NL8402565A - Vlieg/zeil-inrichting. - Google Patents

Description

-1-

Vlieg/Zeil-inrichting

De uitvinding betreft een constructie voor het aanbrengen en kunnen manipuleren van twee vleugels op een land-of watervoertuig, van zodanige aard dat deze vleugels om een horizontale as kunnen worden gekanteld, in twee richtingen over in elke richting zeker 60° vanuit 5 een horizontale middenpositie, en ongeacht de mate van kanteling onbeperkt kunnen worden gedraaid om een verticale as.

Daarmee wordt bereikt dat de door deze vleugels afgegeven kracht zodanig van richting kan worden veranderd dat deze kan worden gebruikt als lift waarmee een met deze constructie en vleugels 10 uitgerust voertuig tot vliegtuig kan worden, danwel voor voortstuwing waarmee het tot zeilvoertuig wordt.

Reeds bekend zijn vleugelzeilen die grotendeels of geheel in de hand worden gevoerd, zoals de europese patenten 0074361 en 0076945. De nadelen van deze vindingen gelegen in ernstige limieten aan grootte 15 en gewicht van de vleugels alsmede aan de maximaal op te brengen duur van continue hantering spreken uit de niet-mechanische wijze van voeren en worden door de hier beschreven mechanische constructie ondervangen.

Omdat het totaal vleugeloppervlak is verdeeld over twee vleugels die 20 bij kanteling grotendeels naast elkaar liggen, wordt een relatief laag zeilpunt verkregen met navenant geringere belasting van de stabiliteit van het dragende land-of watervoertuig. Echter, vanwege het feit dat aanpassing van de stand der vleugels aan de op het voertuig heersende schijnbare wind plaatsvindt door middel van rotatie van de 25 gehele k~ntelconstructie, zónder de nadelen zoals die optreden bij vaartuigen met zeilen die naast elkaar geplaatst zijn op een wijze zoals bijvoorbeeld op de engelse catamaran Slingshot, waar namelijk op koersen met schijnbaar halve wind het lijzeil in de luwte geraakt van het loefzeil met de ongunstige consequenties vandien voor snelheid en 30 bestuurbaarheid van het desbetreffende vaartuig. r

Verder zijn constructies bekend waarbij twee zeilen aan de basis onder een hoek op elkaar geplaatst worden, waarbij het aan loef gelegen zeil vrijwel verticaal gehouden de voortstuwende kracht levert terwijl het 84 Q 25 6 5 -2- meer horizontaal gevoerde lijzeil voornamelijk lift geeft zodat op een al enigszins meer mechanische wijze dan bij eerder genoemde twee patenten een zeer laag aangrijpende resultante kracht wordt verkregen die voor lift danwel voortstuwing kan worden gebruikt, en dewelker 5 zeilen elkaar op schijnbaar halve windse koersen niet afdekken.

Het effectieve zeiloppervlak is bij dergelijke constructies kleiner dan het feitelijk aanwezige, hetgeen gunstig is in geval van zo hoge windsnelheden dat het feitelijk aanwezige oppervlak te groot is om geheel als effectief oppervlak te kunnen worden gebruikt 10 maar nadelig is waar dergelijke constructies door onvoldoende mogelijkheid tot variatie van de stand der zeilen en hun onderlinge hoek niet de mogelijkheid bieden tot volledig benutten van het feitelijk aanwezige zeiloppervlak. De uitvinding biedt wel de voordelen van dergelijke tuigages zonder de nadelen, omdat met do in lengte 15 variabele verbinding tussen de frames waarin de vleugels gefixeerd zijn, bij windsnelheden te hoog voor het zodanig voeren van de vleugels dat deze een maximaal voortstuwende kracht leveren, een hoek kan worden teweeggebracht tussen de beide vleugels zodanig dat de aan lij gelegen vleugel een meer horizontale stand krijgt dan de aan loef gelegen 20 vleugel waarmee wordt bereikt dat hun gezamelijke resultante kracht in grootte afneemt, meer omhoog gericht wordt en lager aangrijpt, terwijl, dankzij de variabiliteit,bij lagere windsnelheden de vleugels weer parallel aan elkaar geplaatst volledig kunnen worden benut.

Ook bekend zijn mechanische constructies waarmee êên danwel meerdere 25 doorgaans achter elkaar geplaatste zeilen vanuit een verticale uitgangspositie in één danwel beide richtingen kunnen worden gekanteld.

In één richting kantelbaar staan dergelijke constructies wel het gebruik toe van zeilen met een gefixeerd vleugelprofiel echter met het nadeel dat slechts over één boeg kan worden gezeild. In twee richtingen 30 kantelbaar bieden dergelijke constructies wel de mogelijkheid tot gebruikmaking van het zeil over beide boegen, zij het echter alleen dan wanTieeÊ'hét zeilrzedahig'flexxbel xs"da't het over beide boegen de juiste boiling kan aannemen, hetgeen de mogelijkheid tot gebruik van gefixeerde vleugelprofielen uitsluit. Dat bij de uitvinding kanteling 35 over beide zijden mogelijk is vanuit een horizontale middenpositie betekent dat én met vaste vleugels én over beide boegen gezeild kan worden.

840 25 6 5 öri- -i.

-3-

Eveneens bekend zijn zogeheten vliegerzeilen dewelke met behulp van lijnen zodanig boven en naast een land- of watervoertuig kunnen worden gemanoevreerd dat zij uitsluitend lift danwel grotendeels voortstuwing geven. Hoewel evenals de uitvinding niet in grootte danwel duur van 5 continue hantering begrensd hebben zij als nadeel veel moeilijker te hanteren te zijn, zowel bij het zetten, besturen als wegnemen ervan.

Daarbij leveren dergelijke constructies wanneer aangewend voor het doen vliegen van een voertuig een aanmerkelijk minder compact en wendbaar vliegtuig op en zijn zij of in het geheel niet of slechts 10 zeer moeilijk geschikt te maken voor het aan de constructie bevestigen van voortstuwingseenheden. Teneinde genoemde nadelen weg te nemen en toch de voordelen te houden van een zeil dat in een zodanige positie kan wórden gebracht dat de resultante van de kracht die door het zeil wordt opgewekt aangrijpt op het lateraalpunt en bij horizontaalstaiid van 15 het zeilop het zwaartepunt van het dragende voertuig,zijn inrichtingen bedacht waarbij het zeil gedragen wordt door een mechanische constructie die het mogelijk maakt een relatief hoog geplaatst zeil vanuit een horizontale middenpositie in twee richtingen te kantelen om een zeer laag geplaatste horizontale as en,op vergelijkbare wijze als het geval 20 is bij de uitvinding^om een verticale as. Dergelijke inrichtingen hebben echter als nadeel dat hun zwaartepunt bij toenemende kanteling steeds verder naast het dragende voertuig komt te liggen. In vergelijking met deze is de uitvinding een compromis waarbij een laag aangrijpen van de resultante van de door de vleugels opgewekte kracht kan worden 25 bereikt zonder dat het zwaartepunt van de constructie en vleugels noemenswaardig van plaats verandert. Daarnaast zijn uiteraard constructies te creeeren waarbij ëën zeil vanuit een horizontale middenpositie kantelt om een op gelijke hoogte met zeil gelegen horizontale as maar in vergelijking met de uitvinding heeft dit als nadeel dat bij 30 gelijk oppervlak en gelijke lengte-breedte verhouding der vleugels bij gelijke kanteling het zeilpunt veel hoger is gelegen. Een bezwaar dat wordt weggenomen door twee, enigszins onder elkaar gelegen vleugels op dezelfde wijze om een op middenhoogte tussen deze beide gelegen as te doen kantelen, hetgeen echter wel weer als nadeel heeft dat de vleugels 35 niet op eenvoudige wijze naast elkaar te plaatsen zijn, iets wat een gunstiger lengte-breedte verhouding van de daarmee onstane functioneel enkele vleugel oplevert, en evenmin op de eerder aangegeven bruikbare 84025 65 « I ' -4- wijze in een hoek ten opzichte van elkaar te plaatsen zijn.

Aan de hand van negen figuren zullen in het navolgende constructie en werkwijze der inrichting*, worden uiteengezet. In de diverse figuren is voor dezelfde onderdelen steeds dezelfde nummering aangehouden.

5 Stang staat steeds voor staaf of pijp.

Fig. 1 voor-, fig. 2 zij-, en fig. 3 bovenaanzicht: de constructie bestaat uit twee, onderling door de horizontaal verlopende stangen (1) en (2), alsmede door stangen’(3) en (4) verbonden trapeziumvormige stangraamwerken (5) en (6), dewelke achter- 10 overfeeIten'd;dwars en symmetrisch ten opzichte van de middellijn verlopend, met de langsten, en aan elkaar gelijke, van beider horizontale zijden aan de bovenkant, ondersteund en gefixeerd worden door de,bij het snijpunt van de stangen (3) en (4) op enige afstand aan de buitenzijden van de stangen (2), samenkomende 15 stangen (7) en (8). Het voorste trapezium wordt daarbij versterkt door de diagonaal verlopende spandraden (9), het achterste door de twee, onafhankelijk van elkaar in lengte verstelbare en fixeerbare, in aangespannen toestand diagonaal verlopende spandraden (10), van dewelke laatsten éën of beide worden aangespannen al naar gelang die 20 de kantelstand der vleugels en als zodanig m zeker opzicht vergeleken zouden kunnen worden met bakstagen. De vleugels (11) en (12) zijn mede met spandraden (13) gefixeerd in de stangraamwerken (14) en (15), dewelke laatsten zodanig scharnierend zijn bevestigd op de stangen (1) dat deze beide stangen (1) de horizontale assen vormen waar zeer dicht omheen 25 de beide vleugels kantelen. Deze raamwerken (14) en (15) zijn aan hun onderste p'ünt onderling verbonden door de op beide scharnierend bevestigde, uitschuifbare stang (16), dewelke in zodanige lengtes onder spanning verstelbaar en fixeerbaar is uitgevoerd, dat een hoek tussen de bovenzijden der vleugels kan worden bewerkstelligd van elke grootte 30 tussen 180° en 60°. Van de hoeken der stangraamwerken moet A zeker 60° zijn voor voldoende kantelmogelijkheid der vleugels, terwijl B met het oog öp vrije passage van stang (16) achter stangen (7) en voor vleugel (11) danwel (12), niet kleiner dan 90° mag worden. Afhankelijk van het gebruikte vleugelprbfielen de hoek waaronder dit t.o.v. de horizontale 35 as wordt geplaatst, is de localisatie van de vleugels in voor-achter-waarts opzicht zodanig, dat de resultante van lift en weerstand der 84 0 25 6 b μτ · -5- vleugels, bij horizontaalstand, aangrijpt op het snijpunt van de verticale rotatie-as en het horizontale vlak door het laagste deel der constructie. Dit teneinde te bereiken dat bij kanteling dit aangrijpingspunt zodanig achter-naast deze as komt te liggen, 5 dat de constructie de neiging heeft om om de verticale as in de wind op te draaien, waarmee een veiligheidseigenschap is verkregen vergelijkbaar met die van een conventioneel zeil om bij loslaten van een schoot in de wind te gaan liggen klapperen. Hoek C derhalve, volgt uit gekozen vleugelprofiel en de invalshoek waaronder dit 10 geplaatst wordt in relatie tot de plaats van de onderste twee hoeken van het voorste trapezium (5) op de rails, dewelke laatste zodanig is dat een voldoend sterke constructie wordt verkregen.

Gegeven een hoek A van 60°,als compromis tussen de wens tot maximale kanteling enerzijds en anderzijds die tot een zodanig grote 15 afstand tussen de horizontale assen dat bij kanteling de vleugels grotendeels op gelijke hoogte staan hetgeen inhoudt een afstand groter dan { van de totale spanwijdte, en gegeven een voor de sterkte van de constructie minimaal noodzakelijke onderste breedte, dan volgen uit de voor een desbetreffend voertuig noodzakelijk 20 geachte vleugellengte en uit de hoogte van dat voertuig de voor de constructie noodzakelijke hoogte en daarmee bovenste breedte.

Dewelke laatste bij de hier geschetste inrichting zelfs meer dan 1/3 der totale spanwijdte bedraagt waarmee de vleugels bij kanteling voor meer dan 2/3 op gelijke hoogte staan.

25 Het geheel van de hier boven geschetste constructie met vleugels, is door middel van zes sleden (17) draaibaar bevestigd op de circulair lopende rails (18), door dewelker middelpunt derhalve de verticale rotatie-as van de inrichting loopt. De twee voorste sleden zijn op de gebruikelijke wijze voorzien van een blokkeerinrichting 30 waarmee de constructie met de zeilen, om de verticale as geroteerd in een positie die past bij de op het voertuig heersende schijnbare wind, op de rails kan worden vastgezet. De rails, afhankelijk van het onderliggende voertuig versterkt met het circulair verlopende profiel (19), wordt zodanig op een land- of watervoertuig geplaatst dat de 35 resultante van lift en weerstand der vleugels bij horizontaalstand, afhankelijk van de plaats van een voortstuwingseenheid en van plaats 840 25 6 5 -6- V ·*« en grootte van een op het voertuig aangebracht hoogteroer, aangrijpt even voor, op of achter het zwaartepunt van het voertuig met de constructie. Een voertuig dat uiteraard, met het oog op gebruik van de inrichting als voortstuwingseenheid, op al dan niet 5 gebruikelijke wijze van voldoende driftbeperkende middelen is voorzien.

Ter illustratie is in de figuren plaatsing van de inrichting op een driepoot-watervoertuig, de Amaran, aangegeven d.m.v. stippellijnen, waarbij tevens zijn aangegeven een hoogteroer, canard-type, aan de voorzijde van het voertuig, een richtingroer 10 op de voorste,draaibare, drijver, alsmede twee voortstuwings-eenheden hoog voorop de constructie. Dit verder geheel terzijde.

Fig. 4 geeft een doorsnede door een slede (17) en de rails (18), dwars door de rails, en fig. 5 een zijaanzicht. De wieltjes (20) dienen voor het opvangen van trekbelasting, de wieltjes (21) 15 voor het opvangen van drukbelasting.

Fig. 6, voor-, en fig. 7 zijaanzicht illustreren kanteling van de vleugels over bakboord over 60°.

Fig. 8 geeft de stand der vleugels bij een schijnbaar aan de windse koers over bakboord, wind van stuurboord, met de vleugels eveneens 20 60° gekanteld, terwijl fig. 9 hetzelfde geeft bij een schijnbaar ruime windse koers met wind van bakboord en de vleugels 60° gekanteld over stuurboord; beide figuren bovenaanzicht.

Te wel bekend en daarom niet nader geïllustreerd zijn de genoemde blokkeerinrichting op de sleden, en de constructie voor het in de 25 lengte onder spanning kunnen verstellenen in de gewenste lengte fixeren van stang (16).

840 25 65

Claims (6)

1. Inrichting voor het aanbrengen en zodanig kunnen manipuleren van twee vleugels op een land- of watervoertuig, dat de door deze vleugels opgewekte kracht kan worden gebruikt voor lift danwel voor het overgrote deel voor voortstuwing, met als 5 kenmerk dat deze twee vleugels elk scharnierend bevestigd zijn op een horizontaal, loodrecht op de voorzijde der vleugels staande, aan weerszijden van de middellijn en daaraan evenwijdig geplaatste as, dewelke assen op gelijke hoogte en naast elkaar bevestigd zijn 10 op een een zodanig passend om de vleugels heen lopende voldoend hoge constructie van stangen of pijpen en spandraden, dat beide vleugels,elk om de desbetreffende horizontale as vanuit een horizontale middenpositie in beide richtingen kunnen worden gekanteld, terwijl het geheel 15 van de constructie met vleugels door middel van sleden op een in het horizontale vlak gelegen circulaire rails onbeperkt kan roteren, ongeacht de door de constructie toegestane mate van kanteling der vleugels, zodat een juiste plaatsing van de vleugels ten opzichte van de op het 20 desbetreffende voertuig heersende schijnbare wind door middel van rotatie op deze rails om de verticale as op alle koersen kan plaats vinden zonder dat de vleugels in eikaars luwte hoeven te komen ongeacht de mate waarin de vleugels bij kanteling op gelijke hoogte staan.

2. Inrichting volgens conclusie 1 met als kenmerk dat dat de afstand tussen de horizontale assen waaromheen de vleugels kantelen, meer dan 1/3 is van de, bij kanteling over meer dan 60° over beide zijden, maximaal toelaatbare totale vleugelspanwijdte, zodat bij kanteling meer dan 2/3 van de beide vleugels zich 30 op gelijke hoogte bevindt, waarmee een relatief laag aangrijpen van de resultante van de, door de vleugels opgewekte krachten wordt verkregen.

3. Inrichting volgens conclusie I en 2 met als kenmerk 8402565 * *c ' r t -8- dat de vleugels ten opzichte van de basis van de condtructie zodanig ver naar achter aangebracht zijn, dat bij een horizontale stand der vleugels de resultante van lift en - weerstand van de vleugels aangrijpt op het snijpunt van 5 de verticale rotatie-as en het horizontale vlak door de circulair verlopende rails, zodat bij kanteling der vleugels de resultante van lift en weerstand zodanig komt aan te grijpen dat de constructie de neiging heeft de vleugels in de wind op te laten draaien.

4. Inrichting volgens conclusie 1 en/of 2 en/of 3, met als kenmerk dat de twee vleugels elk gefixeerd zijn in een raamwerk van stangen of pijpen, dewelke raamwerken elk scharnierend bevestigd zijn op een der horizontale assén en in relatie tot de dragende constructie waarin deze assen 15 bevestigd zijn, een zodanig passende vorm en afmeting hebben dat ongeacht spandraden waarmee de vleugels in deze raamwerken zijn gefixeerd, kanteling van de vleugels niet door een vastlopen van deze raamwerken binnen de dragende constructie wordt belet.

5. Inrichting volgens conclusie 1 en 4,met als kenmerk 20 dat beide vleugels door middel van een aan de voorzijde van het onderste punt van beide raamwerken scharnierend bevestigde, onder belasting in lengte verstelbare en in de gewenste lengte fixeerbare stang of pijp zijn verbonden, zodat de bovenzijden x der vleugels door manipulatie van slechts die verbinding, in elke 25 hoek ten opzichte van elkaar kunnen worden gebracht die ligt tussen 180° en ongeveer 60° en de vleugels, wanneer deze hoek 180° bedraagt, bij elke kanteling parallel aan elkaar staan.

6. Inrichting volgens conclusies 1-5 met als kenmerk dat de beide zijvlakken der dragende constructie zodanig 30 schuin zijn, dat in combinatie met als bakstagen uitgevoerde achterste diagonale spandraden de vleugelsvanuit een horizontale middenpositie kunnen kantelen over in beide richtingen elk zeker 60°. 84 0 25 65