NL8603222A

NL8603222A - Fin for wind board - has main fin with variable asymmetry and side pieces with passage and return valve on shaft connected to auxiliary fin

Info

Publication number: NL8603222A
Application number: NL8603222A
Authority: NL
Original assignee: Wilhelmus Aloysius Maria Van H
Priority date: 1986-12-18
Filing date: 1986-12-18
Publication date: 1988-07-18

Abstract

The fin or dagger-board can assume a selectively asymmetric harmonic shape retained in small lift angles. The fin (1) comprises a single basic cross-section according to double coordinates of the flattest side of a certain asymmetric NACA wing profile. Flexible multi layered side-pieces (2,3) are provided with a non-concentric pattern. These are brought under tension by a front pressure causing a bulbous asymmetry which can change sides, governed by top, bottom and side-piece pressure. A passage (7) with a return valve (8) in a shaft (5) is connected to the top of an auxiliary fin rotatably mounted to the main fin. At low speed, it opens with a large lift angle and vice versa at high speed. The asymmetry of the main fin remains with lift angles around 0 deg. When the board's axis coincides with the direction of travel and there is low board and fin resistance, strong spin-out is suppressed.

Description

\ .... * - 1 - 4\ .... * - 1 - 4

Vin voor windsurfplankFin for windsurf board

De uitvinding betréft een vin-of zwaardkonstuktie met aan weerszijde van de vin bevestigde flexibele uit meerdere lagen bestaande wangen, welke dooreen drukmedium b.v. lucht of water onder spanning zijn gebracht, waardoor dezaonder invloed 5 van de vaarrichting en de om de vin heersende onder- en overdruk een asymetrische harmonische vorm aannemen, waarbij een in de vin aangebracht dubbelwerkend terugslagklepsysteem er voor zorgt dat een eenmaal ingenomen asymetrie over dezelfde boeg gehandhaafd blijft tot zeer kleine lifthoeken, waardoor 10 de as van de plank de vaarrichting komt te liggen, zodat er een combinatie ontstaat van optimale plank- en vin weerstand alsmede een optimaal vaargedrag, doordat de bodemvom efficiënter werken zal.The invention relates to a fin or sword joint with flexible multilayer cheeks attached on either side of the fin, which pressure medium e.g. air or water are energized, so that the influence of the direction of travel and the underpressure and overpressure prevailing around the fin take on an asymmetrical harmonic form, whereby a double-acting check valve system fitted in the fin ensures that an asymmetry once occupied is the same bow is maintained to very small lift angles, as a result of which the axis of the plank is placed in the sailing direction, so that a combination of optimal plank and fin resistance as well as optimum sailing behavior is created, because the bottom work will work more efficiently.

De nadelen van de huidige gangbare symetrische vinnen 15 en zwaardkonstrukties zijn ; dat zij voornamelijk hun lift- kracht, welke ontstaatonder invloed van de dwarskracht van het zeil, waardoor een asymetrische aanstroomrichtig ontstaat, afgeven bij relatief grote lifthoeken, en hoge vin weerstanden.The disadvantages of the current conventional symmetrical fins and sword constructions are; that they mainly give off their lifting force, which arises under the influence of the shear force of the sail, resulting in an asymmetrical inflow direction, at relatively large lift angles, and high fin resistances.

Het overtrekken van de vin zal vrij snel voorkomen.Juist voor 20 dit overtrekken ontstaan onderdrukpieken aan de neus van devin.The tracing of the fin will occur quite quickly, especially before this tracing negative pressure peaks arise at the nose of the fin.

De luchtbellen welke bij een sur'fplank op snelheid aanwezig zijn,juist onder het bodemvlak, worden door deze ondedrukpieken ingevangen en leiden tot een z.g. "spinout".De huidige "cutaway " vinnen geven een lichte verbetering t.a.v. dit probleem.The air bubbles that are present at a surfboard at speed, just below the bottom surface, are trapped by these underpressure peaks and lead to a so-called "spinout". The current "cutaway" fins slightly improve this problem.

25 Echter de oorzaak zit veelal in de te grote lifthoek. Tevens zal door deze vrij grote lifthoeken,de plank eveneens schrijlings over het water voortbewegen.Het effect van het vaargedrag wat voort dient te komen uit de concaven, channels en combinaties hiervan welke op de bodem zijn aangebracht, gaat door 30 dit schrijlings varen grotendeels verloren.25 However, the cause is often the excessive lift angle. Also, due to these rather large lift angles, the plank will also move astride the water. The effect of the sailing behavior which must arise from the concaves, channels and combinations thereof which are arranged on the bottom, is largely lost by this astride sailing .

De uit de octrooiliteratuur bekende vindingen als: 3040104, 3246146, 753415, 567395, 074646, 937928, 0069916, bieden geen mogelijkhedenvoor toepassing op surfgebied daar zij te complex zijn voor de kleine vindimensies, bovendien zijn 35 de vin vindingen op surfgebied niet geschikt voor kleine lifthoeken daar zij zich voornamelijk toespitsen op weerstandsver-laging of cavitatie eliminatie.Bovendien zit de boiling kontra.The inventions known from the patent literature, such as: 3040104, 3246146, 753415, 567395, 074646, 937928, 0069916, do not offer possibilities for use in the surf area because they are too complex for the small find dimensions, moreover, the fin inventions in the surf area are not suitable for small ones. lift angles as they mainly focus on resistance reduction or cavitation elimination. Moreover, the boiling contra.

De vinkonstruktie volgens vinding 1567395 heeft wel een vorm- , ··, λ λ ·_. lThe fin construction according to invention 1567395 does have a shape, ··, λ λ · _. l

- 2 -V- 2 -V

blokkeerprincipe, doch is complex in bediening, en een harmoni-scheasymetie, zoals bekend van de NACAvleugelsecties is nagenoeg niet te bereiken.blocking principle, but complex in operation, and a harmonic assymetic, as known from the NACA wing sections, is practically impossible to achieve.

Verder maakt vinding 2937928 gebruik van een uitwendig reser-5 voir en een uitwedig pomp mechanisme, ook liggen hier de goede harmonische overgangsvormen niet voor de hand,en de boiling kontra.In addition, invention 2937928 uses an external reservoir and a wedge pump mechanism, the good harmonic transitional forms are not obvious here, and the boiling contra.

Het doel van deze vinding is het formeren van een vin-of zwaardkonstruktie welke geschikt is voor surfplanken, zij het in het bijzonder voor de kortere planken van ca. 2,5-3,3m 10 met een volume van ca. 50- tot 150 liter.Met deze korter planken worden, de slalom en speed dicipline gevaren, op voornamelijk halfwind koersen.The object of this invention is to form a fin or sword construction suitable for surfboards, albeit in particular for the shorter boards of about 2.5-3.3m 10 with a volume of about 50-150 liters. With these shorter planks, the slalom and speed dicipline are sailed, mainly on half-wind courses.

Alten bij het gijpen zal de snelheid tot om en nabij de pla-neersnelheid dalen;ca 5 m/s., waarbij de dwarskracht op de vin 15 wegvalt daar de surfer onder het zeil doorduikt, of open gooit.Alten when jibing the speed will drop to approximately the plating speed, about 5 m / s, with the shear force on the fin 15 being lost as the surfer dives under the sail, or throws open.

De vin moet zonder tijdvergende handelingen van asymetrie aan de ene zijde wisselen naar de andere zijde, zonder dat het evenwicht van de surfer in gevaar wordt gebracht.The fin should change from one side to the other without time-consuming asymmetry, without compromising the surfer's balance.

De vin moet harmonische overgangen hebben in alle doorsneden.The fin must have harmonic transitions in all cross sections.

20 En bovenal: hij moet bij kleine lifthoeken,nabij de nul graden, z'n asymetie behouden, waardoor de as van de plank in de vaar-richting komt te liggen, waarbij de plank en vinweerstand minimaal zijn, en de bodemvorm en beter vaargedrag geeft.20 And most of all: at small lift angles, close to zero degrees, it must maintain its asymmetry, causing the shaft of the plank to lie in the sailing direction, whereby the plank and fin resistance are minimal, and the bottom shape and better sailing behavior gives.

We gaan bij de oplossing van het probleem er van uit 25 dat de minimale snelheid ligt op Vmin = 5 m/s., de maximale ; V max = 15 m/s., en het vin oppervlak bedraagt 250 cm2.In the solution of the problem we assume that the minimum speed is Vmin = 5 m / s., The maximum; V max = 15 m / s., And the fin surface is 250 cm2.

Verder stellen we dat het lateraaloppervlak van de plank niet meedoet aan de dwarsdrukkompensatie van het zeil.Furthermore, we state that the lateral surface of the plank does not participate in the cross-pressure compensation of the sail.

De stabiele positie van de surfer onder 45 graden geeft de 30 grootte van de dwarskracht aan,de gemiddelde surfer weegt ca 600 Newton inclusief zeilliftcorrectie.The stable position of the surfer at 45 degrees indicates the magnitude of the shear force, the average surfer weighs approximately 600 Newton, including sail correction.

De benodigde minimale liftfaktor van de vin zowel als de maximale laat zich alsvolgt berekenen; 35 F = % .v2. A . C1 Οη 2·600 Λ Λ ^ 1 ÏÖÖÖ:-25TXÖ25 m.a.w. 0,21 - „ 1,9The required minimum lift factor of the fin as well as the maximum can be calculated as follows; 35 F =% .v2. A . C1 Οη 2 600 Λ Λ ^ 1 ÏÖÖÖ: -25TXÖ25 i.e. 0.21 - „1.9

Hieruit moge tevens blijken dat symetrische vinnen welke door 40 hun vormgeving tot maximale liftcoëfficienten komen van ca.1,2 Γ O Λ ft - . 1 V l £ £ - 3 - Λ al zeer snel overtrokken worden.This also shows that symmetrical fins which, due to their design, reach maximum lift coefficients of approximately 1.2 Γ O Λ ft -. 1 V l £ £ - 3 - worden can be traced very quickly.

Beschouwen we b.v. profiel no NACA 65- 418 dan vinden we een liftfaktor van 0,3 bij nul graden lifthoek en een maximale van 1,4 tot 1,6 bij een hoek van 16 graden. De weerstandsfaktor 5 is bovendien tussen de liftfaktoren 0,1 en 1 nagenoeg konstand.We consider e.g. profile no NACA 65-418 then we find a lift factor of 0.3 at zero degrees lift angle and a maximum of 1.4 to 1.6 at an angle of 16 degrees. In addition, the resistance factor 5 is substantially constant between the lift factors 0.1 and 1.

De maximale dikte leent zich verder voor de boiling middels de gelaagde wangen. Evenzo kan middels de dubbele minimale dikte de basisvin worden getolereerd.The maximum thickness lends itself further to the boiling through the layered cheeks. Likewise, the base fin can be tolerated by the double minimum thickness.

De flexabiliteit inde wangen zorgt voor onderdrukpiekuitvlakking 10 alsook kande ronding zich licht in de stromingsrichting verplaatsen. Het wegnemen van vinoppervlak nabij de plank zal spinout onderdrukkend werken.The flexability in the cheeks provides negative pressure flattening 10 as well as the roundness can move slightly in the direction of flow. The removal of the fin surface near the plank will suppress spinout.

Werking van de vin; uitgaande dat bij het starten of gijpen de boiling aan de verkeerde zijde van de vin staat* 15 zal de plank een relatief grote lifthoek innemen. Hierdoor gaat de stuurvin(of meet&regelvin)welke in de bovenzijde van de hoofdvin draaibaar is aangebracht in de stromingsrichting staan Het kanaal met terugslagklep wordt hierdoor opengestuurd en het drukmedium stroomt naar de goede zijde van de hoofdvin.Na enkele 20 sekonden zal het meerendeel van het drukmedium zijn overge - stroomd. Zoniet,dan kan de surfer zich hiervan verzekeren middels een pulsbeweging met de voeten.Tijdens dit proces zal de snelheid zijn toegenomen en neemt de plank een kleinere lifthoek aan, waardoor de meetvin het kanaal weersluit. Bij het in-25 zetten van een gijpmanoeuvre zal de snelheid afnemen en de dwarskracht op de vin valt weg daar het zeil wordt opengezet.Operation of the fin; assuming that when starting or jibing the boiling is on the wrong side of the fin * 15, the plank will take up a relatively large lift angle. As a result, the pilot fin (or measuring & control fin) which is arranged rotatably in the top of the main fin is in the flow direction. The channel with non-return valve is hereby opened and the pressure medium flows to the right side of the main fin. After a few 20 seconds the majority of the pressure medium is flooded. If not, the surfer can ensure this with a pulse movement with the feet. During this process, the speed will increase and the board will assume a smaller lift angle, so that the measuring fin closes the channel. When a jibe maneuver is initiated, the speed will decrease and the shear force on the fin will drop as the sail is opened.

De asymetrie blijft behouden, en zorgt nu voor een kortere en stabielere gijpcircel. Als de gijp is voltooid, haalt de surfer het zeil weer aan waardoor een grote lifthoek ontstaat en het 30 proces zal zich weer herhalen.De hartlijnen van de gaten in de as van de regelvin zijn t.o.v. elkaaren de regelvin afstelbaar.The asymmetry is maintained, and now provides a shorter and more stable jibe circle. When the jibe is completed, the surfer tightens the sail again creating a large lift angle and the process will repeat again. The centerlines of the holes in the control fin shaft are adjustable with respect to each other and the control fin.

Dit zonder demontage van de wangen.Verder is een onderdrukven-tiel opgenomen waardoor de uitslag van de boiling mogelijk blijft. Eveneens zal een in de konstruktie opgenomen overdruk-35 ventiel de wangen tegen een te hoge spanning beveiligen.This without dismantling the cheeks. Furthermore, an underpressure valve is included, so that the result of the boiling remains possible. An overpressure valve incorporated in the construction will also protect the cheeks against too high a voltage.

Bijeen variant voor planken welke ook rakken voor de wind varen, kan een horizontale asymetrische vin op de regelvin een derde kanaal opensturen bij lage snelheden; tegen een veerdruk in met aanslag,waardoor de hoofdvin ook symetrisch kan worden.As a variant for planks that also sail upwind, a horizontal asymmetric fin on the control fin can open a third channel at low speeds; against spring pressure with stop, which also makes the main fin symmetrical.

* "03222 \ - 4 - FIG. 1 : zijaanzicht FIG. 2 : bovenaanzicht van doorsnede A- A uit FIG. 1 FIG. 3 : ,, ff B- B tl FIG. 4 : ,, ,, C- C ,, 5 FIG. 5 : doorsnede aanzicht van bevestiging van de wangen met beschermneus 3.* "03222 \ - 4 - FIG. 1: side view FIG. 2: top view of section A-A from FIG. 1 FIG. 3: ,, ff B-B tl FIG. 4: ,, ,, C-C ,, 5 FIG. 5: sectional view of attachment of the cheeks with protective nose 3.

FIG. 6 : constructie samenstelling van dubbelwerkend terugslagklepsysteem.FIG. 6: construction composition of double acting check valve system.

FIG. 7 : geometrische omwerking van asymetriesch NACAFIG. 7: geometric conversion of asymmetric NACA

10 vleugelprofiel naar basisvin met gelaagde wangen.10 airfoil to base fin with layered cheeks.

In fig. 1 basisvin 1 met wangen 2,en 3, voorzien van as 5 tesamen met regelvin 4 draaibaar opgesteld.In fig. 1 base fin 1 with cheeks 2, and 3, provided with shaft 5, arranged rotatably together with control fin 4.

In fig. 4 zal de asymetrische aanstroomhoek het drukmedium 15 6 van de ene wangkombinatie door kanaal 7 in as 5 naar de andere wangcombinatie sturen . Terugslagklep 8 weerhoud het terugstromen. Bij het onder liggende kanaal zal de klep aan de andere zijde zijn geplaatst.In Fig. 4, the asymmetric approach angle will send the pressure medium 15 from one cheek combination through channel 7 in shaft 5 to the other cheek combination. Non-return valve 8 prevents backflow. The valve will be placed on the other side of the channel underneath.

20 * ': r -ï 2 2 220 * ': r -ï 2 2 2

Claims

1. Fin or sword construction for windsurfing boards and sailing craft, which can assume a selectively asymmetrical harmonic shape on both sides and hold it at very small lift angles, CHARACTERIZED that the fin is made up of 5 its own symmetrical base section according to the double coordinates of the flattest side of a certain asymmetrical NACA airfoil or a variant thereof, on which layered flexible cheeks are applied in a non-concentric pattern, which are pressurized by means of a pre-pressure and thereby give a deflection, boiling, and asymmetry, which can change sides under the influence of the overpressure and underpressure prevailing around the fin, as well as the cheek pressure, by opening a channel with a non-return valve, wherein this channel is arranged in an axis, connected to the top of the fin. 15 bar mounted auxiliary fin, which opens the channel at low speeds in large lift angles, and at high speeds and small lift tho The channel closes, maintaining the asymmetry of the main fin at lift angles close to zero degrees, bringing the axis of the plank into the axis of the sailing direction, thereby creating a combination of low plank and fin resistance in the optimum utilization of the bottom shape, and a strong spinout suppression is present.

2. Fin or sword construction according to claim 1. CHARACTERIZED IN THAT a horizontal asymmetric fin mounted on the auxiliary fin opens a third channel at low speeds, whereby the fin can also become symmetrical.

Fin or sword attachment according to claim 1. CHARACTERIZED IN THAT the cheeks, layered or not, run through a number of holes running crosswise in the nose of the fin, under the cheeks, under the influence of the thrust and the underpressure take an asymmetrical form. 6003211