DE3011642C2 - Segelfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Segelfahrzeug mit mindestens einem Paar über einen Steuerhebel winkel verstellbaren seitlichen Tragflügeleinrichtungen und einer nach vorn hochklappbaren Trimmtragflügeleinrichtung am Bug.

Durch die US-PS 25 84 347 ist ein Tragflügelboot dieser Gattung bekannt geworden, das eine Tragflügeleinrichtung aufweist die im wesentlichen über einen Steuerhebel gegen- und gleichsinnig verstellt werden kann.

Ziel dieser Erfindung ist es, einem Wasserfahrzeug so eine hohe Geschwindigkeit zu verleihen. Durch gegensinniges Anstellen sich gegenüberliegender Tragflügel soll einer bei Kurvenfahrt auftretenden Krängung entgegengewirkt werden. Der bekannt gewordene Erfindungsgegenstand ist jedoch nicht geeignet, um die bei einem Segelfahrzeug auftretenden veränderlichen Drehmomente auszugleichen und dabei eine stabile Tragflügelfahrt zu ermöglichen.

Der Erfingung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einem Segelfahrzeug mit Tragflügeln eine möglichst große Geschwindigkeit zu verleihen und dabei die Kentersicherheit selbst bei Starkwind wesentlich zu erhöhen und eine optimale Trimmung und Steuerung für den Benutzer bequem zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Segelfahrzeug der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen, das gemäß der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.

Die seitlichen Tragflügel und der Trimmtragflügel ermöglichen ab einer gewissen Geschwindigkeit Tragflügelfahrt bei Segelfahrzeugen bis zu etwa 1000 t, wobei jeweils die in Luv befindlichen, seitlichen Tragflügel — sofern dies nötig ist — über einen Steuerhebel derart angestellt werden, daß sie eine der Kringung entgegenwirkende, nach unten gerichtete, Kraft erzeugen, während die in Lee befindlichen Tragflügel und der Trimmtragflügel eine nach oben gerichtete Kraft erzeugen. Dadurch wird Momentengleichgewicht um die Fahrtrichtungsachse sowie um die Achse quer zur Fahrtrichtung erreicht Durch Verschieben des Trimmtragflügels in Fahrtrichtung kann — bedingt durch dessen als Schwert wirkenden Anteil — der Schwerpunkt der gesamten als Schwert wirkenden Räche so verändert werden, daß sich das Segelfahrzeug im Momentengleichgewicht um seine vertikale Achse befindet Hierdurch ist eine Steuerung des Segelfahrzeugs ohne Zuhilfenahme des Ruders möglich.

Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schwerter an profilierten Auslegern befestigt sind, die beim Eintauchen eine nach oben gerichtete Kraft erzeugen. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Segelfahrzeug beim Obergang zur Tragflügelfahrt ausreichend Auftrieb erhält und daß aufgrund der entgegengesetzt wirkenden Kräfte vom Auslegerende und den Tragflügeln auf der! uvseite ein Puffer geschaffen wird, der verhindert, daß das Segelfahrzeug bei plötzlichen Windschwankungen oder Bedienungsfehlern kentert

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erhalten die Tragflügel einen positiven Anstellwinkel durch Federn. Hierdurch wird erreicht daß beim Loslassen des Steuerhebels — vornehmlich beim Übergang zur Tragflügelfahrt — durch die Federkraft die Tragflügel auf beiden Seiten eine nach oben gerichtete Kraft erzeugen.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Ende der Trimmschot in Richtung seiner Längsachse geführt wird. Dadurch bilden Steuerhebel und Trimmschot eine Einheit und können unabhängig voneinander mit eine- Hand bedient werden.

Der Steuerhebel weist nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine teleskopartige Verlängerung auf, an deren Ende sich eine Klemme für die Trimmschot befindet Auf diese Weise kann die Trimmschot durch axiale Verschiebung der Verlängerung in einem bestimmten Bereich dicht geholt oder gefiert werden, und es lassen sich somit alle für die Stabilität und die Steuerung des Segelfahrzeugs notwendigen Funktionen allein durch die Bedienung des Steuerhebels steuern. Nur bei langsamer Fahrt oder in flachem Gewässer wird es nötig sein, das Ruder zu benutzen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß hydraulische Betätigungseinrichtungen zur Verstellung der Tragflügel vorgesehen sind.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile ergeben sich wie folgt:

Durch gegensinniges Anstellen der Tragflügel kann eine Kentersicherheit bis zu wesentlich größeren Windstärken und Fahrtgeschwindigkeiten als bei sämtlichen herkömmlichen Segelfahrzeugen gewährleistet werden. Das sich daraus ergebende, bessere Segeltragvermögen ermöglicht eine optimale Ausnutzung von extrem leichten Winden. Durch das schräge Eintauchen der Ausleger und der Tragflügel in das

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Wasser und die entgegengesetzt wirkenden Kräfte von Luvausleger und Luvtragflügel wird eine Pufferwirkung erreicht, wodurch Böen und Wellen an Gefährlichkeit verlieren.

Rüstet man die Großschiffahrt mit obigem System aus, gelten auch hier die oben aufgefßhrten Vorteile; außerdem kann im gelöschten Zustand auf das Mitführen von Ballast verachtet werden, was insbesondere bei Tankern die Umweltbelastung durch ausgespültes öl wesentlich herabgesetzt Die Manövrierfähigkeit eines solchen Großschiffes bleibt auch bei ausgefallener Ruderanlage noch erhalten, und der Bremsweg kann durch entsprechendes Anstellen der Tragflügel wesentlich verkürzt werden.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung im folgenden beschrieben; es zeigen

F i g. 1 bis 3 in perspektivischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Segelfahrzeug mit zwei Rümpfen, mit einem Rumpf, sowie mit einem Rumpf und mehreren seitlchen Auslegern,

Fig.4 eine schematische Darstellung der an einem Segelfahrzeug nach Fig. 1 angreifenden Kräfte, wobei IVi die Wasserlinie bei Aufnahme der Fahrt und W₂ die Wasserlinie bei stabiler Tragflügelfahrt darstellt,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung des Steuerhebels und eines Teils der Trimmschot nach F i g. 1,

Fig.6 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Segelfahrzeugs nach F i g. 1.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, besteht der konventionelle Teil des hier abgebildeten Katamarans im wesentlichen aus den Rümpfen 50, dem Rigg 51, der Ruderanlage 52 und den Querstreben 53. An jedem Rumpf 50 befindet sich eine Halterung 1 für die seitlichen, tragflügelförmigen Ausleger 2, die im spitzen Winkel ins Wasser eintauchen und an ihrem Ende einen sich verjüngenden Tragflügelstummel 3 aufweisen. Die Ausleger 2 werden durch einen Stift 22 in der Halterung 1 festgehalten und können leicht abgenommen werden.

An den Auslegern 2 sind Schwerter 4 angebracht, an denen rechtwinklig die Tragflügel 5 drehbar befestigt sind. Die Tragflügel sind nach außen geneigt und sollten mit der Wasserlinie W\ bzw. Wi einen Winkel zwischen 2° und 20° einschließen. Die Verstellung des Anstellwinkels der Tragflügel erfolgt über Steuerseile 6 bzw. 7, die bei kleineren Segelfahrzeugen nach F i g. 1 an den Vorder- und Hinterkanten der Tragflügel 5 und bei größeren Segelfahrzeugen nach F i g. 2 an den Stiften 44, die in den Tragflügelwellen 45 sitzen, befestigt sind. Die vorderen Steuerseile 6 werden dabei mit Federn 8 gespannt, was einen positiven Anstellwinkel der Tragflügel bewirkt. Die hinteren Steuerseile 7 führen über Umlenkrollen 17 zum Steuerhebel 10 und bestehen aus zwei Teilen, die durch einen Spannhebel 15 und eine Spannschraube 16 verbunden werden. Zum Abnehmen der Ausleger 2 wird der Spannhebel 15 umgeklappt und der an den Tragflügeln befindliche Teil der hinteren Steuerseile 7 kann abgenommen werden. Die Ausleger 2 sind so angeordnet, daß sie einen positiven Anstellwinkel aufweisen und bei Fahrt eine stets nach oben gerichtete Kraft F, erzeugen, wie es F i g. 4 zeigt Zur Erzielung der optimalen Geschwindigkeit bei Tragflügelfahrt sollte der Luvausleger die Wasserlinie gerade nicht mehr berühren, jedoch ist die Kentersicherheit größer, wenn dieser etwas ins Wasser eintaucht Im Falle einer einfallenden Windbö wird der Luvausleger so weit aus dem Wasser herausgehoben und damit seine nach oben gerichtete Kraft F_a verringert bis die nach unten gerichtete Kraft der Luvtragflächen F_n, ausreicht, um das erhöhte Krängungsmoment auszugleichen.

In F i g. 1 ist zu sehen, daß der Trimmtragflügel 30 im wesentlichen aus zwei spitz zusammenlaufenden Tragflügeln 36 und einem waagrechten Tragflügelstück 37 besteht Der Trimmtragflügel 30 ist an zwei Rolltnschlitten 32 befestigt, die auf zwei parallelen Schienen 31 laufen, welche an ihrem vorderen Ende um einen Winkel von mindestens 75° hochgebogen und durch eine Querstrebe 34 verbunden sind.

Aufgabe des Trimmtragflügels 30 ist es, den erforderlichen Auftrieb F₀- zu erzeugen, um das Fahrzeuggewicht und die nach vorne gerichteten Windkräfte auszugleichen und wie aus Fig.6 ersichtlich, durch die Verschiebung seines Schwertschwerpunktes $ das Segelfahrzeug in Längsrichtung so auszutrimmen, daß es weder luv- noch leegierig ist Durch Verschieben des Trimmtragflügels aus dieser Lage kann das Segelfahrzeug ohne Zuhilfenahme des Ruders gesteuert werden. Die Trimmschot 35 besteht im wesentlichen aus einem Tau 38, dessen Enden an den Rollenschlitten 32 befestigt sind und das über zwei, an den hochgebogenen Enden der Schienen 31 befestigte Rollen 33 läuft sowie aus einer Talje 40, die mit einem Block etwa in der Mitte des Taus 38 angreift und deren zweiter Block zweckmäßigerweise am Kardangelenk 20 des Steuerhebels 10 befestigt ist

Der Steuerhebel 10 weist an seinem unteren Ende ein Kardangelenk 20 auf, das ein Schwenken des Steuerhebels um zwei Achsen, jedoch keine Drehung um seine Längsachse, ermöglicht In seinem unteren Bereich ist eine Schelle 21 befestigt, an der die hinteren Steuerseile 7 angreifen. Nach oben hin weist der Steuerhebel eine teleskopartige Verlängerung 14 auf, an deren Ende sich ein Griff 23 sowie eine Klemme 19 befinden. Die Trimmschot 35 wird zweckmäßigerweise durch den Steuerhebel hindurchgeführt und an der Klemme 19 belegt. Zum gleichsinnigen Verstellen der Anstellwinkel der Tragflügel 5 kann der Steuerhebel nach vorn oder hinten geschwenkt werden. Die hinteren Steuerseile 7 werden so an den Steuerhebel dicht über dem Kardangelenk, herangeführt, daß durch Ziehen des Steuerhebels nach Luv das zu den jeweiligen Luvtragflügeln gehörende hintere Steuerseil ebenfalls angezogen wird und ein proportional zur Auslenkung des Steuerhebels kleiner werdender Anstellwinkel bewirkt wird. Durch mehr oder weniger starkes Neigen des Steuerhebels nach vorne oder hinten kann gleichzeitig dazu der Anstellwinkel der Leetragflügel verändert werden.

Der Trimmtragflügel 30 wird durch Dichtholen der Trimmschot 35 nach vorne verschoben und durch Fieren aufgrund der Wirkung des Staudrucks nach achtern verschoben. Da die Trimmschot in Richtung der Längsachse des Steuerhebels geführt wird, können durch Schwenken der Trimmschot die Anstellwinkel der Tragflügel 5 verstellt werden. Wird die Trimmschot 35 an der teleskopartigen Verlängerung 14 des Steuerhebels 10 belegt so wird durch axiales Verschieben der Verlängerung des Steuerhebels ein feines Austrimmen des Segelfahrzeugs ermöglicht. Ist die Trimmschot ganz dicht geholt befinden sich die Rollenschlitten 32 im vorderen, hochgebogenen Teil der Schienen 31, und die Trimmtragflügeleinrichtung ist hochgeklappt, was für das Befahren flacher Gewässer vorteilhaft ist.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Segelfahrzeug ist ersichtlich, daß die seitlichen Ausleger 2 mittels einer Hydraulik 60 um zur Mittschiffsachse parallele Achsen

61 schwenkbar sind. Am Steuerhebel 10 ist eine steuerradähnliche Winsch 62 zur Bedienung der Trimmtragflügeleinrichtung angebracht Das in F i g. 3 dargestellte Segelfahrzeug weist mehrere seitliche Ausleger 2 auf, die wie in F i g. 2 hochgeklappt werden. Die Tragflügel S bewirken bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich einen Ausgleich der Windkraftmomente und aufgrund des Gewichtes des Segelfahrzeugs keine TragflQgelfahrt Es ist vorgesehen, daß die Tragflügel mit mindestens einem Steuerhebel, oder rechnergesteuert, über hydraulische Betätigungseinrichtungen verstellt werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Segelfahrzeug mit mindestens einem Paar Ober einen Steuerhebel winkelverstellbaren seitlichen Tragflügeleinrichtungen und einer nach vom hoch- s klappbaren Trimmtragflügeleinrichtung am Bug, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflügel (5) der seitlichen Tragflügeleinrichtungen drehbar in Schwertern (4) gelagert sind und gegen- und gleichsinnig über den Steuerhebel (10) verstellt werden können und daß die Trimmtragflügeleinrichtung mittels einer Trimmschot (35) gegen den Staudruck des Wassers in Fahrtrichtung auf zwei parallelen, an einem Ende hochgebogenen Schienen (31) verschiebbar angeordnet ist is

2. Segelfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerter (4) an profilierten Auslegern (2) befestigt sind, die beim Eintauchen eine nach oben gerichtete Kraft erzeugen.

3. Segelfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflügel (5) einen positiven Anstellwinkel durch Federn (8) erhalten.

4. Segelfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Trimmschot (35) in Richtung der Längsachse des Steuerhebels (10) geführt ist.

5. Segelfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (10) eine teleskopartige Verlängerung (14) aufweist, an deren Ende sich eine Klemme (19) für die Trimmschot (35) befindet

6. Segelfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulische Betätigungseinrichtungen zur Verstellung der Tragflügel (5) vorgesehen sind