Конструкция паруса Российский патент 2020 года по МПК B63B15/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к конструкции паруса без мачты, которая заменяет роль мачты и, в то же время, обеспечивает возможность монтажа всех известных в технической области парусов для судов или других транспортных средств.

Объект изобретения охватывает всю систему с элементами, которые выполняют функцию мачты через свои аэродинамические профили, а также вырабатывают дополнительную подъемную силу в направлении курса судна или другого транспортного средства.

КРАТКОЕ РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ И СВЯЗАННЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в представлении такой опорной конструкции паруса, которая принимает на себя базовую функцию мачты и не требует вспомогательных натяжных систем. В дополнение, она обеспечивает возможность монтажа всех известных решений парусов.

Другая техническая задача, решаемая изобретением, заключается в том, что поперечные сечения указанной конструкции паруса выполнены в виде аэродинамических профилей, которые могут, параллельно с судном, также поворачивать и уменьшать сопротивление воздуха, а также, в то же время, дополнительно увеличивать подъемную силу судна в направлении плавания за счет аэродинамического профиля и угла вращения в направлении идущего ветра.

Четвертая техническая задача, решаемая изобретением, заключается в том, что конструкция паруса может быть легко сложена до меньшей высоты, тем самым способствуя проплыву корабля под мостами или в шторм, или с целью обслуживания, и т.д.

До настоящего времени не было обнаружено каких-либо подобных решений.

[0003] Ниже перечислены следующие патенты из базы патентов SIPO, которые раскрывают и защищают технические изобретения, связанные с парусом судна, и которые опубликованы под следующими номерами патентных заявок, а именно:

Патентная заявка №: 22619

В данном патенте представлена лодка со складной мачтой и парусом. В соответствии с данным патентом, мачта должна быть быстро сложена, при этом лодка может использоваться без паруса, и наоборот.

Данное изобретение не рассматривает изобретение касательно паруса без мачты и, следовательно, никак не связано с предлагаемым изобретением, тогда как способ складывания мачты полностью отличается от такового в предлагаемом изобретении.

Патентная заявка №: 0989939

В данном патенте представлен парус с тремя легкими мачтами, которые служат в основном для определения аэродинамического профиля паруса.

В данном патенте не рассматривается парус без мачты, и он полностью отличается от настоящего изобретения.

Патентная заявка №: 9500182

В данном патенте представлен профилированный парус.В предложенном техническом решении представлена схема аэродинамических ребер в парусе, находящихся в точке попадания ветра, которая расположена на мачте. В нем предложено сворачивание указанных ребер вокруг мачты.

В данном изобретении также не представлено изобретение касательно паруса без мачты и, следовательно, оно никак не связано с настоящим предлагаемым изобретением. В дополнение, профилированный парус также выполнен полностью иным образом по сравнению с предлагаемым в настоящем изобретении.

Патентная заявка №: 22790

В данном изобретении представлены технические изобретения, похожие на предыдущее, с одним отличием, которое заключается в том, что в нем предложены подобные решения для лодки-тримарана.

В данном изобретении также не представлено изобретение касательно паруса без мачты и, следовательно, оно никак не связано с настоящим предлагаемым изобретением. Профилированный парус в данном изобретении выполнен полностью иным образом по сравнению с предлагаемым в настоящем изобретении.

Во всех указанных выше патентах представлен известный уровень техники и в них не предложены технические решения, подобные настоящему техническому изобретению, в сущности которого не используется мачта для монтажа конструкции паруса, которая, будучи составлена из двух опор, соединительного элемента и оттяжек, может быть сложена до меньшей высоты, и в котором поперечные сечения опор выполнены в форме аэродинамических профилей, которые свободно двигаются вокруг продольной оси или управляются вокруг продольной оси согласованно с парусом для достижения подъемных сил в направлении курса судна или любого другого транспортного средства за счет потока ветра.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0004] В соответствии с изобретением, решение* задачи заключается в устранении основной мачты или всех мачт для монтажа двух опор паруса с каждой стороны мачты с аэродинамическим профилем, выполненным через их соответствующее поперечное сечение, которое может вращаться вокруг продольной оси опор паруса, при этом этим также может управлять система, используемая для вращения аэродинамических профилей опор паруса в некоторой корреляции с парусом. Посередине или вблизи середины обе опоры паруса выполнены таким образом, что они могут быть сложены назад или вперед относительно оси судна или транспортного средства для обеспечения возможности уменьшения высоты по меньшей мере на половину. С этой целью, гибкая секция двух опор паруса оснащена специальным соединителем, вокруг которого они вращаются. На верхней стороне опоры паруса соединены с помощью соединительного элемента, обладающего функцией соединения опор и функцией натяжения паруса вверх.

Опоры прикреплены к судну или транспортному средству с помощью оттяжек. Складывание опор также может быть реализовано путем отпускания оттяжек.

В соответствии с изобретением, на этой конструкции может быть установлен любой парус с произвольной формой и профилями.

С этой целью, также можно использовать надувной парус с карманами или предварительно надуваемый парус, который может быть надут с помощью ручного насоса или компрессора для образования аэродинамического профиля при низкой скорости ветра и, таким образом, вырабатывания подъемной силы для паруса.

Парус может быть закреплен на осях угла падения или осях аэродинамической подъемной силы, или произвольным образом.

Настоящее изобретения объяснено в варианте реализации и на фигурах, на которых изображено следующее:

Фигура 1 - на ней изображен вид в перспективе всего судна со всей системой и стандартным парусом, который закреплен через ось аэродинамической точки приложения сил паруса.

Фигура 2 - на ней изображен вид сверху всего судна со всей системой и стандартным парусом, который закреплен через ось аэродинамической точки приложения сил паруса.

Фигура 3 - на ней изображено судно с множеством установленных систем для прикрепления паруса, как предусмотрено в изобретении.

Фигура 4 - на ней изображено складывание опоры паруса посредством вращательного шарнирного соединения посередине опоры паруса.

Фигуры 5A и 5B - на них изображено складывание опор паруса посредством вращательного шарнирного соединения в основании или начале опоры паруса, где установлены лишь передние оттяжки 5.1 и задние оттяжки 6.1. В данном случае, наличие передних оттяжек 5 и задних оттяжек 6 не обязательно.

Фигуры 6A и 6B - на них изображен подробный вид A с фигуры 4, на котором изображено разборное соединение опоры паруса, которое также может быть установлено на палубе судна на нижней части основания опоры паруса.

Фигуры 7A и 7B - на них изображено поперечное сечение опоры паруса, на которых виден аэродинамический профиль и способ вращения вокруг продольной оси опоры паруса.

Фигура 8 - на ней изображено поперечное сечение частично надуваемого паруса, прикрепленного к конструкции паруса без мачты.

Фигура 9 - на ней изображено поперечное сечение полностью надуваемого паруса, прикрепленного к конструкции паруса без мачты, и при этом схематически показан поток ветра.

Фигура 10 - на ней изображено поперечное сечение самонадувающегося паруса и иллюстрация прикрепления паруса к нижнему держателю 4.

Фигура 11 - на ней изображено поперечное сечение нижнего держателя 4 с валом 4.1 в соединении с парусом 1 и тросом 4.3 для подъема и опускания паруса 1, а также система управления нижним держателем 4.

Конструкция паруса без центральной мачты устанавливается на судне P или другом транспортном средстве в виде единой системы или нескольких систем, которые могут установлены при необходимости. Один из этих вариантов изображен на Фигуре 3.

Однородная система, предложенная в изобретении, состоит из следующих пластиковых базовых элементов или компонентов:

паруса 1, который в некоторых случаях также может быть самонадувающимся парусом 1 SN или частично или полностью надуваемым парусом 1 TN, двух держателей 1.1, двух опор 2 паруса, которые установлены с каждой стороны судна P или паруса 1 поперек направлению SP курса или направлению хода судна P, соединительного элемента 3, на котором установлен шкив 3.1, который также представляет собой верхний центр вращения паруса 1, который переносит силу предварительного растягивания паруса 1.

В дополнение, технический узел также состоит из нижнего держателя 4, который натягивает парус 1 вниз, а также служит в качестве отсека для складывания или хранения паруса 1, и центра OK вращения паруса 1.

Парус 1 натягивается на тросе 4.3, который также может представлять собой оплетку или тому подобное, выполненную таким образом, что держатель 1.1, который встроен в верхнюю секцию пруса 1, соединяется с тросом 4.3. Трос 4.3 проходит через шкив 3.1 или некоторое другое устройство, установленное на соединительном элементе 3, а также на палубе судна P, где он крепится любыми произвольными средствами. Второй способ заключается в обеспечении возможности прохождения троса 4.3 через шкив 4.3.1, который останавливается на палубе судна P и который продолжает проходить к валу 4.1, где трос 4.3 жестко прикрепляется.

Вал 4.1 установлен с возможностью поворота посередине поперечного сечения нижнего держателя 4 и может быть приведен в действие рычагом 4.2.1 или электродвигателем 4.2.

Данный способ описан ниже более подробно.

В нижней секции паруса 1 прикреплен к нижнему держателю 4, посредством которого он может быть намотан на вал 4.1 нижнего держателя 4, или же он крепится произвольным образом. Если нижний держатель 4 снабжен встроенным валом 4.1 для наматывания паруса 1, последний, при необходимости, может быть непрерывно укорочен во время плавания путем его наматывания на вал 4.1 нижнего держателя 4 и наоборот.

Парус 1 поддерживается двумя эластичным образом предварительно натянутыми опорами 2 паруса, которые установлены секциями с каждой стороны судна P в точках PP посредством специального разборного соединения 7 или посредством известных из уровня техники технических решений, что представлено на Фигурах №1, 2, 4А, 5А и 5А, а также в качестве подробного вида A, который увеличен на Фигурах 6A и 6B.

Опоры 2 паруса аккумулируют колебания энергии путем преобразования кинетической энергии ветра из силы SV ветра, действующей на парус 1, во внутреннюю энергию предварительного натяжения или эластичности опор 2 паруса и наоборот, что изображено на Чертежах №1, 2, 3 и 9.

Опоры 2 паруса также могут быть снабжены встроенным разборным соединением 7 в срединой секции длины опор 2 паруса или приблизительно в срединной секции опор 2 паруса.

Если опоры 2 паруса также имеют встроенные разборные соединения 7 или только в срединной секции длины, необходимо, чтобы крепление передних оттяжек 5 и задних оттяжек 6 было установлено под разборным соединением 7. Это необходимо, поскольку верхняя часть опоры 2 паруса может быть сложена назад в направлении SP курса только путем отпускания передней оттяжки 5.1.

Желательно, чтобы верхнее крепление передних оттяжек 5 и задних оттяжек 6 на опорах 2 паруса находилось максимально близко к нижней части разборного соединения 7 для достижения наивысшей возможной статической прочности соединительной части передних оттяжек 5 и задних оттяжек 6, и опоры 2 паруса.

Нижние, а также верхние крепления передних оттяжек 5, 5.1 и задних оттяжек 6 и 6.1 могут быть выполнены с помощью любых известных технических способов.

Если разборное соединение 7 установлено только на нижней части опоры 2 паруса, представляется возможным складывание всей опорной системы 2 паруса и соединительного элемента 3 назад в направлении SP курса путем ослабления обеих нижних креплений 5.2 для обеих передних оттяжек 5 и 5.1.

Опоры 2 паруса вращаются вокруг разборного соединения 7 на угол, который необходим для верхних частей опоры 2 паруса, или соединительного элемента 3, который должен быть крепко расположен на палубе судна P, где установлены специальные кулачковые шайбы, которые могут переносить массу сложенной конструкции паруса.

При складывании опор 2 паруса на меньшем судне P, они также могут находиться в контакте с поверхностью воды, по которой плывет судно P. С этой целью, соединительный элемент 3 может быть выполнен таким образом, чтобы он имел дополнительный встроенный поплавок 3.2 с достаточно большим объемом в диапазоне от 20 до 200 литров для размещения соединительного элемента 3 или сложенной конструкции паруса над поверхностью воды с использованием массы смещенной воды. Такая сложенная конструкция изображена на Фигурах 5A и 5B.

В случае, когда разборное соединение 7 расположено только приблизительно по центру длины опор 2 паруса, верхняя часть опор 2 паруса с соединительным элементом 3 может быть сложена назад в направлении курса судна P путем ослабления обоих нижних креплений 5.2 обеих передних оттяжек 5.1.

Верхние части опор 2 паруса вращаются вокруг оси 7.1 разборного соединения 7 на угол, который необходим для прикрепления верхней части опоры 2 паруса или соединительного элемента 3 к нижнему держателю 4 или к специальной подвижной опоре для поплавка 3.2 для контакта с поверхностью воды с задней стороны судна P. Данный тип складывания изображен на Фигурах 4A и 4B.

В то же время, разборное соединение 7 также может быть установлено в обоих положениях опор 2 паруса, как указано выше. В данном случае, опоры 2 паруса или вся система складывается сначала путем ослабления нижних креплений 5.2 передних оттяжек 5.1. За счет своей собственной массы, опоры 2 паруса вращаются вокруг центра вращения разборного соединения 7 назад в направлении кормы K или в направлении, противоположном направлению SP курса судна P, до угла, при котором соединительный элемент 3 располагается на нижнем держателе 4 или на специальных подвижных опорах, или подобном.

Затем, также ослабляются нижние крепления 6.2 задних оттяжек 6 и 6.1. За счет своей собственной массы, опоры 2 паруса, которые предварительно уже были сложены один раз, также вращаются вокруг центров вращения разборных соединений 7, которые установлены внизу в направлении вперед, соответствующем движению курса SP судна P, на такой угол, что край опоры 2 паруса садится на палубу судна P или на предварительно установленные вращающиеся держатели, тогда как соединительный элемент 3, в то же время, скользит вдоль нижнего держателя 4 или вдоль специальных подвижных держателей в направлении вперед, соответствующем направлению курса SP судна P. Такой способ складывания изображен на Фигурах 4A, 4B и 4C. При некоторых измеренных параметрах конструкции, т.е. в целом в случае небольших судов P, представляется возможным, чтобы поплавок 3.2 контактировал с поверхностью воды перед тем, как это делает судно P, и удерживал всю конструкцию над поверхностью.

Разборное соединение 7 выполнено таким образом, что опоры 2 паруса могут вращаться в одном направлении только на угол максимум 180 градусов. Разборное соединение 7 является самоблокирующимся в другом направлении вращения.

Самоблокировка выполняется таким образом, что ось 7.1 разборного соединения 7 закреплена на стороне за пределами поперечного сечения опоры 2 паруса. Однако поверхности 7.2 и 7.3 опоры 2 паруса выполнены в таком положении, что растянутая или открытая опора 2 паруса садится на поверхности 7.2 и 7.3 с плотным контактом.

Поверхности 7.2 и 7.3 соединены и не дают разборному соединению 7 вращаться в противоположном направлении, как предусмотрено для складывания опоры 2 паруса. Это вращение вокруг разборного соединения 7 в направлении SZ изображено на Фигурах 6A и 6B.

Перед складыванием опор 2 паруса необходимо снять парус 1 или сложить его в нижний держатель 4. Если это не сделать перед складыванием опор 2 паруса, это может привести к поломке всей системы или повреждению паруса 1.

Разборные соединения 7 всегда установлены таким образом, что ось 7.1 разборного соединения 7 перпендикулярна направлению складывания опор 2 паруса или перпендикулярна оси симметрии судна P.

Если разборное соединение 7 установлено только на нижней части опоры 2 паруса или на палубе судна P, оно должно быть ориентировано таким образом, чтобы ось 7.1 разборного соединения 7 была ближе к корме K судна P.

Таким образом, когда опора 2 паруса сложена, верхняя часть опоры 2 паруса вращается обратно вокруг оси 7.1 разборного соединения 7 в направлении кормы K судна P в направлении SZ, затем поверхности 7.2 и 7.3 отделяются.

В случае, когда два разборных соединения 7 также установлены или установлены только приблизительно в центре срединной секции опоры 2 паруса, они должны быть установлены таким образом, чтобы ось 7.1 верхнего разборного соединения 7 была ближе к корме K судна P, тогда как ось 7.1 нижнего разборного соединения 7 находилась на расстоянии от кормы K судна P ближе к носу судна P.

Оси 7.1 разборных соединений 7 должны быть установлены таким образом, чтобы они были параллельны друг другу. Если оси не параллельны, в результате складывания на ось 7.1 могут действовать относительно большие силы, которые передаются на опоры 2 паруса в виде скручивающих сил и могут повредить опоры 2 паруса или центры PP вращения опор 2 паруса на палубе судна P, а также крепление между соединительным элементом 3 и опорами 2 паруса.

Для устранения допуска исполнения и установки разборных соединений 7 на опорах 2 паруса, ось 7.1 выполнена таким образом, что вставка оси 7.1 в разборное соединение 7 является очень слабой, а слабость вставки оси 7.1 в отверстие разборного соединения 7 варьируется от 0,5 до 5 мм, обеспечивая возможность скручивающего вращения в диапазоне от 3 до 30 угловых градусов.

Перед началом складывания опор 2 паруса необходимо убедиться в том, что поверхности 7.2 и 7.3 разборного соединения 7 являются чистыми или что на этих поверхностях нет чужеродных объектов, которые могли бы помешать повторному вращению верхней части опоры 2 паруса или всей опоры 2 паруса в базовое положение, где все части опоры 2 паруса, которые установлены под и над разборным соединением 7, являются параллельными, или расположены вдоль одной и той же оси симметрии, проходящей вдоль длины опоры 2 паруса.

Посередине между опорами 2 паруса или под соединительным элементом 3 на палубе судна P с возможностью вращения установлен нижний держатель 4, который используется для натяжения паруса 1 и, в то же время, также в качестве отсека для сматывания или хранения паруса 1.

Нижний держатель 4 имеет установленный вал 4.1 посередине, на который наматывается парус 1 при складывании или укорачивании, или в ходе процедуры разматывания при разворачивании паруса 1.

Сматывание паруса 1 может осуществляться с помощью электрического двигателя 4.2 с зубчатой передачей. Когда система с болтами и талями с бесконечным тросом 4.3, которая описана ниже, не используется, в зубчатой передаче должен использоваться самоблокирующийся механизм для того, чтобы вал 4.1 не мог сложиться, чтобы парус 1 оставался натянутым. Сматывание или разматывание паруса 1 также может осуществляться вручную с помощью рычага 4.2.1, который приводит в действие встроенную самоблокирующуюся зубчатую передачу, которая может представлять собой червячную передачу или подобную.

Парус 1 снабжен держателем 1.1, который встроен в верхнюю секцию паруса 1, к которому крепится трос системы 4.3, который натягивает парус 1 через шкив 3.1, который установлен на соединительном элементе 3.

Парус 1 натягивается за счет значительного усилия, которое также определяет профиль паруса 1 в продольном направлении.

За счет аэродинамических подъемных сил паруса 1, вырабатываются относительно большие силы предварительного натяжения, следовательно, все компоненты для предварительного натяжения паруса 1 должны быть выполнены с учетом значительного фактора безопасности.

Система для вытягивания и складывания паруса 1 с так называемым бесконечным тросом 4.3 выполнена таким образом, что трос 4.3 крепится к держателю 1.1 паруса 1 с одной стороны, который затем проходит вниз через шкив 3.1 на шкив 4.3.1, направляя трос 4.3 в сторону нижнего держателя 4. На нижнем держателе 4 трос проходит через шкив 4.3.2 на шкив 4.3.3, который направляет его на шкив 4.3.4. Этот шкив направляет трос 4.3 перпендикулярно валу 4.1, где трос 4.3 надежно крепится. Система 4.4 натяжения, показанная на фигуре 11, используется для задания предварительного натяжения троса 4.3.

При складывании паруса 1 необходимо повернуть вал 4.1, который установлен в нижнем держателе 4. Таким образом, система для понижения и подъема троса 4.3 паруса 1 начинает наматывание на вал 4.1. В то же время, парус 1 начинает наматываться на вал 4.1. За счет того же пути наматывания троса и паруса 1 на вал 4.1, трос 4.3 всегда натянут и поддерживает парус 1 натянутым всегда посредством держателя 1.1, который встроен в верхнюю секцию паруса 1.

Когда парус 1 полностью намотан на вал 4.1, он хранится в нижнем держателе 4. В данном случае, трос 4.3 также намотан на вал 4.1 в нижнем держателе 4.

При разматывании паруса 1, необходимо следовать процедуре в обратном направлении. Путем вращения вала 4.1 в противоположном направлении, трос 4.3 системы, тянущей парус 1 из нижнего держателя 4 через шкив 3.1, начинает разматываться. Парус 1 разматывается с вала 4.1 симметрично тросу системы 4.3.

Таким образом, представляется возможным выпускание паруса 1 на желаемую высоту непрерывным образом. Укорачивание и выпускание паруса 1 осуществляется без тросов, которые могли быть преградой на палубе судна P.

Выпускание или укорачивание, или складывание паруса 1 может активироваться электрическим двигателем 4.2 или вручную с помощью рычага 4.2.1. В обеих ситуациях используется обыкновенная или самоблокирующаяся зубчатая передача со встроенным тормозом.

Использование зубчатой передачи или тормоза, встроенного в зубчатую передачу, желательно для дополнительного блокирования вращения вала 4.1, тем самым обеспечивая силу предварительного натяжения паруса 1, хотя трос 4.3 является бесконечным и предварительно натянутым для предотвращения разматывания с вала 4.1.

Когда непрерывное сматывание/разматывание с помощью троса 4.3, как описано выше, не используется, а происходит натяжение/опускание паруса 1 с помощью шкива 3.1 посредством стандартного троса, прикрепленного к палубе судна P, необходимо использовать самоблокирующуюся зубчатую передачу или зубчатую передачу со встроенным тормозом.

В случае, когда используется электрический двигатель 4.2, парус 1 может быть полностью автоматическим, а укорачивание паруса и положения рулевого колеса KP судна P может быть соединено через компьютер с автопилотом AP судна P.

Нижний держатель 4 прикреплен к палубе судна P таким образом, что он может вращаться вокруг центра OK вращения, который расположен примерно на трети длины глубины нижнего аэродинамического профиля паруса 1 и может находиться на любой выбранной длине держателя 4. Прикрепление нижнего держателя 4 к палубе судна P может быть осуществлено множеством способов, а именно с помощью всех известных технических способов, причем он должен быть выполнен таким образом, чтобы он мог легко переносить все силы предварительного натяжения паруса 1 и силы, выработанные аэродинамическими силами и силами сопротивления ветру у паруса 1.

Нижний держатель 4 прикреплен к центру OK вращения таким образом, что он может свободно или с крутящим моментом, составляющим до 50 Нм, наклоняться поперек продольной оси в направлении SVOK в пределах от -25 до+25 угловых градусов, в то же время нижний держатель 4 может свободно вращаться вокруг центра OK вращения в направлении VOK.

Подвижное прикрепление нижнего держателя 4 к центру OK вращения может быть реализовано с помощью всех известных технических решений при условии, что они могут легко переносить все возникающие нагрузки на натяжение паруса 1 и аэродинамические силы паруса 1, действующие на судно P.

Наклон нижнего держателя 4 в направлении SVOK может быть необходим для натяжения паруса 1 равномерно по всей поверхности паруса 1 за счет натяжения, в частности, на заднем крае, поскольку нижний держатель 4 и вместе с ним нижнее крепление паруса 1 адаптируются к текущей форме или размерам выбранного паруса.

Для управления нижним держателем 4 вокруг центра OK вращения в направлении VOK, который непрямым образом управляет парусом 1, могут быть использованы различные системы, которые представляют известный уровень техники. Наиболее базовая система показана на Фигуре 11 и представляет собой узел AS с тросом, который намотан вокруг так называемой системы архимедового шкива, с помощью которой он крепится к палубе судна (P).

Управление также может осуществляться более простыми способами, такими как путем использования управляющего стержня, который может быть секциями закреплен на заднем конце нижнего держателя 4, или более сложным образом, при котором центр OK вращения нижнего держателя 4 крепится к управляющей зубчатой передаче с электрическим двигателем или механизмом любого другого двигателя. Зубчатая передача должна иметь встроенный тормоз или самоблокирующийся механизм, благодаря которому расположенный нижний держатель 4 остается в желаемом положении.

Управляющий механизм приводит в действие нижний держатель 4, а также может быть соединен с автопилотом AP судна P, или он может управляться любым другим способом.

Аэродинамические профили 2.1, которые установлены вдоль длины двух опор 2 паруса, могут быть выполнены так, как указано на Фигуре 7A или Фигуре 7B.

В примере, показанном на Фигуре 7A, встроенная трубка 2.2 расположена на выходной кромке профиля, что увеличивает устойчивость аэродинамического профиля и предотвращает получение травм экипажем при столкновении с выходной кромкой аэродинамического профиля 2.1 опоры 2 паруса.

На Фигуре 7B показан аэродинамический профиль без встроенной трубки на выходной кромке. Однако обе аэродинамические поверхности 2.1 собраны так, что они образуют острую кромку.

Аэродинамический профиль установлен на опорах 2 паруса и может свободно вращаться вокруг них.

Свободный ход между аэродинамическим профилем 2.1 и опорой 2 паруса находится в диапазоне от 0,5 мм до 15 мм, чего достаточно для того, чтобы аэродинамический профиль 2.1 не застрял в профиле опоры 2 паруса даже при небольших силах ветра, но вращался свободно в направлении наименьшего сопротивления ветру со стороны силы ветра SV.

Аэродинамические профили 2.1 могут обладать свободным вращением благодаря силе ветра SV. Это уменьшает сопротивление ветру на опорах 2 паруса и обеспечивает возможность более эффективного использования судна P.

Вращение аэродинамических профилей 2.1 опор 2 паруса также может быть осуществлено посредством механических средств управления с помощью любого известного способа. В данном случае желательным является вращение аэродинамического профиля 2.1 опоры 2 паруса в точности на такой же угол VP для получения повышенной подъемной силы аэродинамических профилей 2.1 в направлении курса SP судна P, и, в то же время, минимальной силы сопротивления ветру, проходящему вокруг аэродинамического профиля.

Управление аэродинамическими профилями 2.1 может осуществляться в согласовании с управлением вращением VOK нижнего держателя 4 или паруса 1 вокруг центра OK вращения, или может быть использована встроенная автономная система, которая поворачивает аэродинамические профили 2.1 на углы VP, которые предполагают оптимальную подъемную силу в направлении судна P и минимальное сопротивление ветру в направлении курса SP судна P.

В данном случае, средство управления должно быть соединено со средством измерения угла отклонения VOK нижнего держателя 4 вокруг центра OK вращения, средством измерения скорости и угла силы ветра SV, посредством компьютера, отображающего информацию о скорости и курсе судна P, наклоне судна P от автопилота AP.

Парус 1 может иметь один слой, как это хорошо известно в большинстве случаев. За счет продольного складывания паруса 1 путем сматывания его на вал 4.1, парус 1 может иметь встроенные поперечины 1.2, которые образуют поперечные сечения аэродинамического профиля паруса 1.

Путем использования такого паруса 1, аэродинамическая подъемная сила паруса 1 существенным образом улучшается. Может быть предусмотрено 10 поперечин 1.2 на линейный метр паруса 1.

Другим признаком паруса, который может быть использован вместе с настоящим изобретением, является так называемый самонадувающийся парус 1 SN, который может быть закреплен между держателем (1.1), который встроен в верхнюю часть паруса (1) и нижний держатель (4), и который имеет встроенные карманы, образованные соединительными слоями PJ обоих слоев самонадувающегося паруса 1 SN, которые выполнены подобным образом, что и парапланов.

Грубо говоря, это означает, что предложенное изобретение обеспечивает возможность установки сегментов парапланов.

Конструкция парапланов с встроенными открытыми, за счет потока воздуха, самонадувающимися карманами, которые принимают форму аэродинамического профиля, известна в области техники и не описывается отдельно.

Эта форма аэродинамического профиля самонадувающегося паруса 1 SN обеспечивает так называемые толстые аэродинамические профили, которые вырабатывают большие подъемные силы при низкой силе ветра SV. Таким образом, использование такого самонадувающегося паруса 1 SN является намного лучшим выбором чем использованием классического однослойного паруса 1.

Однако использование такого самонадувающегося паруса 1 SN, который имеет встроенные самонадувающиеся карманы, невозможно или неприемлемо с технической точки зрения с суднами P, которые снабжены центральной мачтой, поскольку самонадувающийся парус 1 SN в данном случае не может свободно подвешен при этой конструкции, а крепится к мачте с помощью передней кромки, которая в данном случае нарушает аэродинамический потенциал самонадувающегося паруса 1 SN.

На Фигуре 10 показано поперечное сечение самонадувающегося паруса 1 SN с видимыми соединительными слоями PJ на обоих слоях паруса.

Третьим признаком паруса, который может быть использован в предложенном изобретении, является так называемый надувной парус 1 TN, который может быть надут за счет повышения давления с помощью ручного насоса или компрессора. В данном случае, надувной парус 1 TN состоит из камер или имеет вдоль длины аэродинамического профиля встроенные соединительные слои PJ между обоими слоями, которые определяют форму аэродинамических профилей надувного паруса 1 TN вдоль всей длины надувного паруса 1 TN.

Соединительные слои PJ могут быть выполнены подобным образом, что и соединительные слои PJ на самонадувающемся парусе 1 SN, причем в этом случае надувной парус 1 TN полностью закрыт также на входных и выходных кромках.

Данный тип паруса 1 TN показан на Фигуре 9, на которой также изображена сила ветра SV.

Надувной парус 1 TN также может быть надут только на входной кромке VR. Данный тип показан на Фигуре 8. Такой парус 1 TN называется частично надувным парусом 1 TN. Однако если парус может быть надут через поперечное сечение, он называется полностью надувным парусом 1 TN.

В случае укорачивания, складывания или сматывания на вал 4.1 надувных парусом 1 TN, давление в надувном парусе 1 TN должно быть понижено. После понижения давления можно намотать надувной парус 1 TN на вал 4.1. Когда надувной парус 1 TN был вновь закреплен с помощью троса 4.3, можно надуть его путем использования повышенного давления для достижения желаемого аэродинамического профиля.

Надувные паруса 1 TN конкретно не описаны, поскольку они представляют собой уже известный уровень техники. Однако они не использовались для этой цели, т.е. в качестве паруса на суднах, поскольку этому препятствовала центральная мачта. В предложенном изобретении также выделено и предложено использование всех описанных систем парусов, от классического однослойного паруса с или без поперечин 1.2, самонадувающихся, а также частично или полностью надувных парусов.

Изобретение относится к конструкции паруса без мачты, которая заменяет роль мачты. Конструкция паруса решает проблему использования центральной мачты и связанной классической палубной системы с тросами. Кроме того, она обеспечивает возможность одинарной или двойной конструкции паруса или опор (2) паруса, а также использование различных типов парусов, которыми могут быть классические паруса (1) с перекладинами (1.2), самонадувающиеся паруса (1 SN), выполненные наподобие таковым у парапланов, частично или полностью надувные паруса (1 TN), которые надуваются с помощью избыточного давления для достижения аэродинамического профиля паруса по всем поперечным сечениям (1 TN) паруса. Достигается возможность укорачивания и хранения паруса в держателе без складывания паруса на аэродинамическом профиле, а также возможность использования систем управления парусом, которые соединены с автопилотом судна. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Конструкция паруса для судов, содержащая:

две складываемые опоры (2) паруса, выполненные с возможностью установки на палубе с каждой стороны судна (P) и имеющие аэродинамические профили (2.1), расположенные с возможностью свободного вращения вокруг продольной оси указанных опор (2) паруса,

соединительный элемент (3) для соединения указанных складываемых опор (2) паруса в их верхней части,

парус (1), поддерживаемый указанными опорами (2) паруса,

держатель (1.1) для удержания и натяжения указанного паруса (1) вверх,

нижний держатель (4), установленный с возможностью поворота на палубе судна (P) посередине между указанными складываемыми опорами (2) паруса, причем нижний держатель (4) выполнен с возможностью натяжения и сматывания указанного паруса (1) и выполнен в виде отсека для хранения указанного паруса (1),

систему тросов,

систему с болтами и талями,

передние оттяжки (5), (5.1) и задние оттяжки (6), (6.1) для крепления и эластичного предварительного натяжения указанных складываемых опор (2) паруса на судах,

отличающаяся тем, что трос (4.3) указанной системы тросов выполнен с возможностью прохождения через шкив (3.1), установленный на указанном соединительном элементе (3), к указанному держателю (1.1) для подъема и опускания указанного паруса (1),

причем посередине или вблизи середины обе указанные опоры (2) паруса выполнены таким образом, что они могут быть сложены назад или вперед относительно оси судна (P) или транспортного средства для обеспечения возможности уменьшения высоты, по меньшей мере, на половину.

2. Конструкция паруса по п.1, отличающаяся тем, что надувной поплавок (3.2) с объемом в диапазоне от 20 до 200 литров выполнен с возможностью установки на соединительный элемент (3).

3. Конструкция паруса по п.1, отличающаяся тем, что трос (4.3) может быть вытянут из держателя (1.1), где он неподвижно крепится через шкив (3.1) к шкиву (4.3.1), который ведет его к другому шкиву (4.3.2), который ведет его к шкиву (4.3.3) и нижнему держателю (4), где этот шкив меняет его траекторию и направляет его на шкив (4.3.4) и нижний держатель (4), который еще раз перенаправляет трос (4.3) перпендикулярно валу (4.1) в нижнем держателе (4), где трос (4.3) неподвижно крепится к валу (4.1).

4. Конструкция паруса по п.1, отличающаяся тем, что секция паруса (1) неподвижно крепится в нижнем держателе (4) с помощью любого известного способа.

5. Конструкция паруса по п.4, отличающаяся тем, что нижняя секция паруса (1) может быть неподвижно прикреплена к валу (4.1), который установлен в центре нижнего держателя (4).

6. Конструкция паруса по п.5, отличающаяся тем, что парус (1) выполнен с возможностью непрерывного сматывания и разматывания с помощью вала (4.1), при этом вал (4.1) переносит силы натяжения паруса (1) и аэродинамические составляющие сил ветра, действующие на парус (1).

7. Конструкция паруса по пп.1 и 6, отличающаяся тем, что в случае использования классического способа сматывания/разматывания паруса (1) вал (4.1) снабжен встроенной самоблокирующейся зубчатой передачей в удлинении, которая может быть активирована с помощью рычага (4.2.1).

8. Конструкция паруса по пп.1 и 7, отличающаяся тем, что вместо или помимо ручного привода вал (4.1) также может содержать встроенную зубчатую передачу в удлинении, которая должна содержать самоблокирующийся механизм или иметь встроенный тормоз, а также приводиться в действие электрическим двигателем (4.2) в случае, если желательным является использование классического способа подъема/опускания паруса (1).

9. Конструкция паруса по п.3, отличающаяся тем, что в случае подъема/опускания паруса (1) с помощью троса 4.3, который является бесконечным и с одной стороны прикреплен к держателю (1.1), а с другой стороны прикреплен к валу (4.1), проходящему через систему с болтами и талями, могут быть использованы зубчатые передачи для управления валом (4.1), которые не являются самоблокирующимися и не имеют встроенного тормоза, самоблокирующиеся зубчатые передачи и зубчатые передачи со встроенным тормозом или комбинация двух вариантов.

10. Конструкция паруса по п.1, отличающаяся тем, что опоры (2) паруса прикреплены к судну (P) в нижней секции в точке (PP) посредством разборного соединения (7).

11. Конструкция паруса по п.1, отличающаяся тем, что опоры (2) паруса также могут иметь встроенное разборное соединение (7) приблизительно в центре длины опор (2) паруса.

12. Конструкция паруса по п.11, отличающаяся тем, что верхние крепежные элементы передних оттяжек (5) и задних оттяжек (6) установлены на опорах (2) паруса непосредственно ниже разборного соединения (7), которое установлено приблизительно в центре длины опор (2) паруса.

13. Конструкция паруса по пп.10 и 11, отличающаяся тем, что разборные соединения (7) в разобранном или сложенном положении могут иметь самоблокирующийся механизм с одной стороны таким образом, что поверхности (7.2) и (7.3) накладываются друг на друга, при этом во время разборки разборного соединения (7) верхняя часть опоры (2) паруса вращается вокруг осей (7.1) разборного соединения (7) на произвольный угол, который может находиться в диапазоне от 0 до максимум 180 угловых градусов.

14. Конструкция паруса по п.13, отличающаяся тем, что оси (7.1) разборных соединений (7) проходят параллельно, но при этом, в то же время, перпендикулярно в направлении складывания SZ опор (2) паруса.

15. Конструкция паруса по пп.9 и 10, отличающаяся тем, что оси (7.1) в разборных соединениях (7) вставлены слабо в диапазоне от 0,5 до 5 мм и, следовательно, они обеспечивают возможность поворотного вращения в оси опор (2) паруса, которое может находиться в диапазоне от 3 до 30 угловых градусов.

16. Конструкция паруса по п.9, отличающаяся тем, что если только одно разборное соединение (7) установлено на нижней части опор (2) паруса на палубе судна (P), оси (7.1) разборного соединения (7) должны быть ориентированы ближе к корме (K) судна, при этом, в то же время, перпендикулярно оси симметрии судна (P).

17. Конструкция паруса по п.14, отличающаяся тем, что если одно или первое разборное соединение (7) установлено на каждой опоре (2) паруса на нижней части палубы судна (P), а другое разборное соединение (7) находится приблизительно на половине длины опоры (2) паруса, разборные соединение (7) ориентированы таким образом, что оси (7.1) нижних разборных соединений (7) находятся ближе к носу (PP) судна (P), а оси (7.1) верхних разборных соединений (7) находятся ближе к корме (K) судна (P), при этом все оси параллельны друг другу и ориентированы перпендикулярно оси симметрии судна (P).

18. Конструкция паруса по п.4, отличающаяся тем, что нижний держатель (4) установлен с возможностью поворота на палубе судна (P) посредством центра (OK) вращения, который расположен приблизительно на трети длины глубины нижнего аэродинамического профиля (1).

19. Конструкция паруса по п.18, отличающаяся тем, что центр (OK) вращения переносит силы предварительного натяжения паруса (1) и аэродинамические составляющие силы ветра, действующие на парус (1), через нижний держатель (4) на судно (P).

20. Конструкция паруса по п.19, отличающаяся тем, что нижний держатель (4) может управляться вокруг оси (OK) в направлении (VOK) с помощью узла с тросом, который намотан вокруг так называемой системы с болтами и талями, с помощью которой он прикреплен к палубе судна (P).

21. Конструкция паруса по п.19, отличающаяся тем, что нижний держатель (4) также может управляться вокруг оси (OK) в направлении (VOK) с помощью самоблокирующейся зубчатой передачи, которая может управляться вручную или электроприводом, или с помощью некоторого другого сервопривода.

22. Конструкция паруса по п.21, отличающаяся тем, что нижний держатель (4) может управляться вокруг оси (OK) в направлении (VOK) с помощью зубчатой передачи со встроенным двигателем, который соединен с автопилотом (AP) судна (P).

23. Конструкция паруса по п.21, отличающаяся тем, что нижний держатель (4) прикреплен к оси (OK) управления таким образом, что он может свободно или с крутящим моментом, составляющим до 50 Нм, наклоняться поперек продольной оси в направлении (SVOK) в пределах от 25 до +25 угловых градусов.

24. Конструкция паруса по п.1, отличающаяся тем, что свободный ход между опорами (2) паруса и аэродинамическими профилями (2.1) находится в диапазоне от 0,5 до 15 мм.

25. Конструкция паруса по п.24, отличающаяся тем, что вращения (VP) аэродинамического профиля (2.1) вокруг оси опор (2) паруса могут управляться с помощью известных систем, которые управляются автопилотом (AP) судна (P).

26. Конструкция паруса по пп.1 и 6, отличающаяся тем, что парус (1) может быть закреплен между держателем (1.1) и нижним держателем (4), который имеет до 10 встроенных перекладин (1.2) на линейный метр высоты паруса (1), при этом перекладины (1) в длину выполнены в виде аэродинамических профилей паруса (1), так что вместе с парусом (1) они образуют идеальный аэродинамический профиль паруса (1), и парус (1) может быть смотан вместе с установленными перекладинами (1.2) с помощью вала (4.1) в нижний держатель (4).

27. Конструкция паруса по п.26, отличающаяся тем, что между держателем (1) и нижним держателем (4) может быть закреплен так называемый самонадувающийся парус (1,1 SN) с помощью вшитых соединений (PJ), которые образуют открытые карманы, которые за счет потока ветра (SV) создают аэродинамический профиль самонадувающегося паруса (1 SN).

28. Конструкция паруса по п.26, отличающаяся тем, что между держателем (1) и нижним держателем (4) может быть закреплен так называемый надувной парус (1,1 TN), который состоит из камер или, иными словами, содержит между обоими слоями, если смотреть в продольном направлении аэродинамических профилей надувного паруса (1 TN), встроенные соединения (PJ) обоих слоев, которые определяют форму аэродинамических профилей надувного паруса (1 TN) вдоль всей длины надувного паруса (1 TN), при этом избыточное давление в надувном парусе (1 TN) достигается с помощью ручного насоса или насоса с электроприводом, или насоса, управляемого любым другим способом.

29. Конструкция паруса по п.28, отличающаяся тем, что лишь надувная часть надувного паруса (1 TN) может быть передней кромкой, т.е. наклонной кромкой (VR) паруса (1 TN).

30. Способ установки конструкции паруса по любому из предыдущих пп.1-29 на судне (P), отличающийся тем, что складывание опор (2) паруса выполняют путем отпускания оттяжек.