RU2520211C2 - Wing sail - Google Patents
Wing sail Download PDFInfo
- Publication number
- RU2520211C2 RU2520211C2 RU2012115348/11A RU2012115348A RU2520211C2 RU 2520211 C2 RU2520211 C2 RU 2520211C2 RU 2012115348/11 A RU2012115348/11 A RU 2012115348/11A RU 2012115348 A RU2012115348 A RU 2012115348A RU 2520211 C2 RU2520211 C2 RU 2520211C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sail
- wing
- mast
- profile
- beams
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к парусному судостроению.The invention relates to sailing shipbuilding.
Парус, как движитель судов, известен на протяжении тысячелетий, но, несмотря на многочисленные усовершенствования, он принципиально не изменился, представляя собой рангоут, несущий изогнутую пластину из гибкого материала.The sail, as the mover of ships, has been known for thousands of years, but, despite numerous improvements, it has not fundamentally changed, representing a mast carrying a curved plate of flexible material.
Рост скоростей парусных судов по мере их совершенствования приводит к тому, что они должны ходить по отношению к вымпельному ветру круче из-за так называемого «буерного эффекта». Для осуществления возможности быстрого движения парусников (сопоставимого с моторными судами) применяют паруса, представляющие собой авиационные крыльевые профили.The increase in the speed of sailing ships as they improve leads to the fact that they must go steeper with respect to the pennant wind due to the so-called "drilling effect". To realize the possibility of fast movement of sailboats (comparable to motorized vessels), sails are used, which are aviation wing profiles.
Адаптация крыльевых профилей в качестве паруса натолкнулась на ряд трудностей, одной из основных является смена знака набегающего потока при перемене галса.Adapting wing profiles as a sail came up with a number of difficulties, one of the main ones being a change in the sign of the oncoming flow when changing the tack.
Попытка модернизировать мягкий парус по а.с.№783123 безуспешна, так как при этом невозможно получить эффективный авиационный профиль.The attempt to modernize the soft sail according to AS No. 783123 is unsuccessful, since it is impossible to obtain an effective aviation profile.
По а.с.№1020309 можно получить приемлемый профиль, но наличие предкрылка предложенной формы нарушает обтекание на разреженной части профиля. Кроме этого, наличие большого количества шарниров и рычагов делает конструкцию ненадежной.According to AS No. 1020309, an acceptable profile can be obtained, but the presence of a slat of the proposed form violates the flow around the rarefied part of the profile. In addition, the presence of a large number of hinges and levers makes the design unreliable.
Предпринимались попытки использовать симметричные авиационные профили (а.с.№1065297), но они неэффективны, так как их коэффициент подъемной силы уступает мягкому парусу.Attempts have been made to use symmetrical aviation profiles (AS No. 1065297), but they are inefficient, since their lift coefficient is inferior to the soft sail.
Парус-крыло по а.с. №1382740 более приближен к оптимальному, но конструкция получилась громоздкой и сложной, а элемент мачты, выступающий в напорной части профиля, ухудшает обтекание, тем самым увеличивая сопротивление.Sail-wing by A.S. No. 1382740 is closer to optimal, but the design turned out to be cumbersome and complex, and the mast element protruding in the pressure part of the profile worsens the flow around, thereby increasing the resistance.
По а.с. №1024362 парус-крыло сложен по конструкции, а также получаемый профиль паруса далек от оптимального.By A.S. No. 1024362 sail-wing is complicated in design, and the resulting sail profile is far from optimal.
Целью настоящего изобретения является устранение перечисленных выше недостатков путем предложения эффективного несложного по конструкции и надежного паруса-крыла, позволяющего существенно расширить возможности парусных судов всех типов - от малых прогулочных, спортивных и коммерческих до рекордных, в том числе сухопутных и ледовых.The aim of the present invention is to eliminate the above disadvantages by offering an effective simple and reliable sail-wing, which allows to significantly expand the capabilities of sailing vessels of all types - from small pleasure, sporting and commercial to record, including land and ice.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый парус-крыло смонтирован на поворотной мачте и состоит из набора жестких симметричных балок, определяющих напорную сторону профиля паруса-крыла, и зафиксированных на мачте гибких лат, несущих обшивку паруса-крыла, а также из тяг, проходящих сквозь балки и соединяющих между собой гибкие латы, которые в совокупности с балками определяют разреженную сторону профиля паруса-крыла, вращающегося вокруг оси мачты и управляемого триммером, задающим необходимый угол атаки, а ось вращения самой мачты расположена впереди от центра давления аэродинамического профиля паруса-крыла в 3-15 процентах его хорды, кроме того, парус-крыло может быть выполнен составным из независимо вращающихся вокруг оси мачты секций и в случае применения в малом судостроении допускается его выполнение в упрощенном варианте, т.е. без тяг.This goal is achieved by the fact that the proposed sail-wing is mounted on a swivel mast and consists of a set of rigid symmetrical beams that define the pressure side of the profile of the sail-wing, and fixed on the mast of flexible lathes carrying the sheathing of the sail-wing, as well as from rods passing through beams and flexible armor connecting together, which together with the beams determine the rarefied side of the profile of the sail-wing, rotating around the axis of the mast and controlled by a trimmer that sets the required angle of attack, and the axis of rotation of the ma the post is located in front of the center of pressure of the aerodynamic profile of the sail-wing in 3-15 percent of its chord, in addition, the sail-wing can be made up of sections independently rotating around the mast axis and, if used in small shipbuilding, it can be performed in a simplified version, those. without traction.
Предлагаемый парус-крыло показан на чертеже, где на фиг.1 изображен вид судна сбоку с предлагаемым парусом. На фиг.2 парус-крыло изображен в разрезе. На фиг.3 изображен фрагмент крепления гибкой латы к тяге и к обшивке.The proposed sail-wing is shown in the drawing, where figure 1 shows a side view of the vessel with the proposed sail. In Fig.2, the sail-wing is shown in section. Figure 3 shows a fragment of the fastening of the flexible armor to the thrust and to the skin.
Парус-крыло содержит поворотную мачту 1 (см. фиг.2), выполненную в виде призмы, с двух сторон ограниченной внутренними плоскостями поперечных балок 2. Сверху каждой из секций А и Б (см. фиг.1) установлены неподвижные шайбы 3, зафиксированные вантами 4, удерживающими мачту 1 в вертикальном положении. Каждая из частей мачты 1 свободно вращается относительно неподвижной шайбы 3. Балки 2, определяющие профиль напорной части паруса-крыла попеременно с двух сторон (см. фиг.2), имеют возможность перемещения вдоль мачты 1 (см. фиг.1) для осуществления постановки и съема паруса-крыла 3. Размеры поперечного сечения и шаг балок 2 определяют в зависимости от ветровой нагрузки и размеров паруса-крыла для конкретного судна. Через балки 2 (которые в сечении могут быть выполнены в виде круга, полосы, круглой и прямоугольной трубы и т.д.) проходят тяги 5, формирующие разреженную сторону профиля паруса-крыла. Тяги 5 шарнирно соединяются с латами 6, расположенными по разные стороны от балок 2 по всей их длине. Латы 6, выполненные с переменной гибкостью по длине (чем меньше кривизна профиля, тем лата жестче), закреплены на передней части балок 2 и несут гибкую обшивку 7. В хвостовой части латы 6 имеют возможность перемещения относительно балки для компенсации изменения их длин при перемене знака нагрузки паруса-крыла.The sail-wing contains a rotary mast 1 (see figure 2), made in the form of a prism, on both sides limited by the inner planes of the transverse beams 2. On top of each of the sections A and B (see figure 1) fixed washers 3 are fixed cables 4 that hold the
Для удобства постановки, съема паруса-крыла и проведения ремонтно-профилактических работ обшивка 7 (см. фиг.3) выполняется съемной и крепится к латам 6 крепежными съемными изделиями 8 через продольные (вдоль лат) накладки 9, представляющие собой полосы шириной, близкой к ширине лат, и с шагом между ними, равным шагу балок.For the convenience of setting, removing the sail-wing and carrying out repair and maintenance work, the casing 7 (see Fig. 3) is removable and is attached to the
Ось вращения паруса-крыла находится спереди в 3 -15 процентах хорды профиля от центра давления профиля на рабочих углах атаки (см. А.С.Кравец. Характеристики авиационных профилей. Государственное издательство оборонной промышленности, Москва, Ленинград, 1939 г., см. ч. 3. Сборник авиационных профилей). Расположение оси вращения паруса-крыла спереди от центра давления позволяет управлять парусом-крылом с минимальными стабильными усилиями одного знака.The axis of rotation of the sail-wing is in front at 3 -15 percent of the chord of the profile from the center of pressure of the profile at the working angles of attack (see A.S. Kravets. Characteristics of aviation profiles. State Publishing House of the Defense Industry, Moscow, Leningrad, 1939, see Part 3. Collection of aviation profiles). The location of the axis of rotation of the sail-wing in front of the center of pressure allows you to control the sail-wing with minimal stable efforts of the same sign.
На высоте, соответствующей высоте центра парусности, на выносном кронштейне 10 устанавливается управляющий триммер 11. Под парусом к мачте 1 жестко прикрепляется фальш-гик 12, с помощью которого парус-крыло может управляться вручную.At a height corresponding to the height of the center of sail, a
Парус-крыло работает следующим образом. При набегании воздушного потока на парус-крыло справа (см. фиг.2) давление воздуха с наветренной и разрежение подветренной сторон прижимают обшивку 7 с латами 6 к жесткой балке 2, образуя напорную часть профиля, а через тяги 5, толкающие латы 6 подветренной стороны до упора в балку 2, образуют разреженную часть профиля. Так как каждая тяга 5 имеет строго определенную длину (с учетом изменения ее положения относительно балки 2), равную толщине профиля по координатам хорды, то они в комплекте образуют полный аэродинамический профиль. Упругие латы 6 выравнивают колебания профиля, а шаг установки тяг 5 определяется допустимой величиной отклонения дужки профиля от заданной. При изначально одинаковой длине лат 6 с каждой стороны латы 6 разреженной части профиля относительно хорды профиля (как более выпуклые) короче лат 6 напорной части паруса-крыла. Для компенсации колебаний длин латы имеют возможность продольного перемещения относительно балки 2 в хвостовой части, а тяги 5 соединяются с латами 6 шарнирно. При смене галса набегающий воздушный поток меняет свой знак на противоположный, при этом положение лат 6 с обшивкой 7 и тяг 5 зеркально меняется относительно балки 2 (см. пунктирный контур аэродинамического профиля на фиг.2). Таким способом осуществляют четкую перекладку паруса-крыла при движении разными галсами.Sail-wing works as follows. When the air flow on the sail-wing on the right (see figure 2), the air pressure from the windward and rarefaction of the leeward sides press the skin 7 with the
Оптимальную работу предлагаемого паруса-крыла с высоким аэродинамическим качеством в диапазоне углов атаки 0-20 градусов осуществляют триммером 11, управляемым экипажем дистанционно любым из известных способов (шкотами, гидравликой, по радио и т.д.). Триммер 11 задает необходимый угол атаки паруса-крыла и удерживает его при всех колебаниях направлений курса судна и ветра, что освобождает экипаж от работы с парусом на выбранном галсе. Также триммером 11 можно ставить парус-крыло в режим нулевой тяги. При возникновении нештатной ситуации или необходимости движения на закритических углах атаки, в т.ч. курс фордевинд, управление парусом-крылом осуществляют вручную с помощью фальш-гика 12. Таким же образом можно управлять небольшими парусами, где применение триммера 11 необязательно.The optimal operation of the proposed sail-wing with high aerodynamic quality in the range of angles of attack of 0-20 degrees is carried out by
В связи с тем что ветер с изменением высоты от поверхности меняет силу и направление в широких пределах, целесообразно высокий парус-крыло изготавливать из отдельных секций, расположенных на одной оси. Каждая секция, управляемая триммером 11, обеспечивает максимальную тягу в своем высотном диапазоне. При переходе на ручное управление секции блокируются между собой любым известным способом, например фиксирующим пальцем. В зависимости от потребной высоты мачты число секций может быть более одной. На фиг.1 секции А и Б соединены между собой через шайбы 3, которые осуществляют их независимое вращение относительно друг друга, при этом каждую последующую секцию закрепляют сверху вантами 4.Due to the fact that the wind with a change in height from the surface changes strength and direction over a wide range, it is advisable to produce a high sail-wing from separate sections located on the same axis. Each section, controlled by
Как вариант, поворотные секции могут надеваться на мачту с возможностью независимого вращения вокруг нее.Alternatively, the swivel sections can be worn on the mast with the possibility of independent rotation around it.
Предлагаемая оригинальная конструкция паруса-крыла за счет работы на малых углах атаки, высокого аэродинамического качества крыльевого профиля, уменьшения кренящего момента и дрейфа судна, а также более совершенной с возможностью автоматизации системой управления парусом дает преимущества перед известными парусами.The proposed original design of the sail-wing due to the work at low angles of attack, high aerodynamic quality of the wing profile, reducing heeling moment and the drift of the vessel, as well as a more advanced automation system with sail control, gives advantages over known sails.
Таким образом, применение предложенного паруса-крыла с применением жестких и гибких элементов, задающих аэродинамический профиль, позволит существенно улучшить ходовые возможности парусных судов всех известных типов, т.е. осуществить поставленную изобретением цель.Thus, the use of the proposed sail-wing with the use of rigid and flexible elements defining an aerodynamic profile will significantly improve the navigation capabilities of sailing vessels of all known types, i.e. realize the goal of the invention.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115348/11A RU2520211C2 (en) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | Wing sail |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115348/11A RU2520211C2 (en) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | Wing sail |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012115348A RU2012115348A (en) | 2013-10-27 |
RU2520211C2 true RU2520211C2 (en) | 2014-06-20 |
Family
ID=49446226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012115348/11A RU2520211C2 (en) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | Wing sail |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2520211C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2710320C2 (en) * | 2018-04-06 | 2019-12-25 | Александр Михайлович Кожевников | Automated sail-wing |
RU2807616C1 (en) * | 2023-07-28 | 2023-11-17 | Радослав Николавич Кордич | Mechanized wing-sail |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU593966A1 (en) * | 1976-06-25 | 1978-02-25 | Slavinskij Vladimir D | Rigging |
US4562784A (en) * | 1981-06-28 | 1986-01-07 | Linecat Industries, Inc. | Sailing craft |
US4624203A (en) * | 1984-04-19 | 1986-11-25 | Ferguson R Stirling | Batten structure for a wing sail |
-
2012
- 2012-04-17 RU RU2012115348/11A patent/RU2520211C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU593966A1 (en) * | 1976-06-25 | 1978-02-25 | Slavinskij Vladimir D | Rigging |
US4562784A (en) * | 1981-06-28 | 1986-01-07 | Linecat Industries, Inc. | Sailing craft |
US4624203A (en) * | 1984-04-19 | 1986-11-25 | Ferguson R Stirling | Batten structure for a wing sail |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2710320C2 (en) * | 2018-04-06 | 2019-12-25 | Александр Михайлович Кожевников | Automated sail-wing |
RU2807616C1 (en) * | 2023-07-28 | 2023-11-17 | Радослав Николавич Кордич | Mechanized wing-sail |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012115348A (en) | 2013-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4895091A (en) | Reversible camber line flexible wing sail | |
CA2271110C (en) | A pivoting sailing rig | |
EP0052955A1 (en) | Aerofoil sail | |
EP3052379B1 (en) | Method for rigging and controlling a wing sail | |
EP3317178B1 (en) | Wing-type sail system | |
NO134412B (en) | ||
AU2014331535A1 (en) | Method for rigging and controlling a wing sail | |
US5868092A (en) | Wing sail and method of use | |
US10392088B2 (en) | Wing for the propulsion of a vehicle | |
US4848258A (en) | Airfoil sailing system | |
RU2520211C2 (en) | Wing sail | |
EP0061291A2 (en) | Wingsail arrangement | |
US4766831A (en) | Rigging for a wind propelled craft | |
US20160169031A1 (en) | Device for Controlling Angular Position of Turbine Blades of a Propeller Device | |
US4546718A (en) | Sailing ship | |
ATE28433T1 (en) | HAND SAIL. | |
CN111942555A (en) | Tripe formula sail device and contain its boats and ships | |
US3403653A (en) | Sails | |
RU2807616C1 (en) | Mechanized wing-sail | |
RU2710320C2 (en) | Automated sail-wing | |
US4924793A (en) | Standoff batten rig for flexible airfoil conformation on both tacks | |
SU1625779A1 (en) | Ship | |
RU2137676C1 (en) | Sailing ship | |
RU2817225C2 (en) | Rotary mast with inner sail | |
SU1402486A1 (en) | Sail-wing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140418 |