EP0059344A1 - Wind-surf board - Google Patents

Abstract

The stern (11) of a wind-surf board (10) is designed with sharp edges perpendicularly to the direction of sailing and is provided with one or more projecting displacement bodies (12), the latter having fins (13) tapering forward on the underside of the lateral margins; the hydrodynamic properties are thereby improved in the face of both light winds and strong winds. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Windsurfboard, wie es im Wassersport allgemein bekannt ist. Solche Boards werden generell zwischen zwei Grenzbereichen betrieben und zwar bei schwachem Wind und Fahrt mit niederer Geschwindigkeit und bei starkem Wind mit hoher Geschwindigkeit.The invention relates to a windsurf board as is generally known in water sports. Such boards are generally operated between two border areas, namely when the wind is weak and driving at low speed and when the wind is strong at high speed.

Im ersteren Fall wird der Auftrieb fast ausschließlich auf hydrostatischem Weg erzeugt. Das heißt, das Board verdrängt ein dem gesamten Gewicht entsprechendes Wasservolumen. Der Widerstand wird auf hydrodynamischem Weg erzeugt und setzt sich im wesentlichen aus dem Reibungswiderstand, dem Wellenwiderstand und dem Druckwiderstand zusammen. Jedem Surfboard bzw. jeder Surfboardausgestaltung liegt daher die Forderung zugrunde, es so zu formen, daß dieser Gesamtwiderstand möglichst niedrig wird. Hierbei spielt die Ausbildung des Boardhecks eine große Rolle, denn infolge von Ablöseeffekten der Strömung am Heck entsteht hier ein großer Anteil am Gesamtwiderstand . Bisher begegnete man diesem Umstand dadurch, daß für die sögenannte "Verdrängungsfahrt" ausgelegte Auftriebskörper mit einem mehr oder weniger spitz zulaufenden Heck versehen wurden,. wie dies ja allgemein bei Boots- und Schiffskörpern der Fall ist..Plötzliche Querschnittsveränderungen werden dadurch vermieden, Ablösungseffekte - wie vorstehend ausgeführt - weitgehend reduzier.t .In the former case, the lift is generated almost exclusively by hydrostatic means. This means that the board displaces a water volume corresponding to the total weight. The resistance is generated in a hydrodynamic way and essentially consists of the frictional resistance, the wave resistance and the pressure resistance. Every surfboard or surfboard design is therefore based on the requirement to shape it in such a way that this total resistance is as low as possible. The design of the rear of the board plays a major role here, because the separation effects of the flow at the rear create a large proportion of the total resistance. So far, this situation has been countered by providing buoyancy bodies designed for the so-called "displacement travel" with a more or less pointed tail. as is generally the case with hulls and hulls. Sudden changes in cross-section are thereby avoided, detachment effects - as explained above - largely reduced.

Bei einem Betrieb in starkem Wind werden weit höhere Geschwindigkeiten wegen des stark anwachsenden Widerstandes vor allem des sogenannten Wellenwiderstandes ,nur dann erzielt, wenn das Board eine solche Ausgestaltung erhalten hat, daß es im "Gleitzustand" betrieben werden kann. Das heißt, das Board muß in Fahrtrichtung unter einem bestimmten Winkel α zur Wasseroberfläche angestellt werden, Dies aber heißt, daß der Auftrieb in diesem Falle vorwiegend bzw. fast ausschließlich auf hydrodynammischem Wege erzeugt wird, denn das angestellte Board erfährt auf der Unterseite einen Überdruck, der über die aus der benetzten Länge und Breite des Boards resultierende Fläche die Auftriebskraft liefert. Da nun auf der Boardunterseite dieser Überdruck entsteht, werden zwangsläufig - wie bei einem Tragflügel auch - Randumströmungen gebildet, die die Ursache für den induzierten Widerstand sind, welcher von der sogenannten Streckung - also dem Verhältnis Länge zu Breite - abhängig ist. Dieser Widerstand ist wertmäßig sehr stark am hydrodynamischen Widerstand beteiligt, da die Surfboards generell eine niedrige Streckung aufweisen. Außerdem wird dieser Widerstand noch zusätzlich dadurch vergrößert, daß wegen des plötzlichen Übergangs durch die seitliche Umströmung und die Heckströmung das sogenannte "Sprühen" auftritt, das ebenfalls einen Widerstandsanteil verursacht.When operating in strong wind, much higher speeds due to the rapidly increasing resistance, especially the so-called wave resistance, can only be achieved if the board has been designed in such a way that it can be operated in the "sliding state". This means that the board must be at a certain angle α to the water in the direction of travel surface, but this means that the buoyancy in this case is predominantly or almost exclusively generated by hydrodynamic means, because the board is subjected to an overpressure on the underside, which over the surface resulting from the wetted length and width of the board Buoyancy provides. Since this overpressure now arises on the underside of the board, edge flows are inevitably formed, as with a wing, which are the cause of the induced drag, which is dependent on the so-called stretching - that is, the ratio of length to width. In terms of value, this resistance is very heavily involved in the hydrodynamic resistance, since the surfboards generally have a low aspect ratio. In addition, this resistance is further increased by the fact that the so-called "spraying" occurs due to the sudden transition from the lateral flow and the rear flow, which also causes a resistance component.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Surfboard zu schaffen, bei dem der hydrodynamische Widerstand sowohl bei Verdrängungsfahrt, als auch im Gleitzustand verringert und damit eine Optimierung des Fahrverhaltens im gesamten für Surfbretter möglichen Geschwindigkeitsbereich erreicht wird.The present invention is based on the object of creating a surfboard in which the hydrodynamic resistance is reduced both during displacement travel and in the sliding state, and thus an optimization of the driving behavior in the entire speed range possible for surfboards is achieved.

Diese Aufgabe wird in einfacher und effektiver Weise durch die im Anspruch 1 und ggf. in den weiteren Ansprüchen vorgeschlagenen Maßnahmen gelöst. Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

• Fig. 1 eine Schemaskizze eines Surfboards im Fahrbetrieb,
• Fig. 2 eine Draufsicht auf die Heckausgestaltung eines Surfboards,
• Fig. 2a eine Seitenansicht auf die Heckausgestaltung gemäß Fig. 2,
• Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heckausgestaltung,
• Fig. 4 eine Frontansicht der Finnenanordnung am Boardheck,
• Fig. 5 eine Seitenansicht gemäß Fig. 4

This object is achieved in a simple and effective manner by the measures proposed in claim 1 and possibly in the further claims. The invention is described with reference to exemplary embodiments and the drawing. Show it:

• 1 is a schematic sketch of a surfboard while driving,
• 2 is a plan view of the rear design of a surfboard,
• 2a shows a side view of the rear configuration according to FIG. 2,
• 3 shows another embodiment of a rear configuration,
• 4 is a front view of the fin arrangement on the rear of the board,
• 5 is a side view of FIG .. 4

Die Fig. 1 zeigt ein Surfboard 10 im sogenannten Gleitzustand, also bei relativ hoher Geschwindigkeit. Dieses Board ist zur Wasseroberläche 15 in einem bestimmten Winkel 0I angestellt, wodurch ein bestimmter Teil des Boards "benetzt" wird. Am Heck bildet sich die sogenannte Heckströmung und aus der seitlichen Umströmung das "Sprühen". Um einen einwandfreien Gleitzustand herzustellen und einen weitgehend reduzierten Heckwiderstand zu erzielen, muß bei einem gleitenden Bootskörper das Heck scharfkantig senkrecht zur Fahrtrichtung "äbgeschnitten" sein. Dadurch ergibt sich aber ein Widerspruch zwischen den Gestaltungsregeln im Sinne eines minimalen Widerstandes für den Verdrängungs- und für den Gleitzustand.1 shows a surfboard 10 in the so-called sliding state, that is to say at a relatively high speed. This board is set at a certain angle 0I to the water surface 15, as a result of which a certain part of the board is “wetted”. The so-called rear flow is formed at the rear and "spraying" from the flow around the side. In order to create a perfect gliding condition and to achieve a largely reduced stern resistance, the stern of a sliding hull must be "cut off" with a sharp edge perpendicular to the direction of travel. However, this results in a contradiction between the design rules in the sense of a minimal resistance for the displacement and for the sliding state.

Hier setzt die Erfindung ein und schafft eine Lösung, so daß mit einem Surfboard beide Fahrzustände wesentlich verbessert und zum Teil auch erst ermöglicht werden, denn Surfboards werden in der Regel in einem Übergangszustand zwischen Verdrängung und Gleiten betrieben. Gleiten ist aber mit einem für Verdrängung gestalteten Auftriebskörper nicht zu erreichen.This is where the invention comes in and creates a solution so that with a surfboard both driving conditions are significantly improved and sometimes even made possible, because surfboards are usually operated in a transitional state between displacement and sliding. However, gliding cannot be achieved with a floating body designed for displacement.

Durch die nachfolgend beschriebene und in den weiteren Figuren beispielsweise dargestellte Ausgestaltung eines Surfboards wird nun beiden Fahrzuständen gleichermaßen Rechnung getragen. Das heißt: die getroffenen Maßnahmen verbessern den hydrodynamischen Widerstand im Verdrängungsbetrieb ohne dabei einen schädlichen Einfluß auf das Gleitverhalten auszuüben. Außerdem dienen die vorgeschlagenen Maßnahmen der Reduzierung des induzierten Widerstands und des Sprühens ohne dabei einen nachteiligen Einfluß auf das Widerstandsverhalten im Verdrängungsbetrieb zu haben.The configuration of a surfboard described below and shown in the further figures, for example, now takes both riding conditions into account equally. That means: the measures taken improve the hydrodynamic resistance in displacement mode without exerting a harmful influence on the sliding behavior. In addition, the proposed measures serve to reduce the induced resistance and spraying without having an adverse effect on the resistance behavior in the displacement operation.

Dies wird nun dadurch erreicht, daß am rechtwinklig zur Boardlängskante abgeschnittenen Heck 11 ein oder mehrere Verdrängungskörper 12 angeordnet sind, deren Querschnittsverlauf über der Länge so gestaltet ist, daß sich ein stetiger Querschnittsübergang 14 im Heckbereich ergibt. Diese Maßnahmen dienen dazu, den Heckwiderstand zu vermindern ohne dabei die Gleitphase merkbar zu beeinflussen. Weiterhin werden im Bereich des Hecks 11 des Surfboards 10 an den seitlichen Rändern der Unterseite vorzugsweise nach vorne spitz zulaufende Finnen 13 (Strakes) angebracht , die die Randumströmung durch eine sogenannte "Endscheibenwir= kun^g" vermindern und dadurch die energieverbrauchenden Ranawirbel erheblich schwächen, wodurch in einfacher Weise eine beträchtliche Verminderung des induzierten Widerstandes erreicht wird. Durch genügend weites "Vorziehen" dieser Finnen 13 läßt sich auch das seitliche Sprühen verringern, was ebenfalls zu einer Widerstandsminderung führt. Vorzugsweise werden die Finnen 13 über die gesamte Länge des benetzten Bereichs (siehe Fig. 1) geführt.This is now achieved in that one or more displacement bodies 12 are arranged on the rear 11, which is cut off at right angles to the longitudinal edge of the board, the cross-sectional profile of which is designed over the length in such a way that there is a continuous cross-sectional transition 14 in the rear region. These measures serve to reduce the rear drag without noticeably influencing the sliding phase. Further, the tail 13 (strakes) mounted 11 of the surfboard 10 to the lateral edges of the bottom preferably forward tapered fins, which considerably weaken the Randumströmung by a so-called "Endscheibenwir = kun ^g" decrease and thereby the energy consuming Ranawirbel in the region, whereby in a simple manner a significant reduction in the induced Resistance is achieved. By "pulling" these fins 13 sufficiently far, the lateral spraying can also be reduced, which likewise leads to a reduction in resistance. The fins 13 are preferably guided over the entire length of the wetted region (see FIG. 1).

Ihr Einfluß auf den hydrodynamischen Widerstand in der Verdrängungsphase ist vernachlässigbar klein, da nur der Reibungsanteil geringfügig erhöht wird.Their influence on the hydrodynamic resistance in the displacement phase is negligible, since only the proportion of friction is increased slightly.

Die Wirkung der Finnen 13 läßt sich nun noch dadurch steigern, daß sie nicht genau parallel zur Längsachse verlaufen, sondern zur Fahrtrichtung um einen Winkel angestellt wie es im Beispiel gemäß Fig. 2 gezeigt ist sind. Dadurch wirken sie dann wie Flügel geringer Streckung, die starke Randwirbel aufweisen. Durch zweckmäßige Abstimmung der Finnengeometrie und des Winkels kann erreicht werden, daß die Randwirbel am Boardrand, die den induzierten Widerstand erzeugen, praktisch aufgehoben werden.The effect of the fins 13 can now be increased by the fact that they do not run exactly parallel to the longitudinal axis, but instead are set at an angle to the direction of travel, as shown in the example according to FIG. 2. As a result, they then act like low-stretch wings that have strong vertebrae. By appropriately coordinating the fin geometry and the angle it can be achieved that the edge vortices at the edge of the board, which generate the induced resistance, are practically eliminated.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß an den seitlichen Rändern des Boardhecks 11 je ein Verdrängungskörper 12 (Fig. 3) angeordnet ist, wobei diese Verdrängungskörper 12 so gestaltet sind, daß sie gleichzeitig als Finnen dienen. Hierzu wird eine zweckmäßige Ausgestaltung der Verdrängungskörper dadurch getroffenen, daß vom Kreisquerschnitt abgewichen wird und Höhe und Länge in ein richtiges Verhältnis gesetzt werden, um eine optimale Richtungsstabilität zu erhalten.A special embodiment of the invention provides that one displacement body 12 (FIG. 3) is arranged on the lateral edges of the board rear 11, these displacement bodies 12 being designed such that they simultaneously serve as fins. For this purpose, an expedient configuration of the displacement body is made by deviating from the circular cross section and by placing the height and length in a correct relationship in order to obtain optimum directional stability.

Claims (3)

1. Windsurfboard, dadurch gekennzeichnet, daß das Heck (11) des Boards (10) scharfkantig senkrecht zur Fahrtrichtung ausgebildet und mit einem oder mehreren vorstehenden Verdrängungskörpern (12) versehen ist, die an der Unterseite der seitlichen Ränder nach vorne spitz zulaufende Finnen (13) aufweisen.1. Windsurfing board, characterized in that the rear (11) of the board (10) is sharp-edged perpendicular to the direction of travel and is provided with one or more projecting displacers (12) which on the underside of the lateral edges tapered fins (13 ) exhibit. 2. Windsurfboard nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Finnen (13) zur Fahrtrichtung (F) um einen Winkel β (Fig. 2,4,5) angestellt verlaufen.2. Windsurf board according to claim 1, characterized in that the fins (13) to the direction of travel (F) run by an angle β (Fig. 2,4,5). 3. Windsurfboard nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den seitlichen Rändern des Hecks (11) je ein Verdrängungskörper (12) angeordnet ist, dessen Form so gehalten ist, daß er gleichzeitig als Finne (13) dient.3. Windsurf board according to claims 1 and 2, characterized in that a displacement body (12) is arranged on the lateral edges of the stern (11), the shape of which is held so that it also serves as a fin (13).

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