FI73936C - Vingsegel. - Google Patents

Description

73936

Siipipurje Keksinnön ala Tämän keksinnön kohteena on siipipurje, jossa on kaksi 5 jäykkää, symmetristä siipiprofiilipurjeosaa, joista toinen on asennettu myötävirtaan toisesta, jolloin takapurjeosa on asennettu vapaasti kääntyvästi etupurjeosan keskiviivalle siten, että takapurjeosan etureuna pääsee juuri etupurjeosan takareunan ohi, ja jolloin on järjestetty 10 saranoitu symmetrinen kaistale, joka jatkuu etupurjeosan takareunasta.

Keksinnön tausta

Perussiipipurjetakilan kuvaus on esitetty John Walke-15 rin artikkelissa otsikoituna "Wingsails the Rig of the

Future”, julkaistu julkaisussa Dinghy International, joulukuu 1979· Siipipurjei 11a on monia etuja tavallisiin .. . purjehdustakiloihin nähden, ottaen huomioon ohjattavuuden, ; tehokkuuden ja käyttövoiman, mutta luonteensa johdosta 20 niitä ei voida kääntää helposti "nurinpäin", kuten tapah-*’·' tuu, kun tavallinen isopurje jiippaa tai luovii.

Erästä siipipurjeratkaisua on kuvattu julkaisussa FR 1 536 490. Siinä on kuvattu purje, jossa kahden siipiprofiiliosan välissä on etupurjeen jatkeena oleva 25 kaistale. Kaistale on siipiprofiiliosien välisen raon pituinen. Epäkohtana tällä ratkaisulla on se, että laminaarivirtaus purjeen suojan puolella hajoaa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada jäykkä . siipipurjetakila, jolla on suuri työntö ja pieni vastus ja 30 joka pystyy suunnan muutokseen, joka tarvitaan vasemmalle . : ja oikealle käännöstä varten* sekä myötä- ja vastatuuleen purjehdukseen.

Keksinnön yhteenveto 35 Tämän keksinnön mukaiselle siipipurjeelle on tunnus- 2 73936 omaista se, että kaistaleen pituus sen etureunasta takareunaan on pidempi kuin rako etupurjeosan takareunan ja takapurjeosan etureunan välillä silloin, kun purjeosat ovat linjassa.

5 Tyypillisesti kaistaleen takareuna on kiinnitetty köy dellä tai punoksella takapurjeosan etureunaan, ja köyden tai punoksen pituus on valittu aikaansaamaan kaistaleen tarvittava kulma-asento sopivissa tuuliolosuhteissa, kun takapurjeosa kääntyy etupurjeosaan nähden. Koska kaistale 10 on vapaasti kääntyvä etupurjeosaan nähden, niin sen kulma tulee olemaan takapurjeosan kulman funktio etupurjeosan keskiviivan suhteen, edellyttäen että on tarpeeksi tuulta vetämään köysi kireälle. Näin takapurjeosan liike etupurjeosaan nähden äärimmäiseen kulmaan, joka sopii esimerkik-15 si kulkuun myötätuuleen, vetää kaistaleen asemaan, jossa suuttimella on optimimuoto sitä purjehdusasentoa varten, kun taas takapurjeosan kulman pienentäminen asentoon, joka \ ‘ : on sopivampi vastatuuleen purjehtimista varten sallii :Y; kaistaleen liikkua suhteellisesti poispäin maksimipoikkea-* » Y20 ma-asemasta. Tässä asennossa etupurjeosan ja kaistaleen yhdistetty suojan puoleinen pinta voi olla vähän "heijas-·. : tettu”, mutta järjestely tulee silti aikaansaamaan sopivan raon muodon.

Koska kaistale etupurjeosan takareunaa, pitkin ulottuu 25 takapurjeosan etureunan yli optimaalisesti suppenevan raon muodon aikaansaamiseksi, takapurjeosan ei ole mahdollista kääntyä täydellisesti vasemmalle tai oikealle etupurjeosaan nähden, ellei kaistale liiku tieltä pois. Kun muu-Y tetaan suuntaa, kuten luovittaessa, on tärkeää pystyä kään- .'.30 tämään yhdistettyjen purjeosien kaarevuus ja aikaansaamaan nk. peilivaikutus, joka tavallisissa pehmeissä takiloissa aikaansaadaan muuttamalla kangaspurjeen '’pullistumaa”. Tä-män keksinnön mukaan tämä aikaansaadaan sallimalla kaista-*: leen kulkea etupurjeosan takareunan-ja takapurjeosan etu- 35 reunan välisen raon kautta.

Pisimmän mahdollisen kaistaleen kielen pituuden saamiseksi kohta, jossa kaistale kulkee läpi, asetetaan ]ähelle 3 73936 takapurjeosan maksimipoikkeamaa etupurjeosaan nähden. Tämä merkitsee sitä, että kuljettaessa vastatuuleen takapurje-osa täytyy poikkeuttaa maksimipoikkeamaansa kaistaleen vapauttamiseksi ja sitten palauttaa poikkeama paremmin sopi-5 vaksi vastatuuleen purjehdusta varten. Kuitenkaan keksintö ei ole rajoitettu tällaiseen järjestelyyn eikä ole mitään syytä, miksi keksintöä ei sovellettaisi laitteeseen, jossa kaistale voi kulkea läpi pienimmällä toimintapoik-keamalla, jolloin takapurjeosan lisäpoikkeama säädetään 10 yksinkertaisesti luovimista, myötätuuleen purjehdusta tai muita purjehdustilanteita varten.

Keksintöä selitetään nyt esimerkkeinä viitaten oheisiin piirustuksiin.

Piirustuksissa 15 kuvio 1 esittää päältä nähtynä keksinnön mukaista sii- pipurjeen takilaa, kuvio 2 esittää kuviossa 1 esitettyä takilaa, jolloin purje on asetettu aikaansaamaan eteenpäin työnnön tuulen puhaltaessa vasemmalta puolelta, 20 kuvio 3 esittää kuvioiden 1 ja 2 mukaisen takilan osaa, kuvio il esittää päältä nähtynä kuvioiden 1, 2 ja 3 mukaista takilaa erilaisilla kaarevuusasetuksilla, kuvio 5 esittää samalla tavalla kuin kuviot 1, 2 ja 3 25 päältä nähtynä takilaa, havainnollistaen tilannetta juuri kaistaleen läpimenokohdan jälkeen, kuvio 6 havainnollistaa kaistaleen asemaa, kun etuja takapurjeosien keskiviivat ovat kohdakkain, kuvio 7 havainnollistaa yksityiskohtaisemmin kaista-30 leen ja purjeosien asemaa juuri ennen kaistaleen läpimenoa ja kuvio 8 esittää samaa kuin kuvio 7, mutta esittää kaistaleen ja purjeosien tilannetta juuri kaistaleen läpi-menon jälkeen.

Piirustusten yksityiskohtainen selitys

Viitaten piirustuksiin, havainnollistettuun siipipur- 35 73936 n jeen takilaan kuuluu etupurjeosa 10, takapurjeosa 12 ja kaistale 1*1. Kaksi purjeosaa 10 ja 12 sekä kaistale 1*1 ovat siipiprofiileja, jotka ovat symmetrisiä pystysuorien keskiviivojensa ympäri. Piirustuksissa ilmavirta on esi-5 tetty kulkemaan vasemmalta oikealle.

Havainnollistetussa sovellutusmuodossa etupurjeosa 10 on asennettu veneeseen kääntyvästi akselin 11 ympäri. Ta-kapurjeosan 12 etureunan keskus on saranoitu kahdella varrella 16 etupurjeosan 10 keskiviivalle akselille 18, niin 10 että takapurjeosa 12 on vapaasti käännettävissä etupurje-osaan 10 nähden, jolloin takapurjeosan etureuna pääsee juuri etupurjeosan takareunan ohi. Kuten on esitetty kuviossa 3, varret 16 on asetettu sisään päin jänteen reunasta, jolloin taivutusmomentit pienenevät sekä etu- että 15 takapurjeosissa.

Kaistale 1*1, jona on pienen kielekkeen muotoinen symmetrinen osa, on saranoitu keskiviivaltaan etupurjeosan 10 takareunan akselille 19. Varsien 16 sijoituksen vuoksi kaistale 1*4 käsittää kolme erillistä kaistaleosaa, jotka 20 on sijoitettu sopivasti siten, että varret 16 eivät estä kaistaleosien kääntöliikettä.

Kaistaleosien 1*1 takareunan keskiviiva on liitetty takapurjeosan 12 etureunan keskiviivaan useilla taipuisilla punoksilla 20. Näiden punoksien pituus (joka voi olla sää-25 dettävä, mutta tässä sovellutusmuodossa on kiinteä) on sel lainen, että kun takapurjeosaa 12 kierretään akselin 18 ympäri suurimman osakaarevuuden asemaan, suunnilleen kuten on esitetty kuviossa 2, kaistale 1*4 on pakotettu siten, että sen suojan puoleinen pinta sijaitsee lähes sileästi 30 etupurjeosan 10 suojanpuoleisella jatkeella. Elastomeeri-sia tiivistysliuskoja voi olla järjestetty osan 10 ja kaistaleen 1*1 välisen välin tiivistämiseksi. Kaistaleen 1*4 ja takapurjeosan 12 välinen väli muodostaa nyt suppenevan lineaarisen suuttimen. Tämä suutin suuntaa ilmaa takapurje-35 osan 12 suojan puoleisen pinnan yli, siten tehostaen paikallista virtausta, pitkittäen virtauksen kiinnittyvyyttä sekä pystyy siten aikaansaamaan korkeat työntökertoimet 5 73936 hyvillä työnnön ja vastuksen välisillä suhteilla.

Kuviosta 4 huomataan, että koska kaistale 14 on vapaasti kääntyvä etupurjeosaan 10 nähden ja punokset ovat pituudeltaan kiinteät, kaistaleen 14 keskiviivan kulma osan 10 5 keskiviivaan nähden on takapurjeosan 12 kulman funktio osan 10 keskiviivaan nähden, edellyttäen että on riittävästi tuulta vetämään taljaköydet 20 kireälle. Näin takapurjeosan 12 liike myötäpäivään äärimmäiseen kulmaan kohdassa Y^, joka sopii esimerkiksi myötätuulikulkuun, tulee 10 vetämään kaistaleen 14 asemaan X^, kun taas osan 12 kulman pieneneminen asemaan, joka on sopiva purjehdittaessa vas-tatuleen, asemaan sallii kaistaleen mennä asemaan X^, vähän "heijastettuna”, mutta vielä aikaansaaden sopivan rakomuodostuman.

15 Kuvio 5 esittää samaa purjesarjaa samassa veneessä ja samalla tuulella kuin kuvio 4, mutta peilikuvana, jotta aikaansaadaan vastakkaissuuntainen työntö tai työntö vastakkaisella halssilla.

Kuviot 6-8 esittävät periaatetta, joka sallii tämän 20 suunnan muutoksen.

Kuvio 6 esittää takapurjeosaa 12, joka on lähtenyt kuviossa 4 esitetystä tilasta, käännettynä vastapäivään pur-jesarjan keskiviivaan nähden. Kaistale 14 on kääntynyt vapaasti samaan suuntaan ja punokset ovat löystyneet. Ku-25 vio 7 esittää takapurjeosaa 12 käännettynä vielä enemmän vastapäivään lähelle toimintapoikkeama-aluettaan. Tuuli puhaltaa nyt kaistaleen 14 osaa 12 vastaan. Kaistaleen 14 kieli on sovitettu siten, että sen takareunan liikkeen kaari pääsee juuri osan 12 etureunan reunaprofiilin ohi 30 maksimipoikkeamalla.

Kuvio 8 esittää takapurjeosaa 12 edelleen poikkeutettuna, jolloin vapautettu kaistale 14 on liikkunut nopeasti myötätuuleen (kuviossa oikealle) siksi, kunnes punos 20 rajoittaa sitä. Tässä sovellutusmuodossa kaistaleen 14 35 mahdollisimman pitkän kielen aikaansaamiseksi läpimenokoh-ta on asetettu lähelle takapurjeosan 12 maksimipoikkeamaa. Tämä merkitsee sitä, että vastatuuleen kuljettaessa taka- 6 73936 purjeosa jokaisessa luovissa täytyy poikkeuttaa maksimiin kaistaleen vapauttamiseksi ja sitten palauttaa sopivasti vastatuuleen purjehdusta varten.

Eräs toinen sovellutusmuoto voi sallia läpikulun pie-5 nimmällä toimintapoikkeamalla, jolloin lisäpoikkeama yksinkertaisesti mukautuu sivu- tai myötätuulen optimiin (suunnilleen, takapurjeosan kulma on 28° vastatuulta varten, 35° sivutuulta varten, 42-45° myötätuulta varten, vastaten työntökertoimia 1; 2; 2,7).

10 Edellä oleva selitys on tarkoitettu pääasiallisesti verraten pienille takiloille, joiden korkeus on noin 7-10 m. Tämän keksinnön periaate on yhtä hyvin sovellettavissa suuremmille purjeille, mutta silloin voidaan tarvita eräitä muutoksia kaistaleeseen, verrattuna edellä selostettuun. 15 Pienemmissä purjetakiloissa kaistaleen asemaa ohjataan taipuisilla punoksilla, kuten on esitetty piirustuksissa. Suuremmassa takilassa kaistaleita konekäytetään yksittäisesti servomekanismilla koordinaatiossa suurempien purje-elimien toiminnan kanssa, jolloin ei tarvita mitään punok-20 siä tai köysiä. Kuitenkin periaate ja liike tulevat olemaan aivan samanlaiset kuin on selitetty ja esitetty piirustuksissa pienempää purjetta varten.

Edelleen, vaikka keksintö on selitetty etupurjeosan ollessa pääpurjeosana, johon kaistale ja takapurjeosa on 25 kiinnitetty, keksintö on sovellettavissa yhtä hyvin ilman muutosta kokoonpanoon, jossa takapurjeosa on pääpurjeosa ja etupurjeosa kaistaleineen on kääntyvästi yhdistetty siihen.

Myöskin, vaikka keksintö on selitetty pystysuorien 30 suorakulmaisten purjemallien yhteydessä, se on sovellettavissa yhtä hyvin ilman periaatteen muutosta vinon suunnikkaan muotoisiin purjeisiin ja purjeisiin, joissa on suippeneva tai käyräviivainen ääriviiva.

Claims (9)

1. 7 73936
2. 1. Siipipurje, jossa on kaksi jäykkää, symmetristä siipipro-fii1ipurjeosaa (10, 12), joista toinen on asennettu myötävirtaan toisesta, jolloin takapurjeosa (12) on asennettu vapaasti käänty- 5 västi etupurjeosan (10) keskiviivalle siten, että takapurjeosan (12) etureuna pääsee juuri etupurjeosan (10) takareunan ohi, ja jolloin on järjestetty saranoitu symmetrinen jäykkä kaistale (1¾), joka jatkuu etupurjeosan (10) takareunasta, ja jolloin kaistale on sovitettu liikkumaan toiselle tai toiselle sivulle vastauksena takapurjeosan (12) kääntö!iikkeeI le 10 etupurjeosaan (10) nähden, niin että kaistaleen (1¾) suojan puoleinen pinta voi muodostaa etupurjeosan (10) suojan puoleisen pinnan lähes tasaisen jatkeen, tunnettu siitä, että kaistaleen (1¾) pituus sen etureunasta takareunaan on pidempi kuin rako etupurjeosan (19) takareunan ja takapurjeosan (12) etureunan välillä silloin, kun purjeosat 15 (10, 12) ovat linjassa.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen siipipurje, tunnettu siitä, että kaistaleen (14) takareuna on kiinnitetty köydellä tai punoksella (20) takapurjeosan (12) etureunaan.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen siipipurje, tunnettu 20 siitä, että köyden tai punoksen (20) pituus on valittu aikaansaamaan kaistaleen (1¾) tarvittavan kulma-asennon sopivissa tuuliolosuhteissa, kun takapurjeosa (12) kääntyy etupurjeosaan (10) nähden. k. Patenttivaatimuksen 1 mukainen siipipurje, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi servomekanismin kaistaleen (1¾) 25 liikkeen aikaansaamiseksi koordinaatiossa purjeosien (10, 12) toi minnan kanssa.
5. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen siipipurje, tunnettu siitä, että kohta, jossa kaistale (1¾) kulkee etupurjeosan (10) takareunan ja takapurjeosan (12) etureunan välisen 30 raon kautta, on asetettu olemaan lähellä takapurjeosan (12) maksimi- poikkeamaa etupurjeosaan (10) nähden. 8 73936
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-¾ mukainen siipipurje, tunnettu siitä, että kohta, jossa kaistale OM kulkee etupurjeosan (10) takareunan ja takapurjeosan (12) etureunan välisen raon kautta on asetettu olemaan takapurjeosan (12) mini- 5 mitolmintapoikkeamassa etupurjeosaan nähden.
7. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen siipipurje, tunnettu siitä, että purjeosat (10, 12) ovat pystysuoria ja muodoltaan suorakulmaisia.
8. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen siipipurje, 10 tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi elastomeeriset tiivistyskaistaleet etupurjeosan (10) ja kaistaleen OM välisen raon tiivistämiseksi.
9. 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen siipipurje, tunnettu siitä, että takapurjeosa (12) on asennettu käänty- 15 västi etupurjeosaan (10) varsilla (16), jotka on asetettu sisään päin etupurjeosan jänteen päästä, jolloin kaistale OM käsittää erilliset kaistaleosat siten sijoitettuna, että varret eivät estä kaistaleosien kääntö!1ikettä. 9 73936