[go: up one dir, main page]

DE3248049A1 - Tragflaechen-segelfahrzeug - Google Patents

Tragflaechen-segelfahrzeug

Info

Publication number
DE3248049A1
DE3248049A1 DE19823248049 DE3248049A DE3248049A1 DE 3248049 A1 DE3248049 A1 DE 3248049A1 DE 19823248049 DE19823248049 DE 19823248049 DE 3248049 A DE3248049 A DE 3248049A DE 3248049 A1 DE3248049 A1 DE 3248049A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sail
wing
mast
vehicle
attached
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19823248049
Other languages
English (en)
Inventor
Patrick J. Duxbury Mass. Cudmore
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE3248049A1 publication Critical patent/DE3248049A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/16Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
    • B63B1/24Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B15/00Superstructures, deckhouses, wheelhouses or the like; Arrangements or adaptations of masts or spars, e.g. bowsprits
    • B63B15/0083Masts for sailing ships or boats
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/04Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
    • B63H9/06Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
    • B63H9/061Rigid sails; Aerofoil sails

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Toys (AREA)

Description

  • Beschreibung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Segelfahrzeug und im einzelnen auf Tragflächen-Segelboote mit Flügelsegeln.
  • In den vergangenen Jahren wurde ständig versucht, die Leistungsfähigkeitscharakteristiken von Segelfahrzeugen zu vergrößern.
  • Frühere Segelboote waren auf ein Segeln allgemein in Windrichtung beschränkt. Die Fähigkeit, in einer Richtung allgemein gegen den Wind zu segeln, wuchs mit der langsamen Entwicklung von Rumpf-, Segel- und Takelungsbauarten. Mit dem Aufkommen von Wende-Segelbooten (tacking sailboats) wurde es möglich, sich rechtwinklig zum Wind oder sogar in einer Richtung leicht gegen den Wind zu bewegen. Derartige Segelboote erforderten jedoch Mittel zum Widerstehen bzw. Überwinden der Windabwärtsdrift und eines überdrehenden Moments, was aus der Seitwärtskomponente der von dem Segel erzeugten Kraft resultiert.
  • Es wurden viele Versuche unternommen, um die Segelboot-Bauart bezüglich des Geschwindigkeitspotentials und der Fähigkeit zu verbessern, sich in der Windrichtung vorzubewegen. Es wurden Tragflügel bzw. Tragflächen benutzt, um den Rumpf aus dem Wasser zu heben und den hydrodynamischen Widerstand stark zu reduzieren, während die Windabwärtsdrift dennoch überwunden wird. Es wurden verschiedene Tragflächenkonfigurationen entwickelt, um die Geschwindigkeit zu vergrößern und die Stabilität zu verbessern, wobei entweder vollständig eingetauchte oder geneigte oberflächeneindringende Tragflächen benutzt wurden. Solche Bauarten hatten einen übermäßig kleinen Geschwindigkeitswiderstand und erforderten starke Winde sowie große Geschwindigkeiten, um den Rumpf aus dem Wasser zu heben. Bei größeren Geschwindigkeiten litten die meisten Tragflächen-Segelboote an einer Luft-Ventilierung der vorderen leeseitigen Tragfläche, wodurch diese den Auftrieb verlor und plötzlich untertauchte, was zu einem neigungsumpolenden Kentern (pitchpoling capsize) führte.
  • Verbesserungen bezüglich der Fähigkeit eines Segelboots, mehr direkt in den Wind zu segeln, ergaben sich mit der Verwendung von Flügelsegeln und starren Segeln, die wirksamere Stromlinienkörper-Formen anwenden. Auch wurden verschiedene, nicht vertikale Segel entwickelt, um das Uberdreh- bzw. Umkipp- bzw. Kentermoment zu redu zieren. Flügelsegel und starre Flügel entwickeln einen Auftrieb (lift) bei kleineren Angriffswinkeln, als es ein herkömmliches Bermuda-Segel vermag; außerdem ermöglichen sie, daß ein Segelboot »s zu 130 näher zum Wind zeigen kann. Symmetrische Stromlinienkorperformen sind fixiert und einfach, aber sie entwickeln um 10 % weniger Auftrieb als ein Bermuda-Segel derselben Größe.
  • Asymmetrische Stromlinienkörperformen können bis zu 50 % mehr auftrieb als ein Bermuda-Segel derselben Größe entwickeln, aber ihre Asymmetrie muß umgekehrt werden, wenn das Segelboot dreht oder die Richtung umkehrt. Die Mechanismen, die zum Durchführen kieses Vorgangs entwickelt wurden, sind kompliziert und schwer gewesen. In den vergangenen Jahren wurden Verbesserungen hinsichtlich der Leistungsfähigkeitscharakteristiken von Tragflächen-Segelbooten gemacht. Jedoch kam derartigen Segelbooten ein unterschiedlicher Erfolg zu, und zwar wegen der Nachteile bezüglich ver Steuerung, der Stabilität und der aero/hydrodynamischen Leitungsfähigkeit.
  • per vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stromlinienkörper- bzw. Tragflächen-Segelboot zu schaffen, das nicht unter den genannten Nachteilen leidet. Im Rahmen einer weiteren Aufgabe soll ein Hochgeschwindigkeits-Tragflächensegelboot mit verbesserten Leistungseigenschaften geschaffen werden.
  • pRs Tragflügel- bzw. Tragflächen-Segelboot der vorliegenden Erfindung weist vordere und hintere oberflächeneindringende Tragflächen und ein asymmetrisches Flügelsegel auf. Beide Tragflügel bz.w. Tragflächen haben eine umgekehrte Bogenkonfiguration, ferner einen Querschnitt, der etwa einem Kreissegment entspricht (das heißt einem von einer Sehne begrenzten Bogen), außerdem große Flügelstreckungen (aspect ratios) (Spanne2/Fläche) und sind mittels Deckplatten und rohrförmiger Rumpfglieder miteinander verbunden. Das Flügelsegel hat ein einziges, starres, symmetrisches Kopfrahmenglied und ein asymmetrisches, zweiteiliges, angelenktes Fußrahmenglied. Das letztere hat ein Paar von symmetrischen Abschnitten, die in bezug aufeinander eine begrenzte Bewegung ausführen können. Eine Segel-Socke ist zwischen den Kopf-und Fußrahmen stark eingespannt, wobei der vordere Abschnitt des Fußrahmengliedes in bezug auf die Segel-Socke bewegbar ist. Das Flügelsegel ist an einem Mittelmast (center mast) gehalten, der auskragend und drehbar ist.
  • Hinsichtlich weiterer Einzelheiten bezüglich der erfindungsgemässen Merkmale wird auf die Ansprüche 1, 8 und 13 sowie auf die diesbezüglichen Unteransprüche verwiesen.
  • Ein weiteres Verständnis des Prinzips und der Ziele der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der zeichnerischen Darstellung.
  • Es zeigen: Figur 1 - in einer Draufsicht ein Tragflächen-Segelboot nach der vorliegenden Erfindung, Figur 2 - das Segelboot aus Figur 1 in einer Seitenansicht, Figur 3 - das Segelboot aus Figur 1 in einer Frontansicht, Figur 4 - in einer perspektivischen Ansicht einen zweiteiligen Fußrahmen eines Flügelsegels aus Figur 1 und Figur 5 - eine Querschnittsansicht längs der Linie 5-5 aus Figur 2.
  • In den Zeichnungen, insbesondere in den Figuren 1, 2 und 3, ist ein Tragflügel- bzw. Tragflächen-Segelboot 10 dargestellt, und zwar beispielhaft ein Proa (ein Boot, das gleich gut in den VQrwärts- und Rückwärtsrichtungen segelt). Das Segelboot hat einen vorderen Tragflügel 12, einen hinteren Tragflügel 14 und ein Flügelsegel (wingsail) 16, das windwärts geneigt ist. Die Tragflügel 12 und 14 haben einen Kreissegment-Querschnitt mit scharfen Vorder- und Hinterkanten, so daß die Tragflügel gleich gut in jeder Richtung arbeiten. Jeder Tragflügel 12:und 14 ist ein oberflächendurchdringendes, eine große Flügelstreckung (high aspect radio) aufweisendes Tragflügelgebilde mit einem im wesentlichen U-förmigen oder umgekehrt bogenförmigen Profil. Die Bodenfläche eines jeden Tragflügels 12 und 14 ist mit einem Paar von Stegen (skegs) 18 versehen, die bei hohen Geschwindigkeiten einen Mittelschwertseitenauftrieb bilden. Die Stege haben gemäß der Darstellung in Figur 1 ein im wesentlichen asymmetrisches Profil. Sie sind weit verteilt bzw. beabstandet und so bemessen, daß dann, wenn das Boot eine Seitenneigung hat, der in dem Wasser verbleibende Steg einen adäquaten windseitigen Auftrieb bildet. Spitzen- oder Endplatten 20, die an dem Fuß eines jeden Stegs 18 vorgesehen sind, vergrößern die Wirksamkeit der Stege, schützen die Spitzen bzw. Enden derselben und fungieren als grobe Kufen zum Auflaufen auf den Strand (beaching).
  • Die Tragflügel bzw. -flächen 12 und 14 sind miteinander durch Rumpfglieder 22 und 24 verbunden, die parallel zueinander angeordnet sind. Jedes Rumpfglied 22 sowie 24, beispielsweise ein Abschnitt eines dünnwandigen Aluminiumrohrs, ist mittels einer Endkappe 26 abgedichtet, wie mittels einer stromlinienförmigen Glasfaserkappe oder eines Kunststoffpuffers. Eine Deckplatte 28 ist mit den Enden des Tragflügels 12 und den rohrförmigen Rumpfgliedern 22 sowie 24 verbunden. Eine Deckplatte 30 ist zwischen den Enden des Tragflügels 14 sowie den rohrförmigen Rumpfgliedern 22 sowie 24 angeschlossen. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Tragflügel 12, 14 und die Deckplatten 28, 30 aus Glasfaser zusammengesetzt und um die rohrförmigen Rumpfglieder 22, 24 gelegt und hiermit beispielsweise mittels Nieten verbunden.
  • Der Tragflügel 12 und die Deckplatte 28 sowie der Tragflügel 14 und die. Deckplatte 30 haben ähnliche Konfigurationen und sind austauschbar.
  • Das Flügelsegel 16 ist-an den Deckplatten 28, 30 sowie dem leeseitigen rohrförmigen Rumpfglied 22 über ein Gestell 32 und eine Maststütze 42 angebracht. Das Gestell 32, beispielsweise ein tetraedischer Rahmen, enthält Streben 34, 36, 38 und 40. Ein Ende einer jeden Strebe 34, 36 ist an der Deckplatte 28 angebracht, und die anderen Enden dieser Streben sind an der Maststütze 42 befestigt. Ein Ende einer jeden Strebe 38, 40 ist an der Deckplatte 30 angebracht, und die anderen Enden dieser Streben sind mit der Maststütze 42 verbunden. Das untere Ende der Maststütze 42 ist mit dem leeseitigen rohrförmigen Rumpfglied 22 verbunden. Ein Deck 44, beispielsweise ein gewichtsleftchtes Polypropylen-Material, ist über den tetraedischen Rahmen 32 gespannt und bildet ein geneigtes Deck für einen Betreiber des Segelboots.
  • Das Deck 44 ist an den rohrförmigen Rumpfgliedern 22 und 24 mittels Streifen bzw. Bändern 46 festgelegt, beispielsweise mittels Dämpferbändern, die an den rohrförmigen Rumpfgliedern befestigt sind. Zusätzlich ist das Deck 44 mittels Schnüren 48 befestigt, die zu den Streben 34, 36, 38 und 40 verlegt sind. Wie es noch näher beschrieben wird, ist das Flügelsegel 16 an einem Mast 50 getragen bzw. gehalten, der an der Maststütze 42 drehbar angebracht ist.
  • Das Flügelsegel 16 ist ein asymmetrischer Stromlinienkörper (airfoil) mit einer Spannweite (span) von etwa 3,35 bis 3,66 Meter (11 bis 12 Fuß) und enthält einen einzigen Kopfrahmen 52 sowie einen angelenkten zweiteiligen Fußrahmen 54. Die Rahmen 52 und 54 sind an einem Mast 50 gehalten, beispielsweise einem 4,27 Meter (14 Fuß) strebenlosen, frei drehbaren Aluminium-Mast mit einem Durchmesser von 177,8 mm (7 Zoll). Wie es am besten in Figur 4 dargestellt ist, enthält der angelenkte Fußrahmen 54 einen vorderen Abschnitt 56 und einen hinteren Abschnitt 58. Bei der beispielhaft dargestellten. Ausführungsform sind der Kopfrahmen 52 sowie der Fußrahmen 54 hohl ausgebildet, für einen Auftrieb abgedichtet und aus Fiberglas zusammengesetzt. Eine Segel-Socke 60, die aus einem elastischen Material zusammengesetzt ist, wie es beispielsweise von der E. I. du Pont de Nemours & Co. unter der Handelsbezeichnung Dacron vertrieben wird, ist zwischen dem Kopfrahmen 52 und dem Fußrahmen 54 stark (highly) eingespannt. Der Kopfrahmen 52 ist mit dem Mast 50 verkeilt. Die Fußrahmen-Abschnitte 56 und 58 sind um den Mast frei schwenkbar und aus der Ebene um 300. drehbar, um die gewünschte Asymmetrie für das Flügelsegel 16 zu erzeugen. Die Fußrahmen-Ab schnitte 56 und 58 sind von dem Mast 50 freitragend, und der Abschnitt 58 hat ein Baumglied (boom vang) 72 zum Entlasten der Auslegerbelastungen. Wie es in Figur 4 dargestellt ist, ist der rückwärtige Abschnitt 58 weg- bzw. ausgeschnitten, um vordere Zungen 62 zu bilden, die in weg- bzw. ausgeschnittenen Abschnitten 64 im vorderen Abschnitt 56 frei aufgenommen sind. Ein zum freien Aufnehmen des Mastes 50 entsprechend bemessenes Durchgangsloch 66 ist in einem rückwärtit Teil des vorderen Abschnitts 56 an den weggeschnittenen Abschnitten 64 und in den Zungen 62 des rückwärtigen Abschnitts 58 ausgebildet. Die vorderen und rückwärtigen Abschnitte sind für eine begrenzte Schwenkbewegung um den Mast gehalten (constrained).
  • Es ist festzustellen, daß der rückwärtige Abschnitt 58 mit einem im wesentlichen genau weggeschnittenen bzw. ausgeschnittenen Abschnitt 9 sö versehen ist, daß der vordere Abschnitt 56 und der rückwärtige Abschnitt 58 in bezug aufeinander drehbar sind. Der Mast ist in der Maststütze 42 aufgenommen und hierin frei drehbar.
  • Um das aerodynamische Auftriebszentrum direkt über dem hydrodynamisehen Widerstandszentrum (center of drag) des Segelboots 10 zu halten, wenn das- Boot egalisiertsegelt (sailing level), ist der Mast 50 windseitig geneigt, beispielsweise unter 36°. Da das Flü-S1Segel 16 geneigt (raked) ist, wird in typischer Weise ein nützlicher vertikaler Auftrieb erzeugt, der die erscheinende 8 last (payload) des Segelboots reduziert und auch den hydrodynamischen Widerstand vermindert. Das Flügelsegel 16 ist so ausgeglichen, daß keine großen Momenten- oder Neigungskräfte (pitch forces) erzeugt en. Zusätzlich ist das Flügelsegel gerade vor sein aerodynamisches Auftriebszentrum gedreht, das hinter der Vorderkante des vorderen Abschnitts 56 liegt, und zwar etwa bin Drittel der Lange des Fußrahmens 54, so daß das Flügelsegel 16 federt (feather), wenn es unbeaufsichtigt ist. /bzw. gerade Wie es em besten aus Figur 5 ersichtlich ist, handelt es sich bei dem Flügelsegel 16 üm einen dicken, mit Nase versehenen, asymmetrischen Stromlinienkörper mit einer leicht konkaven rückseitigen Oberfläche 67 an der Druckseite des Stromlinienkörpers. Während auch andere Formen des Stromlinienkörperabschnitts benutzt werden können, führt diese bevorzugte Form des Stromlinienkörpers zu relativ großen Auftriebs- und kleinen Widerstandswerten, und zwar auch bei sehr kleinen Angriffswinkeln. Bei der dargestellten Ausführungsform hat das Kopfrahmen-Glied 52 eine symmetrische Stromlinienkörperform mit einer relativ kleinen Sehne. Wie es zuvor abgeg?eben wurden ist der. Kopfrahmen 52 so verkeilt, daß er sich rit dem Rast 50 dreht, der in der Maststütze 42 drehbar angebracht ist Die Abschnitte 56 und 58 des Fußrahmens 54 sind symmetrische Glieder, die frei um den Mast 50 angelenkt sind. Die Abschnitte sind an jeder Seite aus der Ebene dreh- bzw. schwenkbar, um die erwünschte Asymmetrie des Flügelsegels 16 zu erzeugen. Die Segel-Socke 60 ist über den Kopfrahmen 52 gespannt und an dem rückwärtigen Abschnitt 58 des Fußrahmens 54 fixiert. Obwohl die Segel-Socke 60 unter hoher Spannung gehalten wird, ist sie frei, sich um den vorderen Teil des vorderen Abschnitts 56 des Fuß rahmens 54 zu drehen. Die Spannung des gleitenden Abschnitts 80 der Segel-Socke 60 wird durch eine Fußverschnürung (bottom lacing) 79 aufrecht erhalten, die auf dem abgerundeten Fußabschnitt des vorderen Rahmenabschnitts 56 frei gleitet. Auf diese Weise ist das Flügelsegel 16 angelenkt. Da der Fußrahmen 54 eine relativ lange Sehne hat, beeinflußt seine asymmetrische Form die Form des Flügelsegels 16, bis auf das obere Ende. Um den Widerstand zu verringern, der durch Erzeugen von Spitzenwirbeln induziert wird, sind eine Baumspitzen- bzw. -randplatte 70 und der elliptisch geformte Kopfrahmen 52 vorgesehen. Die Baumrandplatte 70 unterbindet einen Luftstrom von der Druckseite zu der Saugseite des Flügelsegels 16. Der Kopfrahmen 52 bestimmt einen elliptisch geformten Flügelkopf, der den kleinsten induzierten Widerstand erzeugt.
  • Durch die Verwendung der Baumrandplatte 70 und des elliptischen Kopfrahmens 52 wird die scheinbare Flügelstreckung des Flügelsegels 16 vergrößert, weshalb die Gesamtgröße des induzierten Widerstandes reduziert wird.
  • Die Betriebsleistungscharakteristiken des Segelboots 10 sind dergestalt, daß von 0 bis 3,5 Knoten ein Schwimmauftrieb-Betrieb, von 3,5 bis 14 Knoten ein hydrodynamischer Betrieb und von 14 bis 35 Knoten ein Gleitboot-Betrieb (hydroplaning mode) erfolgen. Es sind Winde von zumindest 6 Knoten erfqrderlich, um ein hydrodynamisches Herausheben zu erreichen. Die Gestaltung des Segelboots 10 ist so, daß bei zunehmender Geschwindigkeit die Tragflügel bzw. -flächen. 12 und 14 das Segelboot weiter über das Wasser heben, und ein zunehmender Anteil des Auftriebs der Tragflächen wird durch einen Gleitboot-Druck (hydroplaning pressure) an der Unterseite einer jeden Tragfläche erzeugt. Auch wenn bei hohen Geschwindigkeiten die Saug- oder Oberseiten der Tragflächen 12 und 14 ventilieren bzw. belüften, ist genügend restlicher Gleitboot -Auftrieb zum Aufrechterhalten der Höhenstabilität (pitch stability) vorhanden. Beispielsweise beträgt bei 27 Knoten der Gleitboot-Auftrieb etwa 80 % des gesamten Auftriebs. Zäune von Lufttoren 74 sind an der Saugseite einer jeden Tragfläche 12, 14 vorgesehen, um das Belüften zu verringern. Bei den dargestellten Ausführungsformen hat jede Tragfläche 12 und 14 eine flache bzw.
  • niedrige Kurve, so daß auch bei kleinen Eintauchtiefen ein grosser Tragflächenbereich eintaucht. Die geometrische Konfiguration einer jeden Tragfläche 12 und 14 ist so, daß die Querschnittsfläche vom Fuß bis zum Kopf der Tragfläche allmählich ansteigt. Das bedeutet, daß die Tragflächen-Schwimmfähigkeit, die Sehnenlänge und die Querschnittsfläche vom Zentrum zu den Enden des Tragflügels ansteigen. Diese geometrische Konfiguration der Tragflügel 12 und 14 erzeugt ein ansteigend starkes Aufrichtmoment, wenn die Tragflächen schlingern oder stampfen (rolled or pitched), was dem Segelboot 10 eine dynamische Stabilität im Stampfen und Schlingern gibt. Die Bedienungsperson steuert die Kursabweichung (yaw, Bewegungsrichtung) im Segelboot 10 durch Verändern des Schlingerwinkels (angle of roll) durch Verändern der Körperposition und/oder durch Änderungen bezüglich des Angriffswinkels des Flügelsegels 16. Wenn sich jede Tragfläche 12, 14 der freien Wasseroberfläche annähert, reduziert der Effekt der Oberflächennähe den Auftrieb und den Widerstand um etwa 50 %, und es ist ein großer Tragflächenbereich erforderlich, um die Reduzierung des Auftriebs zu kompensieren. Auftriebserzeugende Angriffswinkel liegen im Bereich von -40 bis etwa 150, wobei der wirksamste Bereich von 0° bis 50 reicht und 10 bis 2° optimal sind. Bei kleineren Geschwindigkeiten ähnelt die umgekehrte Bogenkonfiguration der Tragflächen 12 und 14 einer herkömmlichen oberflächendurchdringenden 'V' Konfiguration insoweit, als sie Mittelschwert-Seitenkräfte (centerboard side forces) zum Entgegenwirken von segelinduzierten Seitenkräften erzeugt. Dieser Effekt geht jedoch bei höheren Geschwindigkeiten verloren, da der eingetauchte Abschnitt der Tragflächen 12 und 14 ziemlich flach und horizontal ist. Die Stege 18 sorgen für einenMittelschwert-Seitenauftrieb bei höheren Geschwindigkeiten.
  • Das Segelboot 10 wird durch ein Paar von Zügeln (reins) 76, 78 gesteuert, die an jeder Seite des Flügelsegelsan den vorderen und rückwärtigen Enden des Fußrahmens 54 befestigt sind. Das Segelboot 10 wird von dem Bediener vorzugsweise in einer stehenden Position gesegelt, wobei die Person teilweise von einem Trapez 81 gestützt ist, wie es in Figur 3 dargestellt ist. Eine Spitzenleistung erfordert, daß das Segelboot 10 mit einer Schrägstellung bzw. einem konstanten Angriffswinkel von 20 gesegelt wird und daß das Flügelsegel 16 in geeigneter Weise zu dem auftretenden Wind gewinkelt wird. Das Segelboot 10 ist ein roll- bzw. schlingergesteuertes Proa und kann in jeder Richtung gesegelt werden.
  • Wenn das Segelboot 10 gemäß der Darstellung in Figur 3 horizontal gehalten wird, segelt es geradeaus. Wenn das Segelboot zu einer Seite gerollt bzw. geneigt wird, bewegt sich das Auftriebszentrum des Flügelsegels 16 mehr zu dieser Seite, als es für das Widerstandszentrum der Tragflächen 12 und 14 gilt. Dadurch wird das Segelboot zum Gieren und Wenden bzw. Drehen in einer zur Roll- bzw. Neigungsrichtung entgegengesetzten Richtung veranlaßt.
  • Bei Segelboot-Geschwindigkeiten von mehr als etwa 3,5 Knoten bringt ein windseitiges Rollen bzw. Neigen das Segelboot 10 aus dem Wind, während ein windabwärts erfolgendes Rollen bzw. Neigen das Segelboot in den Wind bringt. Wenn sich ein rohrförmiges Rumpfglied bei Segelboot-Geschwindigkeiten von weniger als etwa 3,5 Knoten im Wasser befindet, wird die Roll- bzw. Schlingersteuerung umgekehrt. Ein windwärts erfolgendes Rollen bringt das Segelboot 10 in den Wind, und ein windabwärts erfolgendes Rollen bringt das Segelboot aus dem Wind. Durch Manipulieren der Zügel 76 und 78 kann die Bedienungsperson die Richtung des Flügelsegels 16 ändern Außerdem kann der Bediener beim Umkehren der Richtung des Segelboots 10 auch die Asymmetrie des Flügelsegels von einer Seite zur anderen Seite umkehren. Die Richtung des Segelboots 10 wird höchst einfach umgekehrt, wenn der Kurs des Segelboots rechtwinklig zum wahren Wind gebracht und das Flügelsegel 16 verstellt wird (feathered), um die Vorwärtsbewegung des Segelboots zu verlangsamen. Der Bediener gibt dann die Flügelsegel-Steuerzügel 76 und 78 an einer Seite des Flügelsegels 16 frei, führt eine Bewegung zum entgegengesetzten Ende des Segelbootes 10 aus, nimmt die Steuerzügel an der anderen Seite des Flügelsegels auf, zieht die Zügel fest, um die Asymmetrie des Flügelsegels umzukehren und segelt in der entgegengesetzten Richtung. Wenn sich das Segelboot 10 in einer Richtung bewegt, ist die Tragfläche 12 die vordere Tragfläche, und die Tragfläche 14 ist die hintere Tragfläche.
  • Wenn sich das Segelboot 10 in einer umgekehrten Richtung bewegt, ist die Tragfläche 14 die vordere Tragfläche, und die Tragfläche 12 ist die hintere Tragfläche. Da sich der Mast 50 frei in der Maststütze 42 drehen kann, kann der Bediener leicht die Richtung des Flügelsegels 16 ändern. Außerdem kann der Bediener die Asymmetrie des Fldkelsegels 16 umkehren und die Druck- sowie Saugseiten des Flügelsegels ändern, indem die Relativpositionen des vorderen Abschnitts 56 und des rückwärtigen Abschnitts 58 des Fußrahmens 54 verändert werden.
  • Es wird nunmehr eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erörtert. Diese Ausführungsform weist ein angetriebenes Tragflügel- bzw. Tragflächen-Boot auf, das vordere und hintere, oberflächendurchdringende TragflügelSbzw. Tragflächen 12 und 14 großer Flügelstreckung hat, wobei die Tragflächen ähnlich wie in Figur 3 eine umgekehrte Bogenkonfiguration haben. Es sind Mittel zum Verbinden der vorderen und hinteren Tragflächen vorgesehen, ähnlich den in den Figuren 1 - 2 dargestellten Mitteln. Es werden keine Segelmittel benutzt. Stattdessen sind an dem Tragflächenboot Antriebsmittel vorgesehen, um das Boot gleichermaßen gut in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen anzutreiben.
  • Da bezüglich der vorstehenden Offenbarung innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung gewisse Änderungen vorgenommen werden können, ist es beabsichtigt, daß alle in der obigen Beschreibung und in den Zeichnungen enthaltenen Einzelheiten beispielhaft sind und die Erfindung in keiner Weise beschränken sollen.
  • - L e e r s e i t e -

Claims (13)

  1. Tragflächen-Sege lfahr zeug Patentansprüche Tragflächen-Cegelfahrzeug, gekennzeichnet durch vordere und hintere Tragfitigel bzw. Tragflächen (12, 14), die eine große Flügelstreckung und eine umgekehrte Bogenkonfiguration haben, durch Mittel zum Verbinden der Tragflächen und durch an den Verbindungsmitteln angebrachte Segelmittel, die in bezug auf die Verbindungsmittel frei drehbar sind.
  2. 2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der vorderen und hinteren Tragflächen (12, 14) einen Querschnitt hat, der etwa einem Kreissegment entspricht, und daß die Querschnittsfläche sowie die Sehnenlänge einer jeden Tragfläche vom Zentrum zu den Enden derselben zunimmt.
  3. 3. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der vorderen und hinteren Tragflächen (12, 14) ein Paar von Stegen (skegs) (18) hat, die an einer Bodenfläche hiervon angebracht sind.
  4. 4. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein vorwärts sowie rückwärts fahrbares Fahrzeug (Proa) ist und daß die Segelmittel einen Mast (50), der an den Verbindungsmitteln auskragend und unter einem Neigungswinkel von 150 bis 450 relativ hierzu angebracht ist, ferner einen von dem Mast (50) getragenen oberen Rahmen (52), außerdem einen angelenkten unteren Rahmen (54), der an dem Mast (50) angebracht und in bezug hierauf schwenkbar ist, und schließlich eine Segel-Socke (60) enthalten, die zwischen dem oberen Rahmen (52) sowie dem unteren Rahmen (54) gespannt ist, wobei der Mast (50) an den Verbindungsmitteln drehbar angebracht und der obere Rahmen (52) bewegungsmäßig in bezug auf den.Mast (50) fixiert sind.
  5. 5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der angelenkte untere Rahmen (54) einen vorderen Abschnitt (56) und einen rückwärtigen Abschnitt (58) enthält, wobei zumindest einer dieser Abschnitte (56, 58) an dem Mast (50) schwenkbar angebracht ist.
  6. 6. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Segel-Socke (60) an dem oberen Rahmen (52) und dem rückwärtigen Abschnitt (58) des unteren Rahmens (54) fixiert ist und daß der vordere Abschnitt (56) des unteren Rahmens (54) in Kontakt mit der Segel-Socke (60) steht sowie in bezug hierauf beschränkt bewegbar ist.
  7. 7. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segelmittel ein Flügelsegel (16) aufweisen, das einen asymmetrischen Luft- bzw. Stromlinienkörper bildet und Mittel zum Umkehren der Segel-Asymmetrie hat, wobei eine Seite des Flügelsegels eine Druckseite und die entgegengesetzte Seite des Flügelsegels eine Saug- bzw. Unterdruckseite bilden, wenn sich die Profiländerungsmittel in einer ersten Position befinden, und wobei die eine Seite des Flügelsegels eine Saug-bzw. Unterdruckseite sowie die entgegengesetzte Seite des Flügelsegels eine Druckseite bilden, wenn sich die Profiländerungsmittel in einer zweiten Position befinden.
  8. nach Anspruch 1 8 Segelfahrzeu, gekennzeichnet durch Schwimmauftriebsmittel (22, 24), durch einen hieran angebrachten drehbaren Mast (50), durch einen an einem oberen Ende des Mastes (50) angebrachten und in bezug hierauf bewegungsmäßig fixierten oberen Rahmen (52), durch einen an einem unteren Ende des Mastes (50) angelenkten'unteren Rahmen (54) und durch zwischen den oberen sowie unteren Rahmen (52, 54) eingespannte Segel-Socken-Mittel (60), dieveinen Stromlinienkörper bilden, wobei der angelenkte untere Rahmen (54) in bezug auf den Mast (50) bewegbar ist und das Profil des Stromlinienkörpers von der Position des unteren Rahmens (54) in bezug auf den oberen Rahmen. (52) bestimmt wird.
  9. 9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rahmen (54) einen vorderen Abschnitt (56) und einen rückwärtigen Abschnitt (58) enthält, wobei der vordere Abschnitt sowie der rückwärtige Abschnitt jeweils in bezug auf den Mast (50) beschränkt schwenkbar sind und wobei die Position des vorderen Abschnitts relativ zu dem rückwärtigen Abschnitt das Profil des Stromlinienkörpers steuert.
  10. 10. Fahrzeug nach Anspruch -9, dadurch gekennzeichnet, daß die Segel-Socke (60) an dem oberen Rahmen (52) und dem rückwärtigen Abschnitt (58) des unteren Rahmens (54) fixiert ist und daß sich der vordere Abschnitt (56) des unteren Rahmens in Kontakt mit der Segel-Socke (60) befindet sowie in bezug hierauf beschränkt bewegbar ist.
  11. 11. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Rollen bzw. Schlingern (rolling) des Fahrzeugs um seine Längsachse eine Bewegungsrichtungsänderung des Fahrzeugs begründet wird.
  12. 12. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Rollen bzw. Schlingern des Fahrzeugs in einer Richtung sich das Zentrum des aerodynamischen Auftriebs des Fahrzeugs weiter in der Richtung bewegt, als es für das Zentrum des hydrodynamischen Widerstands des Fahrzeugs zutrifft.
    nach Anspruch l
  13. 13. Tragflächen-Wasserfahrzeugg gekennzeichnet durch oberflächeneindringende vordere und hintere Tragflügel bzw. Tragflächen, die eine große Flügelstreckung und eine umgekehrte Bogenkonfiguration haben, durch Mittel zum Verbinden der Tragflächen und durch Antriebsmittel, die zum Antreiben des Fahrzeugs in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen an dem Wasserfahrzeug angebracht sind.
DE19823248049 1981-10-01 1982-12-24 Tragflaechen-segelfahrzeug Ceased DE3248049A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/307,548 US4432298A (en) 1981-10-01 1981-10-01 Hydrofoil sailing craft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3248049A1 true DE3248049A1 (de) 1984-06-28

Family

ID=23190228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823248049 Ceased DE3248049A1 (de) 1981-10-01 1982-12-24 Tragflaechen-segelfahrzeug

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4432298A (de)
AU (1) AU9186082A (de)
CA (1) CA1179207A (de)
DE (1) DE3248049A1 (de)
FR (1) FR2538772A1 (de)
GB (1) GB2134047A (de)
NL (1) NL8300096A (de)
ZA (1) ZA829385B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4708075A (en) * 1987-02-02 1987-11-24 Snead Edwin Des Multi-hull sailboat with fixed airfoils

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4685410A (en) * 1985-04-08 1987-08-11 Fuller Robert R Wing sail
GB8521085D0 (en) * 1985-08-22 1985-09-25 Walker J G Aerofoil
FR2612150B1 (fr) * 1987-03-12 1989-06-30 Dubois Pierre Embarcation a voile a ailes partiellement immergees
US4819574A (en) * 1987-04-21 1989-04-11 Westerman Charles W Rudderless sailboat
US4951589A (en) * 1988-04-28 1990-08-28 Pfeffer Thomas T Mainsail construction facilitating airflow thereover
US5320310A (en) * 1993-02-24 1994-06-14 The Windward Projects Articulated wing mechanism
ES2113232B1 (es) * 1994-02-04 1999-01-01 De Mora Antonio Montilla Velero multiplano.
US5471942A (en) * 1994-02-25 1995-12-05 Miller; Richard T. Hydrofoil sailboard with supercavitating canard hydrofoil
US6210242B1 (en) 1999-10-13 2001-04-03 Harry Howard Pedal-powered watercraft
US7461609B1 (en) 2007-02-14 2008-12-09 Harbor Wing Technologies, Inc. Apparatus for control of pivoting wing-type sail
US8973511B2 (en) * 2012-03-27 2015-03-10 Walter Holemans Autonomous sailboat for oceanographic monitoring
FR3033765A1 (fr) * 2015-03-20 2016-09-23 Eric Andlauer Voile aile a orientation automatique

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE616750C (de) * 1934-04-05 1935-08-05 Oskar Tietjens Dr Boot mit Wassertragflaechen
US2703063A (en) * 1951-01-16 1955-03-01 Hydrofoil Corp Hydrofoil craft

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE406598C (de) * 1922-06-02 1924-11-28 Anton Flettner Anordnung fuer Segelfahrzeuge
GB332423A (en) * 1928-12-24 1930-07-24 Giovanni Pegna Improved fin system for hydro-aeroplanes
US1852680A (en) * 1930-06-27 1932-04-05 Shaw Charles Hydroplane
US2257405A (en) * 1934-07-16 1941-09-30 Burtenbach Hanns Freiherr Von Hydroplane
US2341159A (en) * 1942-03-14 1944-02-08 Constantine N Neklutin Motorboat
US2484687A (en) * 1945-08-30 1949-10-11 Jr William P Carl Rigid sail construction for boats or the like
US2917016A (en) * 1951-04-16 1959-12-15 Hanns V Schertel Hydrofoil system
US2767678A (en) * 1954-02-12 1956-10-23 Vertens Fritz Hydrofoil
US3295487A (en) * 1965-09-23 1967-01-03 Smith Bernard Hydrofoil sailboat
US3373710A (en) * 1966-06-01 1968-03-19 Steinberg Amiram Hydrofoil boat
US3407770A (en) * 1966-12-02 1968-10-29 David Z. Bailey Hydrofoil
US3459146A (en) * 1967-05-19 1969-08-05 William C Prior Hydrofoil watercraft
GB1196863A (en) * 1968-06-27 1970-07-01 Southern Hydrofoils Ltd Improvements in or relating to Hydrofoil Craft.
US3810268A (en) * 1970-10-21 1974-05-14 Firestone Tire & Rubber Co Hydrofoil attachment for boats
US3802366A (en) * 1971-06-15 1974-04-09 J Mankawich Hydrofoil sailboat
NO143615C (no) * 1974-06-20 1981-03-18 Felix Wankel Anordning ved baater med glideorgan.
DE2914751A1 (de) * 1978-04-10 1979-10-18 James Clark Coulter Tragflaechenanordnung fuer windsurfbretter
IT1146586B (it) * 1981-01-27 1986-11-12 Arturo Colamussi Mezzi per diminuire la resistenza idrodinamica di imbarcazioni pneumatiche

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE616750C (de) * 1934-04-05 1935-08-05 Oskar Tietjens Dr Boot mit Wassertragflaechen
US2703063A (en) * 1951-01-16 1955-03-01 Hydrofoil Corp Hydrofoil craft

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4708075A (en) * 1987-02-02 1987-11-24 Snead Edwin Des Multi-hull sailboat with fixed airfoils

Also Published As

Publication number Publication date
AU9186082A (en) 1984-06-28
GB2134047A (en) 1984-08-08
CA1179207A (en) 1984-12-11
ZA829385B (en) 1983-09-28
US4432298A (en) 1984-02-21
NL8300096A (nl) 1984-08-01
FR2538772A1 (fr) 1984-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69803380T2 (de) Profilsegel und verfahren zum gebrauch desselben
DE3248049A1 (de) Tragflaechen-segelfahrzeug
DE3013411A1 (de) Katamaran
EP0015875A1 (de) Segelanordnung für Segelschiffe
EP3122624B1 (de) Rahmeneinrichtung für eine profilsegeleinrichtung und profilsegeleinrichtung
DE2224059C3 (de) Segelfahrzeug
DE3121402A1 (de) Segelfahrzeug, insbesondere segelbrett
WO1997006051A1 (de) Verfahren zum betreiben eines segelschiffes und segelschiff
AT524489B1 (de) Wasserfahrzeug mit tragflügeln
DE875617C (de) Segelvorrichtung
WO1981003311A1 (en) Floating arrangement,particularly multiple hull boat with sail propulsion
AT516822B1 (de) Segelboot
DE3432970A1 (de) Rigg fuer ein segelfahrzeug
DE3217250A1 (de) Windsurfer
DE3401787C2 (de)
DE3104750A1 (de) Rigg in tragfluegelform fuer besegelte fahrzeuge
EP0567092A2 (de) Rigg für Segelfahrzeuge
DE19510680A1 (de) Vorrichtung und Verfahren für Mast, Rigg und Rumpf von Segelschiffen mit Abdrift verringernden hydrodynamischen Leefinnen
DE19825930A1 (de) System zur Verringerung der Krängung von Wasserfahrzeugen, insbesondere Segelbooten
DE2951209C2 (de)
DE19512948A1 (de) Rigg, für durch Windkraft angetriebene Fahrzeuge, insbesondere ein- und mehrrümpfige Segelschiffe, Eis- und Strandsegler
CH674730A5 (en) Rigging for multi-hull sailing boat - has rope acting on sail frame reeved over mast transverse extension
EP0242408A1 (de) Segelboot
DE2937033A1 (de) Segelboot und verfahren zum betrieb desselben
DE3011642C2 (de) Segelfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection