JPH02503302A - 傾斜防止揚力装置を備えた帆走艇 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 傾斜防止揚力装置を備えた帆走艇 本発明は帆走艇の製造分野に係わり、傾斜防止揚力装置（ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｆ 　ｄｅ　５ｕｓｔｅｎｔａｔｉｏａ　ｅｔ　ａｎｔｉ−ｇＩｔｅ）を備えた帆走 艇を提供する。

作用する空気力学的推力が帆に対してはほぼ直角であり且つ船の軸線に対しては 通常大きく傾斜しているため、著しく強い風の作用下では傾斜トルクが発生する 。この傾斜トルクは重量偶力によって平衡化しなければならない、この重量偶力 には、船の重量と、一般に極めて重いキールの重量と、時々戻し位置に配！され る乗員の重量とが考慮される。船体はこれら種々の重ｌと帆に対する空気力学的 推力の垂直成分との作用を受けて水中に沈もうとするため、いずれにしても船底 の容積の大部分が水中に浸漬され、その結果船の前進を阻止する主要制動力とな る流体カ字的抵抗が生じることになる。

また、空気力学的推力が増加すると速度も増加するため、それに対応して傾斜防 止復元重量（ｐｏｉｄｓ　ｄｅ　ｒａｐｐｅｌ　ａｎｔｉ−ｇＨｅ）を増加させ なければならない、このようにすると流体力学的抵抗が２つの理由、即ち速度上 昇と船底容積の増加とによって増大し、その結果移動速度の実利得が空気力学的 推力の増加に比べて比較的小さくなる。

これらの欠点を解消するために、通常帆走艇のマストに固定される帆の代わりに 、マストの頭部に取り付けられ且つロープ手段によって甲板から操作できる翼形 態の縫製を使用することが提案された。この購装は船の推進と傾斜防止とを同時 に行うためのもの、従ってキールの重量を制限するためのものであるが、マスト に作用する力をマストの頭部まで広げてしまうため、特に甲板への埋め込みレベ ルではそのセクションを極めて強い力で維持しなければならない。

また、この種の縫製を使用しても、浸漬船底容積と流体力学的抵抗とを大幅に減 少させることはできない。

本発明の目的は、帆走艇が風力に応じて水面又はその上を高速で走ることができ るように帆走艇の重量を大幅に軽減すべく、傾斜トルクを相殺しながら、浸漬船 底容積をほぼゼロにし、従って抵抗をなくすことことによって前記欠点を解消す ることにある。

そこで本発明は、１つ又は複数の帆を固定するための少なくとも１つのマストと 、センターボード（ｄ＆ｒｉｖｅ）と、前部を中心に限定的に回動できるように 該頭部に連結された傾斜防止揚力装置を具備することを特徴とする帆走艇を提供 する。

本発明は、添付口面に基づく以下の非限定的好適具体例の説明でより明らかにさ れよう。

添付図面中、第１図は本発明の帆走艇の正面図である。

第２図は第１図面の帆走Ｈの側面図である。

第３図は本発明の一変形例を示す第１図と類似の説明図である。

第４図は第２図と類似した第３図の帆走艇の説明図である。

本発明では、非限定的特定具体例として第１図及び第２図マスト頭部を中心に限 定的に回動できるように該マスト頭部に接続された傾斜防止揚力装置５を備える 。

傾斜防止揚力装置５は有利には、アーム６を介してマスト１の頭部に連結される 翼の形態を有する。前記アームは一端がこの真の基礎構造に固定され、且つ他端 には、マスト１の頭部の対応形態の収容部と協働して玉継手のような機能を果た す回動ヘッドを備える。前記収容部は、マスト１の頭部を通る３つの直交ａ線を 中心としたアーム６の回動を制限する。

本発明の特徴の１つとして、揚力装置即ち翼５はその下面（ｉｎｔｒａｄｏｓ） の後方部分に垂直安定板７−舵８アセンブリを備える。

本発明の別の特徴は、揚力装置即ち真５の後縁に、昇降及び傾斜に係わる２つの 可調整フラップ９が具備されていることにある。

マスト１の頭部の収容部内におけるアーム６の回動は、一方で翼５の端部に接続 され、他方で帆走艇の甲板に取付けられた機械的、電気機械的もしくはその他の 駆動手段に接続されるケーブル（図示せず）によって制御することもできる。前 記駆動手段は機械的もしくは電気機械的ウィンチ、又は手動もしくはモータで駆 動する機械的、流体圧的もしくは空気的ジヤツキによって楕成し得る。この構造 では、アーム６及び翼５が３つの直交し合う軸線に従ってマスト１の頭部に連結 されるため総ての有用な方向に配向される。即ち、マスト１の軸線を中心に完全 に一回転することができけて自由に配置される。このような配置は翼５の下面と 垂直安定板７−舵８面とに対する風の推力によって行われる。

左又は右への傾斜はマスト１の軸線に対して９０°まで可能であり、翼５に接続 された対応クープル又はフラップ９の操作によって翼５が角度αだけ傾斜し、や はりフラップ９又は翼５に接続された対応ケーブルの操作によって帆走艇の前進 方向に対する傾斜も生じ、その結果水平相対風ＶＲに対する翼５の迎角βが発生 する。

本発明の別の特徴として、アーム６は翼５の長手方向軸線１０上の可調整点Ｔで 翼５に固定される。前記点Ｔは翼５の重心及び浮心より前に位置する。このよう にすると、いかなる情況の下でも、翼５が下面をマスト１に向は鼻を上にした状 態を示すことになる。

舵８及びフラップ９の操作の制御は、甲板に設置された電池又は加圧空気源から エネルギを受給してレオスタット又はニューマチックディストリビュータを作動 させる「操縦桿」タイプのマニピュレータ箱により甲板から制御される電気もし くは空気ジヤツキ１２のようなりニアモータによって駆動する制御桿１１を用い て行うと有利である。ｖＪ記加圧空気源の制御又は電池の給電は、流体圧スクリ ューか、又はセンターボード３の前縁に具備されたオリフィスからエネルギを受 給してダイナモ、交流発電機もしくはコンプレッサを作動させるタービンによっ て実施される。

本発明の帆走艇によって得ることができる速度では、流体圧スクリュー又はター ビンによって作動するダイナモ、交流発電機又はコンプレッサの使用が可能であ り、いかなるエネルギ需要にも応じることができる無料エネルギ源を使用するこ とができる。

翼５が風を受ける側で角度α傾斜し且つ水平相対風ＶＲに対して角度β傾斜する と、アーム６の軸線に近い翼５部分に空気力学的推力合力ＦＡが生じる。この合 力は船に２つの極めて重要な効果をもたらす、即ち、揚力効果と傾斜防止釣合ト ルク効果である。

揚力は、下方への垂直力、即ち帆走艇の重量を相殺する空気力学的推力ＦＡの垂 直成分と、帆に対する推力ＦＶの垂直成分との作用によって得られ、帆走艇はこ の揚力によって、マスト１の頭部と翼５に固定されたアーム６との接続レベルで マスト１の方向に従い水の外に引っ張られる。このようにして、迎角βの調整に より帆走艇の高さを変えれば、船底を水の外に持ち上げることができる。

傾斜防止釣合トルクは、翼５に対する空気ガ字的推力Ｆ＾の作用でマスト１の頭 部に作用する力として生じ、帆２に対する恩の作用に起因してセンターボード３ ０点りの周りに生じる傾斜トルクを平衡化させる復元トルクを発生させ、それに よってマストの傾斜αを安定させる。長さの長いマストを使用すれば、比較的小 さい空気力学的推力ＦＡで大きな傾斜防止トルクを得ることができる。この場合 のマストはレバーアームの役割を果たす。

このように、本発明のアセンブリは安定性があり、主要制動力であった流体圧抵 抗が著しく軽減される。実際、正常な前進状態ではセンターボード３と舵４とが 帆走艇の唯一の浸漬部分となる。これは、極めて小さく極めて細いほぼ平面状の 面とみなされ、ナイフの刃のような縁で前進するのと同じことになる。従って、 このような構造の帆走艇は従来の対応する帆走艇より大幅に速い速度で水の上を 前進する。この速度は絶対風の速度の数倍に及ぶ。

本発明の別の特徴として、舵４は下端の近併に安定翼１３を備える。この安定翼 は舵４に固定的に取付けられる。このような翼を具備すると、対称面において帆 走艇の軸線の水平安定性が得られる。この安定翼は甲板とほぼ平行に取付けると 有利である。この安定翼１３はまた、帆走艇の甲板に対する傾斜を調整できるよ うに、回動軸を介して舵４に取付は且つ定位置に固定し得る制御桿によって手動 で操作するか、又は中央制御アセンブリを介して流体圧的、機械的もしくは電気 的制御により作動させるようにすることもできる。

帆走艇の対称面に作用する回転トルクが平衡であれば、帆走艇は水平線に対して 安定せず、安定翼１３は小さな抵抗しか与えない、前記トルクの平衡がくずれる と、帆走艇は正又は負の安定状態をとり、安定翼１３が担体の機能を果たすよう になって、その流体力学的揚力が前記安定性を低下させる再釣合トルクを発生さ せる。この安定化トルクは、帆走艇の重心に対するレバーアームの長さが大きい ために大きい、同様にして、安定性が生じた直後の高速揚力も大流体力学的トル クが安定Ｘ１３の作用なしで平衡状態に近くなるように構成される。また、甲板 の面に対する翼１３の安定性を任意に調整できるため、トルク間の平衡をいつで も最適化することができ、従って帆走艇の性能を最適化して、その軸線が水平線 に近い安定性を有するようにすることができる。

水面に対する帆走艇の高さの調整は、翼５の端部に作用して所望の回動を起こさ せるケーブルを用いるか、又は昇降及び傾斜に係わる可調整フラップ９の操作に よって、ｘ５の傾斜α及びβを加減することにより実施される。傾斜α及βの調 整はマスト１の傾斜γにも作用する。従って、特にマスト１を鉛直に維持する、 即ちγ＝Ｏにするか、又は風が弱い場合にはマスト１を風に対して傾斜させる、 即ち角度γを負にすることができる。この場合は、１つ又は複数の帆２が揚力に 寄与する。

船底の離水は、風速が最低速度を上回った時に起こる。

前記最低速度は翼５の表面積と、推進帆２の表面積と、帆走艇の総重量とに依存 する０例えば、船底の離水を起こすことができる最低風速は７〜１５ノツトであ るが、これは実際にしばしば得られる条件である。この最低閾値より小さい風速 の場合には完全な離水は不可能であるが、翼５が帆走艇を軽くし且つ傾斜の平衡 化に寄与するという役割を果たし続けるため、風力が同じであれば同一ナイフの 従来の帆走艇に比べて、傾斜は必ず大幅に軽減され、場合によってはウィンドフ ロートに対する支承力も減少する。

従って、本発明の帆走艇は従来の帆走艇の場合より遅かに小さい風力で水面すれ すれに走行し、この極めて速い速度の航行モードは、風速が必要最低限の速度を 越えた時に生じる完全な離水の前に得られる。

センターボード３は有利には、厚みが薄く、前方断面が下方に向かって漸減し且 つ弾性限度が高いプレートで形成する。このプレートは鉛直方向に滑動できるよ うに甲板の下に固定し、該センターボードの孔に取り付けた筋かい１４により甲 板に対して支持する。このセンターボード３は従来の帆走艇の場合と同様に、水 を支えとすることによって船の漂流を制限するが、従来のものより遥かに大きい 漂流防止推力ＦＤに耐えるようになっている。センターボード３の材料は例えば アルミニウムであってよく、下方に向がって漸減する特定前方断面は、センター ボードの重量を軽減すべく、曲げモーメントの変化に適合する。このセンターボ ードはまた、高さが幅を大幅に上回るようにすると有利である。これは、激しく 揺れる水の中で、又は高さが変化した時にも、支承面が十分に浸漬されるように するためである、センターボード３はまた、鉛直方向に滑動できる状態で帆走艇 の甲板の下に取り付けられているため高さを航は完全に引っ込ませることもでき る。舵４も配向ＩＮ！に沿って鉛直に滑動し得るため、同様のことがいえる。

本発明の帆走艇のその他の要素は、対応タイプの従来の帆走艇の場合と類似の原 理を有する。但し、本発明の要素は技術的には従来のものと明らかに異なる。即 ち、傾斜防止推力Ｆ＾によってマスト１の頭部に従来の帆走艇では存在しない支 えが生じるためシュラウド１６が引っ張られず、また同じ傾斜力ＦＶではマスト １が従来の帆走艇に比べてたわみ難いため、重量をより軽くすることができる。

この最後に述べた利点は、マストの最適化に、即ち推進力ＦＶを高めて速度を上 昇させるべくより高いマストを使用するために役立ち得る。

シュラウド１６は、帆走艇の船底又はシャシが漂流防止推力ＦＤの作用下でマス トの足を中心に回転するのを防止すべく、軽く引っ張っておく。

本発明の帆走艇では、通常船首の近くの相対風ＶＲに対応する速度が得られるた め、帆２が船の対称面に近くに位置し、互いに邪魔をし合うことになり得る。こ の欠点を解消から遠ざけるようにするとよい。

本発明の更に別の特徴として、第１図に示すように、船又は船底中央部に対して 長さを調整できる入れ予成アーム１８に取付けると有利である。この収付けは、 組立てボルト又はリニアモータによって固定的又は連続的に行う、このようにす れば、フロート１７を停泊位置又は輸送位置では船底中央部又は甲板に最小限の 距離で近付け、使用位置では遠ざけるようにすることができる。この距離は帆走 艇の効率を最適化すべく使用中に任意に変えることができる。

第３０及び第４図は、帆２の代わりに剛性翼１９が使用される本発明の一変形例 を示している。前記剛性翼はマストを中心に回転し得、別個の空気流束を受容す べく互いに間隔をおいて位置する。揚力装置５は、翼１９のマストの頭部の空気 力学的重心を構成する点２１でシャシ２０に枢着される。

は離水段階及び着水段階、即ち速度の低い時にしか船底の役割を果たさない、ま た、これら２つの段階の間は、ｘ５の作用でフロートに対する支承力が弱まり、 フロート２２と該より遥かに小さい応力を受けるため、重量をかなり軽くし得る 。これは、総重量の軽減にも寄与する。

フロート２２は槌めて軽い材料、例えば空気力学的口部を備えた簡単な膨張代Ｂ 筒体で構成し得、重量及び断面の小さい張り出し２３は帆桁の調整のためにシャ シ２４の下を滑動し得る。

本発明の更に別の特徴として、帆走艇の性能を最適化するために、翼１９のマス トは、翼５に連結されたシャシ２０及びシャシ２４に固定された横村内に入れ予 成に収容される横断方向アームに取付けると有利である。これらの横断方向アー ムはビニオン−ラック又はジヤツキによって移動し得、間隔を調整し得る。

本発明を適用すれば、マスト頭部に固定された配向可能な空中翼と組合わせられ た１つ又は複数の鉛直マストに支持された帆又は翼システムに作用する風の空気 力学的圧力による推進原理の使用により、揚力効果及び傾斜防止トルク効果を同 時に発生させて、船が先ず水面まで上昇し、次いで速度を増して水面より上に離 水するようにし、その結果船底の流体力学的抵抗をほぼ完全に無くして平衡揚力 状態で航行できるようにして、水面及び特にその上を高速で走ることができる帆 走艇を製造することができる。

勿論、本発明は以上説明してきた具体例には限定されず、特に種々の要素の構成 に関して、又は別の等価技術を使用することによって、その範囲内で様々な変形 が可能である。

（’Ｊｉ゛ □細−−１１−　ＰＣＴ／ＦＲ８９１０００６９国際調査報告 ＦＲε９０００６９ Ｓ＾　　　２７３２９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１つ又は複数の帆（２）を固定するための少なくとも１つのマスト（１）と 、センターボード（３）と、舵（４）と、マスト頭部に連結された翼（５）とを 備えた単数底又は複数底帆走艇であって、翼（５）がアーム（６）を介してマス ト（１）の頭部に該頭部を中心に限定的に回動できるように接続された傾斜防止 揚力装置を構成し、前記アームの一端が前記翼の基本構造に固定され、他端がマ スト（１）の頭部の対応形態の収容部と玉継手のように協働する回動ヘッドを備 え、前記収容部がマスト（１）の頭部を通る３つの直交軸線を中心とするアーム （６）の回動を制限するようになっており、そのため帆走艇の１つの又は複数の 底が巡航速度で完全に離水し得、該帆走艇が水面上方の走行位置で安定している ことを特徴とする単数底又は複数底帆走艇。 ２．揚力装置即ち翼（５）が下面の後方部分に垂直安定板（７）−舵（８）アセ ンブリを具備していることを特徴とする請求項１に記載の帆走艇。 ３．揚力装置即ち翼（５）が後縁に昇降及び傾斜に係わる２つの可調整フラップ （９）を備え、これらのフラップによって翼（５）が配向されるようになってい ることを特徴とする請求項１又は２に記載の帆走艇。 ４．舵（８）及びフラップ（９）の操作の制御が有利には、甲板に設置された電 池又は加圧空気源からエネルギを受給してレオスタット又はニューマチックディ ストリビュータを作動させる「操縦桿」タイプのマニピユレータ箱により甲板か ら制御される電気もしくけ空気ジャッキ（１２）のようなリニアモータによって 駆動される制御文（１１）を用いて実施され、前記加圧空気源の制御文は電池の 給電が、流体圧スクリューか、又はセンターボード（３）の前縁に具備されたオ リフィスからエネルギを受給してダイナモ、交流発電機もしくはコンプレッサを 作動させるタービンによって行われるようになっていることを特徴とする請求項 ２又は３に記載の帆走艇。 ５．マスト（１）の頭部の収容部内におけるアーム（６）の回動が、一方で翼（ ５）の端部に接続され且つ他方で帆走艇の甲板に取付けられた機械的、電気機械 的もしくはその他の駆動手段に接続されたケーブルを介して制御されるようにな っていることを特徴とする請求項１に記載の帆走艇。 ６．アーム（６）が翼（５）の長手方向軸線（１０）上の点Ｔで該翼に固定され 、この点Ｔが前記軸線（１０）に沿って調整できる点であり、翼の重心及び浮心 より前に位置することを特徴とする請求項１又は５に記載の帆走艇。 ７．舵（４）の下端の近傍で該舵（４）に安定翼（１３）が固定的に取付けられ ていることを特徴とする請求項１に記載の帆走艇。 ８．安定翼（１３）を回動軸によって舵（４）に取付け、定位置に固定し得る制 御文によって手動で駆動するか、又は中央制御アセンブリを介して流体圧的、機 械的もしくは電気的制御により駆動するようにして、帆走艇の甲板に対する該安 定翼の傾斜を調整できるようにしたことを特徴とする請求項７に記載の帆走艇。 ９．センターボード（３）が有利にけ、厚みが薄く、前方断面が下方に向かって 漸減し且つ弾性限度が高いブレートの形態を有し．鉛直方向に滑動できるように 甲板の下に固定され、該センターボードの孔に取り付けた筋かい（１４）により 甲板に対して支持されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の帆 走艇。 １０．複数底走艇の場合には、フロート（１７）を、甲板又は船底中央部に対し て長さを調整できる入れ子式アーム（１８）に、組立てボルト又はリニアモータ を介して固定的又は連続的に取付けると有利であることを特徴とする請求項１か ら９のいずれか一項に記載の帆走艇。 １１．対応マストを中心に回転し得る剛性翼（１９）によって推進される帆走艇 であって、前記翼（１９）が別個の空気流束を受容すべく互いに間隔をおいて配 置されており、この帆走艇が翼（１９）のマストの頭部の空気力学的重心を構成 する点（２１）でシャシ（２０）に枢着された揚力装置（５）を備えていること を特徴とする帆走艇。 １２．翼（１９）のマストが有利には、翼（５）に連結されたシャシ（２０）内 及びシャシ（２４）に固定された横材内に入れ子式に収容される横断方向アーム に取付けられ、これらの横断方向アームがビニオン・ラック又はジャッキによっ て移動し得、間隔調整できるようになっていることを特徴とする請求項１１に記 載の帆走艇。