NO860715L - Aerodynamisk anordning med reversibel b¯yelig og senkbar k onkavitet for fremdriften ved hjelp av vindkraften. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning som tillater å forbedre løftet og å øke draget ved tilveiebringelsen av en tykk profil i stedet for en enkel flat overflate som holdes oppe av en fast mast. I motsetning til det konvensjonelle seilet, vil den tykke profil være i stand til å styres på kommando og uavhengig av den omgivende vind.

Disse konvensjonelle enkle overflateseil fører til en akkumulering av aerodynamisk forstyrrelser (hvor draget av masten forstyrrer den laminære strømning, viktig indusert drag fører til et dårlig skarphets forhold etc.) og i tillegg kan de ikke styres riktig: 1) Seilet bør være så flatt som mulig, når vinden øker: omvendt resultat, p.g.a. at vinden uthuler dette seilet, og at betydelige krefter må

tilføres for å hindre denne deformasjon.

2) Seilet bør være uthulet når vinden avtar: dårlig resultat, fordi denne flaue vind ikke har noen ytterligere styrke tilbake til å uthule denne tynne profil.

Anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse tillater å eliminere denne ulempe, samt noen øvrige, og dette av forenklingsgrunner.

I øyeblikket er flere typer av tykke fremdriftssystemer eller tykke seil kjent: Sugeeffekten i sylinderen konstruert av det Cousteau Institution som er en viktig forbedring av de oppdagelser som ble gjort av Hr. Malavard, basert på Magnus-prinsippet for den roterbare sylinder.

Den propell til Herrene Philippe og Coessin.

Det stive seil anvendt på oljefartøyet "Shin Aito Kumaru", oppfunnet i Japan.

Til tross for Deres klare fordeler, oppviser disse forskjellige oppdagelser visse mangler, slik som en viktig vekt i de høye deler, komplisert og sårbart system som krever enten stort mannskap eller en datamaskin-assistanse, fraværet av nedhalingsutstyr, bruken av den lavest mulige effekt for deres iverksettelse, og på den annen side er de ofte langt fra seilideen som vanlige forbrukere oppfatter, enten fra synspunktene med hensyn til estetikk og pris, men særlig av behovet som hører sammen med bruken av tauverk og annen rigging, slik som innenfor konvensjonell seilflåte.

Det som den foreliggende oppfinnelse vedrører er fremdriften av terrest-riske eller marine farkoster uten tilførsel av noen ekstern energi bortsett fra vinden, og uten å gi de ulemper som er angitt i det foregående.

For det formål er anordningen dannet av en mast 1 som har et sirkulert 1' eller firkantet 1" tverrsnitt, som kan være bardunert, som roterer i farkostens skrog som understøtter den og som kan styres i sin rotasjon på en nøyaktig måte.

På denne mast er glidbart montert oppad minst seks sammenstillinger (Fig. 1), som er perpendikulær på mastens akse og som utgjøres av en mekanisme 2, en fremre kantprofil 3 utstyrt med en oppblåsbar del 4 og med to lister (bartens) 5 som symmetrisk holdes av avstivere El, E2, E3.

Ringen 10, som er plassert innenfor mekanismen som glir på masten 1 og som drives av den ved dens rotasjon, til høyre og til venstre, virker ved trekk-kraft på kablene 8 og 9 som er festet til begge listene 5 ved nivået for avstiveren E3.

Denne trekk-kraft induserer deformasjonen av listene, p.g.a. sistnevnte også holdes ved deres ende (fremre kant) av et skjøtarmsystem 6.

Det hele av disse to koordinærte manøvre tillater den nøyaktige styring av innfallet for disse sammenstillinger i overensstemmelse med de valgte aerodynamiske profiler (Fig. 6).

De forskjellige vedlagte figurer vil tillate bedre å forstå oppnåelsen og virkemåten for den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 1 er et isometrisk projesert riss av sammenstillingen, mekanismen,

den fremre kanten og listene.

Fig. 2 er et utspilt oppriss av stykkene som denne sammenstilling er laget av.

Fig. 3 er et oppriss av en montert komplett sammenstilling.

Fig. 4 og 5 illustrerer skjematisk og i et isometrisk projesert riss utførelsesformene av mekanismen med en mast som har et sirkulært 1' eller firkantet 1" tverrsnitt og lister som har sirkulært 5' eller rektangulært tverrsnitt 5". Fig. 6 definerer noen måter for å oppnå en profil med omstillbarhet. Fig. 7 er et skjematisk oppriss av to systemer for å styre deformasjonene av profilen. Fig. 8 er et isometrisk projesert riss av den fullstendige anordning

ikke-utstyrt med sitt dekke og viser den innvendige rigging.

Fig. 9 illustrerer skjematisk den oppblåsbare fremre kant, revtakings-systemet, løftesystemet. Fig. 10 er et tverrsnittriss av de forskjellige utførelsesformer for tildekning av begge sider av dette seil og av deres forbindel-sessystem med de forskjellige sammenstillingene. Fig. 11 illustrerer skjematisk installasjonen av to anordninger ifølge den

foreliggende oppfinnelse på en enkelt skrogs seilbåt.

Oppfinnelsen består i å ta skritt, fra en tykk aerodynamisk profil, for å sikre at dens ekstrados blir intrados og omvendt ved passering gjennom samtlige profiler i den aerodynamiske katalog som er blitt valgt.

Idet det henvises til den vedlagte tegning, tillater de følgende elementer iverksettelsen ifølge hovedoppfinnelsen: En ring 10 glir oppad på masten 1 som har et sirkulært 1' eller firkantet 1" tverrsnitt og drives i sin rotasjon enten av mastens firkantede tverrsnitt eller hva angår massen som har sirkulært tverrsnitt av en skinne 13 som er vertikalt festet på nevnte mast og beveger seg i sporet 13' på ringen.

Ringen er laget på en slik måte at den er fullstendig demonterbar (fig. 4 og 5), uten å måtte ekstrahere den fra masten.

For det formål er den laget av flere sirkulære halvskjermplater 14 som er sammenfestet ved overlapping, til å danne en homogen enhet, hvis deler som er i friksjonskontakt 15 er laget av materiale som gir gode glide-karakteristika.

Den omfatter også et blokkspor (16) i hvilket vil bli festet og vil bevege kablene 8 og 9 som driver krumningen av listene ved mastens rotering. Huset for mekanismen 2 er laget av to identiske stykker 11 som roterer rundt ringen uten å berøre masten.

Disse to stykker som bærer de to symmetriske lister 5 er festet fremme på forkantprofilen 3 og bak på stykket 12 som avstiver mekanismen og som anvendes for passeringen av krumningsmodifikasjonskablene 8 og 9. Begge er laget fortrinnsvis av et lett og stivt materiale slik som "AG 4" som anvendes innenfor aeronautikken.

Den fremre kantprofilen 3 vil være laget av tre, støpt plastmateriale eller annet, idet det alltid tilsiktes letthet og styrke.

Den består av en frontfordypning i hvilken passerer den oppblåsbare slangen 4 som anvendes for å avstive den fremre kanten, en sentral fordypning gjennom hvilken passerer en roterbar akse 7 på hvilken kommer og roterer revtakingstauverket 17 som går ned igjen ved mastfoten som passerer gjennom de sentrale fordypninger i de andre lavere sammenstillingene.

Den er også gjennomstukket med tre hull som kan forsynes med gjen-nommatningshylse som unngår slitasje p.g.a. friksjonen fra løfterne 23 og med fire kanaler for skruene for festingen til mekanismehuset.

Stykket 12 som avstiver bakdelen av mekanismen drar fordel av å være laget av nylon eller lignende materiale, som tillater å unngå slitasjen av de to kablene 8 og 9 som passerer gjennom den i den horisontale retningen, sammen med slitasjen ved friksjon av fallene 24 og løfterne 23 som passerer gjennom de tre vertikalt gjennomstukne hull.

Den omfatter også fire veier for skruene for festing til mekanismehuset.

Listene 5 kan ha et sirkulært 5' eller rektangulært 5" tverrsnitt og er laget av, med hensyn til de som har et sirkulært tverrsnitt, glassfiber, epoksyharpiks, karbon eller bambus, og med hensyn til de som har et rektangulært tverrsnitt herdet dural eller sammenheftet laminert tre eller det samme. Deres frontdeler opptil avstiveren El vil ha fordel av å være forsterker for å redusere intradosdeformasjonen i denne delen og med hensyn til i beste fall samtlige av de forskjellige krumninger for de valgte aerodynamiske profiler.

De består av minst tre avstandsavstivere El, E2, E3, hvor hver ende av disse er forbundet med listene, en forankring av overføring av krum-ningskabelen 8 og 9 på nivået av leddene i avstiveren E3 nærmest den fremre kanten, og til sist ved enden av denne samme fremre kant, to ringer laget av rustfritt stål som hver passerer gjennom en av de to listene, hvilket tillater å sammenføye deres ender ved hjelp av et tauverk slik at de kan bevege seg relativt hverandre og kan forbindes av dukarmsystemet ved hjelp av de trekantede tverravstivninger.

To systemer for å kontrollere deformasjonene av listene er vist på fig. 7; de har de følgende anvendelser: 1) Begge fleksible kabler 18 og 19 anvendes for å begrense, når de er i den strukkede tilstand, deformasjonene av intradosen på nivået for avstiveren El. For det formål er de festet respektivt på stykket 12 på en side og på leddet for avstiveren El på den andre siden (og omvendt for den andre), idet tilstrekkelig klaring er gitt dem slik at der er en minimal deformasjon som tilsvarer i beste fall til krumningen til den valgte aerodynamiske profilen. 2) Begge kabler 20 og 21 anvendes for å avstive profilen uansett dens krumning, for å hindre deformasjonen av ekstradosen på nivået for mekanismen El. De er satt sammen på den følgende måte.

Endene av disse fleksible kabler 20 og 21 er festet på en side til leddet for avstiveren El og går så, på den andre side, til å dreie på en trinse festet til stykket 12 og kommer tilbake, på den samme siden av avstiveren El, til å lede rundt en annen trinse for å gå og feste deretter, på den andre siden, på leddet av avstiveren E2 (og omvendt for den andre kabelen).

Den oppblåsbare fremre kanten 4 festet under toppen 22 samt til sammenstillingen plassert i den laveste posisjonen, passerer inn i en kanal 26 i tildekningen mellom hver sammenstilling og i frontfordypning-ene av den fremre kantprofilen 3.

Den kan oppblåses ved hjelp av to ventiler, hvor en er plassert oppad og den andre nedad, hvor den festes, enten ved hjelp av en håndpumpe som innpumper, eller ved hjelp av et annet middel som innpumper en passende gass.

Ventilene er forbundet ved hjelp av et vantett rør enten ved mastfoten eller ved et annet brukbart sted.

To mulige tildekningsløsninger er vist i tverrsnittriss i fig. 10, idet man hvet at denne tildekning går rundt seks sammenstillinger og toppen for å danne den fremre kanten og begge sider av profilen som kan likegyldig representere ekstradosen eller intradosen for denne anordning.

I et første tilfelle er et konvensjonelt lerrettsdekke 25 som er bundet på sammenstillingene ifølge de to fremgangsmåtene angitt i fig. 10, enten ved den innvendige binding 27 av dekket som løper fra bunnen til toppen av profilene, eller ved oppnåelsen av uavhengige stoffstykker 28 som er bundet ved sine øvre og nedre deler 29 ved tørn.

I det andre tilfellet er det en tildekning som utføres fra to vanntette hylstere som kan oppblåses 25' og festes på den samme måte som nevnte ovenfor.

Denne oppblåsning som avstiver overflaten av profilen mellom hver sammenstilling anvendes, likesom den oppblåsbare fremre kanten, som et sikkerhetsvolum for å hindre kullseiling ved vendig oppned i tilfellet av en maritim bruk av en båt.

For å illustrere en anvendelse av anordningen ifølge oppfinnelsen, viser fig. 11 en seilbåt utstyrt med to anordninger ifølge oppfinnelsen.

Det er også mulig, og det kan forestilles å anvende denne anordning for kraftgenerering ved dens tilpasning som et flerblad i vindeffektshjulet, som driver en generator eller en hvilken som helst annen mekanisme.

Samtlige av de alternative utførelsesformer både i form og i anvendte materialer kan forestilles; oppfinnelsen er ikke begrenset av beskrivelsen av hvem som ble gitt i de foregående avsnitt.

Den således definerte anordning vil gi fra to og en halv til tre ganger så meget effekt som et konvensjonelt tynn seil, slik som eksempelvis "I.O.R". Følgelig vil det være mulig, for lik effekt, å redusere deres areal og å oppnå en langt lavere kostnad.

Bruken av en slik anordning trenger ikke lenger de kolossale krefter som idag anvendes (taljer, vinsjer, tilstramningsanordninger etc.), fordi den del av anordning som rager foran masten virker som et kompenserings - middel for de påkjenninger som tilføres av vinden på den bakre delen av sistnevnte.

Det store antall dukarmer i Jonque-seilsystemet gjør påkjenningene unyttige ved deres reduksjonsforhold.

Hvis det utstyres med dets oppblåsbare deler, representerer anordningen som er beskrevet i de foregående sider en meget viktig sikkerhet for seilingen.

Av alle de grunner som er blitt angitt i det foregående, både i konstruk-sjonsdelen og i den arbeidende del, men også takket være dens virknings-grad, gir oppfinnelsen som er blitt presentert en viss interesse for enhver, for tilpasningen til eventuell fremtidig seilbåt eller for å vinne en kapløpsseilas.

Claims (12)

1. Seilanordning som har en aerodynamisk profil som velges blant clark Y, Goettingen og/eller andre profilkataloger har en versibel konkavitet, kan hales ned og er forsynt med en fremre kant som er i stand til å bli stiv, karakterisert ved det faktum at den er dannet av en roterbar mast (1) som har et sirkulært eller firkantet tverrsnitt, på hvilken er glidbart montert minst seks sammenstillinger som er perpendi-kulære på lastens (1) akse, hvor hver av disse bærer: på frontdelen av masten (1), en forkantprofil (3) utstyrt med en del (4) som er oppblåsbar i en avstand, på begge sider av en mekanisme (2), to symmetriske bøyelige lister (battens) (5), og til sist på disse seks sammenstillinger, en tildekning (25) som representerer feiloverflaten. Kun masten (1) og skjøtene (6) deltar i deformasjonen av listene (5) og i seilets innfall. For denne funksjon er der ingen komplementære tilbehør slik som kammer på aksler eller dobbeltrigging som løper rundt masten innenfor denne tykke profilen.

2. Anordning som angitt i ovennevnte krav, karakterisert ved det faktum at deformasjonen av listene (5) sikres ved hjelp av glideringen (10) som er direkte styrt av rotasjonen av masten (1) i mekanismen (2). Denne ring (10) virker ved hjelp av kabler (8 og 9) på disse lister (5) adskilt av avstivere (El, E2 og E3).

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved det faktum at mekanismen (2) innbefatter innenfor seg kun et bevegelig stykke som er glidbart montert på masten (1) nemlig ringen (10).

4. Anordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved det faktum at mekanismen (2) er dannet av to stykker (11), og ringen (8) av flere stykker (14, 15) for å tillate deres fullstendige demontering, innenfor det dobble seilet, uten å måtte avmaste og å demontere hele seilet, og dette endog under dets funksjonering.

5. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved det faktum at frontdelen av sammenstillingene innbefatter en oppblåsbar slange (4) som passerer i frontfordypningen av den fremre kantprofilen (3). Denne slange (4) passerer samtidig i røret (26) dannet av duken (25) og i den fremre kantprofilen (3), til derved å definere en kanal (fremre kant av seilet) som kan mer eller mindre avstives av det innvendige trykket fra en hvilken som helst gass.

6. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved det faktum at den bakre ende av begge symmetriske lister (5) omfatter en rigging (6') som forbinder dem, og på hvilken beveger seg hjulet hos en trinse (6") som holdes av en av begge ender av en tverravstiver i skjøtsystemet (6).

7. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at samtlige av manøvrerene, riggingen eller samme passerer gjennom mekanismene (2) og innenfor den tykke profilen av seilet, uten noen sjenanse for det eksterne fluidum.

8. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved det faktum at hver sammenstilling omfatter, mellom den fremre kant og passeringen av masten (2) i den fremre kantprofilen (3), en fordypning gjennom hvilken en roterbar akse (7) som er i stand til eventuelt å bli erstattet av en trinse som har den samme funksjonen.

9. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved det faktum at hver av de seks sammenstillingene samt toppen (22) av seilet er forbundet med hverande i den vertikale retning på begge sider ved hjelp av et oppblåsbart vanntett dobbeltstoff (25').

10. Anordning som angitt i krav 5 og 9, karakterisert ved det faktum at disse oppblåsbare deler (slange 4 og tildekning 25') representerer sikkerhets oppblåste volumer, som hindrer kullseiling ved å snu oppned i tilfellet av en maritim bruk.

11. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved det faktum at der er to par av kabler (18/19 og 20/21) mellom listene (5) i hver sammenstilling som anvendes henholdsvis for: å kontrollere deformasjonene for profilen på intradosen (18 og 19), å blokkere deformasjonene for ekstradosen (20 og 21).

12. Anordning som angitt i krav 9 og 10, karakterisert ved det faktum at tildekningen (25/25') for anordningen er bundet på en intern måte (27) i det tilfellet hvor den er laget av et enkelt stykke, og på en vekselvis måte (29), i tilfellet med uavhengige tildeknings-stykker (28) mellom hver sammenstilling.