DE68907494T2 - Covering wing sails. - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft Flügelsegeltragflächen für Landoder Wasserfahrzeuge und Anordnungen zum Herbeiführen des Strömungsabrisses an Flügelsegeltragflächen.This invention relates to wing sail wings for land or water vehicles and arrangements for inducing flow separation on wing sail wings.

Eine Flügelsegeltragfläche wird anders angeordnet und betrieben als die bekannteren Flugzeugflügel; sie ist mit rechtsdrehendem Spann angebracht, (z.B. in vertikaler oder fast vertikaler Richtung) und die Tragflächenquerschnittsebene ist im wesentlichen horizontal; da das Fahrzeug, an welchem das Flügelsegel befestigt ist, von Land bzw. Wasser getragen wird, dient die Tragfläche zur Erzeugung oder Vergrößerung einer Vortriebskraft, die aus praktischen Gründen in allen in Betracht kommenden Fahrtrichtungen wirken können muß. Die Art der Flügelsegelanordnung, auf die sich die vorliegende Erfindung hauptsächlich bezieht, ist eine selbsteinstellende oder selbsttrimmende Flügelsegelanordnung. Eine derartige Flügelsegelanordnung enthält einen Satz von Tragflächen, die im weiteren als Segelsatz bezeichnet werden, mit mindestens einem Vortriebssegel, das die vortreibenden Reaktionskräfte erzeugt und um eine aufrecht stehende Achse frei drehbar ist, so daß es in verschiedenen Winkeln, je nach Wind und gewünschter Fahrtrichtung getrimmt werden kann, und wenigstens einer Hilfstragfläche (üblicherweise eine hintere Tragfläche) die an einem oder mehreren, fest mit dem Vortriebssegel verbundenen Auslegern (Bäumen) befestigt ist und zum Trimmen des Vortriebssegels benutzt wird, wie im Folgenden erklärt.A wingsail wing is arranged and operated differently from the more familiar aircraft wings; it is mounted with a right-handed span (e.g. in a vertical or nearly vertical direction) and the wing cross-sectional plane is substantially horizontal; since the vehicle to which the wingsail is attached is supported by land or water, the wing serves to generate or increase a propulsive force which, for practical reasons, must be able to act in all possible directions of travel. The type of wingsail arrangement to which the present invention primarily relates is a self-adjusting or self-trimming wingsail arrangement. Such a wingsail arrangement includes a set of wings, hereinafter referred to as a sail set, with at least one propulsion sail which generates the propulsive reaction forces and is freely rotatable about an upright axis so that it can be trimmed at different angles depending on the wind and the desired direction of travel, and at least one auxiliary wing (usually a rear wing) which is attached to one or more booms firmly connected to the propulsion sail and is used to trim the propulsion sail, as explained below.

Das Vortriebssegel hat eine aus mehreren Elementen zusammengesetzte Struktur mit einem vorderen Tragflächenelement, das dicht hinter dem vorderen Element angeordnet ist, wobei das hintere Element in Bezug auf das vordere Element seitlich drehbar ist, so daß ein Flügelsegel eine asymmetrische Konfiguration annimmt für den Vortrieb rechts oder links vom Wind. Das hintere Element kann in der Vortriebsposition verriegelt werden und hat dabei die Freiheit, um in die fluchtende Position oder zu einer spiegelbildlich abgewinkelten Position zurückzukehren. Die Rotationsachse des Segelsatzes verläuft im allgemeinen durch das vordere Element, oder, für den Fall eines Segelsatzes, der eine multiplanare Struktur mit einer Vielzahl nebeneinander angebrachter Vortriebssegel hat, durch die mittlere Symmetrieebene der vorderen Elemente, wobei das hintere Element unabhängig von der Hauptachse drehbar ist. Wenn die Tragflächen alle koplanar sind, so wird der Segelsatz wie eine Wetterfahne in die Position des minimalen Widerstandes gedreht werden. Wenn der Vortriebsflügel durch Drehen und Verriegeln des hinteren Elementes in die Vortriebskonfiguration gebracht wird, so schafft der Wind ein Drehmoment um die Hauptachse. Die Hilfstragfläche kann jedoch auch unabhängig gedreht werden und, obwohl sie viel kleiner ist, ist sie aufgrund ihres Abstandes von der Hauptachse in der Lage, ein vergleichbares Moment auszuüben. Somit kann durch die Wahl der Winkelauslenkung der Hilfstragfläche (d.h.die Wahl ihres Momentes im Vergleich zu dem Vortriebsflügelmoment um die Hauptachse bei einer vorgegebenen Winkelabweichung des Vortriebsflügels) der Trimm des Vortriebsflügels im Bezug zum Wind gewählt werden, und bei einer Änderung der Windrichtung wird die dadurch resultierende Änderung in den Momenten des Vortriebsflügels und der Hilfstragfläche um die Hauptachse, eine natürliche Rotation des Segelsatzes verursacht, bis die Momente sich wieder ausgleichen, wobei dann der Trimmwinkel zum Wind wieder auf seinen ursprünglichen Wert eingestellt istThe propulsion sail has a multi-element structure with a forward airfoil element located closely behind the forward element, the rear element being laterally rotatable with respect to the forward element so that a wingsail assumes an asymmetrical configuration for propulsion to the right or left of the wind. The rear element can be locked in the propulsion position and is free to return to the aligned position or to a mirror-image angled position. The axis of rotation of the sail set generally passes through the forward element, or, in the case of a sail set having a multiplanar structure with a plurality of propulsion sails mounted side by side, through the mean plane of symmetry of the forward elements, the rear element being rotatable independently of the main axis. If the airfoils are all coplanar, the sail set will be rotated to the position of minimum drag like a weather vane. When the propulsion wing is brought into the propulsion configuration by rotating and locking the rear element, the wind creates a torque about the main axis. However, the auxiliary wing can also be rotated independently and, although much smaller, is able to exert a comparable moment due to its distance from the main axis. Thus, by choosing the angular deflection of the auxiliary wing (i.e. choosing its moment compared to the propulsion wing moment about the main axis for a given angular deviation of the propulsion wing), the trim of the propulsion wing with respect to the wind can be chosen and, when the wind direction changes, the resulting change in the moments of the propulsion wing and the auxiliary wing about the main axis will cause a natural rotation of the sail set until the moments balance out again, at which point the trim angle to the wind will be restored to its original value.

Die Fahrtrichtung für das Fahrzeug in Bezug auf die vorherrschende Windrichtung kann in drei generelle Kategorien eingeteilt werden:The direction of travel for the vehicle in relation to the prevailing wind direction can be divided into three general categories:

gegen den Wind, in groben Zügen quer zum Wind und weg vom oder vor dem Wind, und für jede dieser Kategorien sind unterschiedliche Segelstellungen zum Wind vorzuziehen. Zwischen den allgemeinen Kategorien sind die besten Einstellungen Zwischenstellungen zu jenen, die nachfolgend in Bezug auf die allgemeinen Kategorien erklärt werden.against the wind, broadly across the wind and away from or before the wind, and for each of these categories, different sail positions to the wind are preferable. Between the general categories, the best settings are intermediate to those explained below in relation to the general categories.

Wenn das Fahrzeug in Richtung Wind getrieben wird, so wird der Trimm üblicherweise so eingestellt, daß die maximal mögliche aerodynamische Effektivität, normalerweise als Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand bezeichnet, entsteht; dies ist das Verhältnis der entstehenden Kraft zerlegt in Komponenten rechtwinkelig zum Wind und in Richtung des Windes. Ist die Richtung quer zum Wind, so wird der Trimm angepaßt, um die maximal mögliche Kraft ohne Strömungsabriß zu erreichen, und wenn die Fahrt vorm Wind erfolgt, so wird die Vorm-Wind-Komponente der Kraft maximiert, wobei ein Strömungsabriß bewußt ermöglicht wird, wenn sich dies als effektiver erweist.When the craft is travelling into the wind, the trim is usually adjusted to give the maximum possible aerodynamic efficiency, usually referred to as the lift-to-drag ratio; this is the ratio of the force produced broken down into components perpendicular to the wind and in the direction of the wind. When the direction is crosswind, the trim is adjusted to give the maximum possible force without stalling, and when travelling downwind, the downwind component of the force is maximised, deliberately allowing a stall if this proves more effective.

Die vorliegende Erfindung betrifft im besonderen mulitplanare Segelsätze und Anordnungen, die es ermöglichen, vollen Strömungsabriß aufrechtzuerhalten, um mit maximaler Geschwindigkeit vor dem Wind zu fahren. Während des Strömungsabrisses ist der Luftfluß über der Tragfläche verwirbelt und turbulent, so daß eine hintere Hilfstragfläche abgeschirmt werden kann und weniger wirksam bei der Kontrolle des Trimms der Vortriebsflügel unter Strömungsabrißbedingungen wird. Auch kann ein zusätzliches Moment, das der Verwirklichung des vollen Strömungsabrisses entgegen wirkt, durch die Verschiebung des Druckzentrums des Vortriebsflügels nach hinten, weg von der Hauptdrehachse, entstehen. In WO-86/06342 wurde bereits ein System vorgeschlagen, in welchem nicht zentrale hintere Tragflächen so angeordnet sind, daß sie eine anfängliche Winkelungleichheit haben, wobei ihre Hinterkanten nach innen zu der zentralen Ebene der Symmetrie geneigt sind. Diese anfängliche Winkelungleichheit wird aufrechterhalten, wenn der hintere Abschnitt abgelenkt wird, so daß der Vortriebsflügel auf der inneren Seite der Wölbung (der Luvseite) einen weniger starken Strömungsabriß hat, als auf der Leeseite des Vortriebsflügels, mit dem Ergebnis, daß der stärkere Strömungsabriß des leeseitigen Flügels dazu führt, daß der Segelsatz im Strömungsabriß gehalten wird. Es ist aber nicht immer gewünscht, eine Winkelungleichheit in der symmetrischen Position zu haben, oder es kann vorzuziehen sein, den Grad der Ungleichheit zu verändern, wenn die Ablenkung des hinteren Abschnittes sich ändert.The present invention particularly relates to multi-planar sail sets and arrangements which enable full stall to be maintained in order to travel downwind at maximum speed. During stall, the airflow over the wing is swirling and turbulent so that a rear auxiliary wing may be shielded and become less effective in controlling the trim of the propulsive wings under stall conditions. Also, an additional moment counteracting the realisation of full stall may be created by the displacement of the centre of pressure of the propulsive wing rearwards, away from the main axis of rotation. In WO-86/06342 has already proposed a system in which non-central rear wings are arranged to have an initial angular inequality with their trailing edges inclined inwardly to the central plane of symmetry. This initial angular inequality is maintained as the rear section is deflected so that the propulsive wing has a less severe stall on the inner side of the camber (the windward side) than on the leeward side of the propulsive wing, with the result that the greater stall of the leeward wing causes the sail pack to be held in the stall. However, it is not always desirable to have an angular inequality in the symmetrical position or it may be preferable to vary the degree of inequality as the deflection of the rear section changes.

Dementsprechend schafft die Erfindung eine Flügelsegelanordnung mit einer Vielzahl von Vortriebssegeln, welche jeweils mit einer aufrechtstehenden vorderen Tragfläche mit einer Vorderkante und einer Hinterkante, und eine auf rechtstehende hintere Tragfläche mit einer Vorderkante und einer Hinterkante, wobei die Vorderkante der hinteren Tragfläche dicht hinter der Hinterkante der vorderen Tragfläche angeordnet ist, und mit Mitteln zur Lagerung der hinteren Tragfläche für eine Schwenkbewegung um eine aufrechte Achse relativ zur vorderen Tragfläche aus einer fluchtenden Position, in welcher die hintere Tragfläche koplanar zur vorderen Tragfläche ausgerichtet ist, in von der fluchtenden Position nach jeder Seite abgewinkelte Stellungen, wobei die gleichzeitigen Abwinkelungen von wenigstens zwei hinteren Tragflächen aus ihren koplanaren Positionen unterschiedlich groß sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung Mittel zur Kontrolle von wenigstens zwei der hinteren Tragflächen aufweist, derart, daß sie eine größere oder kleinere Drehbewegung bei der Winkelversetzung, aus der fluchtenden Position heraus, durchführen.Accordingly, the invention provides a wing sail arrangement comprising a plurality of propulsion sails, each comprising an upright front wing with a leading edge and a trailing edge, and an upright rear wing with a leading edge and a trailing edge, the leading edge of the rear wing being located closely behind the trailing edge of the front wing, and means for supporting the rear wing for pivotal movement about an upright axis relative to the front wing from an aligned position in which the rear wing is coplanar with the front wing, to positions angled to either side of the aligned position, the simultaneous angles of at least two rear wings from their coplanar positions being different, characterized in that the arrangement has means for controlling at least two of the rear wings in such a way that they have a greater or smaller rotary movement when making an angular displacement, from the aligned position.

Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert; es zeigt:The invention will now be explained by way of example with reference to the accompanying figures; it shows:

Fig.1 zur Veranschaulichung eine Draufsicht auf einen Flügelsegel-Segelsatz mit einer Ebene;Fig.1 is an illustrative plan view of a wing sail set with one plane;

Fig.2 zur Veranschaulichung eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils einer Vortriebsflügelgruppe;Fig.2 shows a schematic perspective view of part of a propulsion blade group for illustration purposes;

Fig.3 eine schematische Draufsicht eines Zwillingsvortriebsflügels;Fig.3 is a schematic plan view of a twin propulsion blade;

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Zwillingsvortriebstragflügeln, die in der symmetrischen Position dargestellt sind;Fig.4 an embodiment of the invention with twin propulsion wings shown in the symmetrical position;

Fig.5 die Vortriebsflügel aus Fig.4 in einer winkelversetzten Anordnung, für den Vortrieb mit Wind von rechts.Fig.5 the propulsion blades from Fig.4 in an angularly offset arrangement, for propulsion with wind from the right.

In Bezug auf Fig.1 sind die wesentlichen Teile eines Flügelsegel-Segelsatzes schematisch in Draufsicht gezeigt.Referring to Fig.1, the essential parts of a wingsail sail set are shown schematically in plan view.

Einfachheitshalber wird ein einplanarer Vortriebsflügel dargestellt, obwohl die vorliegende Erfindung Vortriebssegel betrifft, die multiplanar sind, wie in den Figuren 3 bis 5 gezeigt. Ein Hauptvortriebssegel ist zusammengesetzt aus einem vorderen Element 1 und einem hinteren Element (Klappe genannt) 2. Die Klappe 2 ist von einer Seite zur anderen um eine Drehachse im vorderen Teil 1 drehbar, wobei die Klappe mit der Drehachse 3 über eine Reihe von Gelenkarmen 4, deutlicher gezeigt in Fig.2 verbunden ist. Die Drehachse 3 muß keine durchgehende Achse sein, sie kann aus einer Reihe aneinandergereihter Achsen bestehen, die den jeweiligen Gelenkarmen 4 zugeordnet sind. Eine schmale Leiste (nicht gezeigt), die eine Verlängerung der hinteren Kante des vorderen Elementes 1 bildet, wenn der hintere Abschnitt 2 aus der fluchtenden Position mit dem vorderen Element 1 herausgedreht ist, ist vorzugsweise vorgesehen. Eine solche Leiste ist der Gegenstand der Patente US- 4.467.741 und US-4.563.970.For the sake of simplicity, a single-planar propulsion wing is shown, although the present invention relates to propulsion sails which are multiplanar, as shown in Figures 3 to 5. A main propulsion sail is composed of a front element 1 and a rear element (called flap) 2. The flap 2 is rotatable from side to side about a pivot axis in the front part 1, the flap being connected to the pivot axis 3 by a series of articulated arms 4, shown more clearly in Fig.2. The pivot axis 3 need not be a continuous axis, it may consist of a series of axes arranged in series, associated with the respective articulated arms 4. A narrow strip (not shown) which is an extension of the rear Edge of the front element 1 when the rear portion 2 is rotated out of the aligned position with the front element 1 is preferably provided. Such a strip is the subject of patents US-4,467,741 and US-4,563,970.

Eine hintere Tragfläche 11 ist drehbar um eine Achse 5 an Spieren 6 gelagert, die üblicherweise nahe oder an der Spitze und dem Fuß der Vortriebsflügel vorgesehen sind, wobei die Bäume fest mit dem vorderen Element 1 verbunden sind. Hydraulische oder pneumatische Zylinder 7, 8 oder andere Bewegungsmechanismen sind zum Drehen der Klappe 2 und der hinteren Tragfläche um ihre jeweiligen Drehachsen 3 und 5 vorgesehen, wobei diese Druckmittelzylinder oder andere Mechanismen in geeigneter Weise an den Bäumen 6 befestigt sein können, welche auch eine Endplattenanordnung bilden. Ein Gegengewicht 9 für die hintere Tragfläche ist ebenfalls vorgesehen, so daß der Segelsatz im Massengleichgewicht in Bezug auf eine Achse 10 ist, um die der Segelsatz frei rotieren kann. Um den Segelsatz dynamisch im Gleichgewicht zu halten, ist das Gegengewicht ungefähr auf halber Höhe am vorderen Element angebracht, obwohl Vorteile für das Trägheitsverhalten erreicht werden können, wenn das Gegengewicht etwas unterhalb der halben Höhe angebracht wird.A rear wing 11 is pivotally mounted about an axis 5 on spars 6, usually provided near or at the tip and root of the propulsion wings, the booms being rigidly connected to the forward element 1. Hydraulic or pneumatic cylinders 7, 8 or other movement mechanisms are provided for rotating the flap 2 and the rear wing about their respective axes of rotation 3 and 5, which hydraulic cylinders or other mechanisms may be suitably attached to the booms 6, which also form an end plate arrangement. A counterweight 9 for the rear wing is also provided so that the sail set is in mass balance with respect to an axis 10 about which the sail set is free to rotate. To keep the sail set dynamically balanced, the counterweight is mounted approximately halfway up the front element, although inertial benefits can be achieved by mounting the counterweight slightly below halfway up.

Ein multiplanarer Segelsatz hat dieselben Elemente, wie anhand von Figur 1 gezeigt und beschrieben, aber, wie in den Figuren 3 und 5 gezeigt wird, mit einer Anzahl von Vortriebssegelsätzen, mit jeweils einem vorderen Element 1 und einer Klappe 2, mit der in Figur 2 gezeigten Struktur.A multiplanar sail set has the same elements as shown and described with reference to Figure 1, but, as shown in Figures 3 and 5, with a number of propulsion sail sets, each with a forward element 1 and a flap 2, with the structure shown in Figure 2.

Eine einzelne hintere Hilfstragfläche (nicht gezeigt in den Figuren 3 und 5) wird für gewöhnlich ebenfalls benutzt, obwohl auch eine Vielzahl von Hilfstragflächen benutzt werden kann. Wenn der multiplanare Segelsatz eine ungerade Zahl von Vortriebsflügeln hat, so ist die mittlere Struktur ähnlich der, die in Figur 1 gezeigt ist, wobei die Hauptachse 10 in einer Linie mit dem mittleren vorderen Abschnitt liegt. Für eine gerade Anzahl von Vortriebssegeln liegt die Hauptachse 10 in der Mitte zwischen den innersten vorderen Abschnitten. Die Vortriebsflügel eines multiplanaren Segelsatzes können so verbunden sein, daß eine Klappe (normalerweise die Klappe des mittleren Flügels bei einer ungeraden Zahl von Ebenen) als Führungsklappe gesteuert wird, während die restlichen als abhängige Klappen angetrieben werden, oder es kann wahlweise jede Klappe für sich allein angetrieben werden, wobei die Antriebe so gesteuert werden, daß die Klappen entweder durch körperliche Verbindung oder durch einen Steuermechanismus in Gleichklang bewegt werden.A single aft auxiliary wing (not shown in Figures 3 and 5) is also usually used, although a plurality of auxiliary wing panels may be used. If the multiplanar sail set has an odd number of auxiliary wing panels, the central structure is similar that shown in Figure 1, with the main axis 10 in line with the central forward section. For an even number of propulsion sails, the main axis 10 is midway between the innermost forward sections. The propulsion wings of a multiplanar sail set may be connected so that one flap (normally the central wing flap for an odd number of planes) is controlled as a leading flap while the rest are driven as dependent flaps, or alternatively each flap may be driven independently, the drives being controlled so that the flaps are moved in unison either by physical connection or by a control mechanism.

Fig. 3 zeigt einen zweiplanaren Satz von Vortriebsflügeln, wobei jeder Vortriebsflügel ein vorderes Element 1 und eine hintere Klappe 2 enthält. Die Klappen 2 sind jeweils drehbar um eine Achse 3, die in der mittleren Profilsehne des jeweiligen vorderen Elementes angebracht ist, so daß jede Klappe die Möglichkeit hat, zu beiden Seiten des jeweiligen Führungselementes seitwärts um einen Winkel verdreht zu werden. Der Abstand zwischen den vorderen Elementen ist vorzugsweise fest und wird durch Verbindungsglieder aufrechterhalten, die die zwei vorderen Elemente in vertikalen Abständen verbinden, so daß die vorderen Elemente parallel zueinander gehalten werden.Fig. 3 shows a biplanar set of propulsion wings, each propulsion wing comprising a front element 1 and a rear flap 2. The flaps 2 are each rotatable about an axis 3 mounted in the central chord of the respective front element, so that each flap has the possibility of being rotated sideways by an angle on either side of the respective guide element. The spacing between the front elements is preferably fixed and is maintained by links connecting the two front elements at vertical distances so that the front elements are maintained parallel to each other.

Die bekannten Anordnungen sind derart, daß die Klappen parallel zueinander gehalten werden, so daß die Abwinkelung jeder Klappe, relativ zu ihrem vorderen Element gleich ist, oder daß eine anfängliche Ungleichheit der Abwicklung der Hinterkante der Klappen nach innen während ihrer Auslenkung beibehalten wird, so daß der leeseitige Flügel (außerhalb der Wölbung) entsprechend dem Betrag der ursprünglichen Winkelungleichheit einen stärkeren Strömungsabriß erfährt.The known arrangements are such that the flaps are held parallel to each other so that the angulation of each flap relative to its leading element is the same, or that an initial unevenness in the development of the trailing edge of the flaps is maintained inwards during their deflection so that the leeward wing (outside the camber) experiences a greater flow separation corresponding to the amount of the original angular unevenness.

In der erfindungsgemäßen Ausführung, die in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist, sind die Klappen so miteinander verbunden, daß sie in der zentralen nichtausgelenkten parallel zueinander sind, aber unterschiedliche Ausmaße an Winkelabweichungen zeigen, wenn sie ausgelenkt sind, wobei die leeseitige Klappe in einem größeren Winke steht. Fig. 4 zeigt die neutrale Stellung, wobei die vorderen Tragflächen starr verbunden und parallel zueinander sind und der Abstand zwischen den Klappen 2 parallel und koplanar zu den vorderen Tragflächen gehalten wird, durch ein Verbindungsglied 14, das drehbar mit den Armen 15 und 16 verbunden ist, die an den hinteren Klappenkanten befestigt Slfldf die Arme 16 sind nach innen zur Symmetrieebene des Segelsatzes gerichtet, so daß die Länge des Verbindungsglieds 14 kleiner ist als der Abstand zwischen den jeweiligen Ebenen der Profilsehnen der Tragflächen.In the embodiment of the invention shown in Figures 4 and 5, the flaps are connected to each other so that they are parallel to each other in the central undeflected position, but exhibit different degrees of angular deviation when deflected, the leeward flap being at a greater angle. Figure 4 shows the neutral position, with the forward wings rigidly connected and parallel to each other and the distance between the flaps 2 being maintained parallel and coplanar with the forward wings by a link 14 pivotally connected to arms 15 and 16 attached to the rear flap edges. The arms 16 are directed inwardly towards the plane of symmetry of the sail set so that the length of the link 14 is less than the distance between the respective planes of the chords of the wings.

In Bezug auf Fig. 5, welche die Klappen zur Windrichtung (durch die Pfeile angedeutet) hin zeigt, ist die leeseitige Klappe 2a bis um einen Winkel α ausgelenkt, während die windzugewandte Klappe 2b um einen kleineren Winkel β ausgelenkt ist und zwar aufgrund der nichtparallelogrammartigen Gelenkverbindung, die zwischen den Scharnierachsen 3 der Klappen und den drehbaren Schwenkverbindungen 15 an den Armen gebildet sind. Der genaue Winkelunterschied zwischen α und β hängt von der Geometrie der quattrilateralen Verbindung der Scharnierachse 3 und der Schwenkverbindungen 15 ab, wobei die Länge der Arme 16 des Verbindunggliedes 14 entsprechend der gewünschten Winkelungleichheit bei voller Klappenauslenkung gewählt ist. Es ist klar, daß bei einer Auslenkung der Klappen, die kleiner als die volle Auslenkung ist, die Winkelungleichheit einen Zwischenwert hat, der zwischen der Null-Auslenkung, im allgemeinen der symmetrischen Position (wobei die Winkelauslenkung in Fig. 5 Null ist) und jener bei voller Klappenauslenkung (üblicherweise in der Größenordnung von 2º pro Flügel bei 40º Auslenkung) liegt. Das anhand der Ausführungsform von Fig. 4 und 5 beschriebene Prinzip kann in Kombination mit einer nichtabgelenkten Klappenordnung, in welcher eine anfängliche Winkelungleichheit besteht, benutzt werden, und in diesem Fall wird diese anfängliche Winkelungleichheit zusammen mit der Geometrie der Gelenkverbindung die Endwinkelgleichheit in der voll ausgelenkten Position der Klappe bestimmen. Bei einer anfänglichen Winkelungleichheit in Kombination mit einer nichtparallelen Gelenkverbindung brauchen die Hinterkanten der Klappen nicht unbedingt konvergent zu sein, sondern es können auch Anordnungen gwählt werden, in welcher bei der Null-Auslenkung (symmetrische Position), die Hinterkanten der Klappen divergent sind.With reference to Fig. 5, which shows the flaps facing the wind direction (indicated by the arrows), the leeward flap 2a is deflected to an angle α, while the windward flap 2b is deflected to a smaller angle β due to the non-parallelogram articulation formed between the hinge axes 3 of the flaps and the pivoting pivot joints 15 on the arms. The exact angle difference between α and β depends on the geometry of the quattrilateral connection of the hinge axis 3 and the pivot joints 15, the length of the arms 16 of the link 14 being chosen according to the desired angle inequality at full flap deflection. It is clear that for a flap deflection less than full deflection, the angular mismatch has an intermediate value between the zero deflection, generally the symmetrical position (where the angular deflection is zero in Fig. 5) and that at full flap deflection (usually of the order of 2º per wing at 40º deflection). The principle described with reference to the embodiment of Figs. 4 and 5 can be used in combination with a non-deflected flap arrangement in which there is an initial angular imbalance, and in this case this initial angular imbalance together with the geometry of the hinge connection will determine the final angular imbalance in the fully deflected position of the flap. With an initial angular imbalance in combination with a non-parallel hinge connection, the trailing edges of the flaps do not necessarily have to be convergent, but arrangements can also be chosen in which at the zero deflection (symmetrical position), the trailing edges of the flaps are divergent.

In einer ähnlichen Ausführungsform für ein Dreiflügelsystem sind die Verbindungsglieder so angeordnet, daß bei voller Auslenkung die Winkel der Auslenkung 38º, 40º und 42º betragen, oder in der entgegengesetzten gewendeten Position -38º, -40º und -42º. Für Anordnungen mit 4 oder mehr Segeln können Flügelpaare jeweils Verbindungsglieder mit unterschiedlichen nichtparallelen Verbindungen haben, um einen zur Leeseite progressiv stärkeren Strömungsabriß aufrechtzuerhalten.In a similar embodiment for a three-wing system, the links are arranged so that at full deflection the angles of deflection are 38º, 40º and 42º, or in the opposite turned position -38º, -40º and -42º. For arrangements with 4 or more sails, pairs of wings may each have links with different non-parallel connections to maintain a progressively stronger stall towards the leeward side.

Es wurde eine Anordnung der vorderen Tragflächen im Abstand voneinander und mit parallelem Profilsehnen beschrieben, aber man erkennt, daß es auch möglich ist, von der parallelen Anordnung abzuweichen, so daß die Mittelebenen der vorderen Tragflächen divergent oder konvergent im Vergleich zur parallelen Anordnung sind. Die Ablenkungs-Steueranordnung kann auch benutzt werden bei Vortriebsflügeln, die nicht durch eine zusätzliche oder Hecktragfläche gedreht werden.A spaced-apart and parallel-chorded front wing arrangement has been described, but it will be appreciated that it is also possible to deviate from the parallel arrangement so that the center planes of the front wings are divergent or convergent compared with the parallel arrangement. The deflection control arrangement can also be used with propulsion wings which are not rotated by an additional or tail wing.

Claims (6)

1. Flügelsegelanordnung mit einer Anzahl von Vortriebsflügeln, mit jeweils einer aufrecht stehenden vorderen Tragfläche (1) und einer aufrecht stehenden hinteren Tragfläche (2), wobei die Vorderkante der hinteren Tragfläche dicht hinter der Hinterkante der vorderen Tragfläche angeordnet ist, und mit Mitteln zur Lagerung der hinteren Tragfläche für eine Schwenkbewegung um eine aufrechte Achse (3), relativ zur vorderen Tragfläche aus einer fluchtenden Position, in welcher die hintere Tragfläche koplanar mit der vorderen Tragfläche ausgerichtet ist, in von der f1uchtenden Positionauf nach jeder Seite abgewinkelte Stellungen, wobei die gleichzeitigen Abwinkelungen von wenigstens zwei hinteren Tragflächen aus der koplanaren Position unterschiedlich groß sind,1. Wing sail arrangement with a number of propulsion wings, each with an upright front wing (1) and an upright rear wing (2), the front edge of the rear wing being arranged close behind the rear edge of the front wing, and with means for supporting the rear wing for a pivoting movement about an upright axis (3) relative to the front wing from an aligned position in which the rear wing is coplanar with the front wing, into positions angled to each side from the aligned position, the simultaneous angles of at least two rear wings from the coplanar position being of different sizes, dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that die Anordnung Mittel zum Steuern von wenigstens zwei der hinteren Tragflächen aufweist, derart, daß sie eine größere bzw. kleinere Drehbewegung bei ihrer Winkelversetzung aus der fluchtenden Position heraus durchführen.the arrangement comprises means for controlling at least two of the rear wings such that they perform a larger or smaller rotational movement when they are angularly displaced from the aligned position. 2. Flügelsegelanordnung nach Anspruch 1, in welchem die Mittel zum Steuern eine nicht-parallelogrammförmiges mechanische Lenkeranordnung (14, 15, 16) umfassen.2. Wing sail arrangement according to claim 1, in which the means for controlling comprise a non-parallelogram-shaped mechanical linkage arrangement (14, 15, 16). 3. Flügelsegelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, in welchem die mechanische Lenkeranordnung je ein mit jeder der hinteren Tragflächen des Paares fest verbundenes Element (16), das sich zur anderen Tragfläche des Paares erstreckt, und ein starres Kopplungsglied (14) das mit jedem der Elemente schwenkbar verbunden ist, auweist.3. Wing sail arrangement according to claim 1 or 2, in which the mechanical linkage arrangement comprises an element (16) fixedly connected to each of the rear wings of the pair, which extends towards the other wing of the pair and a rigid coupling member (14) pivotally connected to each of the elements. 4. Flügelsegelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zwei Vortriebsflügeln.4. Wing sail arrangement according to one of the preceding claims with two propulsion wings. 5. Flügelsegelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit wenigstens drei Vortriebsflügeln.5. Wing sail arrangement according to one of claims 1 to 3 with at least three propulsion wings. 6. Flügelsegelanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,6. Wing sail arrangement according to one of the preceding claims, in welchem die Mittel zur Steuerung einen progressiven Winkelunterschied der hinteren Tragflächen bewirken, wenn diese aus der fluchtenden Position winkelversetzt werden, wobei diejenige hintere Tragfläche, die auf der Luvseite liegt, am wenigsten winkelversetzt wird.in which the control means cause a progressive angular difference of the rear wings when they are angularly displaced from the aligned position, the rear wing which is on the windward side being angularly displaced the least.