Парус судна Советский патент 1983 года по МПК B63H9/00 B62B15/00 

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования парусов крыльевого профиля с изменяемой геометрией для ветросиловых судовых установок. Известен парус судна, выполненный в виде поворотно установленного на вертикальной оси крыла с гибкой обшивкой и с механизмом изменения аэродинамического профиля 1. Однако механизм изменения аэродинамического профиля этого паруса не обеспечивает высокую тягу при работе во всем пригодном для использования диапазоне углов и скоростей ветра. Цель изобретения - увеличение силы тяги путем изменения аэродинамического пpoфиJ я в зависимости от курса и скорости судна относительно ветра. Цель достигается тем, что у паруса судна, выполненного в виде поворотно установленного на вертикальной оси крыла с гибкой обшивкой и с механизмом изменения аэродинамического профиля, последний содержит жесткую выпукло-вогнутую обшивку, расположенную симметрично относительно вертикальной оси крыла, две надувные профилированные камеры, выполненные из нерастяжимого материала, установленные у кромок крыла с наветренной стороны, пневматически связанные с трубопроводом для соободения их или с источником сжатого воздуха, или с атмосферой, герметичную полость, ограниченную эластичной оболочкой, жесткой выпукло-вогнутой обшивкой и нижней и верхней шайбами, связанную с трубопроводом для сообш,ения герметичной полости или с источником сжатого воздуха илИ с атмосферой, или с источником вакуума. На фиг. 1-описываемый парус, обший вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4- разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - схема работы паруса при крутом бейдевинде левого борта; на фиг. 6 - то же, при бейдевинде правого борта; на фиг. 7 - то же, при галфвинде правого борта; на фиг. 8 - то же, при бакштаге; на фиг. 9 - то же, при попутном верте; на фиг. 10 - то же, на стоянке судна при сильном ветре. На чертежах НД обозначет направление движения судна. Мачта 1 описываемого паруса трубчатой конструкции, соединенная с поворотным валом 2, концевые стрингеры 3 и стрингеры 4 являются основными элементами продольного набора. Нижняя 5 и верхняя 6 шайбы, а также ребра 7 жесткости являются основными элементами поперечного набора описываемого.крыла пураса. На валу 2 выточен бурт 8 осевого подшипника и шейки радиальных подшипников и закреплена шестерня 9, соединенная с при водом поворота мачты 1 с крылом. Внутри вала 2 просверлены каналы-воздуховоды 10-12, которые вместе с трубопроводами 13-15, герметичной полостью 16, носовой 17 и кормовой 18, и надувными профилированными камерами из нерастяжимого материала образуют механизм изменения профиля ОПИСЬ вае.мого паруса. Полость 16 ограничена . жесткой выпукло-вогнутой обшивкой 19, эластичной оболочкой 20, верхней 6 и нижней 5 шайбами. Внутри полости 16 установлена проницаемая жесткая обшивка 21, профилируюшая вогнутость оболочки 20 при разрежении в полости 16. К стрингерам 3 и концам проницаемой обшивки 21 прикреплены камеры 17 и 18, которые могут быть выполнены, например, из аэростатной ткани. Конструкция Описываемого паруса позволяет полностью механизировать и автоматизировать работу ветросиловой установки по обеспечению переднего хода, реверса и заднего хода судна. Во вре.мя работы парус поворачивают и устанавливают под запрограммированным углом атаки в зависимости от направления и скорости ветра. Про,филирование описываемого паруса осуществляют также по заданной программе путем изменения давления в полости 16 и камерах 17 и 18, в которые подают либо воздух под избыточным давлением -f р, либо создают разрежение -р. При крутом бейдевинде (фиг. 5) описываемый парус устанавливают с углом атаки к набегающему потоку воздуха, близким к нулнэ. В полости 16 и камерах 17 и 18 давление сравнивают с давлением окружающей среды P(j, либо создают небольшое избыточное давление в полости 16. Сила тяги как составляющая подъемной силы крыла паруса образуется с помощью асимметричности его профиля. При бейдевинде {фиг. 6), галфвинде (фиг. 7) и бакштаге (фиг. 8) описываемый парус устанавливают с запрограммированным углом атаки к набегающему потоку, создают избыточное давление в камере 17 или камере 18 в зависимости от того, с какого борта действует ветер, и создают разрежение в полости 16. Сила тяги паруса создается за счет криволинейности и асимметричности профиля его крыла. При попутном ветре (фиг. 9} описываемый парус устанавливают поперек потока воздуха, а в полости 16 и камерах 17 и 18 создают разрежение. Тяга паруса при этом создается за счет затормаживания ветра его вогнутой поверхностью. Реверс и задний код судна осуществляют установкой паруса и его профилированием аналогично изложенному, но с вектором тяги в обратном направлении. Для гашения тяги на стоянке, при сильном ветре, описываемые паруса (не показано) попарно устанавливают вдоль потока одноименными поверхностями друг к другу при сохранении атмосферного давления в полости 16 и камерах 17 и 18. В этом случае, можно также описываемому парусу придавать форму симметричного профиля крыла и устанавливать его вдоль потока воздуха так, как показано на фиг. 10.

Технико-экономический эффект, ожидаемый от внедрения изобретения, заключается

в том, что на всех режимах обеспечивается работа ветросиловой установки с максимально возможным КПД и высокой надежностью.

При этом обеспечиваются потенциальные возможности полной механизацией и автоматизации всех процессов управления ветросиловой установкой, что исключает необходимость применения тяжелого и опасного труда личного состава судна. 21 /

ПАРУС СУДНА, выполненный в виде поворотно установленного на вертикальной оси крыла с гибкой обшивкой и с механизмом изменения аэродинамического профиля, отличающийся тем, что, с целью увеличения силы тяги путем изменения аэродинамического профиля в зависимости от курса и скорости судна относительно ветра. 77. lj механизм изменения аэродинамического профиля содержит жесткую выпукло-вогнутую обшивку, расположенную симметрично относительно вертикальной оси крыла, две надувные профилированные: камеры, выполненные из нерастяжимого материала, установленные у кромок крыла с наветренной стороны, пневматически связанные с трубопроводом для сообшения их или с источником сжатого воздуха или с атмосферой, герметичную полость, ограниченную эластичной оболочкой, жесткой выпукло-вогнутой обшивкой и нижней и верхней шайбами, связанную с трубопроводом для сообш,ения ее с источником сжатого воздуха, или атмосферой, или с источником вакуума. to (Л ±А to 4 со О5 to

B-S

Фиг.5

фиг. 4 фиг.5 Фиг..6 Фиг 7 фигЛО