RU2721428C1 - Flexible sail - Google Patents
Flexible sail Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721428C1 RU2721428C1 RU2019122053A RU2019122053A RU2721428C1 RU 2721428 C1 RU2721428 C1 RU 2721428C1 RU 2019122053 A RU2019122053 A RU 2019122053A RU 2019122053 A RU2019122053 A RU 2019122053A RU 2721428 C1 RU2721428 C1 RU 2721428C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sail
- branches
- boom
- flexible wing
- mast
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую или механическую энергию в ветроэнергетике и парусном судостроении.The invention relates to the field of wind energy and can be used to convert wind energy into electrical or mechanical energy in wind energy and sailing shipbuilding.
Известно устройство для повышения аэродинамической эффективности гибкого крыла, в частности бермудского грота, представляющее собой гик изменяемой в горизонтальной плоскости кривизны, содержащий балку с устройством крепления к мачте и направляющую для крепления нижней шкаторины паруса, балка выполнена в виде нескольких звеньев с ограничителями угла взаимного поворота и связанных друг с другом шарнирно с возможностью поворота в горизонтальной плоскости (АС СССР 1512858, опубл. 07.10.1989 г.).A device is known for increasing the aerodynamic efficiency of a flexible wing, in particular a Bermuda grotto, which is a boom variable in the horizontal plane of curvature, containing a beam with a mounting device to the mast and a guide for mounting the lower sail pin, the beam is made in the form of several links with limiters for the angle of mutual rotation and connected to each other pivotally with the possibility of rotation in the horizontal plane (AS USSR 1512858, publ. 07.10.1989).
К недостаткам аналога относятся большая масса, сложность и дороговизна конструкции. Для обеспечения требуемой жесткости конструкции, на которую кроме изгибающего момента действует крутящий момент, необходимы высокая точность изготовления и увеличение поперечных размеров узлов, из которых состоит конструкция.The disadvantages of the analogue are the large mass, complexity and high cost of the design. To ensure the required rigidity of the structure, which, in addition to the bending moment, is affected by torque, high precision manufacturing and an increase in the transverse dimensions of the nodes that make up the structure are required.
Известна конструкция, называемая гик-уишбон, состоящая из двух выпуклых относительно оси гика-уишбона ветвей, применяемая на парусных досках или на яхтах типа «Фридом» (Электронный ресурс: http://www.barque.ru/horizon/1984/rig_yachts_such_as_freedom, Парусное вооружение яхт типа «Фридом»).There is a known design called geek-wishbone, consisting of two branches convex relative to the geek-wishbone axis, used on sailing boards or on yachts of the Freedom type (Electronic resource: http://www.barque.ru/horizon/1984/rig_yachts_such_as_freedom, Sailing yachts type "Freedom").
Среди конструкций гика-уишбона известна конструкция, содержащая две изогнутые ветви, связанные с передней и задней вилками, соединенными с возможностью поворота вокруг продольной оси, параллельной оси симметрии гика, и фиксации с нескольких положений (АС СССР №1342820, опубл. 07.10.1987 г.).Among the designs of geek-Wishbone, a structure is known that contains two curved branches connected to the front and rear forks, which are rotatably connected around a longitudinal axis parallel to the axis of symmetry of the boom and are fixed from several positions (USSR AS No. 1342820, publ. 07.10.1987 g .).
По числу сходных признаков и достигаемому результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого технического решения.According to the number of similar features and the achieved result, this technical solution is selected as a prototype of the claimed technical solution.
Недостатки прототипа заключаются в то, что данная конструкция обеспечивает удобство управления парусной доской, но не влияет на аэродинамическую эффективность паруса, которая определяется, в основном, профилем паруса и влиянием мачты на характер обтекания паруса воздушным потоком. На формирование профиля гибкого крыла оказывают влияния деформативные свойства парусины, раскрой паруса, гибкость мачты, угол атаки воздушного потока и др. Под влиянием этих факторов профиль паруса данной конструкции оказывается далеким от оптимального. Кроме того, при каждой смене галса необходимы манипуляции по изменению положения ветвей гика-уишбона. А также низкий коэффициент аэродинамического качества.The disadvantages of the prototype are that this design provides the convenience of controlling the sailing board, but does not affect the aerodynamic efficiency of the sail, which is determined mainly by the profile of the sail and the influence of the mast on the nature of the air flow around the sail. The deformation properties of the canvas, sail cutting, mast flexibility, angle of attack of the air flow, etc. influence the formation of the profile of the flexible wing. Under the influence of these factors, the profile of the sail of this design is far from optimal. In addition, with each tack change, manipulations are needed to change the position of the branches of geek-Wishbon. As well as a low coefficient of aerodynamic quality.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение состоит в повышении аэродинамической эффективности гибкого крыла-паруса оснащенного гиком-уишбоном в широком диапазоне скоростей ветра.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, consists in increasing the aerodynamic efficiency of a flexible wing-sail equipped with a boom-windshield in a wide range of wind speeds.
Для достижения указанного технического результата в гибком крыле-парусе, содержащем две изогнутые ветви гика-уишбона, связанные с передней и задней вилками, соединенные с возможностью поворота вокруг продольной оси параллельной оси симметрии гика, в средней части ветвей гика-уишбона, имеющих оптимальный профиль гибкого крыла-паруса для расчетного слабого ветра, проделаны отверстия, не менее одного, с закрепленными в них втулками, у которых края отверстий с внешней стороны скруглены и сквозь которые продет регулировочный трос образующий замкнутую петлю, концы которой выведены на внешнюю поверхность ветвей гика-уишбона и закреплены на натяжных барабанах расположенных на гике-уишбоне у мачты.To achieve the specified technical result in a flexible sail-wing, which contains two curved branches of the boom-geek wing, connected with the front and rear forks, rotatably connected around the longitudinal axis parallel to the axis of symmetry of the boom, in the middle of the branches of the geek-wire with the optimal profile of the flexible wing-sails for the calculated weak wind, holes, at least one, were made with bushings fixed in them, at which the edges of the holes are rounded from the outside and through which an adjustment cable passes through which forms a closed loop, the ends of which are brought out to the outer surface of the branches of geek-Wishbone and fixed on the tension reels located on the boom-bishbone near the mast.
Кроме того, заявляемое техническое решение имеет факультативные признаки, характеризующий его частные случаи, а именно:In addition, the claimed technical solution has optional features characterizing its particular cases, namely:
- передняя вилка выполнена в форме подковообразной оковки с внешней и внутренней коаксиальными цилиндрическими поверхностями, ось которых расположена на пересечении диаметральной плоскости корпуса судна и плоскости касательной ликпазу мачты. Внутренняя поверхность подковообразной оковки примкнута к башмаку, выполненному из материала с низким коэффициентом трения и установленному на мачте со стороны носа судна. Внешняя поверхность подковообразной оковки примкнута к втулкам, закрепленным на мачте симметрично относительно диаметральной плоскости. Подковообразная оковка снабжена консолями, ориентированными в сторону мачты, которые скреплены с ветвями гика-уишбона;- the front fork is made in the form of a horseshoe-shaped shackle with external and internal coaxial cylindrical surfaces, the axis of which is located at the intersection of the diametrical plane of the hull and the plane tangent to the mast mast. The inner surface of the horseshoe-shaped shackles is connected to a shoe made of a material with a low coefficient of friction and mounted on the mast from the bow of the vessel. The outer surface of the horseshoe-shaped shackles is connected to the bushings mounted on the mast symmetrically with respect to the diametrical plane. The horseshoe-shaped shackle is equipped with consoles oriented towards the mast, which are fastened to the branches of the geek-Wishbon;
- поперечное сечение ветвей гика-уишбона выполнено в форме сегмента обращенного выпуклостью наружу.- the cross section of the branches of geek-Wishbon is made in the form of a segment facing outwardly convex.
Отличительными признаками предлагаемой конструкции от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, являются выполнение отверстий, не менее одного, в средней части ветвей гика-уишбона, имеющих оптимальный профиль гибкого крыла-паруса для расчетного слабого ветра; закрепление в отверстиях втулок из материала с низким коэффициентом трения; продевание сквозь втулки регулировочного троса образующего замкнутую петлю; вывод концов петли на внешнюю поверхность ветвей гика-уишбона; закрепление концов петли на натяжных барабанах расположенных на гике-уишбона у мачты.Distinctive features of the proposed design from the above known, closest to it, are the holes, at least one, in the middle of the branches of geek-wishbone, having an optimal profile of a flexible wing-sail for the estimated weak wind; fastening in the holes of the bushings from a material with a low coefficient of friction; threading through the bushings of the adjusting cable forming a closed loop; the conclusion of the ends of the loop on the outer surface of the branches of geek-Wishbon fixing the ends of the loop on the tension drums located on the geek-Wishbone at the mast.
Благодаря наличию этих признаков крыло-парус прижат к подветренной ветви гика-уишбона, имеет оптимальную аэродинамическую форму. Регулировочный трос, продетый сквозь отверстия в крыле-парусе и в ветвях гика-уишбона, при наматывании его концов на натяжные барабаны позволяет уменьшать расстояние между ветвями гика-уишбона, что повышает аэродинамическую эффективность гибкого крыла-паруса при увеличении скорости ветра. Предлагаемая конструкция оковки гика-уишбона позволяет устанавливатьDue to the presence of these signs, the wing-sail is pressed against the leeward branch of the geek-wishbone, has an optimal aerodynamic shape. An adjusting cable threaded through the holes in the wing-sail and branches of the boom-wing, when winding its ends on the tension reels, allows to reduce the distance between the branches of the boom-wing, which increases the aerodynamic efficiency of the flexible wing-sail with increasing wind speed. The proposed design of the geek-wishbone casing allows you to set
описываемую конструкцию гика на неповоротные мачты, а при его установке на поворотные мачты каплевидного поперечного сечения достигается безотрывное обтекание мачты с подветренной стороны и, как следствие, повышается аэродинамическая эффективность системы мачты - паруса.the design of the boom on fixed mast, and when it is installed on the rotary mast of a drop-shaped cross-section, continuous flow of the mast from the leeward side is achieved and, as a result, the aerodynamic efficiency of the mast-sail system is increased.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-6.The invention is illustrated by the drawings shown in FIG. 1-6.
На фиг. 1 показан вид сбоку на предлагаемый гибкий крыло-парус.In FIG. 1 shows a side view of the proposed flexible wing-sail.
На фиг. 2 - горизонтальное сечение гика-уишбона плоскостью, проходящей через оси отверстий.In FIG. 2 is a horizontal section of a geek-wishbone with a plane passing through the axis of the holes.
На фиг. 3 - сечение гика-уишбона вертикальной плоскостью проходящей через оси отверстий.In FIG. 3 is a cross section of a geek-Wishbone with a vertical plane passing through the axis of the holes.
На фиг. 4 - сечение горизонтальной плоскостью оковки гика-уишбона, установленного на неповоротную мачту.In FIG. 4 is a horizontal section through the forging of a boom geek mounted on a fixed mast.
На фиг. 5 - вид сверху на гик-уишбон, установленный на поворотную мачту.In FIG. 5 is a top view of a geek Wishbone mounted on a swivel mast.
На фиг. 6 - вид сверху на гик-уишбон, установленный на неповоротную мачту при различных его положениях относительно диаметральной плоскости при максимальной и минимальной кривизне ветвей.In FIG. 6 is a top view of a geek-wishbone mounted on a fixed mast at various positions relative to the diametrical plane with maximum and minimum branch curvature.
Предлагаемая конструкция содержит мачту 1, ветви 2 гика-уишбона, регулировочный трос 3, отверстия с закрепленными в них втулками 4, натяжные барабаны - не показаны, гибкий крыло-парус 5, подковообразная оковка 6 гика-уишбона, башмак 7, ролики 8, ликпаз 9. Стрелками показано натяжение регулировочного троса 3 на барабан.The proposed design comprises a
Предлагаемая конструкция работает следующим образом.The proposed design works as follows.
Переднюю шкаторину гибкого крыла-паруса 5 вставляют в ликпаз 9 мачты 1 и производят его подъем. Затем в отверстия для втулок 4 и гибкого крыла-паруса 5 продевают регулировочный трос 3, и его концы закрепляют на натяжных барабанах. Далее производят натяжение регулировочного троса 3, так чтобы кривизна ветвей 2 гика-уишбона соответствовала ожидаемой скорости ветра, после этого производят натяжение шкотового угла гибкого крыла-паруса 5.The front crib of the flexible wing-
По данным (Ч. Мархай. Теория плавания под парусами. - Москва, Изд. «Физкультура и спорт», 1970 г., С. 100-120) величина пуза паруса изменяется в пределах от 1/7 для слабого ветра до 1/30 от хорды для сильного ветра. Поэтому ветви 2 гика-уишбона предлагаемой конструкции должны иметь при изготовлении стрелу прогиба более 1/7 от хорды.According to (Ch. Markhai. The theory of sailing. - Moscow, Publishing House "Physical Culture and Sports", 1970, S. 100-120) the magnitude of the weight of the sail varies from 1/7 for light wind to 1/30 from chords to strong winds. Therefore,
Конструкция гика-уишбона работает в основном на продольное сжатие, поэтому наличие двух поперечных связей, в роли которых выступает регулировочный трос 3, позволяет примерно на порядок снизить массу устройства и использовать наиболее выгодную для данной конструкции форму поперечного сечения ветвей 2 гика-уишбона, например, сегментную.The design of geek-Wishbone works mainly for longitudinal compression, so the presence of two cross-links, which are the adjusting
Заявляемый гибкий крыло-парус предполагает использование парусной ткани с минимальной растяжимостью. Наличие отверстий в гибком крыле-парусе 5 не оказывает никакого влияния на его работу, так как он прилегает к внутренней поверхности ветви 2 гика-уишбона.The inventive flexible wing-sail involves the use of sailing fabric with minimal stretch. The presence of holes in the flexible wing-
При изменении скорости ветра величина пуза гибкого крыла-паруса 5 может быть оперативно изменена за счет изменения кривизны ветвей 2 путем натяжения или ослабления регулировочного троса 3.When the wind speed changes, the belly of the flexible wing-
Оснащение гика-уишбона подковообразной оковкой 6 предлагаемой конструкции позволяет устанавливать его на находящуюся в эксплуатации мачту 1 путем закрепления на ее поверхности башмака 7, роликов 8 и дополнительного участка ликпаза 9.Equipping the geek-Wishbone with a horseshoe-
Для увеличения жесткости подковообразной оковки 6 ей может быть придана в поперечном сечении форма швеллера.To increase the rigidity of the horseshoe-
Гибкий крыло-парус может найти применение на ветроэлектростанциях представляющих собой замкнутый рельсовый путь с установленными на нем тележками оснащенными генераторами и парусами.A flexible wing-sail can be used in wind farms representing a closed rail track with carts mounted on it equipped with generators and sails.
Для повышения эффективности работы таких крыльев-парусов возможно оснащение их парусам 5 с гиком-уишбоном предлагаемой конструкции. Для чего необходимо снабдить их натяжными барабанами с электроприводом, управляемым датчиком скорости ветра.To increase the efficiency of such wing-sails, it is possible to equip them with
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122053A RU2721428C1 (en) | 2019-07-10 | 2019-07-10 | Flexible sail |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122053A RU2721428C1 (en) | 2019-07-10 | 2019-07-10 | Flexible sail |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2721428C1 true RU2721428C1 (en) | 2020-05-19 |
Family
ID=70735426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019122053A RU2721428C1 (en) | 2019-07-10 | 2019-07-10 | Flexible sail |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2721428C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
SU1342820A1 (en) * | 1986-05-19 | 1987-10-07 | Предприятие П/Я А-3759 | Boom for sail board |
SU1630958A1 (en) * | 1988-07-25 | 1991-02-28 | Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе | Aerodynamic ship |
-
2019
- 2019-07-10 RU RU2019122053A patent/RU2721428C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
SU1342820A1 (en) * | 1986-05-19 | 1987-10-07 | Предприятие П/Я А-3759 | Boom for sail board |
SU1630958A1 (en) * | 1988-07-25 | 1991-02-28 | Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе | Aerodynamic ship |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8975771B2 (en) | Wind power device with dynamic sail, streamlined cable or enhanced ground mechanism | |
US4044702A (en) | High efficiency aerodynamic sail system for boats, and method for sailing | |
US4625671A (en) | Sailing system | |
US9239041B2 (en) | Airborne wind energy conversion system with ground generator and unorthodox power capture or transfer | |
JPS61501621A (en) | flexible wing device | |
AU2014331535B2 (en) | Method for rigging and controlling a wing sail | |
CN110234869B (en) | Wind turbine blade | |
KR20120024820A (en) | Rotation blade-type vertical axis wind turbine | |
ITRM20100450A1 (en) | STRUCTURE OF SAILING WITH A WING PROFILE, OR WINGSAIL, PERFECTED. | |
AU2014331535A1 (en) | Method for rigging and controlling a wing sail | |
US4546718A (en) | Sailing ship | |
RU2721428C1 (en) | Flexible sail | |
US4369724A (en) | Wingsail | |
US10914284B2 (en) | Wind turbine blade | |
GB2119730A (en) | The reversing wind-sail | |
US20190193825A1 (en) | Segmented rigid sail | |
RU70318U1 (en) | Sailing Wind Turbine | |
US20110103954A1 (en) | Power transmitting system through cables for airborne wind-type power generation and sail winch-driving applications | |
US4886008A (en) | Frame spar for soft airfoils | |
US4261276A (en) | Sailing booms | |
US5115754A (en) | Adjustable spreader arms for sailing graft | |
RU188643U1 (en) | SAILWAY WINDER | |
RU2520211C2 (en) | Wing sail | |
CN216381700U (en) | Wind generating set | |
US20120304907A1 (en) | Mast for sailing vehicles |