해 서로 연결된다. 이러한 방식으로구성되는 상부 및 하부층과 웹들로 구성된 복합 장치는 복수의 견인 라인들에 의해 곤돌라(130)에 연결된다. 이 장치에서는, 곤돌라에 고정될 6개의 개별 견인 라인들만 존재하도록 견인 라인 집합을 제공하기 위해 곤돌라의 방향으로 서로 연합되는 복수의 견인 라인들이 연에 고정된다.
도 2에서 볼 수 있듯이, 프로파일 요소는 또, 도 1에 도시된 견인 라인들에 대해 상술한 바와 같이 함께 연합되는 가로 방향으로 분포하는 복수의 견인 라인들에 의해 곤돌라에 길이 방향으로 연결된다.
연 스틱(150) 형태의 단단한 바 요소는 연의 길이 방향 중앙선을 따라 상부 및 하부층(111, 112) 사이에 고정된다. 연 스틱(150)은 대략적으로 연의 전체 길이의 3분의 1에 걸쳐 연장한다. 가이드 라인(142)은 연 스틱(150) 상에서 안내되는데, 이하에 그 기능에 대해 더 상세히 기술한다.
곤돌라(130)는, 연(110)에 의해 구동될 선박에 곤돌라와 프로파일 요소를 연결하는 견인 케이블(143)에 연결된다. 가이드 라인(142)은 해제가능한 슬라이딩 고리(144)에 의해 견인 케이블(143) 상에서 변위 가능하게 안내된다.
도 3 및 도 4는 연을 리핑 및 리핑 해제하는 리핑 라인들의 배치 및 형상을 개략적으로 도시한다. 개략적으로 도시된 연(210)은, 중앙 견인 케이블(243)을 통해 선박에 연의 견인력을 전달할 수 있는 곤돌라(230)에 복수의 견인 라인(240)에 의해 연결된다.
복수의 리핑 라인들은 연 내에서 연장하고, 각각은 연의 가로 방향으로 연장하는 각 리핑 라인부(260a, b)를 갖는다. 이 리핑 라인부(260a, b)는 연의 바깥 에지에 있는 바깥 고정점(261a, b)에 고정된다. 각 리핑 라인부(260a, b)는, 연의 길이 방향 중앙선을 따라 고정된 연 스틱(250)에 고정되는 편향 롤러(251a, b)에 의해, 길이 방향으로 연장하는 리핑 라인부(262a, b)로 편향한다. 길이 방향으로 연 장하는 이 리핑 라인부(262a, b)들은, 연 스틱의 선단부에 고정된 연 헤드(252)로 연장된다.
본 실시 형태에서는 모든 리핑 라인부(262a, b)가 연 외부의 중앙 리핑 케이블(263)에 연결된다. 도시된 실시 형태에서, 중앙 리핑 케이블(263)는 동시에 가이드 케이블을 나타내며, 해제가능한 고리 부재(244)에 의해 견인 케이블(243) 상에서 안내된다.
도 3 및 도 4에서 볼 수 있듯이, 리핑 라인부(260a, b)는 반드시 정확히 연(210)의 길이 방향으로 연장하는 것이 아니라, 세로 가로 방향으로도 연장할 수 있다. 따라서, 예를 들어 리핑 라인(260a)은 연 스틱(250)의 후단부에서 편향되어, 고정점(261a)에 의해 후부 코너 영역에서 연(210)에 고정된다. 그러나, 연 스틱(250)은 연(210)의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 것이 아니라, 도시된 실시 형태에서는 그 길이의 약 3분의 2만을 점유하므로, 리핑 라인부(260a)는 내부로부터 후부를 향해 바깥쪽으로 사선으로 연장한다. 따라서, 리핑 라인부(260a)는, 끌어당겨질 때 길이 방향의 리핑과 더불어서 가로 방향의 리핑 성분을 발생시키는 것을 가능하게 한다.
도 5는 연 헤드 영역에 있는 클랭핑 장치를 도시한다. 보게 되는 바와 같이, 도시된 리핑 케이블과 리핑 라인 위치에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 도면과 달리 연 헤드를 통해 안내되는 것은 리핑 라인들이 아니라 리핑 및 가이드 케이블이다.
견인 라인(263)은, 연 스틱(250)에 고정된 클랭핑 장치(270)을 통해 연 헤드의 영역에서 안내된다. 클랭핑 장치(270)는, 연(210)이 리핑된 정도와, 그에 따라 클램프에 대한 리핑/가이드 라인(263)에 의해 채택된 위치에 따라, 견인 라인(263)과 리핑 라인(262a, b)들을 클램핑할 수 있다.
클랭핑 장치(270)은, 클랭핑 장치를 클램핑 상태로 유지하는 인장 스프링(271)을 포함한다. 다시 말해서, 정상 비행 상태에서는, 클랭핑 장치가 폐쇄되어, 리핑/가이드 케이블(263)이 연 헤드 밖으로 당겨지는 것이 불가능하다. 그러한 방식으로, 정상적인 비행 상태에서는, 연의 원하지 않는 리핑이 실현되지 않는 가운데 리핑/가이드 케이블(263)이 연의 가이드에 이용될 수 있다.
클랭핑 장치는 수동으로, 또는 레버(272)의 자동 구동으로 개방할 수 있다. 이하에 상세히 기술하는 바와 같이, 이 레버는 특히 연 헤드가 선박 상의 마스트 헤드에 연결될 때 특히 자동으로 구동할 수 있다.
레버(272)가 구동되면 클랭핑 장치(270)는 풀리고, 리핑/가이드 케이블(263)은 연 헤드 밖으로 끌어당겨질 수 있다. 그러한 방식으로 리핑 라인(262a, b)은 클램핑 장치를 통해 연 밖으로 끌어당겨질 수 있고, 연은 그러한 방식으로 리핑할 수 있다. 리핑이 완료되면, 다시 레버(272)를 풀 수 있고, 그러한 방식으로 클램핑으로 리핑 상태를 고정할 수 있다.
도 6은 리핑 라인들 또는 리핑/가이드 케이블(263) 각각의 클램핑 장치의 또 다른 실시 형태를 도시한다.
도 6에 도시된 클램핑 장치는, 리핑 라인들 또는 리핑/가이드 케이블(362a, b, 363)에 대하여 마찰력을 증가시키는 복수의 리브(374)가 구비된 고정된 대응면(373)을 포함한다.
회전 조인트(376)에 선회가능하게 지지된 클래핑체(375)는 고정된 대응면(373)과 대향하는 관계로 배치된다. 클래핑체(375)는 압축 스프링(371)에 의해 클램핑 위치로 밀리며, 또 리핑/가이드 케이블 또는 리핑 라인들을 향해 대면하는 클램핑면에 마찰 효과를 향상시키는 복수의 리브(377)를 갖는다.
클래핑체(375) 상의 압축 스프링(371)을 위한 선회가능한 장착점 부근의 클램핑체에는 클램핑 릴리스 라인(378)이 고정된다. 클램핑 릴리스 라인(378)은 편향되어 리핑 라인(363a, b)들과 평행 관계로 연 헤드 밖으로 보내어진다. 클램핑 릴리스 라인(378)을 끌어당기면, 클래핑체(375)가 클램핑 위치로부터 선회할 수 있고, 결과적으로 리핑 라인(362a, b)이 리핑 동작을 하도록 풀린다. 이 실시 형태는, 예를 들어 리핑이 필요한데 연 헤드가 마스트 헤드에 연결되지 않았을 때, 원격 구동으로 클램핑 작용을 해제하는 것이 가능하다는 장점이 있다.
도 7a 및 도 7b는, 가변적으로 개폐시킬 수 있는, 연 내부 공간의 통풍을 위한 통풍구(80a, b)를 개략적으로 도시한다.
도 7b에서 명확히 볼 수 있는 바와 같이, 통풍구는 길이 방향 슬릿의 형태이고, 상호 평행 관계로 연장하는 두 개의 길이 방향 에지(81, 82)를 갖는다. 이 길이 방향 에지(81, 82)에 유연한 플랫들이 끼워 맞추어 진다. 슬랫들은 세 지점(83a-c)에서 함께 단단히 연결된다.
개구 라인은, 편향 롤러(85) 상에서 90°로 편향되어 편향 롤러(86)로 보내어지는 제1 개구 라인부(84a)로, 고정점(83a)과 고정점(83b) 사이의 슬랫에 평행하게 연장한다.
제1 개구 라인부(84a)는, 편향 롤러(85a)로 다시 돌아가도록 편향 롤러(86)에서 180°로 편향된다. 귀환 라인부는, 편향 롤러(85)에서 90°로 편향되어 고정점(83b, 83c) 사이로 연장하는 제2 개구 라인부(82b)의 구성 부분이다.
제1 개구 라인부(84a)는 고정점(83a)에 고정되고, 제2 개구 라인부(84b)는 고정점(83c)에 고정되어, 제1 및 제2 개구 라인부(84a, b)는 공동으로, 고정점(83a)와 고정점(83c)의 사이의, 편향 롤러(85, 86)에서 편향되는 라인 연결부를 나타낸다.
제2 편향 롤러(86)는 개구 견인 케이블(87)에 연결된다. 이 개구 견인 케이블(87)은 도 7b에서 긴장된 상태가 아니다. 개구 견인 케이블(87)이 도 7a에서 개구 견인 케이블 상의 화살표로 나타낸 바와 같이 긴장되면, 개구 라인부(84a, b)도 긴장되고, 결과적으로 고정점(83a, c)들이 고정점(83b)의 방향으로 끌어당겨진다. 그에 따라 슬랫(81, 82)들이 변형되어 연 내부 공간의 공기가 유동하여 나오는 8자 형상의 개구(80a, b)를 형성한다.
도 8 및 도 9는, 마스트 헤드 영역의 선박에 장착되는 마스트의 팁에 고정할 수 있는 커플링 장치를 도시한다. 마스트, 마스트 헤드, 및 커플링 장치는 연의 발진 및 회수 절차를 허용하는 역할을 한다. 발진가 이루어지고 난 후, 연의 견인 케이블의 힘은 마스트로부터 일정한 거리에 배치된 홀링점을 통해 전달되며, 정상적인 진행 동작 중에는 마스트가 기능을 수행하지 않아, 예를 들어 마스트는 망원경식 구조로 되어 있어, 수축할 수 있다.
도 8은 정면에서 상부로부터 본 커플링 장치를 도시한다. 여기에서 볼 수 있 듯이, 커플링 장치(90)는, 측면 방향으로 수용 공간의 경계를 정하는 측벽(91a, b)을 갖는 하우징을 포함한다. 후방으로는, 교대벽(abutment wall)(93)에 의해 경계가 정해진다. 측벽(91a, b)은 하방으로 수렴하여, 깔대기 형상이 이 방향으로 제공되게 한다. 측벽(91a, b)은 또한, 전부와 상부 에지가 둥글게 되어 있다. 이러한 둥근 형상과 원뿔식으로 수렴하는 측벽(91a, b)의 배치는 수용 공간(92)에의 연 헤드의 삽입을 더 용이하게 한다.
후부 영역의 교대벽(93)에는 커플링 장치의 수평 방향 및 수직 방향 선회 기구가 배치된다. 이하에 이 기구에 대해 더 상세히 설명한다. 이 수평 방향 및 수직 방향 선회 기구 위에는, 측벽(91a, b)을 따라 수평 방향으로 연장하는 가이드 레일(95a, b)에서 안내되는 록킹 플레이트(94)가 배치된다. 이 록킹 플레이트(94)는 도 10에 도시된 록킹이 해제된 위치로부터, 수용 공간(92)을 위로부터 폐쇄하여 그 자리에 수용 공간에 배치된 연 헤드를 록킹하는 록킹된 위치로 이동시킬 수 있다.
교대벽(93) 앞의 수용 공간 바닥에는, 특히 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이커플링 장치를 통해 하방으로 연장하고, 가이드 케이블 또는 리핑/가이드 케이블을 편향 롤러(97) 상으로 안내하도록 배치된 개구(96)가 배치된다. 연 헤드는, 그러한 방식으로 개구(96)를 통해 꿰어진 가이드 케이블에 의해 수용 공간(92) 내로 편향될 수 있다.
도 10은 망원경식 마스트(500) 상에 배치된 커플링 장치(490) 상의 연(410)을 위한 도킹 또는 회수 절차와 발진 절차를 개략적으로 도시한다.
쌍촉 화살표 A에 의해 표시된 바와 같이, 선단부에 연 헤드(492)를 갖는 연(410)은 강풍 속에서 수평 방향으로 커플링 장치(490)에 접근하고 있다. 이 경우, 연 헤드(452)는 전방으로부터 수용 공간(492) 내로 움직인다. 이 운동은 가이드 케이블(463)의 안내 및 보조를 받는다. 가이드 케이블(463)은, 정상적인 비행 동작 시에는 견인 케이블(443)에 해제가능하게 고정되고, 견인 케이블이 끌어당겨진 후에는, 견인 케이블(443)로부터 제거되어 커플링 장치 내의 개구(496)으로 통과되고, 그 다음 연 헤드(452)를 수용 공간(492) 내로 끌어당길 수 있다.
B로 표기된 쌍촉 화살표는 미풍 시에 연 헤드(452)가 회수되는 방향을 나타낸다. 이 경우에는, 연 헤드(452)가 전방 하방의 사선 방향으로 수용 공간(492)에 삽입되어야 한다.
C로 표기된 쌍촉 화살표는 연 헤드(452)가 일반적으로 발진되는 방향을 도시한다. 제어를 더 용이하게 하기 위해, 발진 작업은 상방으로, 즉 수직 운동 방향으로 이루어진다.
도 12는 연 헤드(552)가 연결된 커플링 장치(590)의 단면 측면도를 도시한다. 이 연 헤드(552)는 전부(552a)와 긴 후부(552b)를 포함한다. 긴 후부(552b)는, 전후부(552a, b) 사이에 계단이 존재하도록 전부(552a)에 대하여 그 하측이 뒤로 후퇴되어 있다.
수용 공간(592)의 하부 수용면은 그 전단부에, 연 헤드(552) 상의 계단과 합동 관계의 형상인 돌출부(598)를 구비한다. 수용 공간과 연 헤드의 이러한 형상은, 연 헤드가 먼저 수평 운동 방향으로 수용 공간 내로 움직이고, 교대벽(593)에 맞댄 후에는 수직 하방으로 이동할 수 있음을 의미한다.
도 14에서는 두 위치에 록킹 플레이트(594)가 도시되어 있다. 위치(594a)는, 연 헤드(552)를 수용 공간(592) 안팎으로 이동시킬 수 있는 록킹이 해제된 위치를 나타낸다. 록킹 플레이트(594)의 전방으로의 변위는, 록킹 플레이트가 록킹 위치(594b)에 도달하게 한다. 이 위치에서는, 록킹 플레이트(594)가 연 헤드(552) 위에 배치되어, 연 헤드가 상방으로 이동하는 것을 막는다. 따라서, 연 헤드는 연 헤드 전부(552a)가 돌출부(598)에 맞댐으로써 커플링 장치에 록킹된다.
도 11은, 길이 방향 중앙선 주위에 배치된 흡기구(620a, b)를 갖는 연(610)을 개략적으로 도시한다. 연의 길이 방향에서 본 흡기구들은 연 스틱(미도시)의 좌우에 배치된다.
도 11은 또, 커플링 장치(690)를 도시한다. 커플링 장치는, 연(610)이 커플링 장치(690)에 연결되었을 때 흡기구(620a, b)를 덮도록, 커플링 장치에 고정된 두 개의 커버 플레이트(699a, b)를 포함한다. 이는 연(610) 내의 내부 공간으로의 또 다른 공기의 흡입을 막아서, 연(610)의 리핑 작업을 용이하게 한다.
연 헤드의 영역에는 구동 레버가 배치되어, 리핑 라인들 또는 리핑/가이드 케이블 각각을 위한 클램핑 장치에 연결된다. 프로파일 요소가 마스트 헤드에 연결되었을 때, 구동 레버(672)는 마스트 헤드에 대한 베어링에 의해 선회되어, 클램핑 장치의 클램핑 작용을 해제시킨다.
도 13a-c는 마스트 상의, 도 10 및 도 11에 도시된 커플링 장치의 기계적 연결 장치를 도시한다. 플레이트(700)와, 이 플레이트(700)에 대해 수직으로 배치된 플레이트(701)는 이 마스트에 단단히 고정된다.
이 플레이트들에는, 캔틸레버 암(704, 705)들에 연결된 회전축(702)이 회전가능하게 장착된다. 이 캔틸레버 암(704, 705)들에는, 연 헤드를 수용 공간 안팎으로 안내할 때 가이드 케이블을 편향시키는 역할을 하는 편향 롤러(797)가 회전가능하게 장착된다.
회전축(702) 둘레로의 회전 운동은, 일단이 플레이트(700)에 고정되고 타단이, 캔틸레버 암(704)에 고정되는 캔틸레버 암(707)에 고정된 댐퍼 부재(706)에 의해 고정된다.
따라서, 회전축(702)은 수직축 둘레로의 커플링 장치의 선회 운동을 허용한다.
캔틸레버 암(704, 705)의 전단부에는, 수평축 둘레로의 두 개의 캔틸레버 암(708, 709)의 약간의 선회 운동을 허용하는 선회 장치가 배치된다. 선회축 둘레로의 이 수동 선회성은, 연결된 상태에서 연에 대하여 어느 정도의 이동성을 허용하여, 예를 들어 돌풍이나 선박의 운동에 의해 발생될 수 있는 힘이 연에 작용할 때 연 스틱에 대한 부하를 완화시키는 역할을 한다. 또한, 연은 이 축 둘레로의 선회 운동에 의해 낮추어질 수 있다.

Claims (25)

  1. 가로 방향 및 길이 방향으로 연장하는 가요성 상부층(111)과,
    상기 상부층에 평행하게 연장하고, 상기 프로파일 요소의 깊이 방향으로 연장하는 복수의 웹(web; 121)에 의해 상기 상부층에 연결되는 가요성 하부층(112)과,
    상기 상부층과 하부층 사이의 공기로 채워진 내부 공간과,
    상기 상부층과 하부층의 2개의 상호 평행한 두 선단부(leading edge) 사이에 배치되는, 상기 내부 공간에 공기를 공급하는 적어도 하나의 흡기구(120a-d)와,
    제1 단부가 상기 프로파일 요소 상의 이격된 위치에 고정되고, 제2 단부가 상기 프로파일 요소를 선박에 연결하는 견인 케이블(143)에 연결되는 복수의 견인 라인(140a-f), 및
    제1 단부가 상기 상부층과 하부층 및/또는 웹에 고정되고, 상기 상부층과 하부층을 리핑(reefing) 또는 리핑 해제(unreefing)함으로써 상기 프로파일 요소의 크기를 줄이거나 증가시키도록 형성된 복수의 리핑 라인(reefing line; 260a, 262a)들을 포함하는,
    견인력에 의한 에너지 생성을 위한, 특히 선박의 구동을 위한 공기역학 프로파일 요소에 있어서,
    상기 공기역학 프로파일을 안정화시키기 위해 상기 프로파일 요소의 길이 방향으로 연장하는 바 요소(150)로서, 상부층 및/또는 하부층 및/또는 웹에 고정되 고, 그곳에서 적어도 하나의 리핑 라인이, 상기 제1 단부의 고정점으로부터 상기 상부층 또는 하부층의 상기 프로파일 요소의 가로 방향으로 각각 연장하는 리핑 라인부(260a)로부터, 길이 방향으로 연장하는 리핑 라인부(262a)로 방향 변화를 겪는 바 요소를 특징으로 하는 프로파일 요소.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 바 요소(150)는 상기 상부층 및 하부층의 길이의 일부에 걸쳐서만, 특히 상기 상부층 및 하부층의 길이의 3분의 1에 걸쳐서만 연장하는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 상부층 또는 하부층 각각의 가로 방향으로 연장하는 상기 적어도 하나의 리핑 라인부는, 상기 리핑 라인부에 견인력이 작용할 때 상기 층들의 리핑이 가로 방향 및 길이 방향으로 발생하도록, 적어도 일부분이 가로 방향에 대하여 경사지게 연장하는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로파일 요소에 고정되는 적어도 2개의 상기 리핑 라인부가, 함께 연결되고, 상기 리핑 라인부에서 움직이고 공통 리핑 라인 연속부가 고정되는 롤러 위로 리핑 및 리핑 해제가 되는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 단부에 상기 리핑 라인(262a, b)의 모든 제2 단부가 연결되는 중앙 리핑 케이블(263)을 포함하고, 상기 중앙 리핑 케이블 또는 상기 리핑 라인들의 제2 단부는, 상기 프로파일 요소의 가로 방향에 대하여 대칭축의 방향으로 배치되는 상기 대칭축의 방향으로, 상기 프로파일 요소의 선단부로부터 연장하고, 상기 중앙 리핑 케이블은, 상기 프로파일 요소의 발진 및 회수를 위한 가이드 케이블의 역할을 할 수 있도록, 상기 중앙 견인 케이블(243)의 제1 및 제2 단부 사이에 그 제2 단부가 해제가능하게 고정되는(244) 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙 리핑 케이블의 상기 제2 단부는 커플링 장치에 의해 상기 견인 케이블에 해제 가능하게, 바람직하게는 변위 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 중앙 리핑 케이블 또는 리핑 라인들을 해제가능하게 클램핑하도록 형성되는, 상기 프로파일 요소 영역의 케이블 클랭핑 장치(270)를 특징으로 하는 프로파일 요소.
  8. 청구항 7에 있어서,
    길이 방향으로 연장하는 바 요소를 구비하고, 상기 케이블 클램핑 장치는, 상기 중앙 리핑 케이블에 견인력이 존재할 때, 자체 클램핑을 하며, 상기 프로파일 요소의 선단부 영역에서 상기 바 요소(250)에 고정되고, 상기 케이블 클램핑 장치의 개방을 허용하는 구동 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 공간은, 적어도 하나의 통풍구(80a, b)와, 이 적어도 하나의 통풍구를 가변적으로 폐쇄하는 폐쇄 장치(81, 82, 84a, b)를 갖는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 통풍구는 긴 슬릿의 형태이고, 각각의 탄성적으로 변형가능한 바 요소(81, 82)는 상기 개구의 적어도 하나의 에지를 따라서, 바람직하게는 상기 통풍구의 양쪽 에지를 따라서 고정되고, 개구 케이블(84a, b)이 상기 바 요소의 두 개의 단부에 고정되어, 상기 개구 케이블에 견인력이 작용할 때 상기 바 요소는 탄성적으로 휘어지고, 그에 따라 상기 통풍구가 개방되도록 하는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 통풍구는, 상기 프로파일 요소의 비행 상태에서 상기 프로파일 요소 외부의 저압 영역에 배치되는 영역에, 특히 상기 층들의 후단부 사이의 또는 상기 상부층의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부층 및 하부층의 선단부 사이의 영역은 상기 프로파일 요소의 길이 방향 중앙선 주위에 복수의 흡기구(120a-d)를 갖고, 바깥 영역에서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡기구는, 선단 바람 받음면(leading wind attack surface), 즉 공기역학적 프로파일 요소의 전면 또는 에어포일 선단부의 10-30%, 바람직하게는 30%를 점유하는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 흡기구는 슬랫(slat)에 의해 개방되어 유지되는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의, 바람직하게는 복수의 신호 장치, 바람직하게는 자체 발광 신 호 요소가 견인 케이블에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 신호 장치들은 적백 신호 요소, 바람직하게는 약 100미터의 간격을 두고 교대로 상기 견인 케이블에 고정되는 다방면 자체 발광 위치등을 갖는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  17. 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
    상기 신호 수단들은 자체 발광하고, 에너지 공급을 위해 상기 견인 케이블에서 연장하는 송전선에 유도적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 프로파일 요소.
  18. 길이 방향으로 연장하는 바 요소를 가지며,
    상단이 마스트 헤드(mast head)에 고정되는 마스트(500)와,
    상기 마스트 헤드에 배치되고, 상기 바 요소의 선단부를 상기 마스트 헤드에 연결하기 위해 수직축 둘레로 회전가능한 커플링 장치(90)를 포함하는, 청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 따른 프로파일 요소의 발진 및 회수 장치에 있어서,
    상기 커플링 장치는, 두 개의 수직으로 연장하는 측벽(91a, b)에 의해 경계가 정해지고 상기 바 요소의 선단부(552)가 수용될 수 있는 수용 공간을 포함하고, 이 수용 공간은, 제1 수평측으로는 인접벽(93)에 의해 경계가 정해지고, 그와 대향 관계에 있는 제2 수평측과 상방으로는 측면 또는 위로부터의 상기 바 요소의 선단부의 삽입을 위해 개방되는 것을 특징으로 하는 발진 및 회수 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 커플링 장치는, 상기 바 요소가 연결 상태에서 선회할 수 있는 수직축(702)을 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 및 회수 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 수직축은 상기 연결된 바 요소의 기준 각 방위(angular orientation)로의 귀환을 위해, 또는 상기 바 요소의 선회 운동의 감쇄를 위해 스프링 부재 및/또는 댐퍼 부재(706)에 연결되는 것을 특징으로 하는 발진 및 회수 장치.
  21. 청구항 18 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    수평 방향의 각 위치에 상기 바 요소를 록킹하는 록킹 장치(94)를 특징으로 하는 발진 및 회수 장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 록킹 장치는, 록킹 상태에서 상기 수용 공간의 상부 개구 영역을 폐쇄하고 록킹 해제 상태에서 이를 개방하는, 수평 방향으로 변위가능한 폐쇄 부재(94)를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 및 회수 장치.
  23. 청구항 18 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바 요소가 상기 마스트 헤드에 연결될 때 상기 바 요소의 흡기구를 덮기 위해, 상기 마스트 헤드에, 특히 상기 커플링 장치에 적어도 하나의 커버 플랩(699a, b)이 배치되는 것을 특징으로 하는 발진 및 회수 장치.
  24. 청구항 18 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스트는 망원경식으로 연장 및 수축이 가능하고 및/또는 적어도 하나의 축 둘레로 접을 수 있는 것을 특징으로 하는 발진 및 회수 장치.
  25. 청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 따른 프로파일 요소와 청구항 18 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 따른 발진 및 회수 장치를 포함하는 선박의 구동 장치에 있어서,
    마스트는 선박의 선수 영역에 배치되고, 견인 케이블은, 진행 방향으로 상기 마스트 앞의 상기 프로파일 요소의 길이의 약 3분의 1 되는 곳에 배치되는 선박의 선수 영역에 있는 홀링 포인트(hauling point)에 피봇 연결되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
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