SI25154A

SI25154A - Jadrovna konstrukcija

Info

Publication number: SI25154A
Application number: SI201700162A
Authority: SI
Inventors: Šifrer Erik
Original assignee: MIDES DESIGN d.o.o.
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2017-06-08
Publication date: 2017-09-29
Also published as: RU2722608C1; LU101116A1; EP3634846A1; LU101116B1; CA3077436A1; CN111094120B; WO2018224892A1; DK3634846T3; NZ760678A; KR20200021978A; ZA202000131B; AU2018281022B2; EP3634846B1; AU2018281022A1; US10946946B2; SG11202001098VA; SI3634846T1; KR102302862B1; HRP20230019T1; US20200198745A1

Abstract

Jadrovna konstrukcija rešuje problem uporabe centralnega jambora in s tem povezanega palubnega klasičnega vrvovja. Poleg tega omogoča enojno ali dvojno zlaganje jadrovne konstrukcije oz. podpor jadra (2) in uporabo različnih vrst jader, ki so lahko; klasična jadra (1) z letvicami (1.2), samonapihljiva jadra (1 SN), oblikovana podobno kakor jadralna padala, delno ali popolnoma napihljiva jadra (1 TN), ki jih napihnemo z nadtlakom, da dosežemo predvideni aerodinamičen profil jadra v vseh prerezih jadra (1 TN). Izum omogoča zvezno krajšanje in spravilo jadra (1) v nosilec (4), brez da bi jadro (1) prepogibali preko aerodinamičnega profila. Preko vrvi (4.3) in škripčevja omogoča zvezno krajšavo jadra (1), (1 SN) in (1 TN) na ta način, daje vrv (4.3) krožno vpeta v sistem in ne predstavlja motnje na palubi plovila (P). Zaradi mehkobe krmiljenja okrog osi (OK) je omogočena uporaba krmilnih sistemov jadra (1), ki so povezani z avtopilotom (AP) plovila (P).

Description

Jadrovna konstrukcija

Predmet izuma je jadrovna konstrukcija brez jambora, ki nadomešča vlogo jambora in hkrati omogoča namestitev vseh tehnično poznanih jader za plovila ali ostala prevozna sredstva.

Predmet izuma zajema celoten sistem z elementi, ki prevzemajo funkcijo jambora preko svojih aerodinamičnih profilov dodatno povzročajo vzgon v smeri plovbe plovil oziroma drugega prevoznega sredstva.

Tehnični problem, ki ga rešuje izum, je takšna konstrukcija nosilcev jadra, ki prevzema osnovno funkcijo jambora in ne potrebuje pomožnih vrvnih sistemov, poleg tega pa omogoča namestitev vseh poznanih rešitev jader.

Drugi tehnični problem, ki ga rešuje izum, je v tem, da so preseki elementov jadrovne konstrukcije izdelani kot aerodinamični profili, ki se lahko, vzporedno z jadrom, tudi obračajo ter zaradi aerodinamičnega profila in kota zasuka proti vpadnemu vetru zmanjšujejo zračni upor in obenem dodatno povečujejo vzgon plovila v smeri plovbe.

Četrti tehnični problem, ki ga rešuje izum, je v tem, daje moč jadrovno konstrukcijo enostavno zložiti na manjšo višino in s tem omogočiti plovbo plovila pod mostovi ipd.

Do sedaj podobnih znanih rešitev nismo uspeli zaslediti.

Iz patentne baze SIPO navajamo naslednje patente, ki opisujejo in ščitijo tehnične izume v povezavi z jadrom plovil ter so objavljeni pod številkami objav patentov, in sicer:

Št. Patentne objave: 22619

Ta patent prikazuje kajak z zložljivim jamborom in jadrom. Po tem patentu je moč jambor hitro zložiti in kajak uporabljati brez jadra in obratno.

Ta patent ne obravnava izuma z jadrom brez jambora in zato v ničemer ni soroden z našim predlaganim izumom, način zlaganja jambora pa je popolnoma drugačen, kot to predlaga predlagani izum.

• · · ·

Št. Patentne objave: 0989939

Ta patent obravnava jadro s tremi lahkimi jambori, ki služijo predvsem za določanje aerodinamičnega profila jadra.

Ta patent ne obravnava jadra brez jambora in je povsem drugačen od našega izuma.

Št. Patentne objave: 9500182

Ta patent obravnava profilno jadro. Predlaga tehničen izum postavitve aerodinamičnih reber v jadro na začetku vstopa vetra, kije pri jamboru. Predlaga ovitje reber jadra okrog jambora.

Tudi ta patent ne obravnava izuma z jadrom brez jambora in zato v ničemer ni soroden z našim predlaganim izumom. Tudi profilno jadro je izdelano popolnoma drugače, kakor to predlaga predlagani izum.

Št. Patentne objave: 22790

Ta patent obravnava podobne tehnične izume kot predhodni, le da predlaga podobne rešitve za jadralski kajak trimaranske izvedbe.

Tudi ta patent ne obravnava izuma z jadrom brez jambora in zato v ničemer ni soroden z našim predlaganim izumom. Profilno jadro tega izuma je izdelano popolnoma drugače, kakor to predlaga predlagani izum.

Vsi zgoraj našteti patenti so znano stanje tehnike in nimajo podobnih tehničnih rešitev z našim tehničnim izumom, ki je bistven v tem, da je jadrovna konstrukcija izdelana brez centralnega jambora, daje moč jadrovno konstrukcijo, ki je sestavljena iz dveh podpor, povezovalnega člena in napon, zložiti na manjšo višino in da so preseki podpor izdelani v obliki aerodinamičnih profilov, ki so prosto gibljivi okrog vzdolžne osi ali pa krmiljeni okrog vzdolžne osi, skladno z jadrom, z namenom, da zaradi obtekanja vetra dosegajo vzgonske sile v smeri vožnje plovila ali drugega vozila.

• · ·· ·· · ···«

Po izumu je problem izločitve glavnega jambora oziroma vseh jamborov rešen tako, da sta na vsaki strani jambora nameščeni podpori jadra, ki imata po preseku izdelan aerodinamičen profil, ki se lahko vrti okrog vzdolžne osi podpor jadra, lahko pa je tudi voden preko posebnega sistema, ki vrti aerodinamične profile podpor jadra v določeni korelaciji z jadrom. Podpori jadra sta na sredini ali v bližini sredine izdelani tako, da jih je moč zložiti nazaj ali naprej glede na os plovila ali vozila z namenom, da se višina zmanjša vsaj za polovico. V ta namen imata podpori jadra v pregibnem delu izdelan poseben člen, okrog katerega se zavrtita. Podpori jadra sta na zgornji strani povezani s prečnim členom, ki ima funkcijo povezave podpor in funkcijo napenjanja jadra navzgor.

Podpori sta pritijeni na plovilo ali vozilo preko napon. Zlaganje podpor pa vršimo tudi preko popuščanja napon.

Po izumu lahko na to konstrukcijo montiramo poljubno jadro, ki je lahko poljubne oblike in poljubnih profilov.

V ta namen lahko uporabimo tudi napihljivo jadro z žepki ali pred napihnjeno jadro, ki ga napihnemo z ročno tlačilko ali s kompresorjem z namenom, da že pri majhnih hitrostih vetra tvori aerodinamičen profil in s tem vzgon jadra.

Jadro je lahko vpeto v osi vpadnega kota ali v osi aerodinamičnega vzgona ali poljubno.

Izum je opisan na izvedbenem primeru in slikah, ki prikazujejo:

Slika 1 - prikazuje stranski ris celotnega plovila s celotnim sistemom in standardnim jadrom, ki je vpeto preko osi aerodinamičnega prijemališča sil jadra.

Slika 2 - prikazuje tloris celotnega plovila s celotnim sistemom in standardnim jadrom, ki je vpeto preko osi aerodinamičnega prijemališča sil jadra.

Slika 3 - prikazuje plovilo, na katerem je montiranih več sistemov pritrditve jadra, kot jih opisuje izum.

Slika 4 - prikazuje zlaganje opore jadra preko vrtljivega člena na sredini podpore jadra.

• · »· ·· · ·«··

Slika 5 A in 5 B - prikazuje zlaganje opore jadra preko vrtljivega člena na korenu oz. začetku podpore jadra, kjer so nameščene le napone 5.1 in 6.1. Napon 5 in 6 v tem primeru zlaganja ne potrebujemo nujno.

Slika 6 A in 6 B - prikazuje detajl A iz slike 4, ki prikazuje členkast spoj podpore jadra, kije lahko montiran tudi na palubi plovila oz. na spodnjem korenskem delu podpore jadra.

Slika 7 A in 7 B - prikazuje presek podpore jadra, kjer je viden aerodinamičen profil in način vrtenja okrog vzdolžne osi opore jadra.

Slika 8 - prikazuje presek delno napihljivega jadra, vpetega v jadrovno konstrukcijo brez jambora.

Slika 9 - prikazuje presek popolnoma napihljivega jadra, vpetega v jadrovno konstrukcijo brez jambora, kjer je shematsko prikazan tudi tok vetra.

Slika 10 - prikazuje presek samonapihljivega jadra in prikaz vpetja jadra v nosilec 4.

Slika 11 - prikazuje presek nosilca 4 z gredjo 4.1 v povezavi z jadrom 1 in vrvjo 4.3 za dvigovanje in spuščanje jadra 1 ter sistemom za krmiljenje nosilca 4.

Jadrovna konstrukcija brez centralnega jambora je postavljena na plovilo P ali drugo vozilo kot enoten sistem ali je teh sistemov tudi več, ki so lahko poljubno nameščeni. Eno od teh možnosti prikazuje slika 3.

Enovit sistem, ki ga opisuje izum, je sestavljen iz naslednjih osnovnih elementov oziroma komponent:

Jadra 1, ki je lahko, v določenih primerih tudi samonapihljivo jadro 1 SN ali delno oz. popolno napihljivo jadro 1 TN, nosilca 1.1, dveh podpor jadra 2, ki sta nameščeni na vsaki strani plovila P oziroma jadra 1, prečno na smer plovbe SP ali vožnje plovila P, povezovalnega člena 3, ki nosi tudi zgornje škripčevje 3.1, ki je obenem tudi zgornje vrtišče jadra 1 in prenaša silo prednapetj a j adra 1.

Nadalje je tehničen sklop sestavljen tudi iz spodnjega nosilca 4, ki napenja jadro 1 navzdol in služi obenem tudi kot prostor za navijanje oziroma shranjevanje jadra 1 ter kot vrtišče OK jadra 1.

• * ·· ·· · ··· ·

Jadro 1 napenjamo preko vrvi, kije lahko tudi pletenica ali podobno 4.3, in sicer tako, da nosilec

1.1, ki je vdelan v zgornji del jadra 1, povežemo z vrvjo 4.3. Vrv 4.3 teče preko škripca 3.1 ali kakšne druge naprave, nameščene na povezovalnem členu 3 ter teče na palubo plovila P, kjer je pritijena na poljuben način. Drugi način je takšen, da lahko vrv 4.3 teče tudi preko škripca

4.3.1, kije aretiran na palubi plovila P, dalje teče na gred 4.1, kjer je vrv 4.3 fiksno pritrjena.

Gred 4.1 je vrtljivo vležajena v sredini preseka nosilca 4 in je lahko gnana z ročnim pogonom 4.2.1 ali motornim pogonom 4.2.

Ta način je podrobneje opisan v nadaljevanju.

Na spodnjem delu je jadro 1 vpeto v nosilec 4, v katerem je lahko navito na gred 4.1 nosilca 4 ali poljubno pritrjeno. V kolikor ima nosilec 4 vgrajeno gred 4.1 za navijanje jadra 1, lahko jadro 1 med plovbo zvezno krajšamo po želji s tem, da ga navijamo na gred 4.1 nosilca 4 in obratno.

Podpori jadra 2 sta pritijeni na palubo plovila P preko znanih tehničnih rešitev, lahko pa je spodnji del podpor jadra 2 pritijen na palubo plovila P preko posebnega členkastega zgloba 7, kije predstavljen kot detajl A in je povečan na sliki 6 A in 6 B.

Podpore jadra 2 imajo lahko vgrajen členkasti zglob 7 tudi na sredini dolžine podpor jadra 2 ali v približni sredini podpor jadra 2.

V kolikor imajo podpore jadra 2 vgrajene členkaste zglobe 7 tudi ali le na sredini dolžine, je pogoj, da je pritrditev napone 5 in 6 nameščena pod členkastim zglobom 7. To je potrebno zaradi tega, da lahko zgornji del podpore jadra 2 zložimo nazaj proti smeri plovbe SP le z odpustitvijo napone 5.1.

Zaželeno je, daje zgornja pritrditev napon 5 in 6 na podpore jadra 2 čim bližje spodnjemu delu členkastega zgloba 7, da dosežemo čim višjo statično trdnost povezave napon 5 in 6 ter podpore jadra 2.

Spodnje, kakor tudi zgornje pritrditve napon 5, 5.1, 6 in 6.1 so lahko izvedene na poljubne znane tehnične načine.

V kolikor imamo členkasti zglob 7 vgrajen le na spodnjem delu podpore jadra 2, lahko zlagamo celoten sistem podpor jadra 2 in povezovalni člen 3 nazaj proti smeri plovbe SP tako, da odpustimo obe spodnji pritrditvi 5.2 obeh napon 5 in 5.1.

·« · · · · · · » · ·

Podpore jadra 2 se zavrtijo okrog členkastega zgloba 7 za kot, ki je potreben, da zgornji deli podpore jader 2 oziroma povezovalni člen 3 nasede na palubo plovila P, kjer so nameščeni posebni odmični podložni nosilci, ki sprejmejo maso zložene jadrovne konstrukcije.

Podpore jadra 2 pri zlaganju na manjšem plovilu P lahko nasedejo tudi na površino vode, po kateri plove plovilo P. Za ta namen je lahko povezovalni člen 3 izdelan tako, da ima dodatno vgrajen plovec 3.2, ki ima zadosti velik volumen, ki je od 20 do 200 litrov, da z maso izpodrinjene vode zadrži povezovalni člen 3 oziroma zloženo jadrovno konstrukcijo nad vodno gladino. Takšen način zložene konstrukcije je ponazoijen na slikah 5 A in 5B.

V primeru, da imamo členkasti zglob 7 nameščen le na približni sredini dolžine podpor jadra 2, lahko zlagamo zgornji del podpor jadra 2 s povezovalnim členom 3 nazaj proti smeri plovbe SP plovila P tako da odpustimo obe spodnji pritrditvi 5.2 obeh napon 5.1.

Zgornji deli podpor jadra 2 se zavrtijo okrog vrtišča členkastega zgloba 7 za kot, ki je potreben, da zgornji del podpore jadra 2 oziroma povezovalni člen 3 nasede na spodnji nosilec 4 ali na posebne premične podpore ali, da plovec 3.1 nasede na vodno površino za plovilom P. Takšen način zlaganja je prikazan na sliki 4 A in 4 B.

Povezovalni člen 7 je lahko nameščen tudi na obeh pozicijah podpor jadra 2 hkrati, kot je zapisano zgoraj. V tem primeru lahko zlagamo podpore jader 2 oziroma celoten sistem tako, da najprej odpustimo spodnje pritrditve 5.2 napon 5.1. Podpore jadra 2 se zaradi lastne mase zavrtijo okrog vrtišča členkastega zgloba 7 nazaj proti krmi K oziroma nasprotno od smeri plovbe SP plovila P do kota, kjer povezovalni člen 3 nasede na nosilec 4 ali na posebne premične podpore ali podobno.

Nato odpustimo še spodnje pritrditve 6.2 napon 6 in 6.1. Predhodno enkrat zloženi podpori jadra 2 se zaradi lastne mase zavrtita še okrog spodaj nameščenih vrtišč členkastih zglobov 7 naprej v smeri plovbe SP plovila P do takšnega kota, da rob podpore jadra 2 nasede na palubo plovila P, oziroma na predhodno nameščene premične nosilce, obenem pa povezovalni člen 3 drsi po nosilcu 4 ali po posebnih premičnih nosilcih naprej v smeri plovbe SP plovila P. Takšen postopek načina zlaganja je prikazan na slikah 4 A, 4 B in 4 C. Ob določenih konstrukcijskih merah, predvsem pri majhnih plovilih P, je možno, da plovec 3.2 nasede na vodno površino pred plovilom P in drži celotno konstrukcijo nad gladino.

Členkasti zglob 7 je izveden tako, daje moč zavrteti podpore jadra 2 le v eni smeri za kot do maksimalno 180 stopinj. V drugi smeri zavrtitve je členkasti zglob 7 samozaporen.

Samozapomost je izvedena tako, daje vrtišče 7.1 členkastega zgloba 7 nameščeno na strani izven preseka podpore jadra 2. Površine 7.2 in 7.3 podpor jadra 2 pa so izdelane na takšni poziciji, da raztegnjena oziroma odprta podpora jadra 2 naleže s površinami 7.2 in 7.3 stično. Površini 7.2 in 7.3 se stikata in ne dopuščata zavrtitve členkastega zgloba 7 v nasprotno smer, kot je predvidena za zlaganje podpore jadra 2. Ta prikaz zavrtitve okrog členkastega zgloba 7 je prikazan na slikah 6 A in 6 B.

Pred zlaganjem podpor jadra 2 je potrebno jadro 1 odstraniti oziroma ga pospraviti v nosilec 4.

V kolikor tega ne storimo pred zlaganjem podpor jadra 2, lahko povzročimo lom celotnega sistema ali poškodbo jadra 1.

Členkasti zglobi 7 so vedno nameščeni tako, da je os 7.1 členkastega zgloba 7 pravokotna na smer zlaganja podpor jadra 2 oziroma pravokotna na simetralo plovila (P).

V kolikor imamo nameščen členkasti zglob 7 le na spodnjem delu podpore jadra 2 oziroma pri palubi plovila P, mora biti le ta obrnjen tako, daje os 7.1 členkastega zgloba 7 bliže krmi K plovila P.

Na ta način se pri zlaganju podpore jadra 2 zgornji del podpore jadra 2 zavrti nazaj, proti krmi K plovila P, okrog osi 7.1 členkastega zgloba 7, površini 7.2 in 7.3 pa se razmakneta.

V primeru, da imamo nameščena členkasta zgloba 7 tudi ali le na približni sredini dolžine podpor jadra 2, morata biti nameščena tako, daje os 7.2 zgornjega členkastega zgloba 7 bliže krmi K plovila P, os 7.2 spodnjega členkastega zgloba 7 pa proč od krme K plovila P, bliže premcu plovila P.

Osi 7.2 členkastih zglobov 7 morajo biti nameščene tako, da so med seboj vzporedne. V kolikor osi niso vzporedne, lahko pride vsled zlaganja do relativno velikih sil na osi 7.2, ki se prenašajo kot torzijske sile na podpore jadra 2 in lahko poškodujejo podpore jadra 2 ali prijemališča PP podpor jadra 2 na palubi plovila P in pritrditev med prečnim členom 3 in podporami jadra 2.

Da izničimo toleranco izdelave in montaže členkastih zglobov 7 na podpore jadra 2, je os 7.2 izdelana tako, daje prileg osi 7.2 v členkastem členu 7 zelo ohlapen, ohlapnost prilega osi 7.2 v luknji členkastega zgloba pa je od 0,5 do 5 mm, tako da dopušča torzijsko vrtenje od 3 do 30 kotnih stopinj.

Pred pričetkom zlaganja podpor jadra 2 moramo preveriti, da so površine 7.2 in 7.3 členkastega zgloba 7 čiste oziroma, da na teh površinah ni kakršnegakoli tujka, ki bi onemogočal popolni ponovni zasuk zgornjega dela podpore jadra 2 ali celotne podpore jadra 2 v izhodiščni položaj, v katerem so vsi deli podpor jadra 2, ki so nameščeni pod in nad členkastim zglobom 7, vzporedni, oziroma v isti simetrali gledano po dolžini podpore jadra 2.

V sredini med podporami jadra 2 oziroma pod povezovalnim členom 3 je na palubo plovila P vrtljivo prihjen nosilec 4, ki služi za napenjanje jadra 1 in obenem tudi kot prostor za navijanje ali hrambo jadra 1.

Nosilec 4 ima v sredini vležajeno gred 4.1, na katero navijamo jadro 1 pri zlaganju ali krajšanju, oziroma ga odvijamo pri odpiranju jadra 1.

Navijanje jadra 1 je lahko izvedeno s pomočjo elektro motoija z reduktorjem 4.2. Kadar ne uporabimo sistema škripčevja z brezkončno vrvjo 4.3, ki je opisan v nadaljevanju, mora biti reduktor samozaporen, da se gred 4.1 ne more odvijati in jadro 1 ostane napeto. Navijanje oziroma odvijanje jadra 1 je lahko izvedeno tudi ročno preko ročice 4.2.1, ki poganja vgrajeni samozapomi reduktor, ki je lahko polžasto gonilo ali podobno.

Jadro 1 ima na vrhu nosilec 1.1, na katero je pritrjena vrv sistema 4.3, ki napenja jadro 1 preko škripca 3.1, kije montiran na vezni člen 3.

Jadro 1 je napeto s precejšnjo silo, ki obenem določa tudi profil jadra 1 v vzdolžni smeri.

Zaradi aerodinamičnih sil vzgona jadra 1 prihaja do relativno velikih sil prednapetja jadra 1, zato morajo biti vse komponente za prenapenjanje jadra 1 konstruirane s precejšnjim faktorjem varnosti.

Sistem za izvlačenje jadra 1 in zvijanje jadra 1 s t.i. brezkončno vrvjo 4.3, je izdelan tako, daje vrv 4.3 na eni strani pritrjena na nosilec 1.1 jadra 1, nato potuje preko škripca 3.1 navzdol na škripec 4.3.1, ki vrv 4.3 usmeri proti nosilcu 4. V nosilcu 4 potuje vrv preko škripca 4.3.2 na škripec 4.3.3, ki jo usmeri na škripec 4.3.4. Ta škripec vrv 4.3 usmeri pravokotno na gred 4.1, kjer je vrv 4.3 fiksno pritrjena.

Ko zlagamo jadro 1 vrtimo gred 4.1, ki je vležajena v nosilcu 4. Pri tem se prične navijati na gred 4.1 vrv 4.3 sistema za spuščanje in dviganje jadra 1. Obenem se prične navijati na gred 4.1 tudi jadro 1. Zaradi enake poti navijanja vrvi in jadra 1 na gred 4.1 je vrv 4.3 vedno napeta in drži jadro 1 preko prečne povezave 1.1 vedno napeto.

Ko je jadro 1 popolnoma zvito na gred 4.1 je skrito v nosilcu 4. V tem primeru je vrv 4.3 prav tako zvita na gred 4.1 v nosilcu 4.

Pri izvlačenju jadra 1 postopamo ravno obratno kot pri zlaganju. S tem, ko vrtimo gred 4.1 v obratni smeri, se prične odvijati tudi vrv sistema 4.3, ki preko škripca 3.1 vleče jadro 1 iz nosilca

4. Jadro 1 se somerno z vrvjo sistema 4.3 odvija iz gredi 4.1.

Na ta način lahko izvlečemo jadro 1 zvezno do poljubne višine. Krajšanje in izvlačenje jadra 1 je izvedeno brez vrvi, ki bi motile posadko na palubi plovila P.

Izvlačenje oziroma krajšanje ali pospravljanje jadra 1 je lahko gnano z elektromotoijem 4.2 ali ročno preko ročice 4.2.1. Obakrat preko navadnega ali samozapomega reduktorja ali reduktorja z zavoro.

Reduktor ali zavora reduktorja 4.2 sta zaželeni, da dodatno aretirata vrtenje gredi 4.1 in s tem omogočita silo prednapetja jadra 1, čeprav je vrv 4.3 brezkončna in prednapeta, tako, da preprečuje odvijanje gredi 4.1.

Kadar ne uporabljamo zgoraj opisanega brezkončnega navijanja/odvijanja z vrvjo 4.3, ampak napenjamo/spuščamo jadro 1, preko škripca 3.1 z navadno vrvjo, ki jo fiksiramo na palubi plovila P, moramo uporabiti samozapomi reduktor ali reduktor z zavoro 4.2.

V primeru, da uporabimo za pogon elektromotor 4.2, lahko jadro 1 popolnoma avtomatiziramo in krajšanje /daljšanje jadral ter pozicijo krmila KP plovila P računalniško povežemo z avtopilotom AP plovila P.

Nosilec 4 je na palubo plovila P pritijen tako, da se lahko vrti okrog osi krmiljenja OK, ki je lahko na poljubni dolžini nosilca 4. Pritrditev nosilca 4 na palubo plovila P je lahko izvedena različno, in sicer na vse poznane tehnične načine s tem, da mora biti konstruirana tako, da z lahkoto prenaša vse sile prednapetja jadra 1 in sile, ki nastajajo zaradi aerodinamičnih sil in sil upora vetra jadra 1.

Nosilec 4 je pritrjen na os krmiljenja OK tako, da se lahko prosto, ali z momentom do 50Nm, nagiba, prečno na vzdolžno os, v smeri SVOK v mejah od - 25 do + 25 kotnih stopinj.

Gibljiva pritrditev nosilca 4 na os krmiljenja OK je lahko izvedena na vse poznane tehnične rešitve s pogojem, da z lahkoto prenašajo vse obremenitve, ki nastopajo vsled napetosti jadra 1 in aerodinamičnih sil jadra 1 na plovilo P.

Nagibi nosilca 4 okrog v smeri SVOK so potrebni zaradi tega, da se jadro 1, zaradi napenjanja, enakomerno napne po celotno površini jadra 1, še posebej pa na zadnjem robu, saj se nosilec 4 in s tem, spodnje vpetje jadra 1, prilagaja dejanski obliki oziroma meri izbranega jadra.

Za krmiljenje nosilca 4, okrog osi VOK, ki posredno krmili tudi jadro 1, lahko uporabimo različne sisteme, ki so znano stanje tehnike. Najosnovnejši sistem je prikazan na sliki 11 in predstavlja vrvni sklop AS, ki je ovit okrog Arhimedovega škripčevja, preko katerega na palubo plovila P aretiramo vrv krmiljenja.

Krmiljenje je lahko izvedeno tudi na bolj enostavne načine, kot so krmilna palica, ki je lahko členkasto vpeta v zadnji konec nosilca 4, ali pa sofisticirano tako, daje vrtišče OK nosilca 4 vpeto v krmilni reduktor z elektromotoijem ali kakšnim drugim pogonom. Reduktor mora imeti ali zavoro ali mora biti samozaporen zato, da postavljen nosilec 4 na želeno pozicijo tam tudi ostane.

Pogon krmilnega mehanizma nosilca 4 je lahko povezan tudi z avtopilotom AP plovila P ali kako drugače krmiljen.

Aerodinamični profili 2.1, ki so nameščeni po dolžini obeh podpor jadra 2, so lahko izdelani kot to prestavlja slika 7 A ali slika 7 B.

V primeru, ki je prikazan na sliki 7 A, je na izstopnem robu profila vgrajena cevka 2.2, ki povečuje trdnost aerodinamičnega profila in preprečuje, da bi nastale poškodbe posadke pri trku v izhodni rob aerodinamičnega profila 2.1 podpore jadra 2.

Na sliki 7 B je prikazan aerodinamičen profil, ki na izstopnem robu nima vgrajene cevke, ampak sta obe aerodinamični površini profila 2.1 sestavljeni v oster rob.

Aerodinamičen profil je nataknjen na podpore jadra 2 in se lahko okrog njih prosto vrti. Zračnost med aerodinamičnim profilom 2.1 in podporo jadra 2 je od 0,5mm do 15mm, kar je dovolj, da se aerodinamičen profil 2.1 tudi pri majhnih silah vetra ne zatika na profil podpore jadra 2, ampak se prosto zavrti v smeri najmanjšega upora vetra SV.

Vrtenje aerodinamičnih profilov 2.1 je lahko prosto, vsled obtekajočega vetra SV. S tem zmanjšamo upore vetra na podpore jadra 2 in omogočimo večji izkoristek plovila P.

Vrtenje aerodinamičnih profilov 2.1 podpor jadra 2 pa je lahko izvedeno tudi mehansko preko krmiljenja, ki je lahko izvedeno na vse znane načine. V tem primeru je zaželeno, da aerodinamičen profil 2.1 podpore jadra 2 zavrtimo za točno tolikšen kot VP, da pridobimo čim višjo vzgonsko silo profila 2.1 v smeri plovbe SP plovila P in obenem minimalno silo upora vetra, ki obteka okrog aerodinamičnega profila.

Krmiljenje aerodinamičnih profilov 2.1 je lahko izvedeno v korelaciji s krmiljenjem vrtenja VOK nosilca 4 oziroma jadra 1 okrog osi OK, ali pa imamo vgrajen neodvisni sistem, ki obrača aerodinamične profile 2.1 za kote VP, ki dajejo optimalni vzgon v smeri plovila P in minimalni zračni upor v smeri plovbe SP plovila P.

V tem primeru mora biti krmiljenje preko računalnika povezano z merilcem kota krmila, kota VOK nosilca 4 okrog osi OK, merilcem hitrosti in kota vetra SV, podatkom o hitrosti in poti plovila P, nagiba plovila P z avtopilota AP.

Jadro 1 je lahko enoplastno, kot je to poznano v večini primerov. Zaradi zlaganja jadra 1 vzdolžno z navijanjem na gred 4.1 ima lahko jadro 1 vgrajene letvice 1.2, ki oblikujejo preseke aerodinamičnih profilov jadra 1.

Z uporabo takšnega jadra 1 zelo izboljšamo aerodinamičen vzgon jadra 1. Letev 1.2 je lahko do 10 kosov na dolžinski meter jadra 1.

Druga izvedba jadra, ki je omogočena v uporabi s predlaganim izumom je ta, da uporabimo t.i. samo napihljivo jadro 1 SN, ki ima vgrajene žepe, ki jih tvorijo notranje povezave PL obeh plasti samonapihljivega jadra 1 SN, ki so izvedena na podoben način kot pri jadralnih padalih.

V grobem pomeni, da predlagani izum omogoča vgradnjo segmentov jadralnega padala.

Konstrukcija jadralnih padal, ki imajo vgrajene odprte, vsled obtekanja zraka, samo napihljive žepke, kateri oblikujejo aerodinamičen profil, je tehnično znana in jih ne opisujemo posebej.

Takšna oblika aerodinamičnega profila samonapihljivega jadra 1 SN daje t.i. debele aerodinamične profile, ki dajejo pri nizkih hitrostih vetra SV velike vzgonske sile. Zato je uporaba takšnega samonapihljivega jadra 1 SN mnogo boljša izbira kot uporaba klasičnega enoplastnega jadra 1.

Vendar je uporaba takšnega samonapihljivega jadra 1 SN, ki ima samonapihljive žepke, onemogočena oz. tehnično neizvedljiva, pri plovilih P, ki imajo centralni jambor, saj samonapihljivo jadro 1 SN, v tem primeru ne more prosto viseti v konstrukciji, ampak je s sprednjim robom vpeto v jambor, ki v tem primeru pokvari aerodinamiko samonapihljivega jadra 1 SN.

Na sliki 10 je prikazan presek samonapihljivega jadra 1 SN, kjer so vidne povezave PJ obeh plasti jadra.

Tretji način jadra, ki ga lahko uporabimo v predlaganem izumu je t.i. napihljivo jadro 1 TN, ki ga napihnemo z nadtlakom preko ročne tlačilka ali kompresoija. V tem primeru je napihljivo jadro 1 TN sestavljeno iz prekatov oziroma ima med obema plastema, gledano po dolžini aerodinamičnega profila, vgrajene povezave PJ obeh plasti, ki definirajo obliko aerodinamičnih profilov napihljivega jadra 1 TN po celotni dolžini napihljivega jadra 1 TN.

Povezave P J so lahko izvedene na podoben način kot povezave P J na samonapihljivem jadru 1 SN, s tem, daje v tem primeru napihljivo jadro 1 TN popolnoma zaprto tudi na vstopnem in izstopnem robu.

Takšen način jadra 1 TN je prikazan na sliki 9, kjer je prikazano tudi obtekanje vetra SV.

Napihljivo jadro 1 TN je lahko napihljivo tudi le na vstopnem robu VR. Tak način prikazuje slika 8. Takemu jadru 1 TN pravimo delno napihljivo jadro 1 TN. Če je jadro napihljivo po celotnem preseku pa mu lahko pravimo tudi popolnoma napihljivo jadro 1 TN.

V primeru, da napihljiva jadra 1 TN krajšamo, ali zlagamo oz. navijamo na gred 4.1, moramo pred tem razbremeniti tlak v napihljivem jadru 1 TN. Po razbremenitvi tlaka lahko napihljivo jadro 1 TN navijemo na gred 4.1. Ko napihljivo jadro 1 TN zopet fiksiramo z vrvjo 4.3, lahko napihljivo jadro 1 TN zopet napihnemo z nadtlakom, da dosežemo želeni aerodinamičen profil.

Napihljivih jader 1 TN posebej ne opisujemo, ker je takšen način že znano stanje tehnike. V ta namen, kot jadro na plovilih, pa še ni bilo uporabljeno, ker zaradi centralnega jambora ni bilo pogojev. Predlagani izum opisuje in predlaga uporabo tudi vseh opisanih sistemov jader, ki so lahko klasična enoplastna z ali brez letvic, samonapihljiva in delno ali popolnoma napihljivih.

Claims

Patentni zahtevki

1. Jadrovna konstrukcija, označena s tem, daje sestavljena iz glavnih elementov, ki so: podpori jadra (2), ki sta lahko zložljivi, prečnega nosilca (3), nosilca (1.1), jadra (1), spodnjega nosilca (4), vrvi (4.3) in škripčevja.
2. Jadrovna konstrukcija, označena s tem, da jadro 1 podpirata dve elastično prednapeti podpori jadra (2), ki sta členkasto nameščeni na vsaki strani plovila (P) v točkah (PP) in ki sta na vrhu združeni s povezovalnim členom (3).
3. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 1, označena s tem, da je na povezovalnem členu (3) nameščen škripec (3.1), preko katerega je speljana vrv (4.3) na nosilec (1.1) jadra (1), s katero dvigujemo ali spuščamo jadro (1) ročno ali mehansko na vse možne poznane načine.
4. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 3, označena s tem, da je lahko na povezovalnem členu (3) nameščen plovec (3.2), katerega volumen je od 20 do 200 litrov.
5. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 1 in 2, označena s tem, daje lahko vrv (4.3) speljana od nosilca (1.1), kjer je fiksno vpeta, preko škripca (3.1) na škripec (4.3.1), ki jo usmeri na škripec (4.3.2), le ta jo usmeri na škripec (4.3.3) v nosilcu (4), ta škripec pa jo obme in usmeri na škripec (4.3.4) v nosilcu (4), kateri vrv (4.3) obme pravokotno na gred (4.1), v nosilcu (4), kjer je vrv (4.3) fiksno vpeta na gred (4.1).
6. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 1, označena s tem, daje spodnji del jadra (1) fiksno vpet v nosilec (4) na kakršen koli poznan način.
7. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 6, označena s tem, daje lahko spodnji del jadra (1) fiksno vpet na gred (4.1), kije uležajena v sredini nosilca (4).

* · · ·« · · » · • · · · · · · • · · · · · • » · 3 · · »
8. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 7, označena s tem, da lahko jadro (1) zvezno navijamo na gred (4.1) in obratno, gred (4.1) pa prenaša sile napetosti jadra (1) in aerodinamične komponente sil vetra, ki nastopajo na jadro (1).
9. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 3 in 8, označena s tem, da, v primeru, da uporabimo klasičen način dviganja/spuščanja jadra 1, ima gred (4.1) v podaljšku za pogon vrtenja vgrajen samozapomi reduktor, katerega poganjamo z ročico (4.2.1).
10. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 3 in 9, označena s tem, da ima lahko gred (4.1) v podaljšku namesto ali poleg ročnega pogona na nasprotni strani vgrajen tudi reduktor, ki mora biti, v primeru, da uporabimo klasičen način dviganja/spuščanja jadra 1 samozaporen ali takšen, da ima vgrajeno zavoro in, ki ga poganja elektromotor (4.2).
11. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 5, označena s tem, da, če uporabimo dvigovanje/spuščanje jadra 1 z vrvjo 4.3, ki je neskončna in na eni strani pritrjena na nosilec (1.1), na drugi pa na gred (4.1) in teče preko škripčevja, lahko uporabimo za pogone gredi (4.1) reduktorje, ki niso samozapomi in, ki nimajo zavore, prav tako pa lahko uporabimo tudi samozapome reduktorje in reduktorje z zavoro ali kombinacijo samozapomosti in zavore.
12. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 2, označena s tem, da so podpore jadra (2) na spodnjem delu vpete na plovilo (P) v točki (PP) preko členkastega zgloba (7).
13. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 1 oziroma 2, označena s tem, da imajo lahko podpore jadra (2) vgrajen členkasti zglob (7) tudi na približni sredini dolžine podpor jadra (2).
14. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 13, označena s tem, da so zgornje pritrditve napon (5) in (6) nameščene na podpore jadra (2) tik pod členkastim zglobom (7), ki je nameščen na približni polovici dolžin podpor jadra (2).
15. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 12 in 13, označena s tem, da so členkasti zglobi (7) v raztegnjenem oz. zaprtem položaju enostransko samozapomi, na ta način da površini (7.2) in (7.3) naležeta ena na dmgo, pri odpiranju členkastega zgloba (7) pa se zgornji del podpore jadra (2) zavrti okrog somika (7.1) členkastega zgloba (7) do poljubnega kota, kije lahko od 0 do največ 180 kotnih stopinj.
16. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 15, označena s tem, da so osi (7.1) členkastih zglobov (7) med seboj vzporedne in obenem pravokotne na smer zlaganja SZ podpor jadra (2).
17. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 11 in 12, označena s tem, da so prilegi osi (7.1) v členkastih zglobih (7) ohlapni od 0,5 do 5mm in da zato dopuščajo torzijsko vrtenje v osi podpor jader (2), ki je lahko od 3 do 30 kotnih stopinj.
18. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 11, označena s tem, da če je na spodnji strani podpor jader (2) na palubi plovila (P) nameščen le en členkasti zglob (7), mora biti somik (7.1) členkastega zgloba (7) orientiran tako, da je bližje krmi (K) plovila in obenem pravokoten na simetralo plovila (P).
19. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 16, označena s tem, da če je na vsako podporo jadra (2) nameščen en oziroma prvi členkasti zglob (7) na spodnji strani pri palubi plovila (P) in drugi členkasti zglob (7), ki je na približni polovici dolžine podpore jadra (2), so členkasti zglobi (7) orientirani tako, da so somiki (7.1) spodnjih členkastih zglobov (7) bliže premcu (PR) plovila (P), somiki (7.1) zgornjih členkastih zglobov (7) pa bliže krmi (K) plovila (P), vsi somiki med seboj pa so vzporedni in orientirani tako, da so pravokotni na simetralo plovila (P).
20. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 6, označena s tem, daje nosilec (4) vrtljivo uležajen na palubi plovila (P) preko vrtišča (OK), ki leži na približni tretjini dolžine spodnje globine aerodinamičnega profila jadra (1).
21. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 20, označena s tem, da vrtišče (OK), preko nosilca (4) prenaša sile napenjanja jadra (1) in komponente aerodinamičnih sil vetra, ki deluje na jadro (1), na plovilo (P).

¹⁶ ·· ·· ·. :
22. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 21, označena s tem, da lahko nosilec (4) krmilimo okrog osi (OK) v smeri (VOK) z vrvnim sklopom (AS), ki je ovit okrog t.i. Arhimedovega škripčevja, preko katerega je pritrjen na palubo plovila (P).
23. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 21, označena s tem, da lahko nosilec (4) krmilimo okrog osi (OK) v smeri (VOK) tudi preko samozapomega reduktoija, kije lahko gnan ročno ali električno ali s kakšnim drugim servo motoijem.
24. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 23, označena s tem, da lahko krmiljenje nosilca (4) okrog osi (OK), v smeri (VOK), s pomočjo reduktoija z motoijem, povezano z avtopilotom (AP), plovila (P).
25. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 23, označena s tem, daje nosilec (4) pritijen na os krmiljenja (OK) tako, da se lahko prosto, ali z momentom do 50 Nm, nagiba, prečno na vzdolžno os, v smeri (SVOK) v mejah od - 25 do + 25 kotnih stopinj.
26. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 1 in 2, označena s tem, da so lahko na podpore jader (2) v vzdolžni smeri nameščeni aerodinamični profili (2.1), ki so prosto gibljivi okrog vzdolžnih osi podpor jadra (2), zračnost med podporami jadra (2) in aerodinamičnimi profili (2.1) pa je lahko od 0,5 mm do 15 mm.
27. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 26, označena s tem, da so lahko zasuki (VP) aerodinamičnih profilov (2.1) okrog osi podpor jadra (2) krmiljeni preko poznanih sistemov, ki so povezani z avtopilotom (AP) plovila (P).
28. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 1,2 oziroma 8, označena s tem, da lahko med nosilec (1.1) in nosilec (4) vpnemo jadro (1), ki ima vdelanih do 10 letvic (1.2) na dolžinski meter višine jadra (1), letvice (1.2) pa so po dolžini oblikovane kot aerodinamični profili jadra (1) tako, da skupaj z jadrom (1) oblikujejo idealen aerodinamičen profil jadra (1), j adro (1) pa lahko skupaj z nameščenimi letvicami (1.2) zvij emo z gredj o (4.1) v nosilec (4)·
29. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 28, označena s tem, da lahko med nosilec (1.1) in nosilec (4) vpnemo t.i. samonapihljivo jadro (1 SN), ki ima všite povezave (PJ), katere tvorijo odprte žepke, kateri, pri pretoku vetra (SV), ustvaijajo aerodinamičen profil samonapihljivega j adra (1SN).
30. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 28, označena s tem, da lahko med nosilec (1.1) in nosilec (4) vpnemo t.i. napihljivo jadro (1 TN), kije sestavljeno iz prekatov oziroma ima med obema plastema, gledano po dolžini aerodinamičnih profilov jadra (1 TN), vgrajene povezave (P J) obeh plasti, ki definirajo obliko aerodinamičnih profilov jadra (1 TN) po celotni dolžini jadra (1 TN), nadtlak v napihljivem jadru (1 TN) pa dosežemo z ročno ali električno gnano ali kako drugače gnano tlačilko.
31. Jadrovna konstrukcija po zahtevku 30, označena s tem, da je lahko napihljivi del napihljivega j adra (1 TN) le sprednji rob, oziroma vpadni rob (VR) jadra (1 TN).