DE2144573A1 - RIGID SAIL - Google Patents

RIGID SAIL

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DE2144573A1
DE2144573A1 DE2144573A DE2144573A DE2144573A1 DE 2144573 A1 DE2144573 A1 DE 2144573A1 DE 2144573 A DE2144573 A DE 2144573A DE 2144573 A DE2144573 A DE 2144573A DE 2144573 A1 DE2144573 A1 DE 2144573A1
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Ludwig Karch
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    • 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

Description

Starres Segel Schon mehrfach wurde der Versuch gemacht, die aus dem Flugzeugbau bekannten Profile, vor allem für Wasserfahrzeuge als hochwertige Segel zu verwenden.Rigid sail Attempts have already been made several times to convert the Aircraft construction known profiles, especially for watercraft as high-quality sails to use.

Dabei wurden viele Lösungen für die Bergung des Segels angegeben, wenige jedoch für die Anstellwinkelsteuerung des Segels. Sie wurde konventionellerweise durch Schotten oder durch landräder über Getriebe, bewerkstelligt. Wurde an eine selbst ständige Einstellung des Anstellwinkels des Segels, abhängiy vom scheinbaren Wind gedacht, so wurden dazu Windfahnen vorgeschlayen, deren Wirkung im Hinblick auf eine optimale Einstellung des Segels jedoch mangelhaft ist. Ihre Verstellung ist wnständlich und nicht schnell genug.Many solutions for salvaging the sail were given, few, however, for controlling the angle of attack of the sail. It became conventional by bulkheads or by land wheels via gearboxes. Has been to a constant adjustment of the angle of attack of the sail, depending on the apparent Wind thought, so wind vanes were put forward, their effect in view however, there is a lack of optimal adjustment of the sail. Your disguise is cumbersome and not fast enough.

Da die Stellung der Windfahne zum Segel praktisch bei jeder Änderung des Windeinfallwinkels kdrrigiert werden müßte, bei schnellen Manövern daher das Segel nicht richtig führt, entstehen bei guten Starrsegeln schon bei geringen Winkelabweichungen zu große Störkräfte, die zum Kentern führen können.Since the position of the wind vane in relation to the sail is practically every change of the angle of incidence of the wind would have to be corrected, for fast maneuvers therefore this If the sail does not guide properly, good rigid sails result in slight angular deviations excessive disruptive forces that can lead to capsizing.

Im Gegensatz zum konventionellen Segel, bei dem eine falsche Einstellung durch Formänderungen am Segel, z.B. Flattern oder Beulen, erkennbar ist und die Einstellung nach der Anzeige der Richtung des scheinbaren Winds durch den Stander möglich ist, ist beim Starrsegel eine Einstellung nach äußeren Merkmalen nicht möglich. Ein Segeln nach Stander ist kaum möglich, da der ausgeprägte Randwirbel eines Starrsegels die Anzeige des Standers fälscht.In contrast to conventional sails, which have an incorrect setting by changes in shape on the sail, e.g. fluttering or bulging, and the Adjustment after the direction of the apparent wind is indicated by the stander is possible, an adjustment based on external characteristics is not possible with the rigid sail. Sailing according to Stander is hardly possible because of the pronounced tip vortex of a rigid sail falsifies the display of the stand.

Das Starrsegel unit aerodynamisch günstigem Profil hat ein gegenüber dem konventionellen Segel bedeutend größeres Verhältnis der Schubkraftbei-W.ertaenderung je Anstellwinkeländerung ( dC5 /ddt.The rigid sail unit has an aerodynamically favorable profile opposite the conventional sail significantly higher ratio of the thrust change per change in angle of attack (dC5 / ddt.

Durch diese Eigenschaft reagiert ein Starrsegel wesentlich stärker auf Änderungen der Richtung des scheinbaren Windes mit Änderung von Größe und Richtung der Kraft als dies bei einem konventionellen Segel der Fall ist.Due to this property, a rigid sail reacts much more strongly to changes in the direction of the apparent wind with changes in size and direction of power than is the case with a conventional sail.

Bei schraltndem Wind mit großen Windstärkeänderungen ändert sich daher die Kraft am Segel sehr stark, wenn dessen Anstellwinkel der Änder'ung des scheinbaren Winds nicht ständig angepaßt wird.In the case of screeching winds with large changes in wind force, it therefore changes the force on the sail is very strong when its angle of attack changes the apparent Winds is not constantly being adjusted.

Von Hand ist die Nachstellung schwierig; wegen des Fehlens einer deutlich sichtbaren Anzeige am Segel selbst müßte diese über eine Anstellwinkelmessung und deren Anzeige erfolgen. Denkbar wäre natürlich eine entsprechende Automatik, die'die Segelstellung selbständig steuert. Sie kompliziert jedoch das an sich einfache Segel und benötigt eine Energiequelle, die auf dem Segelboot normalerweise nicht zur Verfügung steht. Adjustment by hand is difficult; because of the lack of one clearly visible display on the sail itself, this would have to be done by measuring the angle of attack and their display. A corresponding automatic would of course be conceivable, which controls the feathering position independently. However, it complicates what is in itself simple Sails and requires a source of energy that is normally not found on a sailboat is available.

Die selbsttätige Anpassung des Anstellwinkels des Segels kann.jedoch ein Hilfsflügel übernehmen, der wie ein Höhenleitwerk eines Flugzeugs wirkt. The automatic adjustment of the angle of attack of the sail can take over an auxiliary wing, which acts like a horizontal stabilizer of an airplane.

Bild 1 Dieser als Leitwerk wirkende Hilfsflügel 2 wird in der Ebene des Starrsegels 1 hinter diesen an einem Tragarm 3 als Leitwerksträger drehbar so angebracht, daß die Drehachse 4 des Leitwerks 1 etwa parallel zur Segelhauptachse 5 ist.Fig. 1 This auxiliary wing 2, which acts as a tail unit, is in the plane of the rigid sail 1 behind this on a support arm 3 as a tail boom so that it can be rotated attached that the axis of rotation 4 of the tail unit 1 approximately parallel to the main axis of the sail 5 is.

Das Leitwerk 2 kann einteilig ausgeführt sein als sogenanntes Pendelruder oder zweiteilig bestehend aus feststehender Flosse 6 und beweglichem Ruder 7. The tail unit 2 can be designed in one piece as a so-called pendulum rudder or in two parts consisting of a fixed fin 6 and a movable rudder 7.

Bei entsprechender Auslegung des Segels und des Leitwerks-Flächenverhaltni.s, Lage der Segeldreh-' achse, Hebelarm des Leitwerks - hält das Leitwerk den Anstellwinkel des Segels unabhängig von schein barer Windrichtung und -stärke in einem engen Bereich konstant, unabhängig von den Fahrtrichtungsänderungen des Fahrzeugs. Die Größe und Richtung des Anstellwinkels des Segels 1 wird durch den Winkel zwischen Segel und Leitwerk 2 bestimmt. With the appropriate design of the sail and the tail unit area ratio, Position of the sail axis, lever arm of the tail unit - the tail unit maintains the angle of attack of the sail regardless of appearance wind direction and strength constant within a narrow range, regardless of the changes in the direction of travel of the Vehicle. The size and direction of the angle of attack of the sail 1 is determined by the Angle between sail and tail unit 2 is determined.

Die Einstellung des Segels 1 wird also indirekt durch die Verstellung des Leitwerks 2 gegen das Segel 1 vorgenommen, womit der Vorteil verbunden ist, daß wegen der kleineren Leìtwerksfläche auch kleinere Kräfte aufzubringen sind, als bei direkter Steuerung des Segels. The setting of the sail 1 is therefore indirect through the adjustment made of the tail unit 2 against the sail 1, which has the advantage, that smaller forces have to be applied because of the smaller surface area, than with direct control of the sail.

Durch Begrenzung des Größtausschlagwinkels des Leitwerks läßt sich vermeiden, daß das Segel 1 selbst mit einem zu großen Anstellwinkel mit abgerissener Strömung gefahren wird. By limiting the maximum deflection angle of the tail unit avoid that the sail 1 itself with a too large angle of attack with a torn off Current is driven.

Abb. 2 Der günstigste Anstellwinkelpt des Segels i ändert sich mit dem Winkels des scheinbaren Windes Ws zur Fahrtrichtung F des Fahrzeugs, da der'Winkel g zwischen Luftkraftresultierender R und Fahrzeug längsachse L nach Abb. 2 bei kleinen Windeinfallwinkeln ß und großen Anstellwinkeln d gegen 900 geht.Fig. 2 The most favorable angle of attack of the sail i changes with it the angle of the apparent wind Ws to the direction of travel F of the vehicle, since der'Winkel g between the air force resulting R and the vehicle's longitudinal axis L according to Fig. 2 for small Wind angles ß and large angles of attack d is about 900.

Eine Verkleinerung des Anstellwinkels O ist daher zweckmäßig. It is therefore advisable to reduce the angle of attack O.

Bei raumem Wind soll dagegen der Anstellwinkel möglichst grob sein. With clear wind, however, the angle of attack should be as coarse as possible.

Beim Wenden, also beim Durchgang durch den Windeinfallwinkel oO soll auch der Anstellwinkel 0° werden, um krängende Kräfte am Segel zu vermeiden.When turning, i.e. when passing through the angle of incidence of wind oO should the angle of attack should also be 0 ° in order to avoid heeling forces on the sail.

Nach dem Wenden muß der Schränkungswinkel # des Leitwerks sein Vorzeichen ändern, um den Windeinfall von der anderen Seite des Segels zu berücksichtigen.After turning, the set angle # of the tail unit must have its sign change to account for the wind coming in from the other side of the sail.

Es ist daher von Vorteil, daß die vorgeschlagene Anordnung gestattet, den optimalen Verlauf des Anstellwinkels a des Segels 1 abhängig von seiner Winkelstellung zur Fahrzeugachse durch automatische Zuordnung des Anstellwinkels (> des Segels zur Anblasrichtung P in Abhängigkeit seiner Winkelstellung g zum Fahrzeug durch eine Steuerung automatisch herzustellen.It is therefore advantageous that the proposed arrangement allows the optimal course of the angle of attack a of the sail 1 depending on its angular position to the vehicle axle through automatic assignment of the angle of attack (> of the sail to the blowing direction P depending on its angular position g to the vehicle to automatically establish a control.

Prinzipiell funktioniert eine solche Steuerung folgendermaßen: Abb. 3 Der Führer des Fahrzeugs hat außer dem Ruder zur Steuerung des Fahrwegs, das konventionell'ausgeführt sein kann, zur Steuerung des Segels einen Hebel 11, dessen Drehachse 12 zweckmäßig senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs steht. Er betätigt das Leitwerk 2 über eine Steuerung 20 so, daß bei Bewegung des Hebels 11 in Fahrtrichtung vorwärts der Anstellwinkel des Segels so verstellt wird, daß die Luftkraft des Segels eine Komponente in Fahrtrichtung voraus hat.In principle, such a control works as follows: Fig. 3 In addition to the rudder to control the route, the driver of the vehicle carried out the conventional ' can be, to control the sail, a lever 11, the axis of rotation 12 is expedient is perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle. He operates the tail unit 2 via a Control 20 so that when the lever 11 is moved in the direction of travel forward the angle of attack of the sail is adjusted so that the air force of the sail a Component ahead in the direction of travel.

In Mittelstellung hat das Segel in jeder Stellung zur Fahrzeuglängsachse den Anstellwinkel 0, also auch keine quer zum Segel wirkende Luftkraft.In the middle position, the sail has in every position to the longitudinal axis of the vehicle the angle of attack 0, so no air force acting across the sail.

Bei Bewegung des Hebels 11 gegen die Fahrtrichtung wird der Anstellwinkel in negativer Richtung gesteuert, das Segel wirkt nach hinten, d.h. es bremst die Fahrt oder äßt das Fahrzeug rückwärts fahren.When the lever 11 is moved against the direction of travel, the angle of attack is steered in the negative direction, the sail acts to the rear, i.e. it brakes the Drive or let the vehicle drive backwards.

Mit dem Ausschlag des Hebels 11 kann die Kraft am Segel zwischen Null und der aus der Windgeschwindigkeit gegebenen fIöchstkraft, evtl. noch beeinflußt von der Segelstellung, in Richtung voraus und rückwärts gesteuert werden. Die Umkehrung des Ausschlagwinkels des Leitwerks wird im Gestänge zwischen Hebel 11 und dem Leitwerk vorgenommen.With the deflection of the lever 11, the force on the sail can be between zero and the maximum force given by the wind speed, possibly still influenced can be steered from the sail position, forward and backward. The reverse the deflection angle of the tail unit is in the linkage between lever 11 and the tail unit performed.

Der Leitwerkswinkel und damit der Anstellwinkel des Segels werden durch den Kurvenring 21 bestimmt, der um den Holmstummel 12 angeordnet und mit dem Fahrzeug verbunden ist. Der Umfang 22 des Kurvenrings ist so geformt, daß das Gestänge 23 durch die den Kurvenring abtastenden Rollen 24 so bewegt wird, daß über die Ku,rbelschleif 27 das Leitwerk 2 in Mittelstellung des Segels nach v"-n und hinten ohne Ausschlag ist und die Ausschläge des Leitwerks beim Wechsel des Segels von einer Seite zur anderen ihre Richtung umkehren.The tail angle and thus the angle of attack of the sail become determined by the cam ring 21, which is arranged around the spar stub 12 and with the Vehicle is connected. The circumference 22 of the cam ring is shaped so that the linkage 23 is moved by the rollers 24 scanning the cam ring so that the Ku, rbelschleif 27 the tail unit 2 in the middle position of the sail to v "-n and rear without deflection is and the rashes of the tail unit when changing the sail from reverse their direction from one side to the other.

Der Hebel 11 wirkt auf die Schwinge 25, die die zum Leitwerk führende Stoßstange 26 in der Kurbelschleife 27 so führt, daß der Hub der Stoßstange von voll + über 0 nach voll verstellt werden kann.The lever 11 acts on the rocker arm 25, which leads to the tail unit Bumper 26 in the crank loop 27 leads so that the stroke of the bumper from can be adjusted full + over 0 to full.

Durch die Kurbelschleife 27 wird ereicht, daß in jeder Stellung des Segels ein am Hebel kl ein stellbarer Teilbetrag des Optimalanstellwinkels entsprechend der Festlegung im Kurvenring eingehalten wird.By the slider crank 27 it is achieved that in every position of the Sail an adjustable part of the optimal angle of attack on the lever kl the definition in the cam ring is adhered to.

Das beschriebene Starrsegel.kann, abgesehen von einer genauen Einstellung des günstigsten Anstellwinkels, dadurch wesentlich verbessert werden, daß es ohne Spalt auf dem Fahrzeug aufsitzt. Dadurch wird bei Wasserfahrzeug eine Randumströmung des unteren Segelrandes ganz verhindert, bei anderen Fahrzeugen bildet dieses eine Endscheibe, die die Umströmuny wenigstens behindert. Durch diese Bauweise, die nach Abb. 4 ausgeführt sein kann, wird der induzierte hiderstand, je nach Vollständigkeit des Abschlusses, bis auf die iiälfte reduziert.The rigid sail described can, apart from a precise setting of the most favorable angle of attack, be significantly improved in that it rests on the vehicle without a gap. In this way, in the case of watercraft, a flow around the lower edge of the sail is completely prevented, in other vehicles this forms an end disk that at least hinders the flow around. With this construction, which can be carried out according to Fig. 4, the induced resistance is reduced by half, depending on the completeness of the termination.

Da das Segel voll umläuft, ist die Anschlußfläche zweckmäßig eine Kreisfläche, die z.B.Since the sail revolves fully, the connection surface is expediently one Circular area, e.g.

durch das'Kajtendeck gebildet werden kann.can be formed by das'Kajtendeck.

Bei den bisherigen Starrsegelvorschlägen wurde, beeinflußt von den ko-nventionellen Segeln, eine Menge Vorschläge zur Rettung und Bergung gemacht, Damit wird aus dem Starrsegel eigentlich ein stark.The previous rigid sail proposals were influenced by the conventional sailing, made a lot of suggestions for rescue and recovery, This actually turns the rigid sail into a strong one.

verripptes -Normälsegel mit eventuell 2 Oberflächen, also räumlicher Ausbildung.ribbed normal sail with possibly 2 surfaces, so more spatial Education.

Alle bisher vorgeschlagenen Starrsegel haben daher die Eigenschaft/ daß sie eine relativ schlechte und rauhe Oberfläche des Segels ergeben und damit den Hauptvorteil des Starrsegelst die aerodynamische Güter in Frage stellen. Bei fast allen Fahrzeugen ist eine Bergung eines einwandfrei anstellwinkelfrei umlaufendes Segel nicht nötigt da selbst bei extrem hohen Windstärken der Widerstand des Segels kaum größer ist als der des konventionellen Mastes mit stehendem und laufendem Gut, z.B. bei 40 m/sec Wind ca. 1 kp/m2, Da das Segel 3600 umläuft, kann das Fahrzeug auch festlegen, es braucht' allerdings den Platz zum Umlaufen des Leitwerks.All rigid sails proposed so far therefore have the property / that they result in a relatively poor and rough surface of the sail and thus the main advantage of the fixed sail question the aerodynamic goods. at Almost all vehicles are salvaged from a perfectly circumferential angle-free The sail does not require the resistance of the sail even in extremely high winds is hardly larger than that of the conventional mast with standing and moving rigging, E.g. at 40 m / sec wind approx. 1 kp / m2, Since the sail rotates around 3600, the vehicle can also specify, it does, however, need the space to revolve around the tail unit.

Bei längerem Nichtgebrauch wird das Segel al.s Ganzes geborgen, durch Kippen um den Hauptbeschlag 8 9 oder um eine besondere Kippachsevnach Bild 5.When not in use for a long time, the sail is saved as a whole Tilting around the main fitting 8 9 or around a special tilting axis according to Figure 5.

Bei Fahrzeugen, die stark übertakelt werden sollen, ist eine Verkleinerung der Segelfla'che bei starkem Wind erwünscht, da durch sie die Leistung des Segels bei starkem Wind verbessert wird. Dies kann bei der Profilvariante nach Bild 5 geschehen, bei. For vehicles that are to be heavily over rigged, a reduction in size is required the sail area is desirable in strong winds, as it increases the performance of the sail is improved in strong winds. This can be done with the profile variant according to Figure 5, at.

der das Profil stark eingezogen ist-und nur aus einer Fläche besteht. Diese dünne Segelfläche 30 läßt sich relativ einfach einziehen. which the profile is strongly indented - and consists of only one surface. This thin sail surface 30 can be drawn in relatively easily.

Bild 6 Hierzu wird die Vorderkante 31 dieser Segeifläche 30 auf Doppellenkern 32 gelagert, die z.B. über eine Spinde' 33 betätigt werden können.Fig. 6 For this purpose, the leading edge 31 of this sail surface 30 is placed on double links 32, which can be operated e.g. via a locker 33.

Ein Starrsegel mit symmetrischem Profil erreicht nicht die Schubkraftbeiwerte, die ein gewölbtes Profil erreichen kann. A rigid sail with a symmetrical profile does not achieve the thrust coefficients which can achieve a curved profile.

Für die Wölbung lassen sich 2 Maßnahmen anwenden: 1. Wölbung des Profilendes, 2. Krümmung der Profilnase. Two measures can be used for the curvature: 1. Curvature of the End of profile, 2nd curvature of the profile nose.

Maßnahme 1 ist einfacher zu erreichen als Maßnahine 2, die für saubere Ausführung einigen Aufwand erfordert, ohne saubere Ausfahrung aber wenig nützt. Measure 1 is easier to achieve than measure 2, which is for clean Execution requires some effort, but is of little use without proper experience.

Bild 7 Für Maßnahme 1 sind die aus dem Flugzeugbau be-35' kannten Flügelendklappenygeeignet; bekannt sind auch Maßnahmen zur kontinuierlichen Krümmung des Profils b6.Fig. 7 For measure 1, those known from aircraft construction are used Wingtip suitable; are known also measures for continuous Curvature of the profile b6.

Maßnahme 2 verlangt mehr Aufwand, hat jedouch ne günstigere Wirkung hinsichtlich des erreicabaren .Schubkrafteeiwertes bei günstigem Widerstandsbeiwert.Measure 2 requires more effort, but has a more favorable effect with regard to the achievable thrust coefficient with a favorable drag coefficient.

Die Nase 40 des Segels 1, in Abb. 8 im Schnitt dargestellt, besteht aus einem beweglichen Kern 41, der um eine am Holm 13 des Segels feste Drehachse 42 nach beiden Seiten des Profils schwenkbar ist. Der vordere Umfang 43 dieser Nase 40 formt den vordersten Teil des Segelprofils is nahe-der Dreh- , -achse. An dieser Stelle 44 liegt eine elastische Zunge 45 desfesten Teil des Flügelprofils auf.wnd formt in allen Stellungen des beweglichen Teils 40 den Übergang zum festen Teil.The nose 40 of the sail 1, shown in section in Fig. 8, consists from a movable core 41, which is about a fixed axis of rotation on the spar 13 of the sail 42 is pivotable to both sides of the profile. The front circumference 43 of this nose 40 forms the foremost part of the sail profile near the axis of rotation. At this Point 44 is an elastic tongue 45 of the fixed part of the wing profile auf.wnd forms the transition to the fixed part in all positions of the movable part 40.

Zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit wird über die ganze Profilnase ein elastischer überzug 46 gelegt, der vor allem die Spalte 47 an den Zungen 45 -abdeckt, die der kritischste Teil dieser Anordnung ist.To improve weather resistance, the entire nose of the profile is used an elastic cover 46 is placed, which mainly covers the gaps 47 on the tongues 45 - covers which is the most critical part of this arrangement.

Die optimale Wölbung der Profils ist über den Winkelbereich des Segels nicht -gleich. In den beiden Mittelstellungen muß die Wölbung durch Null in entgegengesetzte wichtung lau'£en. Bei hohen Windgeschwindigkeiten kann sie kleiner sein als bei niedrigen, da die hohe Luftgeschwindigkeit auch bei niedrigem Schubk'raftbeiwert große Kräfte am Begel erzeugt.The optimal curvature of the profile is over the angular range of the sail not equal. In both The curvature must go through the middle positions Zero in opposite weighting is given. At high wind speeds it can they be smaller than at low, because the high air speed also at low Shear force coefficient generates large forces at the beginning.

nei.inigsn Koromissen kann daher die Flügelnase 40 von der gleichen Steuerung 20 und die Stoßstange 26 betätigt werden wie das Leitwerk 2. Für besonders hohe Ansprüche läßt sich die Plügelnase jedoch durch eine zweite Steuerung betätigen, die mit einem Hebel ähnlich dem Hebel 11 beeinflußt wird.nei.inigsn Koromissen can therefore make the wing nose 40 of the same Control 20 and the bumper 26 are operated like the tail unit 2. For special high demands, however, the plow nose can be operated by a second control, which is influenced with a lever similar to the lever 11.

Grundsätzlich gibt es für das vorbeschriebene Starrsegel keine Größenbegrenzung. Wegen der gröBeren Leitwerkskräfte ist es jedoch zweckmäßig das Leitgroßer Segel werk nicht direkt mit der Steuerung 20 zu verbinden, sondern mit der Stoßstange 27 ein Flettnerruder 29 anzutreiben, das das Leitwerk verstellt.In principle, there is no size limit for the rigid sail described above. Because of the larger tail force, however, it is advisable to use the leading large sail Werk not to be connected directly to the controller 20, but to the bumper 27 to drive a Flettner rudder 29, which adjusts the tail unit.

Es ist auch möglich sowohl die direkte Steuerung auf einen Teil des Leitwerks wirken zu lassen als auch die Flettnersteuerung auf den anderen, was bei sehr großen Segeln die Handregelung erleichtert, ohne für das ganze Leitwerk auf die direkte Beeinflußbarkeit verzichten zu müssen.It is also possible to have direct control on part of the To let the tail unit act as well as the Flettner control on the other, what at very large sails the manual control facilitates without having to look for the whole tail unit to have to forego direct influenceability.

Bild 10 Diese Steuerung des Leitwerks ist auch eine brauchbare Sicherheitssteuerung bei kraftgesteuerten Segeln bei sehr großen Fahrzeugen.Fig. 10 This control of the tail unit is also a useful safety control for power-controlled sails on very large vehicles.

Das' bisher beschriebene Segel mit einem Leitwerk auf einem Leitwerksträger ist für Mehrsegelanordnungen weniger gut geeignet, da' das Leitwerk-durch seinen großen Drehkreis einen großen Mastabstand erzwingt und somit die Segel fläche verkleinert oder zur Vergrößerung der Segelhöhe zwingt. Diese vergrößerbt aber den Gewichtsaufwand für die'Segelfläche, da mit der Vergrößerung der Segelhöhe die Biegemomente am Segel und am Fahrzeug wachsen.The 'previously described sail with a tail unit on a tail unit beam is less suitable for multi-sail arrangements, because 'the tail unit through its large turning circle forces a large mast spacing and thus reduces the sail area or to increase the sail height. However, this increases the weight required for the sail area, since the bending moments on the sail as the sail height increases and grow on the vehicle.

Für Mehrsegelanordnung nach Art,der konventionellen Yawl, Ketsch und vor allem Schonertypen.ist das Segel ohne Leitwerk vorteilhafter. Hierzu bietet sich das Konzept des Nurflügels, der wie beim Nurflügeiflugzeug durch entsprechendc- Profilform einen eigenstabilen Flügel als Segel bildet, dessen Leitwerk 1 zum Beispiel als Wölbungsklappe direkt in der Hintertante des Segels sitzt.For multi-sail arrangement according to Art, the conventional Yawl, Ketsch and especially schooner types. the sail without a tail unit is more advantageous. To do this, offers the concept of the flying wing, which, as with the flying-only aircraft, is Profile shape forms an inherently stable wing as a sail, whose tail unit 1, for example sits as a flap directly in the rear aunt of the sail.

Mit diesem Segel läßt sich ein, Mehrsegelfahrzeug aufrüsten, dessen Segel sich selbständig in die richtige gegenseitige Stellung (Schränkung der Segel) einstellen, wobei die gleiche Steuerung angewendet wird, wie bei Anwendung des Leitwerksträgers. Ein Nachteil dieser Segelform ist in einer Eigenschaft der für eigenstabile Flügel -notwendigen Profile begründet: Ihr maximaler Schubkraftbeiwert liegt tiefer als der normaler Profile und läßt sich durch Wölbung nicht so weit erhöhen wie bei diesen. Hohe Schubbeiwerte bei hohen Ansteliwinkeln sind aber bei Starrsegeln für das Fahren vorm Wind wichtig, so daß das Segel mit Leitwerksträger für Einzelsegal seine Berechtigung hat.This sail can be used to upgrade a multi-sail vehicle, its Sails themselves into the correct mutual position (twisting of the sails) set, using the same control is applied as with Application of the tail boom. One disadvantage of this sail shape is one property the profiles required for inherently stable sashes: your maximum thrust coefficient lies deeper than that of normal profiles and cannot be extended so far due to the curvature increase as with these. However, there are high shear coefficients at high angles of attack Rigid sails are important for sailing downwind, so that the sail with tail boom has its justification for individuals regardless.

Der Vorteil des Starrsegels für den Mehrsegler ist sein besserer Wirkungsgrad. Der kleinere Amwindwinkel verbessert die Leistung beim Kreuzen.The advantage of the fixed sail for the multi-sailer is its better efficiency. The smaller upwind angle improves cruising performance.

Durch den Wegfall der Einricht,ungen zum Segelbergen sind die Segel einfacher im Aufbau, durch die selbsttätige Einstellung ist die Manövrierbarkeit besser. Die Luftkraft am Segel ist schnell und leicht einstellbar, sie kann relativ einfach so geregelt werden, daß eine bestimmte Schräglage nicht überschritten wird.By eliminating the equipment, the sails are unsuccessful for mounting sails easier to assemble, the automatic adjustment makes it easy to maneuver better. The air force on the sail can be adjusted quickly and easily, it can be relative can simply be regulated in such a way that a certain incline is not exceeded.

Die freie Beweglichkeit der Einzelsegel gestattet eine optimale Böenanpassung jedes Einzelsegels, das die eingestellte Luftkraft stets unabhängig von der Örtlichen Windrichtung und -stärke einhält.The freedom of movement of the individual sails allows optimal gust adjustment of each individual sail, which always has the set air force regardless of the location Respects the wind direction and strength.

Auch eine Steuerung auf maximale Schräglage ist durchführbar, die beispielsweise durch ein Pendel 50 oder eine physikalisch gleichwertige Anordnung erfolgen kann. In Bild 11 ist eine solche Steuerung als Beispiel dargestellt.A control to maximum inclination is also feasible for example by a pendulum 50 or a physically equivalent arrangement can be done. Such a control is shown as an example in Figure 11.

Das in 51 fahrzeugfest gelagerte Pendel 50, das auch beispielsweise hydraulisch gedämpft sein kann, bewegt über die Gleitsteine 55 und die Schleifen 52 die Stangen 52 so, daß beim Erreichen einer durch die Anschläge 54 ein'stellbren Querneigung des Fahrzeugs diese Kurbelstange 57 der Kurbelschleife 56 auf kleineren Itub verstellt wird. Dadurch wird die Wirkung des Gestänges 23 vermindert.und dadurch der Leitwerksausschlag und über den Anstellwinkel auch die Segeikraft verkleinert. Die Feder 59 bringt die Kurbelstange 57 wieder in die alte Lage am Ende der Kurbelschleife 56, wenn der Anschlag des Pendels 50 sich verkleinert hat.The pendulum 50, which is fixedly mounted in the vehicle in 51, which also for example can be hydraulically damped, moved over the sliding blocks 55 and the loops 52 the rods 52 so that when one is reached by the stops 54 ein'stellbren Bank of the vehicle this connecting rod 57 of the crank loop 56 on smaller Itub is adjusted. This reduces the effect of the linkage 23 and thereby the tail deflection and, via the angle of attack, also the sailing force is reduced. The spring 59 brings the connecting rod 57 back into the old position at the end of the crank loop 56 when the stop of the pendulum 50 has decreased.

Die gleiche Anordnung läßt sich für kleine Fahrzeuge auch um die Querachse gegen überschlag nach vorn verwenden. Die gleiche Anl'age läßt es zu, durch ständigen Eingriff des Pendels die Querneigung ständig gleich zu halten, also im Sinne einer Schlingerdämpfung zu wirken. Dabei wird, bezogen auf die einæuhaitonde Querlage, die maximale Segelkraft ohne manuelle Betätagung auch bei böigem Wind gefähren.The same arrangement can also be used around the transverse axis for small vehicles use against overturning to the front. The same system allows it, by permanent Intervention of the pendulum to keep the bank inclination constant, so in the sense of a To act roll damping. In relation to the einæuhaitonde transverse position, endanger the maximum sailing power without manual actuation even in gusty winds.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Segelstellung durch automatische Beeinf lussung des Hebels 11 oder des nachgeschalteten Gestänge von der Segelkraft selbst abhängig zu machen. Die ist insbesondere bei größeren Mehrsegelfahrzeugen zweckmäßig, bei der die Querne,igung'keine ausreichende Aussage über die Belastung des Einzelsegels liefert, das durch eine örtliche Boe überbeansprucht werden kann. Durch eine Kraft'messung z,B. im Holnstummel 12 und eine elektronische Umsetzung dieser Messung in die Bewegung einer Servosteuerung kann die Steuerung des Segels in Richtung kleinerer Kraft beeinflußt werden. Eine solche Einrichtung vermeidet Brüche durch Überlastung, ohne den Gewichtsaufwand, den eine Auslegung aller Teile auf maximal mögliche Kräfte verursachen würde.It is still possible to adjust the feathering position by automatically influencing the lever 11 or the downstream linkage to make dependent on the sailing force itself. This is particularly useful for larger multi-sail craft, in which the transverse 'inclination' does not provide sufficient information about the load on the individual sail, which can be overstrained by a local gust. By a force measurement z, B. in the spar stub 12 and an electronic conversion of this measurement into the movement of a servo control, the control of the sail can be influenced in the direction of a smaller force. Such a device avoids breakages due to overloading, without the weight expenditure that would cause all parts to be designed for the maximum possible forces.

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Claims (22)

A n s p r ü c h e Starres Segel für Segelfahrzeuge, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß es einen festen, von Luftkräften nicht beeinflußbaren Profilumriß und voll umlaufende Verstellbarkeit hat, wobei seine Stellung zum scheinbaren Wind durch einen Hilfsflügel (2) als Leitwerk gesteuert wird. A n p r ü c h e Rigid sail for sailing vehicles, thereby g e k It is noted that there is a fixed position that cannot be influenced by the forces of the air Profile outline and full circumferential adjustability, with its position to the apparent Wind is controlled by an auxiliary wing (2) as a tail unit. 2. starres Segel nach 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der als Leitwerk dienende Hilfsflügel (2) auf einem Leitwerksträger (3) angebracht ist, 2. rigid sail according to 1, thereby g e k e n n n z e i c h n e t that the auxiliary wing (2) serving as a tail unit is attached to a tail unit carrier (3) is, 3. Starres Segel nach 1 , dadurch g e k e n n z e i c n e t, daß das Leitwerk in Abhängigkeit vom Windeinfallwinkel durch eine Steuerung (20) so gesteuert wird, daß stets der günstigste Anstellwinkel des Flügelprofils eingehalten wird.3. Rigid sail according to 1, characterized in that the tail unit is controlled by a controller (20) as a function of the angle of incidence of the wind, that the most favorable angle of attack of the wing profile is always maintained. 4. Starres Segel nach 1 bis 3, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Steuerung (20) durch eine Handsteuerung mit dem Hebel (11) zur Segcllcraftheeinflussung so verstellt werden kann, daß der Anstellwinkel vom stellungsbedlngtcn Maximum über Null bis zum negativen Größtwert erreicht wird. 4. Rigid sails according to 1 to 3, thus no indications that the control (20) by a hand control with the lever (11) for Segcllcraftheeinflussung can be adjusted so that the angle of attack from the position-related maximum over Zero is reached up to the negative maximum value. 5. Starres Segel nach 4, dadurch g e k e-n n z e i c hn e t, daß die stellungsabhängige Anstellwinkelsteuerung durch einen fahrzeugfesten Kurven ring bewirkt wird, dessen Profil entsprechend dem gewünschten Anstellwinkel so geformt ist, daß das Leitwerk (2) die entsprechende Stellung über ein Gestänge erhält.5. Rigid sail according to 4, thereby g e k e-n n n z e i c hn e t that the Position-dependent angle of attack control by means of a cam ring fixed to the vehicle is effected, the profile of which is shaped according to the desired angle of attack is that the tail unit (2) receives the appropriate position via a linkage. 6. Starres Segel nach 5, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß im Gestänge zwischen Kurvenring und Leitwerk die Ubersetzung zwischen +1 über 0 bis -1 von Hand durch eine Hebelanordnung verstellt werden kann.6. Rigid sail according to 5, thereby g e k e n n n z e i c hn e t that im Linkage between cam ring and tail unit the translation between +1 over 0 to -1 can be adjusted by hand using a lever arrangement. 7. Starres Segel nach 1 - 4, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die Anstellwinkcelstellerüng durch einen fahrzeugfesten Ring bewirkt wird, und durch Neigg des Rings um eine Achse quer zur Segeidrehachse eine zwischen positiven und negativen Größtwert verstellt werden kann.7. Rigid sail according to 1 - 4, thereby g e k e n n n z e i c hn e t that the angle of attack adjustment is effected by a ring fixed to the vehicle, and by Inclination of the ring around an axis transverse to the axis of rotation of the Segeid between positive and negative maximum value can be adjusted. 8. Starres Segel nach 1 - 7, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß das Segelprofil Einrichtungen zum Wölben der Profilmittellinie aufweist.8. Rigid sail according to 1 - 7, thereby g e k e n n n z e i c hn e t that the sail profile has devices for arching the profile center line. 9. Starres Segel nach 8, dadurch g e k e n n z e i c h n E daß die Profilwölbung durch Krümmen der Profilnase hergestellt wird, wobei ein beweglicher vorderer Teil (41) um eine segelfeste Achse (42) gedreiit wird und zusammen mit federnden Zungen (45) den-wölbbaren Profilumriß bildet.9. Rigid sail after 8, thereby g e k e n n n z e i c h n E that the Profile curvature is produced by curving the profile nose, with a movable front part (41) is threefold about a fixed axis (42) and together with resilient tongues (45) forms the archable profile outline. 10. Starres Segel nach 9, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß ein elastischer wasserdichter ueberzug (46) die wölbbare Nase nach außen abdeckt.10. Rigid sail according to 9, thereby g e k e n n n z e i c hn e t that an elastic waterproof cover (46) covers the archable nose to the outside. 11. Starres Segel nach 8, dadurch g e k e n n z e i c n e t, daß die Profillinie im hinteren Bereich des Profils gewölbt wird, wobei konventionelle Mittel des Flugzeugbaus angewendet werden.11. Rigid sail after 8, thereby g e k e n n n z e i c n e t that the Profile line in the rear of the profile is arched, using conventional means used in aircraft construction. 12. Starres Segel nach 8 bis 11, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Profilkrümmung von der Segel-Stellung abhängig gesteuert wird, wobei eine gleichartige Steuerung wie für das Leitwerk, die Wölbung von Hand oder automatisch sich der Windstärke anpaßt.12. Rigid sail after 8 to 11, thus not showing any signs t that the profile curvature is controlled depending on the sail position, where a similar control as for the tail unit, the camber manually or automatically adapts to the wind strength. 4 13. Starres Segel nach 12, dadurch g e k e n n z e i c n e t, daß zur Steuerung der Wölbung die gleiche Vorrichtung verwendet wird, wie für die Einstellung des Leitwerkes. 4 13. Rigid sail according to 12, characterized in that the same device is used to control the curvature as for the adjustment of the tail unit. 14. Starres Segel nach 1 bis 13, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß das Leitwerk indirekt durch ein Flettnerruder gesteuert wird, wobei das Flettnerrudgr durch die Einrichtung zum Einstellen des Leitwerks nach Anspruch (2) bis (6) verstellt wird.14. Rigid sail according to 1 to 13, which means that there are no indications t that the tail unit is controlled indirectly by a Flettner rudder, the Flettner rudder adjusted by the device for adjusting the tail unit according to claims (2) to (6) will. 15". Starres Segel nach 14, dadurch gek e n n z e i c hn e t, daß das Leitwerk geteilt ist und der eine Teil direkt und der andere Teil über ein Flettnerruder gesteuert wird.15 ". Rigid sail after 14, not indicated by the fact that the tail unit is divided and one part directly and the other part via a Flettner rudder is controlled. -16. Starres Segel nach 1 bis 15, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß ein sog. eigenstabiles Flügelpro-£il verwendet wird, wobei das Leitwerk auf einen wesentlich kleineren Hebelarm, z.B. wie beim Nurflügelflugzeug, an der Hinterkante des Flügels angebracht werden kann.-16. Rigid sail according to 1 to 15, therefore no signs t that a so-called inherently stable wing profile is used, with the tail unit on a much smaller lever arm, e.g. as in a flying wing aircraft, on the trailing edge of the wing can be attached. 17. Starres Segel nach 16, g e k e n n z e i c h n e t « durch seine Anordnung nach Art von ?awl-, X.etsch- und Schonerbesegelung.17. Rigid sail after 16, g e k e n n n z e i c h n e t «by his Arrangement according to the type of? Awl, X.etsch and schooner sails. 18. Starres Segel nach 1 bis 17, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß sein unterer Rand mit minimalem Spalt an eine Gegenfläche des Fahrzeugs anschließt.18. Rigid sail according to 1 to 17, thus not showing any signs t that its lower edge connects to a mating surface of the vehicle with a minimal gap. 19. Starres Segel nach 18, dadurch g e k e n n z e i. c hn e t, daß der Spalt durch eine elastische Ausbilrung des Segelrandes so abgeschlossen ist, daß auch bei Eisbildung die Bewegung des Segels nicht behindert ist..19. Rigid sail after 18, which means that it cannot be used. c hn e t that the gap is closed by an elastic formation of the sail edge, that the movement of the sail is not hindered even when ice forms .. 20, Starres Segel nach 1 bis 19, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß durch Beeinflusstung der Steuerung 820 durch ein Pendel (50) oder physikatisch gleichwe.rtige Anordnung die Neigung- des Fahrzeugs begrenzt wird.20, Rigid sail according to 1 to 19, therefore no markings t that by influencing the control 820 by a pendulum (50) or physically Equivalent arrangement, the inclination of the vehicle is limited. 21 Starres Segel nach 20, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die Neigungssteuerung im Sinne einer Schli.ngersteuerung eingesetzt wird.21 Rigid sail after 20, noting that the inclination control is used in the sense of a slide control. 22. Starres Segel nach 1 bis 21, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß der Leitwerksausschlag auf Grund einer Segelkraftmessung so beeinflußt wird, daß eine maximale Segelkraft nicht überschritten wird.22. Rigid sail according to 1 to 21, thus not showing any signs t that the tail deflection is influenced by a sail force measurement in such a way that that a maximum sailing force is not exceeded. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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