KR880002480B1 - 배의 돛 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

배의 돛 장치

제1도는 본 발명에 따른 날개돛 장치의 평면도.

제2도는 좌현쪽으로 부터 오는 바람을 받으면서 앞으로 나가는 돛장치를 갖는 제1도의 장치의 평면도.

제3도는 제1도 및 제2도의 장치의 부분 정면도.

제4도는 다른 형태의 캠버(camber)하의 제1도, 제2도, 제3도의 장치의 위에서 본 평면도.

제5도는 보조익 부분이 후단 돛 부분을 막 통과한 직후의 상태를 보여주는 제1도, 제2도, 제3도의 장치의 평면도.

제6도는 선단 및 후단 돛부분의 중앙선이 일렬로 정렬되었을때의 보조익의 위치를 나타내는 도면.

제7도는 보조익이 후단 돛부분을 통과하기 직전의 보조익과 돛 부분의 위치를 보다 상세히 나타낸 도면.

제8도는 제7도와 유사하나 보조익이 후단 돛 부분을 통과한 직후 보조익과 돛부분의 상태를 보여주는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 선단 돛 부분 12 : 후단돛부분

14 : 보조익 16 : 아암

20 : 죔줄

본 발명은 보우트와 돛단배의 돛장치의 소위, 날개돛에 관한 것으로서 특히, 좌현 및 우현의 양쪽으로 돌려지고, 전후로 운행되도록 개량된 날개돛 장치에 관한 것이다.

날개돛 장치에 관한 것으로 기본이 되는 것은 1979년 12월 딩이 인터내셔날에서 출판된 "미래의 날개돛 장치"라는 제목의 존 워커의 논문에 기술되어 있다.

날개돛은 보통의 돛장치에 비해 제어성, 효율성 및 운행성뿐 아니라 보통의 돛단배가 돛을 다른쪽 뱃전으로 돌리거나, 바람부는 쪽으로 돌릴때 전복사고등이 야기되었으나 날개돛은 이러한 사고가 용이치 않다는 등 다방면에 걸쳐 장점을 갖고 있다.

본 발명의 목적은 좌현 및 우현의 양쪽으로 방향을 돌리고, 전후로 운행하는데 필요한 역회전 가능한 고추진력과 저 견인력을 갖고 견고한 날개돛 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면 한쪽이 다른쪽의 하루부분에 장착되어 있는 두개의 견고한 대칭형 날개부분을 갖는 날개돛이 제공되어지면 후단돛부분이 선단돛부분의 중앙에 자유롭게 피봇가능하게 장착되어 있어서 후단돛부분의 선단모서리가 선단돛 부분의 후단모서리에 걸리지 않으며, 선단돛부분의 후단부에서 부터 뻗어있는 힌지로 연결된 대칭형의 견고한 보조익이 설치되어 있고, 이 보조익은 선단돛부분에 대한 후단돛부분의 회전운동에 따라 한쪽 또는 다른 쪽으로 움직이도록 되어있어서 보조익의 바람이 불어가는 쪽의 표면이 선단돛부분의 바람이 불어가는 쪽의 표면의 스무드한 연장부를 형성할 수 있으며, 보조익과 후단돛부분 사이의 공간이 수렴하는 선형의 노즐을 형성하여 후단돛부분의 바람이 불어가는 쪽의 표면위로 공기를 흐르게 하는 것을 도와주며 공기의 국부흐름을 활성화시키고 공기흐름의 접촉부를 연장시키고 최적의 추진계수를 얻을 수 있도록 되어 있다.

선단돛부분과 보조익 부분을 일체화시켜 보조익이 선단돛 부분의 후단가장자리와 스무스한 표면을 이루기 위하여 선단 돛부분과 보조익부분의 공간을 시일링하기 위한 신축성이 있는 플라스틱으로 된 밀봉판을 삽입할수도 있다.

전형적인 방법으로, 보조익의 후단모서리는 로우프나 죔줄에 의해 후단돛부분의 선단모서리에 부착되고, 그 로우프의 길이는 후단돛부분이 선단돛부분에 대해 피봇 운동할때 적당한 바람 상태하에서 요구되는 보조익의 각도 위치를 형성할 수 있도록 선택된다.

보조익은 선단돛부분에 자유롭게 피봇할 수 있게되어 있기 때문에 로우프를 팽팽히 당길만큼 충분한 바람이 분다면 그 각도는 선단돛부분의 중앙선에 대한 후단돛부분의 각도의 함수가 될 것이다.

그렇게하여 예를들어 바람이 불어가는 쪽으로의 항해에 적합한 말단의 각도로 선단돛부분에 대하여 후단돛부분이 움직이면 노즐이 상기 항해에 적합한 최적의 형태가 되는 위치로 보조익이 잡아당겨지게 되며, 바람이 불어오는 쪽으로 더적합한 위치로 후단돛부분의 각도를 줄이면 최대편향위치로 부터 비례적으로 보조익이 움직이게되어 있다.

이 위치에서는, 선단돛부분과 보조익의 결합된 바람이 불어가는 쪽의 표면은 약간 되굽혀지게 되나 정렬상태는 여전히 적당한 슬로트 형태를 이루게 된다.

선단돛부분의 후단모서리를 연해있는 보조익이 후단돛부분의 선단모서리를 아래로 연장되어 최적의 수렴하는 슬로트 형태를 이룰 수 잇도록 되어 있기 때문에 보조익을 제거하지 않는한 선단돛부분에 대해 후단돛부분이 자유롭게 완전히 좌현 또는 우현으로 완전하게 움직일 수 없다.

방향을 바꿀때, 결합된 돛부분의 캠버를 역으로 할 수 있어야 하며, 종래의 부드러운 돛장치에서 직물로 된 돛의 벨리(belly)의 변형으로 얻어지는 소위 거울상 형태의 효과를 나타내는 것이 중요하다.

본 발명에서 상기 효과는 보조익이 선단돛부분의 후단 모서리와 후단돛부분의 선단모서리 사이의 공간을 통과하도록 하므로써 얻을 수 있다.

가능한한 가장 긴 보조익 코드길이를 얻기위해서는, 보조익이 통과되는 점이 선단돛부분에 대한 후단돛부분의 최대 편향치 가까이 되도록 한다.

이것은 바람을 향해서 항해를 할때에 후단돛부분은 최대로 편향되어서 보조익을 릴리스시키고 그 다음 바람을 향하는 방향으로의 항해에 더욱 적합한 편향 상태로 되돌아가게끔 되어야 한다는 것을 의미한다.

그러나 본 발명은 상기와 같은 형태에만 국한되는 것은 아미며 후단돛부분이 최소의 편향 즉, 상기 언급된 바와같은 후단돛부분이 최대로 편향된 위치보다 더 작게 편향된 위치에서 보조익이 릴리스 되고 그 보다 더 많이 편향되는 것은 단순히 한침로로 계속해서 항해 한다던지, 바람을 등지고 항해한다 던지 또는 기타 다른 항해조건에 맞게 조정하게 되는 다른 돛장치에도 적용되지 않을 아무런 이유가 없다.

본 발명을 도면을 참조하여 더 상세히 기술하기로 한다.

도면에서 보면, 예시된 날개돛 장치는 선단돛부분(10), 후단돛부분(12)와 보조익(14)로 구성되어 있다.

선단돛 부분(10) 및 후단돛부분(12) 및 보조익(14)은 모두 날개로부 되어 있고 그들의 수직중앙선에 대해 대칭이며, 도면에서는 공기흐름이 왼쪽에서 오른쪽으로 향하는 것으로 도시하였다.

예시된 구체적 실시에서 선단돛부분(10)을 축(11)에 대해 피봇가능하도록 보우트에 장착되어 있다.

후단돛부분(12)의 선단모서리 중앙은 한쌍의 아암(16)에 의해 축(18)에 선단돛부분(10)의 중앙선과 힌지되어 있어서 후단돛부분(12)은 선단돛부분(10)에 자유롭게 피봇가능하게 되어 있으며, 후단돛부분의 선단부는 선단돛부분의 후단모서리에 대해 서로 자유롭게 움직일 수 있다.

제3도에서 나타난 바와같이 아암(16)은 선단 및 후단돛 부분에서 스팬굽힘 모우멘트를 줄이도록 되어있다.

작은 코드 대칭형으로 된 보조익(14)은 축(19)에서 선단돛부분(10)의 후단모서리의 중앙선상에 힌지되어 있다.

아암(16)의 위치에서 셋팅되어 있기 때문에 보조익(14)는 적당히 위치된 3개의 분리된 보조익부분을 형성하므로써 보조익부분의 피봇운동이 아암(16)에 의해 방해받지 않는다.

보조익 부분(14)의 후단 모서리의 중앙선은 다수의 신축성 있는 죔줄(20)에 의해 후단돛부분(12)의 선단부의 중앙선과 결합되어 있다.

밧줄의 길이는 (조정할 수는 있으나, 본 실시예에서는 고정 시켰음)후단돛부분(12)이 축(18) 주위로 회전하여 돛이 최대로 볼록하게 될때 제2도에 도시된 바와같이 되며 보조익(14)는 당겨져서 선단돛부분(10)의 바람이 불어가는 쪽의 표면의 매끈한 연장부로써 놓이게 된다.

선단돛부분(10)과 보조익(14)부분을 일체화시켜 보조익이 선단돛부분의 후단가장자리와 스무드한 표면을 이루기 위하여 선단돛부분과 보조익부분의 공간을 시일링하기 위한 신축성이 있는 플라스틱으로 된 밀봉판을 삽입할수도 있다.

보조익(14)과 후단돛부분(12) 사이의 공간은 수렴하는 선형의 노즐을 형성하며 이 노즐을 후단돛부분(12)의 바람이 불어가는 쪽 표면으로 공기를 흐르게 하는 것을 도와주고 국부흐름을 활성화시키고 공기흐름의 접촉부를 연장시키고, 양호한 추진 효율이 되도록 한다.

제4도에서 보면, 보조익(14)은 선단돛부분(10)에 자유롭게 피봇가능하게 되어 있고, 죔즐(20)은 길이가 고정되어 있기때문에, 선단돛부분(10)의 중앙선에 대한 보조익(14)의 중앙선의 각도는 죔줄(20)을 팽팽히 당길만큼 충분한 바람이 있다면, 선단 돛부분(10)의 중앙선에 대한 후단돛부분(12)의 각도의 함수가 되는 것이다.

그러므로 예를들면 바람이 불어가는 쪽으로의 항해에 적합한 각도인 Y₁으로, 시계방향으로 후단돛분(12)가 내려가면 보조익(14)이 당겨져서 각도 X₁에 이르게 되며, 한편, 바람이 불어오는 쪽으로 항해하기에 적당한 Y₂위치로 후단돛부분(12)의 각도를 줄임으로써 보조익을 약간 뒤굽혀진 X₂의 위치가 되게하는데 이는 여전히 적당한 슬로트형태를 취하게 된다.

제5도는 제4도와 같은 바람하의 같은 배에 있는 돛장를 나타내지만 역방향의 추진 또는 반대방향으로 방향회전환을 하기 위하여 제4도에 대하여 거울상 같은 형태로 되어있다.

제6도-제8도는 상기와 같은 역방향을 나타내는 원리를 보여준다.

제6도는 제4도의 위치에서 시작하여 돛장치의 중앙선에 대해 반시계방향으로 회전하는 후단돛부분(12)을 보여준다.

보조익(14)도 상기와 같이 자유롭게 돌며 죔줄(20)은 느슨하게 된다.

제7도는 후단돛부분(12)이 더욱 회전하여 거의 반시계 방향으로의 최대의 작동 편향범위에 가깝게 된 것을 보여준다.

바람은 후단돛 부분(12)에 대향하여 보조익(14)으로 불고 있으며, 보조익(14)의 코드는 보조익의 후단 가장자리가 후단 돛부분이 최대로 편향될때에서 후단돛부분(12)의 선단모서리와 걸리지 않고 자유롭게 움직이도록 배치된다.

제8도는 후단돛부분(12)이 더욱 편향되어 보조익(14)이 완전히 풀어지면서 죔줄(20)에 의해 팽팽하게 될때까지 신속히 아래로 내려간다(그림에서 오른쪽으로)는 것을 보여준다.

본 발명의 실시예에서, 보조익(14)의 코드를 가능한한 길게 하기 위해서, 통과 지점을 후단돛부분(12)의 최대 편향치 가까이에 세팅시켜 놓았다.

이것은 바람을 향하는 방향으로 항해할시 매번방향을 바꿀때 보조익을 릴리스시키기 위해 후단돛부분이 최대로 편향된 다음 바람을 향하는 방향으로 항해하기에 보다 적합하게 편향되도록 돌아와야만 한다는 것을 의미한다.

다른 실시예에서는 후단돛부분의 최소의 편향 즉, 상기 언급된 바와같은 후단돛부분이 최대로 평향된 위치보다 더 작게 편향된 위치에서 보조익이 통과하게 되고 상기보다 더 많이 평향되는 것은 단순히 함침로로 계속해서 항해 한다던지, 바람을 등지고 항해 한다던지 하는 것을 조정(대략 후단돛 부분의 각도가 바람을 향하는 방향으로 갈때는 28°이고, 한침로로 계속해서 항해 할때는 35°이고, 바람을 등지고 항해 할때는 42°-45°이며, 그에 추진계수는 1 : 2 : 2.7이다)하는 것일수도 있다.

상기에서 기술된 것은 주로 비교적 작은 장치에 관한 것으로 돛의 높이가 약 7-10미터 정도 크기에 해당되는 것이다.

본 발명의 원리는 보조익에 대해 약간의 변형을 가하여 더 큰 돛에도 적용될 수 있다.

작은 돛장치에 있어서 보조익의 위치는 도면에서 나타낸 바와같이 유연성 있는 죔줄로 조정한다.

한편, 큰돛장치에 있어서의 보조익의 운동을 야기시키기 위해 보조익의 현위치와 이동시키고자 하는 위치를 비교함으로서 유압 실린더 또는 뉴우마틱 실린더 같은 적합한 종류의 동력 시스템을 제어하는 서보 메카니즘(servo-mechanism)에 의해 동력으로 작동이 되도록 되어 있으므로 죔줄이나 로우프는 필요없다.

그러나 그 작동원리는 도면에 도시된 작은 돛에 대한 것과 동일하다.

또한 본 발명은 선단돛부분을 주돛부분으로 하고 거기에 보조익과 후단돛부분이 고정되어 있는 장치를 기술하고 있지만, 후단돛부분이 주돛부분이 되고 선단돛부분과 보조익이 거기에 피봇되도록 된 구조에 대해서도 수정없이 동일하게 본 발명을 적용할 수 있다.

또한 본 발명은 수직의 직사각형 돛의 형태에 대해서 기술하고 있으나, 경사진 마름모꼴의 돛 및 테이퍼된 또는 곡선형태의 돛에 대해서도 수정없이 동일하게 본 발명을 적용할 수 있다.

Claims (9)

1. 한쪽이 다른쪽의 하류부분에 장착되어 있는 두개의 견고한 대칭형 날개부분인 선단돛부분(10) 및 후단돛부분(12)을 가지고 있고, 후단돛부분이 선단돛 부분의 중앙에 자유롭게 피봇가능하게 장착되어 있어서 후단돛부분(12)의 선단모서리가 선단돛부분(10)의 후단모서리에 걸리지 않으며, 선단돛부분(10)의 후단부에서 뻗어있는 힌지로 연결된 대칭형의 보조익이 설치되어 있고, 이 보조익은 선단돛부분(10)에 대한 후단돛부분(12)의 회전운동에 따라 한쪽 또는 다른쪽으로 움직이도록 되어 있어서 보조익의 바람이 불어가는 쪽의 표면이 선단돛부분(10)의 바람이 불어가는 쪽 표면의 스무드한 연장부를 형성할수 있으며, 보조익(14)과 후단돛부분(12) 사이의 공간이 수렴하는 선형의 노즐을 형성하여 후단돛부분(12)의 바람이 불어가는 쪽의 표면위로 공기를 흐르게 하는 것을 도와주며, 공기의 국부흐름을 활성화시키고 공기흐름의 접촉부를 연장시키고 최적의 추진계수를 얻을 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 보조익의 후단 모서리가 로우프 또는 죔즐에 의해 후단돛부분의 선단모서리에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 배의 돛장치.
3. 제2항에 있어서, 로우프 또는 죔줄의 길이가 후단 돛부분이 선단돛부분에 대해 피봇운동할때 바람의 상태에 따라 보조익의 요구되는 각도위치를 이룰 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 배의 돛장치.
4. 제1항에 있어서, 후단돛부분의 운동과 결합하여 보조익의 운동을 야기시키기 위하여 유압실린더 또는 뉴우마틱 실린더 같은 적합한 종류의 동력으로 작동되는 시스템을 제어하는 서보 메카티즘(servo-vechanism)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배의 돛장치.
5. 제1항에 있어서, 후단돛부분의 선단돛부분에 대해 편향되는 작동각도 범위를 취하도록 제어가능하며, 후단돛부분이 선단돛부분에 대해 최대 편향작동각도로 편향될때 보조익이 후단돛부분과 선단돛부분사이의 공간을 통과하도록 된 길이를 가진 것을 특징으로 하는 배의 돛장치.
6. 제1항에 있어서, 후단돛부분이 선단돛부분에 대해 편향되는 작동각도 범위를 취하도록 제어가능하며 후단돛부분이 선단돛부분에 대해 최대 편향각도보다 더 작은 각도를 편향될때 보조익이 후단돛부분과 선단돛부분 사이의 공간을 통과하도록 된 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 배의 돛장치.
7. 제1항에 있어서, 선단 및 후단돛부분이 수직의 직사각형 형태인 것을 특징으로 하는 배의 돛장치.
8. 제1항에 있어서, 선단돛부분과 보조익부분을 일체화시켜 보조익이 선단돛부분의 후단가장자리와 스무드한 표면을 이루기 위하여 선단돛부분과 보조익 부분의 공간을 시일링하기 위한 신축성있는 플라스틱으로된 밀봉판을 포함하는 것을 특징으로 하는 배의 돛장치.
9. 제1항에 있어서, 선단돛부분 스팬의 끝에서 위치된 아암상에서 후단돛부분이 선단돛부분에 피봇가능하게 장착되어 있고 보조익의 피봇식 운동이 아암에 의해 방해 받지 않도록 위치된 분리된 보조익 부분들로 구성되는 것을 특징으로 하는 배의 돛장치.

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