WO2001004000A1 - Mejoras introducidas en los aparejos rotatorios para barcos de vela - Google Patents

Mejoras introducidas en los aparejos rotatorios para barcos de vela Download PDF

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Definitions

  • the present invention represents a significant improvement over the existing "rotary rigs" for sailboats.
  • This is usually called a rigging in which the mast pierces the deck of the sailboat down to the keel, and supports all the rest of the rig without existing in principle or you are not Beingque, also rotating the entire rig in unison 360 ° on the same.
  • it is included in this rotational rigging surfaces on both sides of the axis of rotation in such a way that the center is behind and not very distant from said axis of rotation.
  • This type of rig offers the advantages of allowing the control of the two sails with a single notch, of absorbing the great tensions upwards of the beams when they are connected to the rotating mast, of having a small pair of horizontal rotation, of maintaining a opening
  • slot constant between jib and major, to eliminate the overlap of the major over the jib in the aft directions, to always be able to receive the wind through the grail, to avoid dangerous translucent, and to be able to orient as a weather vane before sudden wind gusts
  • Sophisticated rotation control could include: Rotation braking. Rotation slowdown. Limitation of rotation angles, especially for tight bearings.
  • a mast - wing would be easy to install with this type of rig. It would allow a better tight navigation. Naturally a second small rotation in relation to the boom-projection axis would be necessary (fig. 9).
  • a rigid mast - wing represents a permanently hoisted sail with all the inconveniences that this implies.
  • Alternative solutions may be: A rounded fixed mast wrapped by a cloth (fig. 10), or a fixed mast provided with two rails, a piece of cloth to simulate the wing, and a self-rotating vertical bar connected to the sail itself (fig. .11), or a rounded rotary mast, also with two rails and a piece of cloth to simulate the wing, and a fixed connection with the sail itself (fig. 12, or finally a mast with a rotating elongated section and with the sail directly embedded in it (fig. 13).
  • the mast-wing fabrics could be collected: either by lowering them by their rails to deck, or
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) either by winding them on the mast or on the sling of the sail itself.
  • the mast and the axis of rotation do not always have to coincide.
  • the inclination of the mast forward, in relation to the axis, helps to compensate the rig.
  • a sailboat there may be more than one spindle rig and mixing with fixed rigs.
  • the controls of halyards, curls, pajarines, etc., could be forwarded through the base inside the ship.
  • the jib could be stiff. Something similar to the front wing of an airplane's wing, but naturally bidirectional. It could even merge with a mast-wing. We would thus have something similar to the rigging of
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) A sail board. You should then use a mini bracketed boom to separate the mast and the boom.
  • a downward flexible boom could be used.
  • the transmission of the tension to the greater one could also be done from the station of the jib and through the top of the mast.
  • a Spindle Rig can be used with advantage by virtually any type of sailboat, both single hull and multihull.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) additional special, it could have floats capable of moving with a waterline not parallel to that of the central hull; either by flexibility of the material of the arms, or by articulated joints.
  • Fig. 1 shows a front view of the rig according to the invention, sectioned at the height of the shaft.
  • Fig. 2 shows a cross-sectional view of a sailboat with the aforementioned rig and the sails deployed, also sectioned at the height of the shaft.
  • Fig. 3 shows a plan view of the rig with the bracketed boom (wishbone).
  • Figs. 4 to 8 show the logical evolution of the solutions in paragraph 4.
  • Figs. 9 to 13 show various ways to get good masts - wing with our rig.
  • Figs. 14 to 16 schematically show a trimaran of about 10 meters with folding side floats for docking and transport, also rigged in Huso.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) - Velic Center. - Axis of rotation. - Graphical - Opening. 0- Moon landing. 1- Base. 2- Obenques. 3- Tensioner. 4- Pet Fist. 5- Baluma. 6- Union. 7- Bearing or ball joint. 8- Sheet. 9- Diamonds. 0- Intermediate Connection Structures (EIC). 1- External Pet. 2- Rotation Control Mechanism. 3- You are.

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Abstract

Mejoras introducidas en los aparejos rotatorios para barcos de vela caracterizándose estas mejoras en que la conexión de la botavara al resto del aparejo es tal que en plano horizontal la botavara tenga que girar al unísono con el resto del aparejo, pero que pueda moverse de arriba abajo en plano vertical para dar tensión a las velas; en que el eje se expande a lo ancho al aflorar por encima de la cubierta formando una base ancha y fuerte, lo que permite el que el control de la rotación de todo el aparejo se pueda hacer desde dicha base, no sólo por disponer allí de los necesarios mecanismos de control, sino también porque los restantes elementos del aparejo están obligados a rotar con dicha base; esta base permite además la utilización de obenques y estayes rotatorios para ayudar a soportar el mástil.

Description

MEJORAS INTRODUCIDAS EN LOS APAREJOS ROTATORIOS PARA
BARCOS DE VELA
El presente invento representa una importante mejora sobre los existentes "aparejos rotatorios" para barcos de vela. Se suele llamar así a un aparejo vélico en el que el mástil perfora la cubierta del velero bajando hasta la quilla, y soporta todo el resto del aparejo sin que existan en principio ni estáis ni obenques, rotando además todo el aparejo al unísono 360° sobre el mismo. A fin de evitar pares de giro horizontal excesivamente grandes, se incluye en este aparejo rotatorio superficies vélicas a ambos lados del eje de rotación de tal forma que el centro vélico quede por detrás y no muy distante de dicho eje de rotación. Esto se hace mediante una vela mayor situada por detrás del mástil y mediante un foque envergado sobre una prolongación rígida de la botavara por delante del mástil, a la que llamaremos verga. Éste tipo de aparejo ofrece las ventajas de permitir el control de las dos velas con una sola escota, de absorber las grandes tensiones hacia arriba de las escotas al estar estas conectadas al mástil giratorio, de tener un pequeño par de giro horizontal, de mantener una apertura
(slot) constante entre foque y mayor, de eliminar el solape de la mayor sobre el foque en los rumbos de popa, de poder recibir siempre el viento por el grátil, de evitar las peligrosas trasluchadas, y de poder orientarse como una veleta ante súbitas rachas de viento.
Los aparejos rotatorios son conocidos desde hace ya varios años. Los modelos reducidos de barcos de vela fueron los primeros en
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 25) utilizarlos. Según nuestras noticias, el primero en utilizarlos para veleros tripulados fue K.R. May en 1.975 con su "Boomsprit" (publicado por la AYRS en su n° 81). Posteriormente aparejos rotatorios han sido ofrecidos comercialmente para veleros tripulados, destacando el Aerorig desarrollado por lan Howlet y Carbospars Ltd., Reino Unido, en 1.990 (solicitud de patente europea n° EP 0 392 848 Al.
Nosotros creemos que estos aparejos, y sobretodo el Aerorig que es el que más éxito ha tenido, presentan una serie de importantes inconvenientes. Su eficiencia navegando en ceñida es pobre, creemos que debido a la falta de tensión del grátil del foque, al gran grosor del mástil, a la flexibilidad del tope de un mástil sin obenques, y a la falta de alunamiento de la mayor.
Asimismo, la unión del conjunto verga -botavara con el mástil es una mala solución ingenieril ya que las grandes tensiones de la mayor y del foque tienen que ser absorbidas por una rígida unión puntual. Esta unión rígida hace además el montaje y el desmontaje más difícil, impide variar la distancia entre la botavara y la cubierta, y no permite tensionar hacia abajo las velas. Al ser el aparejo compensado, y estar controlado solamente por la escota de la vela mayor, su estabilidad rotacional es mala, siendo difícil el que el aparejo se quede quieto cuando hay poco viento, forzando el rizado simultáneo de ambas velas, y haciendo difícil la adición de superficie vélica suplementaria.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Las soluciones aparecen por sí mismas de manera lógica: El conjunto verga-botavara no debería de estar rígidamente unido al mástil, sino que debería de estarlo de forma articulada, y unido por sendos tensores o escotas a la parte inferior del mástil. Esto permitiría un montaje más sencillo, una verga-botavara más ligera, con movimiento de arriba abajo, y un mejor control de la tensión de las velas (fig. 4).
Todavía seria mejor solución independizar botavara y verga (fig.
5). Esto permitiría no solo tensar independientemente foque y mayor, sino también el que más tensión en la escota de la mayor crease simultáneamente más tensión en el grátil del foque a través del tope del mástil.
A fin de absorber los momentos opuestos de la botavara y de la verga, sus conexiones articuladas al mástil deberían de ser fuertes y anchas. Una solución a base de botavaras ahorquilladas, aplicada también a la verga, permitiría conseguir esto con facilidad, y además permitir el que las velas, y sobretodo los patines de la mayor, puedan descender por entre los lados de la botavara ahorquillada, especialmente al rizar o arriar (fig. 6) . El siguiente paso llega casi automáticamente. ¿Si tenemos una conexión ancha por que no montar unos obenquillos de diamante? (fíg.
7).
El siguiente paso también es obvio. ¿Por qué no anchear la base del mástil a nivel de cubierta? (fig. 8). Esto permitiría:
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Ayudar a rigidizar el mástil mediante el empleo de obenques rotatorios.
Evitar deformaciones a nivel de rodamiento de cubierta, permitiendo así una más fácil rotación.
El que tensor y escota tiren con un mejor ángulo. Mantener tensionado el mástil hacia atrás, mediante el retrasado de crucetas y obenques, independientemente de la tensión que pueda transmitir la propia vela mayor.
Las soluciones que hemos propuesto se basan principalmente en una base ancha y fuerte a nivel de cubierta y en una estructura más sensata, que nos proporcionan un aparejo más fuerte, manejable, ligero, y barato. En realidad se trata de una solución en tres dimensiones:
En el plano vertical-transversal, los obenquillos en diamante y los obenques fijos a la base ayudan a soportar el mástil (fig. 1). En el plano vertical- adelante atrás, las tensiones en la escota de la mayor se traducen en tensiones en su baluma así como en tensiones en el grátil del foque (fig. 2).
En el plano horizontal, tenemos una solución sensata a base de una botavara ahorquillada (fig. 3). Aunque para barcos pequeños los momentos de rotación horizontal remanentes pueden ser fácilmente absorbidos por una escota de mayor externa, para barcos mayores podemos pasar a lo que se podría llamar
"cuarta dimensión". Si conectamos el conjunto botavara- verga a la bese, directamente o a través de unas estructuras intermedias de
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) conexión lo suficientemente fuertes, y rodeamos la base de los necesarios mecanismos de control de rotación, podremos controlar la rotación y la no rotación del aparejo vélico, incluso sin necesidad de utilizar la escota externa. Tendríamos entonces algo similar a una retenida permanente, algo similar a un aparejo prisionero a un aparejo domado.
Un control sofisticado de la rotación podría incluir: Frenado de la rotación. Ralentización de la rotación. Limitación de ángulos de rotación, especialmente para rumbos de ceñida.
Posibilidad de rotación en solo una dirección. Rotación de seguridad para golpes de viento. E incluso control remoto de rotación, manual o mecánico. En realidad el proceso de controlar la rotación del aparejo a través de la base, en vez de hacerlo a través de la escota de mayor, es más complicado de lo que parece. Si se controla con la escota solamente hace falta rigidizar la conexión horizontal entre la verga y la botavara, ya que la rotación de la mayor se controla desde su escota. Si por el contrario el control de rotación lo queremos hacer desde la base, es necesario además rigidizar la conexión horizontal entre la botavara y la base, es además necesario el que esta conexión sea muy fuerte para poder absorber el enorme par de fuerzas producido por la mayor, hacerlo de tal forma que la botavara no "siegue" al rotar las cabezas de
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) los tripulantes, y que se pueda controlar tensión a la mayor y al grátil del foque.
La existencia de un aparejo fuerte con su rotación bien controlada, permitiría además la utilización temporal de velas adicionales con vientos flojos. Nos referimos no solo a velas rotatorias tales como foques más grandes o foques adicionales atangonados, sino
también a foques fijos conectados abajo a la cubierta y arriba al mástil del aparejo rotatorio. Sería algo así como un primer rizo.
Un mástil - ala sería fácil de instalar con este tipo de aparejo. Permitiría una mejor navegación de ceñida. Naturalmente una segunda pequeña rotación con relación al eje botavara - proyección sería necesaria (fig. 9) .
Sin embargo un mástil - ala rígido, representa una vela permanentemente izada con todos los inconvenientes que esto implica. Soluciones alternativas pueden ser: Un mástil fijo redondeado envuelto por una tela (fig. 10), o un mástil fijo provisto de dos carriles, un trozo de tela para simular el ala, y una barra vertical autogiratoria conectada a la vela propiamente dicha (fig. 11), o un mástil redondeado rotatorio, también con dos carriles y un trozo de tela para simular el ala, y una conexión fija con la vela propiamente dicha (fig. 12, o finalmente un mástil de sección alargada rotatorio y con la vela directamente envergada en él (fig. 13).
En las soluciones (fig. 13, fig. 1 1 y fig. 12), las telas del mástil - ala se podrían recoger: o bien bajándolas por sus carriles a cubierta, o
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) bien enrollándolas sobre el mástil o sobre la relinga de la vela propiamente dicha.
El mástil y el eje de rotación no tienen siempre que coincidir. La inclinación del mástil hacia delante, en relación al eje, ayuda a compensar el aparejo.
La existencia de una base ancha, y de un buen mecanismo de control de rotación, hacen menos necesaria la compensación.
La existencia de una base ancha y fuerte, y de fuertes estructuras intermedias de conexión, hacen innecesario el que el mástil y la base sean una sola pieza, pudiendo el mástil bajar hasta la quilla a través de la base, o simplemente apoyarse en la base.
Aunque este aparejo ha sido concebido como autosoportado, en algunos casos extremos podría ser de interés la utilización de estáis permanente externos. Uno de estos casos podría ser el de un mangudo multicasco con cuatro estáis en sus cuatro esquinas.
Se podría utilizar varios foques.
Se podrían utilizar dos mayores paralelas.
En un velero puede haber más de un aparejo en huso y mezcla con aparejos fijos. Los controles de drizas, rizos, pajarines, etc., podrían ser reenviados a través de la base al interior del barco.
El foque podría ser rígido. Algo similar al alerón delantero del ala de un avión, pero naturalmente bidireccional. Podría incluso fusionarse con un mástil-ala. Tendríamos así algo similar al aparejo de
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) una tabla de vela. Se debería de utilizar entonces una mini botavara ahorquillada para separar el mástil y la botavara.
En vez de una botavara articulada, se podría utilizar una botavara flexible hacia abajo. La transmisión de la tensión a la mayor también se podría hacer desde el estai del foque y a través del tope del mástil.
Incluso un mástil doble. Un mástil telescópico. Estáis de foque laterales, Dos pequeñas velas al lado del mástil para completar el efecto apertura del pequeño foque autovirante, etc. Un Aparejo de Huso, o Vela en Huso, puede ser usado con ventaja por práticamente cualquier tipo de barco de vela, tanto moncasco como multicasco. Así por ejemplo: un monocasco de unos diez metros de eslora con aparejo sencillo como en las (fig. 1) a (fig. 3); o un trimarán desmontable de 40 ó 50 kg. para llevar en la baca del coche y con una sola vela, o un trimarán remolcable de unos 200 kg. de peso con los flotadores laterales recogibles por deslizamiento hacia dentro y con un aparejo de huso sencillo; o un monocasco de 16 m. con dos aparejos en huso y la posibilidad de instalar un foque fijo para vientos ligeros, etc. Sin embargo nuestro proyecto favorito es el de un trimarán motovelero de unos diez metros de eslora con aparejo sencillo y con flotadores laterales plegables hacia dentro y hacia abajo para poder atracar y ser transportado, mediante bisagras de plegado en la unión de los brazos al casco central (fig. 14) a (fig. 16). Como característica
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) especial adicional, podría tener flotadores capaces de moverse con una línea de flotación no paralela a la del casco central; bien por flexibilidad del material de los brazos, o bien por uniones articuladas.
En los dibujos: La fig. 1 muestra una vista frontal de aparejo según invención, seccionado a la altura del eje.
La fig. 2 muestra una vista transversal de un velero con el mencionado aparejo y las velas desplegadas, seccionado también a la altura del eje. La fig. 3 muestra una vista en planta del aparejo con la botavara ahorquillada (wishbone).
Las figs. 4 a 8 muestran la evolución lógica de las soluciones del parágrafo 4.
Las figs. 9 a 13 muestran diversas formas de conseguir buenos mástiles - ala con nuestro aparejo.
Las figs. 14 a 16 muestran esquemáticamente un trimarán de unos 10 metros con flotadores laterales plegables para atraque y transporte, aparejado también en Huso.
En los dibujos figura: 1- Vela Mayor.
2- Botavara.
3- Mástil.
4- Verga.
5- Foque.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) - Centro Vélico. - Eje de Rotación. - Grátil. - Apertura. 0- Alunamiento. 1- Base. 2- Obenques. 3- Tensor. 4- Puño de Escota. 5- Baluma. 6- Unión. 7- Rodamiento o Rótula. 8- Escota. 9- Diamantes. 0- Estructuras Intermedias de Conexión (E.I.C.). 1- Escota Externa. 2- Mecanismo de Control de Rotación. 3- Estáis.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1.- MEJORAS INTRODUCIDAS EN LOS APAREJOS ROTATORIOS PARA BARCOS DE VELA definiendo como aparejo rotatorio aquel formado por un eje sensiblemente vertical que atraviesa la cubierta del barco y baja hacia la quilla; soportado por dos rodamientos, coronas, o rótulas, uno en la zona de cubierta y el otro en la zona de la quilla; capaz de rotar 360° sobre si mismo; y capaz de soportar él solo el resto del aparejo con el que rota al unísono; aparejo consistente en principio en un mástil, más o menos prolongación del eje, una botavara, una vela mayor envergada entre mástil y botavara, una verga prolongación de la botavara por delante del mástil, y un foque envergado entre mástil y verga. Caracterizándose estas mejoras en que la conexión de la botavara al resto del aparejo es una conexión articulada alrededor de un eje teórico horizontal de tal forma que en el plano horizontal la botavara tenga que girar al unísono con el resto del aparejo, pero que pueda moverse de arriba abajo en el plano vertical, para lo cual existe una escota de mayor conectada al resto del aparejo que controla este movimiento, pudiendo ser esta escota flexible o rígida, y pudiendo trabajar a tracción o a compresión. Asimismo en que el eje se expande a lo ancho al aflorar por encima de la cubierta formando una base ancha y fuerte, lo que permite el que el control de la rotación de todo el aparejo se pueda hacer desde dicha base, no solo por disponer allí de los necesarios mecanismos de control, si no también porqué los restantes elementos del aparejo están conectados fuerte y rígidamente
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) a la base, bien directamente o bien a través de estructuras intermedias de conexión, de tal forma que todos los elementos del aparejo estén obligados a girar al unísono, debiendo esta conexión de permitir el que la botavara y los restantes elementos del aparejo estén lo suficientemente separados de cubierta, o lo suficientemente próximos al eje, como para no molestar a la tripulación. El control de la rotación puede ir desde un sencillo frenado hasta un sofisticado telecontrol automático. Esta base permite. Además la utilización de obenques y estáis rotatorios para ayudar a soportar el mástil, pudiendo ser éstos permanentes o temporales, flexibles o rígidos. Permite además la adición temporal de otras velas rotatorias, e incluso de velas fijadas abajo a cubierta.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
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