RO121196B1 - Velă portantă cu profil gros şi asimetrie reglabilă - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o velă portantă cu profil gros şi asimetrie reglabilă, destinată utilizării eficiente a energiei eoliene în propulsia ambarcaţiunilor şi vehiculelor cu vele. Vela conform invenţiei este alcătuită dintr-un catarg (1) prevăzut cu un bord de atac (2) mobil şi un ghiu (3), între care este întinsă, cu un cablu (4) de întindere, şi o piesă (A) de vârf, o folie dublă (5) cu feţe egale şi simetrice, care poate fi o ţesătură, care se pliază în ghiu (3) şi care este prevăzută pe toată înălţimeaşi la distanţe corespunzătoare menţinerii profilului, cu nişte buzunare (6) care conţin nişte lamele (7) cu profil gros şi rigide, la capătul dinspre catarg (1), şi progresiv cu profil subţire şi mai elastice spre un bord (18) de curgere, care alcătuiesc împreună o aripă flexibilă, portantă.

Description

Invenția se referă la o velă portantă cu profil gros și asimetrie reglabilă, destinată utilizării energiei eoliene în propulsia ambarcațiunilor cu vele (pânze), dar și a altor vehicule (sănii cu vele, tricicluri cu vele, windsurf etc.), precum și la instalațiile de valorificare a energiei eoliene.

Este cunoscută o velă pentru propulsia ambarcațiunilor, prezentată în brevetul US 6332420, alcătuită dintr-o țesătură întinsă cu ajutorul unor parâme între un catarg compus dintr-o bară verticală din metal sau plastic și un ghiu compus dintr-o bară sau structură orizontală din metal sau plastic, asupra căreia vântul exercită o forță de apăsare - de împingere - care generează forța propulsivă, având, ca dezavantaj, randament scăzut și rezistență la înaintare, precum și o variantă de velă mai rar întâlnită, o velă - aripă rigidă cu profil simetric, din metal sau plastic (US 3580203), având o asemănare cu aripa de avion dar așezată vertical, dezavantajul major fiind imposibilitatea de pliere și modificare a acesteia.

Se mai cunoaște, din cererea de brevet US 20020100406, o velă cu profil gros, deformabilă sub forța vântului, având în structură poziționate simetric față de axa transversală a velei, două baloane gonflabile în legătură unul cu altul, introduse în învelișul deformabil al velei în niște compartimente separate de niște lamele cvasirigide, cu rol de schelet. Dezavantajele soluției menționate rezultă din faptul că se manevrează greu și nu poate fi strânsă în caz de furtună.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în cumularea efectului de portanță dată de curgerea aerului pe extrados față de intrados, cu cel de împingere generat de forța vântului.

Vela portantă cu profil gros și asimetrie reglabilă rezolvă problema tehnică enunțată prin aceea că este alcătuită dintr-un catarg prevăzut cu un bord de atac mobil și un ghiu, între care este întinsă cu un cablu de întindere și o piesă de vârf, o țesătură dublă cu fețe egale și simetrice, ce se pliază în interiorul ghiului și care este prevăzută pe toată înălțimea ei, și la distanțe corespunzătoare menținerii profilului, cu buzunare ce conțin lamele de profil mai groase și rigide la capătul dinspre catarg, și progresiv mai subțiri și mai elastice spre bordul de curgere.

Vela conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- forță de propulsie mai mare, utilizând și forța portantă a velei, ceea ce oferă ambarcațiunii (sau vehiculului) o viteză de înaintare cu până la 15% mai mare decât a unei vele clasice;

- rezistență aerodinamică cu 70 - 90% mai mică decât a unei vele clasice;

- este adaptabilă la direcția vântului prin interschimbabilitatea intrados - extrados și rotirea cu 360 (grade) în jurul axului vertical (al catargului);

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1...5, care reprezintă:

- fig. 1, vedere de ansamblu;

- fig. 2, secțiune transversală I - Γ prin catarg;

- fig. 3, secțiune transverală II - ΙΓ prin inel;

- fig. 4, schema de principiu;

- fig. 5, vedere de sus a piesei de vârf.

Vela portantă cu profil gros și asimetrie reglabilă, conform invenției, este alcătuită dintr-un catarg 1, prevăzut cu un bord de atac 2, cu formă aerodinamică, și un ghiu 3, între care este întinsă cu un cablu de întindere 4 și o piesă de vârf A, o țesătură sau folie dublă 5, cu fețe egale și simertice, ce se pliază în ghiul 3 și care este prevăzută pe toată înălțimea și la distanțe corespunzătoare menținerii profilului, cu buzunare 6, ce conțin lamele de profil

RO 121196 Β1

7, astfel încât întregul ansamblu să formeze o aripă flexibilă cu profil gros, care, sub acțiunea 1 vântului, generează o forță portantă Fp.

Catargul 1, cel mai des întâlnit, este un profil din durai extrudat, sau mase plastice 3 armate, fixat cu un capăt a pe puntea ambarcațiunii (nefigurată în desene) și cu celălalt capăt b ancorat cu cabluri 8 prin intermediul unui dispozitiv de ancorare 9, în sine cunoscut și 5 nefigurat în desene, dispozitiv ce permite rotirea liberă a catargului cu 36O’(grade).

Pe catargul 1 se montează bordul de atac 2 din mase plastice sau metal, ce are for- 7 ma catargului 1 în plan vertical, care este prezentat în fig. 2, în două variante: - una economică V₄ și una pronunțat aerodinamică V₂.Este recomandat un raport aerodinamic = grosime 9 profil / lungime totală, pentru vela portantă, cuprins între 1/5...1/7.

Bordul de atac 2 se montează pe catargul 1 prin intermediul unor piese de așezare 11 de formă inelară, cu secțiune “U” sau “C” și care se împart în: elementul central 10, solidar cu bordul de atac 2 ca structură de rezistență al acestuia, și doi elemenți de margine 10’ 13 simetrici, prinși de cele două capete c ale bordului de atac 2, cu niște șuruburi 11 pentru montarea - demontarea lor dar și a bordului de atac 2, între elemenții de margine 10' și cape- 15 tele c ale bordului de atac 2 este prevăzut constructiv un canal de învergare 12. Piesele de așezare din profil “U sau “C” se rotesc liber pe niște inele 13, din metal sau mase plastice, 17 care pentru montare pe catargul 1 prin tehnici în sine cunoscute (sudare, lipire, cu șuruburi, etc.), sunt inițial împărțite în două sau mai multe bucăți. La baza bordului de atac 2 este fixat 19 printr-un dispozitiv de prindere 14, ce-i permite o mișcare stânga - dreapta de 15...19’, un ghiu 3, format dintr-o bară sau grindă orizontală cu secțiune “U” sau ovoidală, prevăzut cu 21 un dispozitiv de susținere 15, și unul de control a rotației 16, ambele cunoscute și nefigurate în desene. 23

Bordul de atac 2, împreună cu ghiul 3, se rotesc 360°(grade) în jurul catargului 1, dacă vela portantă se montează pe un catarg fix (deja existent), sau împreună cu catargul 25 1, dacă acesta are din construcție dispozitiv de rotire. în interiorul ghiului 3 este un derulator în sine cunoscut și nefigurat în desene, pe care se înfășoară țesătura sau folia dublă 5 cu 27 fețe egale și simetrice prevăzută cu sisteme de învergare 17 și buzunare 6, realizate prin metode în sine cunoscute (coasere, lipire, capsare), paralele cu ghiul 3, în care sunt introdu- 29 se lamele de profil 7, din metal sau mase plastice, mai groase și rigide înspre catargul 1 și progresiv mai subțiri și elastice la capătul ce ajunge până la marginea velei și formează un 31 bord de curgere 18, față de care este înserat la o distanță de 1/5...1/7 respectiv la 4/5...6/7 de catargul 1, cablul de întindere 4, ce preia o parte din eforturi și menține forma velei în plan 33 vertical și orizontal, fiind un “lonjeron fals” în structura velei portante.

între cablul de întindere 4 și bordul de curgere 8 este o zonă curgere D, cu o lățime 35 de 1/5...1/7 din cea a velei, formată din cele două fețe unite, străbătute de capetele subțiri ale lamelelor de profil 7 și care, prin elasticitatea ei, echilibrează presiunile de pe intrados 37 și extrados.

Această zonă de curgere D este avantajos constructiv să înceapă înaintea cablului 39 de întindere 4 (și îl cuprinde în acest caz), dar în așa fel încât să nu altereze forma și eficența aerodinamică a profilului și capacitatea de interschimbabilitate. 41

Lamela de profil 7 de deasupra jumătății velei (în plan vertical) și cea de deasupra ei, sunt mai groase și prevăzute cu întărituri de colț 19,19' în sine cunoscute, dispuse sub 43 un unghi de 23...29° în raport cu lamelele corespunzătoare, pentru o mai bună stabilitate.

Pentru întinderea velei portante conform invenției în plan vertical și menținerea 45 formei velei, în partea superioară a acesteia este prevăzută o piesă de vârf A din metal sau mase plastice, compusă din două elemente laterale 20 egale și simetrice, cu sisteme de 47

RO 121196 Β1 învergare identice cu cele ale fețelor 5, unite printr-o balama 21 și având prevăzut un punct de prindere d pentru cablul de întindere 4.

Cele două fețe 5 se prind de elementele laterale 20 prin metode în sine cunoscute (lipire, coasere, capsare).

La marginea de învergare 21 a fețelor 5 în dreptul fiecărui buzunar 6 este montat câte un scripete cu carcasă 22, prin care trece o parâmă (sfoară) de control 23, ce are un capăt e fixat la cablul de întindere 4 și celălalt f liber, ce servește, prin tensionare, la curbarea controlată a profilului.

Vela portantă cu profil gros și asimetrie reglabilă, conform invenției, este utilizată cu unghiuri de incidență de -3...17' în raport cu direcția vântului, având în această plajă portanță maximă și rezistență minimă.

Claims (9)

1. Velă portantă cu profil gros și asimetrie reglabilă, compusă dintr-un catarg (1) un ghiu (3), o folie (5) întărită cu niște lamele de profil (7), caracterizată prin aceea că respectivul catarg (1) este prevăzut cu un bord de atac mobil (2) având formă aerodinamică și un ghiu (3) între care este întinsă cu un cablu de întindere (4) și o piesă de vârf (A), folia (5) dublă, cu fețe egale și simetrice ce se pliază în ghiul (3) și care este prevăzută pe toată înălțimea și la distanțe corespunzătoare, cu niște buzunare (6) ce conțin lamelele de profil (7), astfel încât întregul ansamblu să formeze o aripă flexibilă cu profil gros, care, sub acțiunea vântului, generează o forță portantă (Fp).

2. Velă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că bordul de atac (2) este de formă aerodinamică în secțiune și urmărește forma catargului în plan vertical și este montat pe acesta prin intermediul unor piese de așezare de formă inelară, cu secțiune “U” sau “C”, prima fiind un element central (10) solitar cu bordul de atac (2) ca element de rezistență al acestuia, iar celelalte fiind două elemente de margine (W) simetrice, prinse de cele două capete (c) ale bordului de atac (2) cu șuruburi (11) pentru a fi posibilă montarea - demontarea lor și respectiv a bordului de atac (2).

3. Velă conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că între elemenții de margine (10') și capetele (c) ale bordului de atac (2) sunt prevăzute constructiv canale de învergare (12).

4. Velă conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că piesele de așezare confecționate din profil “U” sau “C” se rotesc liber pe niște inele (13) ce sunt montate rigid pe catargul (1).

5. Velă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că în ghiul (3) este prevăzut cu un derulator pe care se înfășoară cele două fețe (5) egale și simetrice, identice din punct de vedere constructiv, prevăzute cu sisteme de învergare (17) și paralel cu ghiul (3), buzunarele (6), în care sunt introduse lamele de profil (7) mai groase și rigide spre catargul (1) și progresiv mai subțiri și mai elastice la bordul de curgere (18).

6. Velă conform revendicărilor 1 și 5, caracterizată prin aceea că cele două fețe (5) au înserat un cablu de întindere (4), la o distanță de 4/5...6/7 de catargul (1) respectiv 1/5...1/7 de bordul de curgere (18).

7. Velă conform revendicărilor 5 și 6, caracterizată prin aceea că între cablul de întindere (4) și bordul de curgere (18) este o zonă de curgere (D) având 1/5...1/7 din lățimea velei, format din marginile celor două fețe (5) unite și străbătute de capetele subțiri ale lamelelor de profil (7), zonă care, prin elasticitatea ei, echilibrează presiunile de pe intrados și extrados.

RO 121196 Β1

8. Velă conform revendicărilor 1 și 5, caracterizată prin aceea că, pentru întinderea 1 în plan vertical și menținerea formei velei, în partea superioară a acesteia este prevăzută o piesă de vârf (A) mobilă, formată din două elemente laterale (20) egale și simetrice, având 3 un sistem de învergare (17) identic cu cel al fețelor (5) și unite printr-o balama (21) prevăzută cu un punct de prindere (d) al cablului de întindere (4). 5

9. Velă conform revendicărilor 1,5 și 6, caracterizată prin aceea că, la marginea de învergare (21) a fețelor (5), în dreptul fiecărui buzunar (6) este montat câte un scripete cu 7 carcasă (22) prin care trece o parâmă de control (23) ce are un capăt (e) fixat la cablul de întindere (4) și celălalt (f) liber, ce servește, prin tensionare, la curbarea controlată a 9 profilului.